事故后果模擬計算

1、事故后果模擬中毒有毒物質(zhì)泄漏后生成有毒蒸氣云，它在空氣中飄移、擴(kuò)散，直接影響現(xiàn)場人員，并可能波及居民區(qū)。大量劇毒物質(zhì)泄漏可能帶來嚴(yán)重的人員傷亡和環(huán)境污染。毒物對人員的危害程度取決于毒物的性質(zhì)、毒物的濃度和人員與毒物接觸時間等因素。有毒物質(zhì)泄漏初期，其毒氣形成氣團(tuán)密集在泄漏源周圍，隨后由于環(huán)境溫度、地形、風(fēng)力和湍流等影響氣團(tuán)飄移、擴(kuò)散，擴(kuò)散范圍變大，濃度減小。在后果分析中，往往不考慮毒物泄漏的初期情況，即工廠范圍內(nèi)的現(xiàn)場情況，主要計算毒氣氣團(tuán)在空氣中飄移、擴(kuò)散的范圍、濃度、接觸毒物的人數(shù)等。有毒液化氣體容器破裂時的毒害區(qū)估算液化介質(zhì)在容器破裂時會發(fā)生蒸氣爆炸。當(dāng)液化介質(zhì)為有毒物質(zhì)，如液氯、液氨、

2、二氧化硫、硫化氫、氫氰酸等，爆炸后若不燃燒，會造成大面積的毒害區(qū)域。設(shè)有毒液化氣體質(zhì)量為W（單位：kg）,容器破裂前器內(nèi)介質(zhì)溫度為t（單位：C）,液體介質(zhì)比熱為C單位：kJ/（kgC）。當(dāng)容器破裂時,器內(nèi)壓力降至大氣壓,處于過熱狀態(tài)的液化氣溫度迅速降至標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)t0（單位：C）,此時全部液體所放出的熱量為：Q=WC（tt。）設(shè)這些熱量全部用于器內(nèi)液體的蒸發(fā)，如它的氣化熱為g（單位：kJ/kg）,則其蒸發(fā)量：wQW-C(t-to)W=0-qq如介質(zhì)的分子量為M,則在沸點(diǎn)下蒸發(fā)蒸氣的體積Vg(單位：m3)為：“22.4W273+122.4W-C(t-1)273+1V=o=-ogM273M273為便于

3、計算，現(xiàn)將壓力容器最常用的液氨、液氯、氫氰酸等的有關(guān)物理化學(xué)性能列于表2-3中。關(guān)于一些有毒氣體的危險濃度見表2-4。若已知某種有毒物質(zhì)的危險濃度，則可求出其危險濃度下的有毒空氣體積。如二氧化硫在空氣中的濃度達(dá)到0.05%時，人吸入510min即致死，則Vg的二氧化硫可以產(chǎn)生令人致死的有毒空氣體積為：V=VgX100/0.05=2000Vg。假設(shè)這些有毒空氣以半球形向地面擴(kuò)散，則可求出該有毒氣體擴(kuò)散半徑為：R=IVg/c32.0944式中R有毒氣體的半徑，m；Vg有毒介質(zhì)的蒸氣體積，m3；C有毒介質(zhì)在空氣中的危險濃度值，。表2-3一些有毒物質(zhì)的有關(guān)物化性能物庾名稱1啜液體平均比瘦QWkgT弋-

4、0汽化鷄g八kpkgT)17-334砧I.SXIO371-34仏弼二氣化it64-10.S1.W3.93X102丙烯匪%.O6N152.31.885.73xitf27.0325,7乳339.75X10=四ufta76,80.85lixlO2表2-4有毒氣體的危險濃度物庚名稱510min致死的KA0-5-1h致死的性度他吸人0,5-1h致蠱病的ifeffi/%0,5氯0.09(L0035TL0050+00!4-D+0021二:mt碗0.050,053-0.063(,015-0.01?輒1K醸0,0270口一0血40.010-08*0-1O.OttTLOS0.036-0,05二氧化輒0.050+0

5、32-0.fl53Q.011-0.021舉例液氨事故后果模擬計液氨儲罐破裂時，氨氣泄漏后生成的有毒蒸氣云團(tuán)，隨著環(huán)境溫度、地形、風(fēng)力和湍流的影響使蒸氣云團(tuán)漂移、擴(kuò)散，會造成大面積的毒害區(qū)域，直接使現(xiàn)場和周圍人員中毒。氨對人員的危害程度取決于氨的性質(zhì)、濃度和人員與毒物接觸的時間等因素。1) 擴(kuò)散半徑計算液氨站有2臺200m3的液氨儲罐，假設(shè)1臺球罐發(fā)生破裂，液氨全部泄出，氨氣以半球形向地面擴(kuò)散，則氨氣擴(kuò)散半徑為：R=iVg/c=Vg/c3_32.094423式中：R-氨氣擴(kuò)散半徑，mVg-氨氣的體積，m3C-氨氣在空氣中的危險程度，%200m3液氨儲罐中液氨的質(zhì)量為W=136xl03kg，其蒸氣

6、體積：=22.4W.Cp(t-to)273+tVg=MQ273式中：W-氨氣質(zhì)量，kgCp-液氨比熱，kJ/kg.Ct-氨儲罐破裂前液氨溫度，Cto-液氨沸點(diǎn)，CM-氨的分子量Q-氨的氣化熱，kJ/kg計算：V=22.4xl36000x4.625-(-33)273+(-33)=306803Vg-17x1.37x103273_30680m3空氣中氨氣濃度達(dá)0.5%時，人吸入5l0min致死，可產(chǎn)生令人致死的有毒空氣體積為：v=vg/c=vgx100/0.5=200vg=200x30680=6136000m3假設(shè)這些有毒空氣以半球形擴(kuò)散，有毒氣體擴(kuò)散半徑為：Vg/c6136000R=3=丸2929

7、.72=143m2.09442.0944假設(shè)1臺球罐中的液氨泄漏1/2、1/4，則其擴(kuò)散半徑分別為：R=/Vg/C=3068000=V1464859=113m(100m3液氨泄漏)2.09442.0944R=3：Vg/c=11534000=3732430=90m(50m3液氨泄漏)32.09442.09442) 液氨泄漏事故后果分析200ms液氨泄漏,氨氣擴(kuò)散半徑達(dá)143m氨氣濃度可達(dá)).5%，人吸入510min致死。 I00m3液氨泄漏,氨氣擴(kuò)散半徑達(dá)13m氨氣濃度可達(dá)）.5%,人吸入510min致死。 50m3液氨泄漏，氨氣擴(kuò)散半徑迦0m,氨氣濃度可達(dá)0.5%,人吸入510min致死。3）

8、液氨泄漏后的防護(hù)距離參照北美化學(xué)事故應(yīng)急響應(yīng)指南（2000年版）給出的液氨泄漏擴(kuò)散預(yù)測分析方法，對液氨儲罐可能發(fā)生的泄漏影響范圍進(jìn)行分析，得出泄漏后最初30min液氨擴(kuò)散范圍如下表所示：液氨泄漏后最初30min擴(kuò)散范圍（單位：m）物質(zhì)名稱小量泄漏大量泄漏隔離距離下風(fēng)向防護(hù)距離隔離距離下風(fēng)向防護(hù)距離白天夜晚白天夜晚液氨3020030095300800注：小量泄漏是指小包裝泄漏或大包裝小泄漏，其泄漏量小于或等于200L；大量泄漏是指大包裝泄漏或許多小包裝同時泄漏，其泄漏量大于200L；隨著時間的延長，影響的范圍還會繼續(xù)擴(kuò)大。液氨泄漏影響范圍理論預(yù)測如下圖所示（圖中的初始隔離區(qū)是指泄漏源周圍的區(qū)域，

9、該區(qū)域的人員可能因吸入氨蒸汽而危及生命；防護(hù)區(qū)是指泄漏源下風(fēng)向一矩形區(qū)域，矩形區(qū)域的長度、寬度稱為防護(hù)距離。在該區(qū)域內(nèi)如不采取防護(hù)措施，可能使人致殘或產(chǎn)生嚴(yán)重的或不可逆的健康危害）：1/2防護(hù)距離1/2防護(hù)距離4.3.3安全防護(hù)措施從液氨爆炸沖擊波和泄漏中毒事故后果分析可以看出，氨氣泄漏擴(kuò)散將對擴(kuò)散范圍內(nèi)的人員和建筑物造成極大危害。故應(yīng)根據(jù)泄漏擴(kuò)散區(qū)域的范圍和特點(diǎn)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求安裝有毒、可燃?xì)怏w泄漏檢測報警儀，確保出現(xiàn)泄漏時能及時發(fā)現(xiàn)和處理。對球罐以及壓力表、安全閥、液位計、緊急切斷閥等安全附件應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和檢驗檢測，確保靈活好用，杜絕跑冒滴漏。現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置風(fēng)向標(biāo)，發(fā)生事故時能根

10、據(jù)風(fēng)向標(biāo)的指示和風(fēng)速情況，按預(yù)定的救援預(yù)案，通知在影響區(qū)域范圍內(nèi)的人員疏散、撤離，減少事故造成的損失和人員傷害。企業(yè)負(fù)責(zé)人應(yīng)對生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的危險因素有充分的認(rèn)識和足夠的重視，做好事故預(yù)防：加強(qiáng)安全管理、提高安全技術(shù)；設(shè)置暢通的通信裝置、有效的報警系統(tǒng)，配備熟悉掌握其使用程序和方法的操作人員；配備足夠、適用的消防器材和設(shè)施；制定完善、操作性強(qiáng)的應(yīng)急救援預(yù)案并定期演練，以確保事故發(fā)生時能及時控制，并把損失減到最低程度。液氯事故后果模擬計算氯是一種劇毒性物質(zhì)，若鋼瓶破裂，液氯泄漏后迅速氣化，向四周擴(kuò)散，會造成大面積的毒害區(qū)域。氯對人員的危害程度取決于氯的性質(zhì)、濃度和與毒物接觸的時間等因素。氯氣

11、泄漏后生成的有毒蒸氣云團(tuán)，隨著環(huán)境溫度、地形、風(fēng)力和湍流的影響使蒸氣云團(tuán)漂移、擴(kuò)散，直接使現(xiàn)場和周圍人員中毒。3.2.3.1 氯氣泄漏擴(kuò)散半徑計算若生產(chǎn)區(qū)有1只液氯鋼瓶破裂，假設(shè)氯氣以半球形沿地面向四周擴(kuò)散，則氯氣擴(kuò)散半徑為：R=IVg/C=Vg/c，立一32094423式中R一氯氣擴(kuò)散半徑，mVg氯氣的體積，m3C氯氣在空氣中的危險程度，%1只液氯鋼瓶中液氯的質(zhì)量為W=1000kg，其蒸氣體積為：22.4W.Cp(t-to)273+tVg=XMQ273式中：W一氯氣質(zhì)量，kgCp一液氯比熱，kJ/kgCt一鋼瓶破裂前液氯溫度，Cto液氯沸點(diǎn)，CM氯的分子量，71Q氯的氣化熱，kJ/kg經(jīng)計算

12、得：Vg=22.4X1000X0.9625(34)71X2.89X102273+(-34)273=54.13m31）當(dāng)空氣中氯氣濃度達(dá)0.09%時，氯氣擴(kuò)散半徑為：R=3：Vg/c=3：54.13/.9/1=30.62m2.09442.09442）當(dāng)空氣中氯氣的濃度達(dá)0.0035%時，氯氣的擴(kuò)散半徑為：54.13/0.0035/1002.0944=90.35m3）當(dāng)空氣中氯氣的濃度達(dá)0.0014%時，氯氣的擴(kuò)散半徑為：=122.67mR二,54.13/0.0014/10032.09443.2.3.2 1000kg液氯泄漏事故后果分析 氯氣擴(kuò)散半徑達(dá)30.62m時，氯氣濃度可達(dá)0.09%，人吸入

13、510min致死。 氯氣擴(kuò)散半徑達(dá)90.35m時，氯氣濃度可達(dá)0.0035%,人吸入0.51h致死。 氯氣擴(kuò)散半徑達(dá)122.67m時，氯氣濃度可達(dá)0.0014%,人吸入0.51h致重病。通常情況下,液氯鋼瓶泄漏后,現(xiàn)場有毒氣體檢測報警設(shè)施將發(fā)出警示信號,值班人員進(jìn)行及時堵漏搶修處理,氯氣蒸發(fā)量一般小于上述值。特別是當(dāng)液氯鋼瓶泄漏點(diǎn)在上部時,液氯泄漏后沿著器壁流淌在地面上,氯氣蒸發(fā)吸熱使容器降溫,器壁表面結(jié)冰,減弱了液氯繼續(xù)通過器壁從空氣中吸熱蒸發(fā),從而降低了蒸發(fā)速度。但若應(yīng)急處理不當(dāng)，采用水噴淋鋼瓶的方法減少液化介質(zhì)的蒸發(fā)時，往往由于水的溫度高于介質(zhì)溫度，反而增加了介質(zhì)的蒸發(fā)。3.2.3.3 針對液氯的特性和事故特點(diǎn)，應(yīng)采取的事故預(yù)防措施 氯氣的擴(kuò)散不是均勻地向四周擴(kuò)散，而是大部分延地面向下風(fēng)向擴(kuò)散，因此，企業(yè)應(yīng)在顯著位置設(shè)置風(fēng)向標(biāo)，引導(dǎo)職工在液氯泄漏時向側(cè)風(fēng)向跑，盡快脫離危險區(qū)。 根據(jù)安全生產(chǎn)法規(guī)定，企業(yè)對重大危險源要登記建檔，進(jìn)行定期檢測、評價、監(jiān)督控制，制定事故應(yīng)急救援預(yù)案，告知從業(yè)人員和相關(guān)人員在緊急情況下應(yīng)當(dāng)采取哪些應(yīng)急措施。并將本單位重大危險源及有關(guān)措施、應(yīng)急救援預(yù)案上報地方人民政府