液氨泄漏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

1、(3)文Jtil 號(hào)：10096094（2004）1刊O165O3液氨泄漏事故危險(xiǎn)性的定分析研究.（南京理工大學(xué)化工學(xué)院南京210094）摘Jh忖財(cái)山東莘蔓某化肥有18公司的一個(gè)WI為20nP的液氯 為l&2m的«««車(chē)充時(shí)，由于車(chē)載金發(fā)生。裂引起權(quán)氯的一起事故用液體繪小孔）811的樣模式計(jì) M rMKftMW質(zhì)Jti 收日 WI： 2003-11-03作臂筒介：疑國(guó)寧.男博上斫丸生從事炸安全研究冉通過(guò)髙JK擴(kuò)散樓式定計(jì)算飢氣從大吒 中的rtttfS.tt*&示在風(fēng)速為3.0大氣條件為中性時(shí).下煲血的擴(kuò)達(dá)到73.1 m.若當(dāng)時(shí)大氣條件槍定下風(fēng)向的毒

2、宮 范國(guó)轎達(dá)到200. 7 m該范用內(nèi)人吸入気氣510 min將會(huì)致死.關(guān)flh液気小孔泄體擴(kuò)IK）危敲性分折）大代總定度中90分類(lèi)號(hào)：文歆標(biāo)識(shí)皆：A0引t2002年7月8日2時(shí)山東莘縣某化虧有限公司的一個(gè) 聳18為20 n?的液氨儲(chǔ)罐向一儲(chǔ)*為1& 2 n?的液氨槽車(chē)充 裝液氮時(shí)由于車(chē)載金屬軟管發(fā)生爆裂液真迅速擴(kuò)散僅幾 分鐘有棒氣體就籠罩了楚個(gè)廠區(qū)威助到2000多名群眾的生 命安危。該事故造成105人中瞬死亡13人1R傷24人中度 傷員】2人.波氨是化工企業(yè)十分倉(cāng)用的原料，用途廣泛而每年因?yàn)?液氮的潰潟逍成的事故也十分頓紫，由于其毒性很大吸人転 性指R（Index of Potent

3、ial Inhalation Toxicity 1PITX3OO» 危險(xiǎn)等級(jí)2屬于高度危険的物質(zhì)旦港M極可能造成 嚴(yán)政的事故后果本文主要以此事故為分析條件討論其世洵 肓的危儉性并進(jìn)行了必要的計(jì)算.1液氨泄漏的定性分析通常情況下液氨莊常溫下加壓壓縮液化儲(chǔ)存.一旦泄 汨到空氣中會(huì)在常壓下迅速殊大氣化并擴(kuò)敵別大的空 間范國(guó)。對(duì)于這起因液氨槽車(chē)在沖裝液氨時(shí)車(chē)載金厲軟管發(fā) 生囊裂引起液氛泄灣的事故，可以簡(jiǎn)化為3個(gè)過(guò)程.«1）液氮池灣加壓液態(tài)氨泄M到*2S*壓的環(huán)境中.（2）液氨閃蒸液氨泄竊到大代中因壓力瞬間變?yōu)榍輭? 其中一部分會(huì)迅速蒸發(fā)為氣體從髙壓的氣權(quán)平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化 為常壓下的氣液

4、平衡狀杰即閃蒸這種直接蒸發(fā)的液體比值 又稱(chēng)為閃蒸率尸二已知液氮的尸呵值為0183.剩余液體 將如刪小霧滴擴(kuò)散那樣保留莊云團(tuán)中該剩余液體有一部分 將BS著空氣在環(huán)境溫度下與菠體畋霧混合而蒸發(fā)。如果F- 空氣傳來(lái)的熱不足以蒸發(fā)所有的液體那么一些液體將滴落 在地面形成械他.如杲大于02不形成液池，若F%t小于 02時(shí)與帶走液體之比有線性關(guān)系:當(dāng)F"0時(shí)無(wú) 液體帶出iSF-0.】時(shí)有50%的液體彼帶出對(duì)于F-值 為0.183的蔽氨通過(guò)計(jì)算可以知道液氛泄漏時(shí)將有91.5% 的液K被帯走只有不到10%的部分形成池液，本文為了計(jì) 算方便，初步假定戒氮泄漏時(shí)全部被蒸發(fā)而不考慮形成液 池.（3）氣態(tài)氨

5、的擴(kuò)散氣態(tài)氨在大氣中的擴(kuò)散，這可以用高 斯擴(kuò)散模型中的連續(xù)地面點(diǎn)源的煙羽擴(kuò)敞模型來(lái)計(jì)算其危害 范圍.2液氨泄漏的定分析 31泄*潦的汁算夏估算液氨的泄漏范圍首先要確定其泄漏質(zhì)流如 1»面所分析液氨是按加壓液化的工藝儲(chǔ)存在儲(chǔ)81中因此可 以應(yīng)用液體經(jīng)小的源模式卄算泄漏質(zhì)量流量其公式 為:口(1)式中Q為流fiUgrJC。為孔流系數(shù)取O.55M為小孔 的橫截面枳,m*為流體密度kg mF 為液體壓力P勲 g為重力加速度£81 m sMo為儲(chǔ)罐的橫截面積EZ 為儲(chǔ)罐內(nèi)液面距小孔離度m “為泄漏時(shí)間2.2泄演后氣體旳擴(kuò)敵液氛蒸發(fā)為勺體之后在大氣中的擴(kuò)散可以采用高斯擴(kuò) 散模型進(jìn)行泄漏

6、極濃度估卄液氨從裝卸軟管中泄可以當(dāng) 作零高度連續(xù)地直點(diǎn)源氣體擴(kuò)散設(shè)泄漏點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)取平 均風(fēng)速的順風(fēng)方向?yàn)檩S正方向軸為側(cè)風(fēng)方向垂直向上為軸 正方向。于是濃度分布公式為(2)式中tCrQ.z）為空何某一點(diǎn)的氨濃度kg m-2» M-風(fēng) 速m s'SQc為AftX*«kg 廣、2八s為分別為yt方 向的擴(kuò)敵第數(shù)” a為側(cè)風(fēng)方向、垂直向上方向的擴(kuò)散距離.令式中一 0 貓到地面鍛度為；蔬exp-卸令式（3）中y = 0 得到地面釉線誡度為"0.0=對(duì)于擴(kuò)散參U T 這里引用TNO有關(guān)的公式3計(jì)算與結(jié)果分析 31基本假設(shè)與初始董件假設(shè)罐內(nèi)的茯氨在港洵過(guò)程保持氣液平衡

7、車(chē)載金屬軟 甘發(fā)生爆裂產(chǎn)生長(zhǎng)30 mm寬2 mm的長(zhǎng)方形裂口 儲(chǔ)罐的容 積為20 nA橫截面枳A,為3l4mS裝載率0. 52 T 液 氮的液體密度A>>/610kg-m-則可計(jì)算出儲(chǔ)罐內(nèi)液面戾度Z。為502 m, fit內(nèi)壓強(qiáng)幾為1.15MPai泄漏時(shí)大氣風(fēng)速“ 為3.0m-s-1.大氣穩(wěn)定條件為中性:孔流系數(shù)C°取055 3.2世灣的質(zhì)潦巳知液氨的厚爾質(zhì)直為17X10 >kg mor>,液氨的泄 淘是非定常過(guò)程（Q隨時(shí)間而變化）可以計(jì)算得到泄*總時(shí) 間為13& 2 mint為了處理何題方便起見(jiàn)我們卄算了液氨在 整個(gè)池漏時(shí)間內(nèi)的平均質(zhì)ft漬雖Q.為l

8、16kgs7.33泄*后性范BE計(jì)算忘前面的定性分析可知液氨一旦泄漏到大代中即蒸發(fā) 為氣體可以不考慮形成液池所以可以將的質(zhì)匾流 St當(dāng)作擴(kuò)散的代體流代入（4）進(jìn)行計(jì)算。已知吸入氮5】0 min的致死濃度為05%切換算成質(zhì)ft濃度為397X10 kg nTU國(guó)家規(guī)定気的車(chē)間最高允許濃度（MAC）為30 mg/ 當(dāng)泄洞是風(fēng)速“為3.0m-s"大氣穩(wěn)定條件為中性 時(shí)經(jīng)卄算得在下風(fēng)向的擴(kuò)散距離分別為73.1 m和】3367 m。40以致死玻廈為值以気的車(chē)間最島允許誡度為伺值下風(fēng)向釣擴(kuò)敵距烏X/m73.11336.7y方向的擴(kuò)5.171.0地面擴(kuò)559.$1419826«2 ftSJ

9、g的擴(kuò)融范HI注;取貝速3.0 m-i"13020100-10-20-30-40、£圧<<3-1020 3d 40 ' 506070 ' 80下典向的擴(kuò)敢距/S 1 地面的擴(kuò)散范91 1（以致死瑕度為*ffi>» 1擴(kuò)«t»ft與大氣定娥件大氣條件abcd&不H定A0. 5270. 8650. 280.9不»SB0.3710.8660. 230.85購(gòu)不植定C0. 2090. 8970. 220.8中性D0.1280. 9050.20. 76弱*定E0. 0980. 9020.150. 730

10、. 0650. 902n. 120. 673908070605040134世3R后畫(huà)性的影響因素由式（4可以倉(cāng)出氣體的擴(kuò)散和泄"環(huán)境龍切相關(guān).所 以分析風(fēng)速、大代穩(wěn)定條件對(duì)泄“的影響十分««気氣的5-10 min的致死濃度為闌值其他條件不變. 風(fēng)速分別取2.0 m s-3.0 m 釘',40 m 虻、計(jì)算得圖 3;假設(shè)其他條件不變風(fēng)速保持3.0m-s-'.JK不同的大氣 穩(wěn)定條件計(jì)算得圖4.從圖3可以看出隨著風(fēng)速增大下風(fēng)向的毒害距離減 小從20mL變化到40ms»下風(fēng)向的灌書(shū)范國(guó)減 少34%這說(shuō)明風(fēng)速對(duì)氣體濃度的稀釋作用十分明顯.圖4 表

11、明不同的大氣條件對(duì)氣體的擴(kuò)散影響十分巨大大氣檜定 條件越好下風(fēng)向的擴(kuò)散距離超長(zhǎng)從極不穩(wěn)定的條件到中性 條件下風(fēng)向的韋害范EH增加為345倍'從中性條件到穩(wěn)定 條件下風(fēng)向的毎害范圍增加為了 274倍.4002000200-400、xMrx«*200400600 8do 10001200 1400下呉向的擴(kuò)a 2堆面的擴(kuò)敵范812（以氨的MAC為MM）«4大代“定度對(duì)««%的的響、«抵 £«<=4結(jié)論通過(guò)以上計(jì)算，可得到以下結(jié)論。1）對(duì)于20 m3的液氨儲(chǔ)罐在對(duì)槽車(chē)沖裝過(guò)程中發(fā)生的 車(chē)載金屬軟管爆裂而引起的液氨泄漏，其平均的質(zhì)量流量Q 達(dá)到116 kg S-】，若