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、丙酮等儲罐區(qū);儲存企業(yè)的石油庫、危險化學品倉庫等儲罐區(qū)。由于易燃易爆液體儲存構(gòu)成危險源的臨界量僅20t,因此上述儲罐區(qū)一般都屬于重大危險源。這些場所。事故發(fā)生的風險值高,波及面廣,事故后果嚴重,必須重點進行安全評價。
??? 大量事故案例表明,火災爆炸事故是易燃易爆液體儲罐區(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性以及儲存設(shè)施不健全柑安全管理不利造成的。
??? 對一個系統(tǒng)的安全評價,要想使得出的結(jié)論準確、清晰、全面,就必須選擇恰當?shù)脑u價方法。目前已開發(fā)出數(shù)十種安全評價方法,由于每種評價方法均具有不同的特點和不同的適用范圍,因此,如果評價方法選擇不當,就可能得出不切合實際的評價結(jié)論。
??? 對一種可能發(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,對其評價才有意義。因此,針對易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災爆炸事故,應從事故后果的嚴重程度、事故發(fā)生的概率以及導致事故發(fā)生的直接原因三方面人手進行評價,得出的結(jié)論才算完整。對易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災爆炸事故進行定量評價,要綜合各種評價方法的特點和實用性,如采用美國道化學公司的火災、爆炸危險指數(shù)法,可以評價出火災爆炸事故發(fā)生后的影響范圍,即暴露區(qū)域面積,并可以計算出暴露區(qū)域的財產(chǎn)和停工損失;還可以采用池火災傷害數(shù)學模型分析法,從另一角度評價事故發(fā)生后其熱輻射強度對周圍設(shè)施、人員的傷害程度。采用這2種評價方法同時進行定量評價,可以從不同角度評判事故發(fā)生后的嚴重程度,并可以相互印證其評價結(jié)果的準確性。利用道化學和池火災傷害數(shù)學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,評價導致事故發(fā)生的直接原因和求出事故發(fā)生的概率,事故樹分析法最具上述特點。因此,可利用事故樹分析法評價分析易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災爆炸事故原因。通過采用上述3種安全評價方法,對易燃易爆液體儲罐區(qū)火災爆炸事故從不同角度進行評價,基本可以得出全面、清晰、準確的評價結(jié)論。
??? 下面以某瀝青廠汽油儲罐區(qū)的安全評價為例,采用以上3種方法對易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災爆炸事故進行分析。
2? 實例分析
??? 某瀝青廠輕質(zhì)油罐區(qū)的防火堤長105m、寬64m,防火堤內(nèi)有8個3000m3儲罐。其中2個汽油儲罐,6個柴油儲罐,防火堤中間的隔堤將2個汽油儲罐和2個柴油儲罐分割為一個區(qū)域。汽油泄漏易引起火災爆炸事故,而且事故后果很嚴重,本文以汽油泄漏引起的火災爆炸事故進行安全評價。
? 2.1? 火災、爆炸危險指數(shù)評價法
??? 采用道化學公司(DOW)火災、爆炸危險指數(shù)評價法(第7版),確定火災、爆炸的影響范圍。下面所有參數(shù)取值均來自該方法對應的參數(shù)取值表,由于篇幅受限,表格略。
??? ①物質(zhì)系數(shù)MF的選?。翰槲镔|(zhì)系數(shù)和特性表,MF取16。
??? ②一般工藝危險系數(shù)9,的選?。喊ā盎鞠禂?shù)、防熱反應、吸熱反應、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個取值項。對應的取值分別為:1、0、0、0.85、0.45、0、0.50。F1為7個取值之和,F(xiàn)1取2.80。
??? ③特殊工藝危險系數(shù)F2的選取:包括基本系數(shù)、毒性物質(zhì)、負壓操作、粉塵爆炸、壓力釋放等13個取值項。就汽油儲罐各項取值為:1、0.2、0、0.50、0、0.2、0、1.2、0.1、0.1、0、0、0。F2為13個取值項之和,F(xiàn)2取3.30。
??? ④單元危險系數(shù)F3的計算:單元危險系數(shù)F3的值為一般工藝危險系數(shù)廠,與特殊工藝危險系數(shù)F2的乘積。計算F3為9.24。
??? ⑤火災、爆炸指數(shù)F&EI的計算:火災、爆炸危險指數(shù)F&EI是工藝單元危險系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF的乘積。計算F&EI為147.84。查該方法相應的火災、爆炸指數(shù)與危險等級的對應關(guān)系表,得出,汽油儲罐一旦發(fā)生火災爆炸事故,其危險等級屬于很大。
??? ⑥爆炸影響半徑計算:爆炸半徑計算公式為:
?? R=0.256x(F&E1)=0.256x147.84=37.84m。
??? ⑦爆炸影響面積計算:爆炸影響面積
??? S=3.14R2=4498.43m2。
??? 由于事故影響范圍內(nèi)的財產(chǎn)價值估汁有困難,所以一般只評價到影響面積即可。
??? ⑧安全措施補償:安全措施可以分為3類,分別為工藝控制、物質(zhì)隔離和防火措施。查安全措施補償系數(shù)表,經(jīng)過計算,采取補償措施后,汽油儲罐發(fā)生火災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? 池火災傷害數(shù)學模型分析法
??? 采用池火災傷害數(shù)學模型分析法進—步確定影響程度,被評價的汽油罐區(qū)防火堤長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池火火焰高度計算式中:?
??? h——火焰高度,m;
??? r--液池當量園半徑,
??? r=(105X32/3.14)0.5=31.71m;??? .
??? Po——周圍空氣密度,p0=1.293kg/m3;(標準狀態(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)計算,池火燃燒火焰高度h=77.74m。
??? ③目標入射熱輻射強度
??? 距離池中心某一距離(x)處的入射熱輻射強度為:
式中:?????
????? 1——熱輻射強度,W/m2;
????? Q——總熱輻射通量,w;
????? tc——熱傳導系數(shù),取值為1;
????? x——目標點到液池中心距離,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,其余鄰面無設(shè)施,因此取x=25、lOOm計算I值。為了進一步查明其影響范圍程度以及驗證前述道化學方法評價結(jié)淪的準確性,再取x=30、37.85、45、55、65、75、85、100計算其對應的I值。計算結(jié)果見表1。
???? 火災損失:火災通過熱輻射方式影響周圍環(huán)境。當火災產(chǎn)生的熱輻射強度足夠大時,可使周圍的物體燃燒或變形,強烈的熱輻射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員傷亡等。