1? 概述
??? 易燃易爆液體作為原料或產(chǎn)品普遍存在于化工生產(chǎn)過(guò)程中,因此,大部分化工企業(yè)普遍分布著或大或小的易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)。如石化生產(chǎn)企業(yè)的石腦油、乙烷、甲醇、乙醇、汽油、丙酮等儲(chǔ)罐區(qū);儲(chǔ)存企業(yè)的石油庫(kù)、危險(xiǎn)化學(xué)品倉(cāng)庫(kù)等儲(chǔ)罐區(qū)。由于易燃易爆液體儲(chǔ)存構(gòu)成危險(xiǎn)源的臨界量?jī)H20t,因此上述儲(chǔ)罐區(qū)一般都屬于重大危險(xiǎn)源。這些場(chǎng)所。事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)值高,波及面廣,事故后果嚴(yán)重,必須重點(diǎn)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。
??? 大量事故案例表明,火災(zāi)爆炸事故是易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)多發(fā)事故,究其原因,主要是易燃易爆液體本身固有的危險(xiǎn)性以及儲(chǔ)存設(shè)施不健全柑安全管理不利造成的。
??? 對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià),要想使得出的結(jié)論準(zhǔn)確、清晰、全面,就必須選擇恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方法。目前已開(kāi)發(fā)出數(shù)十種安全評(píng)價(jià)方法,由于每種評(píng)價(jià)方法均具有不同的特點(diǎn)和不同的適用范圍,因此,如果評(píng)價(jià)方法選擇不當(dāng),就可能得出不切合實(shí)際的評(píng)價(jià)結(jié)論。
??? 對(duì)一種可能發(fā)生的事故不但要知道其后果,而且要查明引起事故發(fā)生的直接原因,只有這樣,對(duì)其評(píng)價(jià)才有意義。因此,針對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故,應(yīng)從事故后果的嚴(yán)重程度、事故發(fā)生的概率以及導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因三方面人手進(jìn)行評(píng)價(jià),得出的結(jié)論才算完整。對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行定量評(píng)價(jià),要綜合各種評(píng)價(jià)方法的特點(diǎn)和實(shí)用性,如采用美國(guó)道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法,可以評(píng)價(jià)出火災(zāi)爆炸事故發(fā)生后的影響范圍,即暴露區(qū)域面積,并可以計(jì)算出暴露區(qū)域的財(cái)產(chǎn)和停工損失;還可以采用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法,從另一角度評(píng)價(jià)事故發(fā)生后其熱輻射強(qiáng)度對(duì)周?chē)O(shè)施、人員的傷害程度。采用這2種評(píng)價(jià)方法同時(shí)進(jìn)行定量評(píng)價(jià),可以從不同角度評(píng)判事故發(fā)生后的嚴(yán)重程度,并可以相互印證其評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用道化學(xué)和池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法定量分析事故的影響范圍和傷害程度后,還要尋找一種方法,評(píng)價(jià)導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因和求出事故發(fā)生的概率,事故樹(shù)分析法最具上述特點(diǎn)。因此,可利用事故樹(shù)分析法評(píng)價(jià)分析易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故原因。通過(guò)采用上述3種安全評(píng)價(jià)方法,對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故從不同角度進(jìn)行評(píng)價(jià),基本可以得出全面、清晰、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)論。
??? 下面以某瀝青廠汽油儲(chǔ)罐區(qū)的安全評(píng)價(jià)為例,采用以上3種方法對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行分析。
2? 實(shí)例分析
??? 某瀝青廠輕質(zhì)油罐區(qū)的防火堤長(zhǎng)105m、寬64m,防火堤內(nèi)有8個(gè)3000m3儲(chǔ)罐。其中2個(gè)汽油儲(chǔ)罐,6個(gè)柴油儲(chǔ)罐,防火堤中間的隔堤將2個(gè)汽油儲(chǔ)罐和2個(gè)柴油儲(chǔ)罐分割為一個(gè)區(qū)域。汽油泄漏易引起火災(zāi)爆炸事故,而且事故后果很?chē)?yán)重,本文以汽油泄漏引起的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。
? 2.1? 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法
??? 采用道化學(xué)公司(DOW)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法(第7版),確定火災(zāi)、爆炸的影響范圍。下面所有參數(shù)取值均來(lái)自該方法對(duì)應(yīng)的參數(shù)取值表,由于篇幅受限,表格略。
??? ①物質(zhì)系數(shù)MF的選取:查物質(zhì)系數(shù)和特性表,MF取16。
??? ②一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)9,的選?。喊ā盎鞠禂?shù)、防熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理與輸送、封閉單元或室內(nèi)單元、通道以及排放和泄漏控制”7個(gè)取值項(xiàng)。對(duì)應(yīng)的取值分別為:1、0、0、0.85、0.45、0、0.50。F1為7個(gè)取值之和,F(xiàn)1取2.80。
??? ③特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2的選?。喊ɑ鞠禂?shù)、毒性物質(zhì)、負(fù)壓操作、粉塵爆炸、壓力釋放等13個(gè)取值項(xiàng)。就汽油儲(chǔ)罐各項(xiàng)取值為:1、0.2、0、0.50、0、0.2、0、1.2、0.1、0.1、0、0、0。F2為13個(gè)取值項(xiàng)之和,F(xiàn)2取3.30。
??? ④單元危險(xiǎn)系數(shù)F3的計(jì)算:?jiǎn)卧kU(xiǎn)系數(shù)F3的值為一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)廠,與特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2的乘積。計(jì)算F3為9.24。
??? ⑤火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI的計(jì)算:火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F&EI是工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF的乘積。計(jì)算F&EI為147.84。查該方法相應(yīng)的火災(zāi)、爆炸指數(shù)與危險(xiǎn)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表,得出,汽油儲(chǔ)罐一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,其危險(xiǎn)等級(jí)屬于很大。
??? ⑥爆炸影響半徑計(jì)算:爆炸半徑計(jì)算公式為:
?? R=0.256x(F&E1)=0.256x147.84=37.84m。
??? ⑦爆炸影響面積計(jì)算:爆炸影響面積
??? S=3.14R2=4498.43m2。
??? 由于事故影響范圍內(nèi)的財(cái)產(chǎn)價(jià)值估汁有困難,所以一般只評(píng)價(jià)到影響面積即可。
??? ⑧安全措施補(bǔ)償:安全措施可以分為3類(lèi),分別為工藝控制、物質(zhì)隔離和防火措施。查安全措施補(bǔ)償系數(shù)表,經(jīng)過(guò)計(jì)算,采取補(bǔ)償措施后,汽油儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的損失可以降低到未采取安全措施損失的70%。
? 2.2? 池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法
??? 采用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法進(jìn)—步確定影響程度,被評(píng)價(jià)的汽油罐區(qū)防火堤長(zhǎng)105m、寬32m、高約1.2m。罐體一旦破裂或操作失誤外溢,液體將立即沿著地面擴(kuò)散,將一直流到防火堤邊,形成液池。遇明火將形成池火。
?①池火火焰高度計(jì)算式中:?
??? h——火焰高度,m;
??? r--液池當(dāng)量園半徑,
??? r=(105X32/3.14)0.5=31.71m;??? .
??? Po——周?chē)諝饷芏?,p0=1.293kg/m3;(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài));
??? g——重力加速度,9.8m/s2;
??? dm/dt——燃燒速度,dm/dt=0.086kg/m2·s(查可然液體燃燒速度表)。
??? 經(jīng)計(jì)算,池火燃燒火焰高度h=77.74m。
??? ③目標(biāo)入射熱輻射強(qiáng)度
??? 距離池中心某一距離(x)處的入射熱輻射強(qiáng)度為:
式中:?????
????? 1——熱輻射強(qiáng)度,W/m2;
????? Q——總熱輻射通量,w;
????? tc——熱傳導(dǎo)系數(shù),取值為1;
????? x——目標(biāo)點(diǎn)到液池中心距離,m。
??? 汽油罐區(qū)東北25m處為加壓泵房系統(tǒng),西北100m處為廠區(qū)鍋爐房,其余鄰面無(wú)設(shè)施,因此取x=25、lOOm計(jì)算I值。為了進(jìn)一步查明其影響范圍程度以及驗(yàn)證前述道化學(xué)方法評(píng)價(jià)結(jié)淪的準(zhǔn)確性,再取x=30、37.85、45、55、65、75、85、100計(jì)算其對(duì)應(yīng)的I值。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。
???? 火災(zāi)損失:火災(zāi)通過(guò)熱輻射方式影響周?chē)h(huán)境。當(dāng)火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度足夠大時(shí),可使周?chē)奈矬w燃燒或變形,強(qiáng)烈的熱輻射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員傷亡等。