基于事故后果的重型防護應急救援器材柜放置位置選擇的探討*

徐 磊丁以斌馬榮勝徐明禮

1.江蘇省安全生產科學研究研院 2.安徽省安全生產科學研究研院

基于事故后果的重型防護應急救援器材柜放置位置選擇的探討*

徐 磊1丁以斌2馬榮勝1徐明禮1

1.江蘇省安全生產科學研究研院 2.安徽省安全生產科學研究研院

基于事故后果模擬，對重型應急救援器材柜放置位置選擇進行初步探討。通過典型的事故后果計算和分析，對于液氨泄漏事故，其重型應急救援器材柜的放置位置應與儲罐區(qū)的距離100～500m較為合適，且應位于儲罐區(qū)夏季最小頻率風向的下風側。研究可為安全生產設計提供數據和參考。

液氨；事故后果；位置選擇；重型應急救援器材柜；安全生產

液氨一旦泄漏，極易造成中毒、爆炸事故及人員傷亡?；谝喊毙孤┦鹿屎蠊M，為提高初始泄漏階段的應急救援能力，對重型應急救援器材柜放置位置選擇進行初步探討。

從20世紀60年代以來，國內外許多學者對危險氣體泄漏擴散的理論和實驗進行了研究，提出了許多計算模型。PHAST軟件運用UDM模型描述氣體泄漏擴散的過程以及造成的影響，模擬結果與現(xiàn)實結果接近，因此具有重要的參考價值。

1 PHAST軟件模擬過程

PHAST軟件是一種定量的計算后果商用軟件，由挪威船級社公司獨立開發(fā)。該軟件通過輸入事故發(fā)生時的真實場景，包括設備類型、物質種類、儲存參數、泄漏方式、大氣環(huán)境等設置，即可模擬裝置可能發(fā)生的火災爆炸中毒事故的影響范圍及程度。其中泄漏模塊采用UDM模型，計算在某一時刻物質泄漏擴散的濃度分布、連續(xù)等濃度點描繪成等濃度線，求出事故發(fā)生后的安全區(qū)域和危險區(qū)域。針對不同區(qū)域采取不同的應急措施，減小事故的影響。

2 液氨儲罐泄漏擴散實例

2.1 工程概括

某液氨儲罐，儲罐體積5000m3，液氨濃度為99.9%，儲罐壓力1.5MPa，儲罐溫度-33℃。液氨具體的理化特性，見表1[1]。

表1 液氨的理化特性

2.2 典型事故模型的參數輸入

泄漏場景根據孔徑大小選擇小孔泄漏、中孔泄漏和大孔泄漏，具體，見表2[2]。

在計算擴散時，選擇使用Pasquill計算大氣穩(wěn)定度[2]，F(xiàn)（1.5m/s），E（3m/s），D（5m/s）。

表2 泄漏場景

2.3 事故后果及分析

以重型防護服的穿衣需要時間作為泄漏時間參考，設為5min。泄漏時間為5min下不同泄漏孔徑和大氣穩(wěn)定下的液氨致死濃度擴散最大范圍，見表3。

表3 不同泄漏孔徑和大氣穩(wěn)定度下的液氨致死濃度最大擴散范圍（m）

從表3可以得出以下結論：

（1）液氨泄漏的事故后果主要由泄漏孔徑決定。5mm孔徑泄漏時，其影響范圍在100m左右；25mm孔徑泄漏時，其影響范圍迅速增加到300m以上；泄漏孔徑在100mm時，其影響范圍可達500m以上。

（2）氣象條件對不同泄漏孔徑的影響不同，對于小孔泄漏，風速低時，其擴散范圍最大為129.4m，是高風速（5m/s）的1.7倍。對于中孔泄漏，擴散范圍隨風速先增加后降低；對于大孔泄漏，隨風速增加其擴散范圍顯著增加，高風速（5m/s）其泄漏擴散范圍是低風速（1.5m/s）的1.9倍。

2.4 應急救援器材柜放置位置選擇

從液氨泄漏事故后果可以看出，其典型事故狀態(tài)下小孔泄漏5min，致死濃度最大擴散范圍約為100m，中孔泄漏5min致死濃度最大擴散范圍約為300m，大孔泄漏5min致死濃度最大擴散范圍5min為500m以上。其結果與《國家安全監(jiān)管總局辦公廳關于印發(fā)首批重點監(jiān)管的危險化學品安全措施和應急處置原則的通知》（安監(jiān)總廳管三[2011]142號）[3]中規(guī)定的液氨泄漏應急處置原則較為一致。其中規(guī)定液氨小量泄漏，初始隔離30m，下風向疏散白天100m、夜晚200m；大量泄漏，初始隔離150m，下風向疏散白天800m、夜晚2300m。對于應急救援人員來說，其穿戴重型應急救援裝備時間內，應不受液氨泄漏事故的影響。因此，基于事故后果，重型應急救援器材柜存放地點與儲罐區(qū)的距離宜為100m以上。重型應急救援器材柜放置位置遠離儲罐區(qū)，可以有效避免泄漏的液氨對應急救援人員穿戴重型防護服期間的影響。但是較遠的距離，應急救援人員到達事故現(xiàn)場的時間就會增加，從而導致事故后果的擴大。按照5min到達事故現(xiàn)場，人員步行速度為1.5m/s，則人步行距離為450m。依據《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（GBZ.1-2010）[4]第5.2.1.4條，生產區(qū)宜選在大氣污染物擴散條件好的地段，布置在當地全年最小頻率風向的上風側；產生并散發(fā)化學和生物等有害物質的車間，宜位于相鄰車間當地最小頻率風向的上風側；非生產區(qū)布置在當地全年最小頻率風向的下風側，輔助生產區(qū)布置在兩者之間。一般氨泄漏以小孔泄漏和中孔泄漏為主，大孔泄漏不常見，因此綜合考慮，重型應急救援器材柜放置位置與儲罐區(qū)的距離在100～500m較為合適，且宜布置在當地全年最小頻率風向的下風側。

3 結論

應用PHAST計算模擬軟件，對液氨典型泄漏事故進行了模擬，主要得到以下結論：

（1）液氨泄漏造成的事故后果大小主要由泄漏孔徑決定，相同氣象條件下，液氨致死濃度最大擴散范圍隨泄漏孔徑的增加而迅速增加。

（2）氣象條件對不同泄漏孔徑的影響不同，對于小孔泄漏，風速低時，其擴散范圍最大，風速高時，其擴散范圍反而隨風速增加而降低；對于中孔泄漏，擴散范圍隨風速先增加后降低；對于大孔泄漏，隨風速增加其擴散范圍顯著增加。

（3）對于液氨泄漏事故，重型應急救援器材柜存放地點與儲罐區(qū)的距離以100～500m較為合適，且應宜布置在當地全年最小頻率風向的下風側。

[1] 張海峰.危險化學品安全技術全書[M].北京：化學工業(yè)出版社,2007

[2] 國家安全生產監(jiān)督管理總局.AQ/T 3046-2013,化工企業(yè)定量風險評價導則[S].北京：煤炭工業(yè)出版社,2013

[3] 國家安全監(jiān)管總局辦公廳關于印發(fā)《首批重點監(jiān)管的危險化學品安全措施和應急處置原則》的通知，安監(jiān)總廳管三〔2011〕142號.2011-7-1

[4] 中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ 1-2010,工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準[S].北京：人民衛(wèi)生出版社,2010

國家安全生產重大事故防治關鍵技術科技項目（anhui-0010-2016Q)；安徽省安全生產監(jiān)督管理局2016年專項基金項目