天然氣分布式能源站項目環(huán)境風險分析方案

天然氣分布式能源站項目環(huán)境風險分析方案環(huán)境風險評價的目的是分析和預測建設項目存在的潛在危險、有害因素，建設項目建設和運行期間可能發(fā)生的突發(fā)性事件或事故（一般不包括人為破壞及自然災害），引起有毒有害和易燃易爆等物質(zhì)泄漏，所造成的人身安全與環(huán)境影響和損害程度，提出合理可行的防范、應急與減緩措施，以使建設項目事故率、損失和環(huán)境影響達到可接受水平。環(huán)境風險評價重點是事故對廠（場）界外人群的傷害、環(huán)境質(zhì)量的惡化和對生態(tài)系統(tǒng)影響的防護。1.1風險評價基本情況1.1.1風險評價等級按《建設項目環(huán)境風險評價技術(shù)導則》（HJ/T167-2004）所提供的方法，根據(jù)項目的物質(zhì)危險性和功能單元重大危險源判定結(jié)果，以及環(huán)境敏感程度等因素確定項目風險評價工作級別。風險評價工作級別按下表1.1-1劃分。表1.1-1風險評價工作級別（HJ/T167-2004）項目劇毒危險性物質(zhì)一般毒危險性物質(zhì)可燃、易燃危險性物質(zhì)爆炸危險性物質(zhì)重大危險源一二一一非重大危險源二二二二環(huán)境敏感地區(qū)一一一一 根據(jù)《危險化學品重大危險源辨識》（GB18218-2009），項目使用燃料天然氣（主要成分為甲烷＞99%，其余為氮氣等）屬于危險化學品。項目化學品使用和儲存單元的重大危險源辨識見表1.1-2。表1.1-2本項目重大危險源辯識本項目最大存在量(t)臨界量(t)是否重大危險源天然氣2350否氨4.410否根據(jù)《重大危險源辨識》（GB18218-2009）及《危險化學品名錄》，項目使用的天然氣屬于危險化學品。項目所有生產(chǎn)單元和儲存單元均不構(gòu)成重大危險源。項目所在區(qū)域環(huán)境不屬規(guī)定的敏感區(qū)，故本次環(huán)境風險評價按二級進行。1.1.2風險評價范圍根據(jù)風險評價導則，項目風險評價范圍為以項目廠區(qū)周邊3km范圍內(nèi)。1.2項目風險識別1.2.1物料危險性分析物料危險性判別標準見表1.2-1。（主要成分為甲烷＞99%，其余為氮氣等）1.2-2。表1.2-1物質(zhì)危險性標準類別序號LD50（大鼠經(jīng)口）（mg/kg）LD50（大鼠經(jīng)皮）（mg/kg）LD50（大鼠吸入，4h）（mg/l）備注有毒物質(zhì)1＜5＜1＜0.01劇毒物質(zhì)25＜LD50＜2510＜LD50＜500.1＜LD50＜0.5325＜LD50＜20050＜LD50＜4000.5＜LD50＜2一般毒物易燃物質(zhì)1可燃氣體：在常壓下以氣態(tài)存在并與空氣混合形成可燃混合物；其沸點（常壓下）是20℃或以下的物質(zhì)2易燃液體：閃點低于21℃，沸點高于20℃的物質(zhì)3可燃液體：閃點低于55℃，壓力下保持液態(tài)的物質(zhì)爆炸性物質(zhì)在火焰影響下可以爆炸，或者對沖擊、摩擦比硝基苯更為敏感的物質(zhì) 表1.2-2主要危險物料特性一覽表物質(zhì)名稱危險類別閃點（℃）引燃溫度（℃）爆炸下限（%）爆炸上限（%）火災危險性毒性特征毒性分級CH4易燃氣體-1905955.315.1甲吸入-大鼠LC50:658mg/L,4小時無毒1.2.2項目生產(chǎn)過程中風險識別由于項目涉及的危險化學品為天然氣，直接由園區(qū)管道提供，不在廠區(qū)內(nèi)貯存，不構(gòu)成重大危險源。從各物料特性和儲存量分析，本項目若發(fā)生風險事故，容易對廠界內(nèi)的工作人員造成一定程度的危害，對周圍環(huán)境的影響不大。1.2.3潛在事故分析（1）生產(chǎn)過程的風險識別將生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能存在的風險因素列于下表，詳見下表。表1.2-3生產(chǎn)過程風險識別生產(chǎn)環(huán)節(jié)危險物質(zhì)主要危害因素產(chǎn)生部位鍋爐甲烷火災泄漏、中毒燃氣鍋爐、管道、汽輪機等鍋爐氨泄露、中毒氨水存放處、SNCR系統(tǒng)（2）運輸工程中危險因素識別原料天然氣通過管道輸送至本項目，屬短距離管線，其危險因素主要為管道泄漏引起的火災、爆炸、中毒、污染等事故，詳見下表。表1.2-4運輸環(huán)節(jié)風險識別風險范圍風險裝置風險物質(zhì)風險類型裝置名稱數(shù)量（個）容積m3運輸系統(tǒng)天然氣運輸管道//天然氣（CH4）泄漏、燃爆（3）其他因素可能引發(fā)事故風險的因素還有戰(zhàn)爭、自然災害、人為破壞等因素。前兩個因素為不可抗拒因素，后一個因素只要加強防范管理還是可以避免的。1.2.4同類事故回顧化工行業(yè)的突發(fā)性事故主要表現(xiàn)為反應器的爆炸或破裂和貯罐、管道的泄漏，以及原料、產(chǎn)品運輸途中的泄漏、交通事故和爆炸事故。因此本風險評價著重對近兩年國內(nèi)外相關裝置發(fā)生過的幾起典型的事故案例。實例一：克里夫蘭液化天然氣儲罐事故（ClevelandLNGtankaccident）是世界上首次天然氣事故。在1944年10月20日美國俄亥俄州克里夫蘭，屬東俄亥俄州天然氣公司的液化天然氣陸上儲罐發(fā)生泄漏，其原因是那時鋼材含鎳量非常低，這種脆性鋼材暴露在極冷的液化天然氣中時，發(fā)生裂縫引發(fā)著火。儲罐周圍沒有設置擋土墻，蔓延到城市下水道系統(tǒng)，沖擊面廣，爆炸劇烈，造成128人死亡，200～400人燙傷。實例二：2007年11月24日，中國石油天然氣股份有限公司上海銷售分公司租賃經(jīng)營的浦三路油氣加注站，在停業(yè)檢修時發(fā)生液化石油氣儲罐爆炸事故，造成4人死亡、30人受傷，周圍部分建筑物等受損，直接經(jīng)濟損失960萬元。這是一起因施工作業(yè)人員違章作業(yè)、工程項目管理混亂引發(fā)的較大生產(chǎn)安全責任事故。液化石油氣儲罐用氮氣卸料后沒有置換清洗，儲罐內(nèi)仍殘留液化石油氣；在進行管道氣密性試驗時，沒有將管道與液化石油氣儲罐用盲板隔斷，致使壓縮空氣進入了液化石油氣儲罐，儲罐內(nèi)液化石油氣與壓縮空氣混合，形成爆炸性混合氣體；因違章電焊動火作業(yè)，引發(fā)試壓系統(tǒng)發(fā)生化學爆炸，導致事故發(fā)生。實例三：2007年6月5日，在國道314線高速公路新疆和碩縣榆樹溝路段，一輛車牌號為新J-13974的液化氣車與一輛拉運牲畜的黑龍江牌照的貨車發(fā)生追尾事故，導致液化氣發(fā)生泄漏。車上裝有19噸液化氣，罐體出現(xiàn)裂縫，并發(fā)出很大的聲音，距離事發(fā)現(xiàn)場1.5公里處都能聽到。接到報警后，和碩至烏魯木齊方向的高速公路開始封閉。交警在現(xiàn)場周圍設置了三道封閉線，事發(fā)地1.5公里禁止行人和車輛通行。以上的事例的發(fā)生主要原因是管理不善，職工素質(zhì)較低、經(jīng)驗不足、違規(guī)操作、安全意識淡漠以及設備陳舊等問題，事故后果是造成人員傷亡與財產(chǎn)損失。因此本工程必須嚴格按國家“安全生產(chǎn)”的要求和項目《安全預評價報告》的要求制定生產(chǎn)規(guī)章和規(guī)范，加強對職工的教育，制定應急預案，完善生產(chǎn)設備，最大限度的杜絕泄漏、爆炸事項的發(fā)生。在生產(chǎn)過程中只要嚴格遵守操作規(guī)程并定期檢修、維護貯罐、設備及管道、閥門等設備的完好率，出現(xiàn)物料泄漏的幾率是非常低的，項目發(fā)生有毒物質(zhì)泄漏的風險隱患很低。1.3源項分析1.3.1事故統(tǒng)計及最大可信事故對擬建項目來說，事故可能發(fā)生的概率是非常重要的數(shù)據(jù)，利用相關型裝置發(fā)生事故的類比統(tǒng)計資料，確定事故發(fā)生的頻率。1.3.2事故樹分析項目風險事故主要是泄漏、火災及爆炸事故對環(huán)境的影響。儲罐、管道系統(tǒng)事件樹見圖1.3-1。從圖1.3-1中可知，燃燒爆炸是由兩個“中間事件”(設備泄漏、火源)同時發(fā)生所造成的。防止設備物料泄漏是防止發(fā)生燃爆事故的關鍵。另外，加強管線安全管理，采取避雷和防靜電措施，嚴禁吸煙和動用明火，防止鐵器撞擊，防止產(chǎn)生靜電火花等，也是防止燃爆事故發(fā)生的必要條件。圖1.3-1儲罐管道系統(tǒng)事件樹示意圖從圖1.3-1中可知，管道設備物料泄漏，可能引起燃爆危害事故或擴散污染事故。風險事故對環(huán)境的影響與泄漏時間及各種應急處理措施的有效性密切相關。1.3.3最大可信事故類型及概率本項目的風險物質(zhì)是天然氣（甲烷），所有危險品均有易燃易爆、泄漏中毒的風險隱患。本項目不設天然氣貯罐，天然氣由管道輸送入廠后送鍋爐使用，一旦天然氣發(fā)生泄漏、遇火發(fā)生爆炸，對外界環(huán)境也會產(chǎn)生一定影響，因此本項目將天然氣管道泄漏、燃爆作為環(huán)境風險評價的主要內(nèi)容。據(jù)有關資料，化工企業(yè)主要類型及發(fā)生概率見表下表：表1.3-1化工企業(yè)主要事故發(fā)生概率統(tǒng)計表事故名稱發(fā)生概率（次/年）備注管道、輸送泵、槽車等損壞泄漏10-1可能發(fā)生管道、貯槽、反應釜等破損泄漏10-2偶爾發(fā)生管線、閥門、貯槽等嚴重泄漏10-3偶爾發(fā)生貯槽等出現(xiàn)重大爆炸、爆裂10-4極少發(fā)生重大自然災害事故10-5～10-6很難發(fā)生由上表，管線、閥門、貯槽等發(fā)生重大事故的概率為10-3及以下。據(jù)有關資料統(tǒng)計，國內(nèi)儲罐物料泄漏事故概率約0.5～1×10-4。據(jù)中石化總公司編制的《石油化工典型事故匯編》中論述的1983～1993年間774例典型事故進行統(tǒng)計分析得知：國內(nèi)石化企業(yè)四大行業(yè)煉油、化工、化肥、化纖的生產(chǎn)裝置事故發(fā)生率占全行業(yè)比例分別為37.85%、16.02%、1.65%、9.04%。據(jù)《世界石油化工企業(yè)特大型事故匯編1996～1987年》，損失超過1000萬美元的特大型火災爆炸事故按裝置分布統(tǒng)計分析見下表，事故原因分析見下表。表1.3-2世界石油化工企業(yè)特大型事故按裝置分布裝置類罐區(qū)聚乙烯等乙烯加工天然氣輸乙烯加氫催化空分比率16.89.51.71.47.37.37.3裝置類烷基化油船焦化蒸餾溶劑脫瀝橡膠合成氨比率6.36.34.23.163.161.11.1表1.3-3事故原因頻率分布序號事故原因事故次數(shù)（件）事故頻率（％）順序1閥門管線泄漏3435.112泵設備故障1811.223操作失誤1515.634儀表電氣失靈1212.445反應失靈1010.456雷擊自然災害81.46由上表可知，閥門管線泄漏事故率最高35.1%，事故頻率很低。根據(jù)《環(huán)境風險評價使用技術(shù)與方法》中統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)化工裝置典型事故風險概率在1×10-5/年。本項目裝置工藝較成熟，同時在生產(chǎn)中采取嚴格的安全防護措施，極大的降低了有毒有害物料泄漏事故的發(fā)生概率，故評價確定項目天然氣管線泄漏事故概率為1×10-5/年左右。1.3.4熱輻射危害預測液化天然氣管道泄漏遇火時將發(fā)生燃爆事故，在燃燒時后將鏟射功能熱輻射，對一定距離范圍內(nèi)人員、建筑等造成傷害。（1）熱輻射危害預測公式火災事故的熱輻射危害可采用穆爾斯（Moorhowse）和普里恰特（Prichard）提出的經(jīng)驗公式進行估算。熱輻射的最大半徑Rf(m)(火球半徑)Rf(m)=2.665×M0.327式中，M為可燃物質(zhì)釋放的質(zhì)量，kg。熱輻射(火球)持續(xù)時間Tf(S)Tf=1.089×M0.327在火球持續(xù)時間內(nèi)，距火球中心r米處的輻射能量H：式中，T為空氣的傳導系數(shù)，為保險起見可取T=1.0。；Q為燃燒時能量釋放率，Q=η×He×M÷Tf，J/s；He為燃燒熱（J/kg）；η為燃燒效率，η=0.27×P0.32，P為物質(zhì)的飽和蒸氣壓，MPa。計算有關參數(shù)見表1.3-4表1.3-4危險物料的燃燒熱與飽和蒸汽壓物料甲烷He（106J/kg）49.4飽和蒸氣壓，MPa0.05332（2）計算結(jié)果用上述公式可估算本項目甲烷發(fā)生火災事故后可能產(chǎn)生的危害情況，具體結(jié)果詳見下表。表1.3-5熱輻射危害范圍地點甲烷可燃物質(zhì)釋放量(一個罐)(kg)910火球半徑Rf（m）24.7火球持續(xù)時間Tf(S)10.1Q(J/s)470.34距火球不同距離處的輻射能量H(KW/m2)3.18m37.53.85m25.55.50m12.59.72m4.015.37m1.6（3）火災后果評價熱輻射造成的損害可由接受熱輻射能量的大小來衡量，接受熱輻射能量通常用單位面積受到的輻射功率大小來計。熱輻射通量對應的損害情況見下表。表1.3-6熱輻射通量對應的損害情況熱輻射通量（KW/m2）對設備的損害對人體的損害危害級別37.5操作設備全部損壞1%死亡/10秒100%死亡/1分鐘A25.5在無火焰，長時間輻射下，木材燃燒的最小能量重大損傷/10秒100%死亡/1分鐘B12.5有火焰，木材燃燒塑料熔化的最低能量1度燒傷/10秒1%死亡/1分鐘C4.020秒以上感覺疼痛D1.6長期輻射，無不舒服E從上表的預測結(jié)果可以看出，若本項目中液化天然氣物料貯罐發(fā)生火災，火球半徑分別為15.37m。A級危害范圍分別為0～3.18m，屬于火災嚴重危害區(qū)域；B級、C級危害范圍為3.18～5.5m，屬于中等危害區(qū)域；5.5m-9.72m屬于一般危害區(qū)域；天然氣火災事故對距泄漏點15.37m內(nèi)影響較嚴重。距本項目200m范圍內(nèi)保護目標為某市第一人民醫(yī)院醫(yī)院門診樓、住院樓、行政科研樓，根據(jù)預測結(jié)果火災最大影響半徑為15.37m，廠區(qū)內(nèi)無居住人群，僅有正常生產(chǎn)時的廠區(qū)生產(chǎn)員工，根據(jù)調(diào)查估算，該范圍內(nèi)的人員約13人（本項目工作人員）。1.3.5爆炸預測結(jié)果（1）蒸氣云爆炸模型a)死亡半徑R1該區(qū)內(nèi)的人員如果沒有防護，則被認為無例外地蒙受嚴重傷害或死亡，其內(nèi)徑為零，外徑為R0.5。R1＝13.6×（WTNT/1000）0.37；其中：WTNT—儲罐爆炸的TNT當量。WTNT=αWfQf/QTNT×1.8WTNT—儲罐爆炸TNT當量；Α—蒸氣云當量系數(shù)；取0.04；Wf —儲罐物質(zhì)最大存量，kg；Qf —物質(zhì)的爆熱，KJ/kg；QTNT—TNT的爆熱；4520kJ/kg；1.8—地面爆炸系數(shù)。b)重傷區(qū)該區(qū)內(nèi)的人員如果沒有防護，則絕大多數(shù)遭受嚴重傷害，極少數(shù)人可能死亡或受輕傷。其內(nèi)徑為R0.5，外徑為Rd0.5，代表該處人員因沖擊波作用，耳膜破裂地概率為0.5，它要求地沖擊波峰值超過44000Pa。這里應用超壓準則進行計算，即：ΔPS=44000/P0=0.4344ΔPS=0.137Z-3 +0.119Z-2+0.269Z-1-0.091 1<ΔPS>10;R—目標到爆源的水平距離，m；P0—環(huán)境壓力，Pa；ΔPS—沖擊波超壓；c)財產(chǎn)破壞半徑R財＝K·WTNT1/3/[1+(3175/WTNT)2]1/6其中：K—破壞系數(shù)，取K＝5.6；其他同前。（2）爆炸事故后果預測結(jié)果見下表表1.3-7蒸氣云爆炸預測結(jié)果危險源爆熱KJ/Kg儲罐物質(zhì)最大存量KgWTNT,kgTNT死亡半徑，m重傷外徑，m財產(chǎn)破壞半徑，m甲烷164451700000×0.71979223.4341.572.63爆炸時以“無影響”的損害距離作為安全防護距離，即最近的建筑物到各類危險源外徑的距離應分別為72.63m，也要求各危險源周圍的安全距離達到以上距離。爆炸影響范圍以影響程度最大的為標準。（3）爆炸沖擊波危害后果根據(jù)以上計算結(jié)果，當天然氣分別發(fā)生爆炸時，死亡半徑為3.43米；重傷半徑別為41.5米；財產(chǎn)破壞半徑為72.63m，因此爆炸將會造成廠區(qū)內(nèi)一定的人員人身傷害和經(jīng)濟損失。距本項目100m范圍內(nèi)保護目標為醫(yī)院門診樓、住院樓、行政科研樓，根據(jù)預測結(jié)果爆炸最大影響半徑為72.63m，根據(jù)調(diào)查估算，該范圍內(nèi)的人員約1000人。1.3.6風險可接受水平分析風險值是風險評價表征量，包括事故的發(fā)生概率和事故的危害程度。定義為：各行業(yè)事故至死率參照英國各種行業(yè)事故致死率FAFR值，F(xiàn)AFR值與見風險值換算見下表。表1.3-8英國各種行業(yè)事故致死率表類型FAFR制衣和制鞋業(yè)0.15汽車工業(yè)1.3化工3.5鋼鐵行業(yè)8農(nóng)業(yè)10捕魚35煤礦40鐵路45建筑67飛機乘務員250表1.3-9風險值與FAFR換算表工時風險值（死亡/年）FAFR一年工作300天1.80×10-51每天6h15.56×104一年工作300天2.38×10-51每天8h14.20×104由于本項目的主要風險源為天然氣管道，因此本項目風險值參照化工行業(yè)風險值，經(jīng)換算，項目可接受風險值為1.33×10-5死亡/年。根據(jù)最大可信事故的后果預測結(jié)果，及廠區(qū)周圍人口分布情況，考慮天氣條件概率，同時結(jié)合各類事故發(fā)生的概率，計算項目風險源泄漏的風險值。表1.3-10項目事故泄漏風險值計算結(jié)果類別泄漏事故備注事故發(fā)生概率1.0×10-5危害程度1000人按影響人數(shù)最多的情況計風速出現(xiàn)概率29.4%按大于1.5m/s的概率計大氣穩(wěn)定度出現(xiàn)概率22.93%按影響最嚴重的情況計風向出現(xiàn)概率1.3%（NNE風）按發(fā)生頻率最大的情況計風險值Rmax1.7×10-5由表可見，項目最大風險值為1.7×10-5，小于項目可接受風險1.33×10-5，項目的環(huán)境風險水平可接受。1.4風險防范措施“安全第一，預防為主”是我國的安全生產(chǎn)方針，加強預防工作，從管理入手，把風險事故的發(fā)生和影響降到可能的最低限度。本項目設置的消防滅火系統(tǒng)有：室外消火栓滅火系統(tǒng)，室內(nèi)消火栓滅火系統(tǒng)，自動噴淋滅火系統(tǒng)，建筑滅火器配置系統(tǒng)。消防用水量按本項目消防需水量最大的建筑物生產(chǎn)車間計算。消防用水量：室內(nèi)消火栓用水量為30l/s，室外消火栓用水量為30l/s，火災延續(xù)時間為1小時；自動噴淋用水量為20l/s，火災延續(xù)時間為1小時；則一次滅火用水量為288m3。醫(yī)院事故池容積864m3，常年空置，該事故池距本項目30m。因此本項目消防廢水依托醫(yī)院事故池可行。1.4.1化學品儲存的風險防范措施氨水存放于氨水存放專區(qū)，設置于危廢暫存間北側(cè)，本環(huán)評要求：氨水存放區(qū)場地布置防水、防腐、通風措施。1.4.2風險防范措施及投資表1.4-1環(huán)境風險保護措施及投資類別項目治理措施投資風險防范消防事故水池配套864m3的消防事故水池，用于儲存發(fā)生火災的消防廢水；平時保持空置狀態(tài)，事故廢水須處理達標后排放。依托醫(yī)院藥品庫化學品專區(qū)存放，場地防雨、防滲、防流失、通風。5萬元1.5風險事故應急預案1.5.1基本原則無論預防工作如何周密，風險事故總是難以根本杜絕