危險化學品儲存事故應急演練模擬仿真系統(tǒng)開發(fā)

呂 民

（杭州貝斯特氣體有限公司，浙江富陽 311400）

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的化工企業(yè)，因此，對于危險化學品的生產(chǎn)、運輸、儲存和使用的數(shù)量都大大增長，其中還有很大一部分是有毒有害的危險化學品。如果這些危險化學品沒有得到良好的儲存造成泄漏，那么隨著它們在空間當中的擴散，將會引起很嚴重的中毒事故。中毒事故不僅會造成人員的傷亡以及財產(chǎn)的損失，而且對于社會的安定也會造成一定的影響，對人類的生存環(huán)境造成嚴重的危害。當這些危險化學品出現(xiàn)事故的時候，為了能夠在最大限度地減少損失，就應該采取相應的措施，根據(jù)事故的不同采取不同的應對方法。那么，如何通過模擬仿真系統(tǒng)來開發(fā)和設計一些不同情況的危險化學品事故就是一個值得思考的問題，這同樣也是一個解決這些可能出現(xiàn)的危險化學品事故的一個重要因素。

1 危險化學品儲存事故的影響機制

危險化學品事故的影響范圍是根據(jù)其泄漏的機制以及周邊的環(huán)境所決定的，因此，要想確定危險化學品的影響范圍就應該要了解不同危險化學品的不同的影響機制以及它們儲存的方式和泄漏的原理。根據(jù)危險化學品的不同的儲存方式和泄漏的方式可以將危險化學品大致分為幾種不同的影響方式，對于不同的危險化學品的不同的事故的影響方式應該進行不同的模擬演練。如果是氣態(tài)的危險化學品，那么它的泄漏是直接在空間當中擴散，而且范圍較廣、速度較快；如果是液態(tài)的危險化學品，那么它的影響方式通常是先通過蒸發(fā)變成氣態(tài)然后再隨著風一起擴散開來，影響的范圍也是非常廣闊的。其中，液態(tài)的危險化學品的蒸發(fā)方式通?？梢苑譃殚W蒸、熱量蒸發(fā)、質(zhì)量蒸發(fā)三種。其中閃蒸的方式指的是液態(tài)的危險化學品在泄漏的時候由于自身帶有的熱量而直接蒸發(fā)的一種現(xiàn)象；而熱量蒸發(fā)指的是液態(tài)的危險化學品在泄漏過后由于吸收了地面上的熱量發(fā)生蒸發(fā)的一種現(xiàn)象；最后，質(zhì)量蒸發(fā)指的是液態(tài)的危險化學品在由于上部空氣的不規(guī)則運動造成的一種蒸發(fā)現(xiàn)象。這些危險化學品在蒸發(fā)過后在空氣中隨著空氣擴散，而且它們的擴散范圍和擴散情況與氣體的性質(zhì)有著極大的關系。在利用模擬仿真系統(tǒng)對于危險化學品的儲存事故進行模擬演練時，除了上述可能出現(xiàn)的一些問題以外，還應該注意危險化學品儲存的地點和時間以及周圍的環(huán)境特點等，然后根據(jù)每種不同的危險化學品的不同的儲存環(huán)境來利用模擬仿真系統(tǒng)設計危險化學品儲存事故應急演練。

2 危險化學品儲存事故應急演練的意義

根據(jù)不同的危險化學品的儲存事故，可以通過計算機軟件進行分析和運算，設計出相應的危險化學品儲存事故應急演練系統(tǒng)。其中，這個應急演練系統(tǒng)通常大致包括三個部分，數(shù)據(jù)庫、模擬庫及知識庫。其中數(shù)據(jù)庫是用來記載不同的危險化學品的不同的儲存環(huán)境和儲存條件以及可能出現(xiàn)事故的原因和情況，還有就是對于這些事故的應急措施等，是這個系統(tǒng)需要正常運行的一個重要的信息數(shù)據(jù)庫；模擬庫就是通過一些不同的數(shù)學模型或者是物理模型來模擬不同的危險化學品的不同的儲存事故，這個是確定不同危險化學品的不同影響范圍的一項重要的因素；最后，系統(tǒng)中的知識庫里面包括的是一系列對于不同的危險化學品的不同的儲存事故的不同的解決策略和方案，是一種決策性的支持資料庫。

危險化學品儲存事故應急演練系統(tǒng)的功能非常強大，大致可以分為以下幾點：

1）預測危險化學品儲存事故的影響范圍。在不同的環(huán)境下，不同的危險化學品由于自身性質(zhì)的不同以及所處的空間環(huán)境條件不同，因此可能會發(fā)生不同的危險化學品儲存事故。通過模擬仿真系統(tǒng)設計的應急演練系統(tǒng)可以預測到危險化學品儲存事故的影響范圍，從而可以加以防范。

2）預測危險化學品儲存事故的進展。對于在一些特定環(huán)境下的危險化學品儲存事故，比如：醫(yī)院、養(yǎng)老院、學校等，可以根據(jù)特定的建筑物的類型來預測危險化學品在其中的室外或者是室內(nèi)的影響程度，進而能夠選擇采取一些合適的應急方案以及合適的措施來進行相應的防備和保護。

3）進行模擬訓練。對于這些關于危險化學品的不同的因素，可以利用模擬仿真系統(tǒng)來改變其中的參數(shù)設計模擬實驗來進行應急演練，并且在這個過程中可以觀察到危險化學品儲存事故影響范圍的變化，而且還可以隨意地更改參數(shù)來滿足不同條件的需求，從而達到應急演練的效果。

3 模擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)設計

在互聯(lián)網(wǎng)技術和網(wǎng)絡技術飛速發(fā)展的今天，對于危險化學品的儲存事故利用模擬仿真系統(tǒng)來設計應急演練的方式和軟件是多種多樣的，用戶可以根據(jù)當?shù)貙嶋H的條件來編制適合當?shù)啬Ｐ偷能浖?，也可以選擇應用其他的一些軟件。模擬仿真系統(tǒng)中常見的軟件有SLAB、DEGADIS、ARCHIE 以及ALOHA 等，這些軟件都有著自己特殊的不同模型，本文基于ALOHA 軟件的模擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)和設計來進行分析和探討如何利用模擬仿真系統(tǒng)設計危險化學品儲存事故應急演練。

近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們用計算機通過運用不同的數(shù)學模型和物理模型來編制模擬仿真系統(tǒng)軟件，這些軟件主要用來模擬危險化學品儲存事故帶來的一些嚴重的事故后果，比如：毒氣泄漏、火災和爆炸等，并且通過這些軟件來設計危險化學品儲存事故的應急演練。利用模擬仿真系統(tǒng)開發(fā)設計危險化學品儲存事故應急演練的方法。通常是改變參數(shù)來進行。幾乎所有的模擬仿真系統(tǒng)的軟件都是針對不同條件、不同環(huán)境下的危險化學品儲存事故來進行計算設計的，因此在開發(fā)設計危險化學品儲存事故應急演練的過程當中要輸入更改一些特定的參數(shù)，這些參數(shù)將直接影響應急演練的條件和結果。在ALOHA 當中，需要輸入的參數(shù)有：①地理位置參數(shù)。要求輸入事故發(fā)生的具體位置，也就是事故發(fā)生地點所處的經(jīng)度、緯度和海拔高度；②時間參數(shù)。要求輸入事故發(fā)生的具體時間，包括日期和準確的時間。③危險化學品參數(shù)。要求輸入不同危險化學品的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)以及毒性參數(shù)，因為不同的危險化學品有著不同的特征性質(zhì)，通常情況下，為了模擬方便，一般都是在數(shù)據(jù)庫中進行運算然后選擇需要的危險化學品產(chǎn)品參數(shù)。④大氣特征參數(shù)。要求輸入當?shù)氐娘L速、風向以及氣溫和濕度等參數(shù)。⑤影響源參數(shù)。要求輸入儲存危險化學品容器的尺寸以及裝填的程度，還需要有容器的介質(zhì)狀態(tài)。⑥建筑物參數(shù)。要求輸入儲存危險化學品的室內(nèi)的狀態(tài)以及室外的一些條件，因為ALOHA 通常是針對一般的封閉的建筑物室內(nèi)影響程度的模擬。⑦敏感源參數(shù)。要求輸入敏感源相對于危險化學品儲存的地理位置的坐標。這些參數(shù)的不同組合就可以模擬設計出不同的事故情境，把這些參數(shù)輸入到ALOHA 當中，計算機就可以根據(jù)這些參數(shù)自動地設計出一個特定環(huán)境下的危險化學品儲存事故的應急演練模擬，還可以通過這個觀察出危險化學品的事故影響的程度，根據(jù)影響的不同程度可以將當?shù)氐牡乩韰^(qū)域劃分為若干不同的區(qū)域，將一些影響程度較小的區(qū)域劃分為疏散區(qū)，在事故發(fā)生的時候，從容地指揮所有人員向之前劃分好的疏散區(qū)撤離；如果處于影響較為嚴重的區(qū)域，那么應當利于現(xiàn)場現(xiàn)有的一些避難的場所進行防護撤離，采取緊急避難的措施；對于那些位于事故影響程度一般的區(qū)域的人員應該選擇最佳的撤離路線進行撤離，如果其中有傷員需要在別人的協(xié)助下進行撤離。這樣能夠在最大限度地減少危險化學品儲存事故的影響，可以使得所有的員工都能夠有條不紊、從容地進行撤離和防護。如果要對不同環(huán)境下的不同的危險化學品進行儲存事故的應急演練模擬，那么通過模擬仿真系統(tǒng)僅僅需要改變其中的幾個參數(shù)就可以了，其中的一個或者是幾個參數(shù)改變就可以得到不同的事故情境，在這些不同的事故情境之下可以分別進行事故應急演練并且找到不同情境下的不同的應急措施，從而在最大限度地減少危險化學品儲存事故可能造成的損失，也減少了人員的傷亡，利用模擬仿真系統(tǒng)來進行開發(fā)設計是相當方便的，因為它不需要利用實物進行操作，不需要在實際中一定要有應急演練的物質(zhì)條件和人力條件就可以進行。

4 結語

由于我國化工業(yè)的迅速發(fā)展，發(fā)生了各種危險化學品的儲存事故，現(xiàn)在我國急需要針對這些不同的事故進行不同的應急演練，模擬仿真系統(tǒng)恰好是一項完美的策略途徑。不只是ALOHA，模擬仿真系統(tǒng)的軟件還非常多，并且還可以自己根據(jù)自身的環(huán)境和條件來進行開發(fā)和設計，當情境中的事故發(fā)生時，模擬仿真系統(tǒng)的軟件能夠快速地得到不同的結果并且迅速做出反應找到應急的措施，根據(jù)實際事故發(fā)生的情況來進行疏散的決策，在實際的運用當中是具有很強的實用性的。因此，無論是大企業(yè)還是中小企業(yè)都應該重視通過對于模擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)設計進行危險化學品的儲存事故的應急演練，通過應急演練得到事故發(fā)生時的解決措施和保護方法。