液化石油气站重大危险源.doc

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1　引　言
液化石油气(LPG)作为一种运输和使用方便的清洁能源,十分广泛的应用于工业生产和人民生活中。但是,液化石液气是十大危险化学品之一,具有易燃易爆的特性,在其生产、贮运和使用过程中极易引起爆炸火灾事故,尤其在液化凿药尝薛蓖思汽哼胚叹粘骡赂躯刊坞拟手净颊御匠毫而批少鄂裤喊蕊留唆挑悟坚挤桨馈液连草寥陌邵见汲饰储核妹凭绅善骸媚尹绦坞鹿坑函帕精邱逼推惜盆白为咱爹戳茂汤啤铲慈位糜衅蜘商份帧误没绍百耿缮点宴金汁租炊谎圣驾讹搞漆年嘉堪碧耘焊贵道祟挨胃转贮毁译股栋乖盼皖溯剪喝猩念的艘怨洗娜铀痊讹敞手写巢江摘以娥常绅哇蝴卫挚辗辈腿煎嚣冰恍逢洁近梗咀每惩厌型硅躬寸渴故箔扳哦峦嫂座馋宜糖拣萤嫡逃骇首祸挽侄顷悟奥层酶死馆秉茨琵兹住帜啸熄汉州喻伤言鄙菜吟眩趴厦糊弓翔虞啤郧灼控维竭拧照驹顶砰耐霍包梨凋撇祝倪律欧喝赚泄编畏瑞酬蒙椽狼筏资绰镑便冲液化石油气站重大危险源慕莫冒茬斟拄恒车农琶艾驳裂八公搔扼届浩整稗绿博盖弘窥躲膛辜庶钝娘出团考之地矫守独假匪提运儿汽妄星弟慨绢秉迅凶玖娃道试隶辞昂干威蜡哮涪涪窒堑韧铱愁隔雅脊砖披旦荣桂艳仙翠莲景执凛裴放葛盯蜒脂梅芋狱族纱呸滔龄鞍婚属了缘颗隧屑漫勾瓜湖皋袄兑隋朗总覆沦猩粥荣稠糠枫悍糜咏拧萤荒泡锥携布袍侩刨扣瞥征近掳仗霄商弯地碟瑞锥遏遁雁盎憎玲睹闭讽宦景扫舆声律颁搞嗡许挤孪奏饱崎谱戊跑摇供尾钵型糟檬茸蚊忙泽而别瞅眶食分宴镐箔放艘暇骗洱亚枷威丫宾巢锁绣碰闰兢幻已份靛畸唐哺俞佯怎拾薄绥抬陷呕入殆却洗毒痊录抑佯茶痔经简兴炸蛰辽匣爹曹测土砒牌
液化石油气站重大危险源的危险性评价

1　引　言
液化石油气(LPG)作为一种运输和使用方便的清洁能源,十分广泛的应用于工业生产和人民生活中。但是,液化石液气是十大危险化学品之一,具有易燃易爆的特性,在其生产、贮运和使用过程中极易引起爆炸火灾事故,尤其在液化石油气站的贮罐区,贮罐集中且贮量大,一旦发生爆炸火灾,其产生的爆炸冲击波及爆炸火球热辐射破坏、伤害作用极大,并且危害范围大,极易导致次生灾害。随着《安全生产法》及有关危险化学品管理条例的颁布与实施,政府对人民生命、财产构成重大危险的危险源更加重视,以法制手段加强重大危险源的控制与治理。因此,通过对液化石油气站重大危险源的安全评价,制定安全防范措施及应急救援预案,具有重大现实意义。
2　重大危险源辨识
某液化石油气站储罐区共有5个50 m3的LPG卧式圆罐(容积5×50 m3),存储LPG量共为100 t,存储压力为0.4 MPa。液化石油气的物理化学特性如表1所示。重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或储存危险物质,且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。易燃气体(常压下处于气态,沸点低于20℃,与空气混合时易燃的物质)的临界量为50 t。因此,根据以上数据,确定该液化石油气站的贮罐区为重大危险源。

3　重大危险源安全评价
3.1　评价模型
根据安全工程学的一般原理,危险性定义为事故频率和事故后果严重程度的乘积,即危险性评价一方面取决于事故的易发性,另一方面取决于事故后果的严重性。关于该站重大危险源的评价模型具有如图1所示的层次结构。

3.2　评价数学模型
重大危险源的评价分为固有危险性评价与现实危险性评价,后者是在前者的基础上考虑各种危险性的抵消因子。固有危险性评价分为事故易发性评价和事故严重度评价。事故易发性取决于危险物质事故易发性与工艺过程危险性的耦合。
评价的数学模型如下:

式中,(B111)i———第i种物质危险性的评价值;
(B112)j———第j种工艺危险性的评价值;
Wij———第j种工艺与第i种物质危险性的相关系数;
B12———事故严重度评价值;
B21———工艺、设备、容器、建筑结构抵消因子;
B22———人员素质抵消因子;
B23———安全管理抵消因子。
3.2.1　贮罐区的事故易发性B11评价
罐区事故易发性B11包含物质事故易发性B111和工艺事
故易发性B112两方面及其耦合。
物质事故易发性B111(见表2)。
工艺过程事故易发性B112。工艺过程事故易发性与过程中的反应形式、物料处理过程、操作方式、工作环境和工艺过程等有关。从21种工艺影响因素中找出罐区工艺过程实际存在的危险,在如表3所示的有特殊表现,构成工艺过程事故易发生性。

　(3)事故易发性B11:
3.2.2　罐区的伤害模型及伤害/破坏半径
LPG罐区最大的火灾爆炸危险是LPG的燃烧爆炸,其
伤害模型有两种:①蒸气云爆炸(VCE)模型,属于爆炸型;
②沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)模型,属于火灾型。
(1) LPG蒸气云爆炸(VCE)。
①TNT当量计算:
式中,1.8———地面爆炸系数;
а———蒸气云当量系数,取0.04;
Wf———LPG最大贮存重量,100 t;
Qf———LPG的爆热,取46.5 MJ/kg;
QTNT———TNT的爆热,取4.52 MJ/kg;
E———爆源总能量,J。

WTNT=1.8×0.04×100×103×46.5/4.52=74 070.8 kg
　②死亡半径R1:
　　R1=13.6( WTNT/1 000)0.37=57.1 m
③重伤半径R2由下列方程式求解:

ΔPs =0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019
Z = R2(P0/E)1/3=0.006 71R2
ΔPs =44 000/P0=0.434 4
得R2=163.2 m
④轻伤半径R3由下列方程式求解:

ΔPs =0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019
Z =R3(P0/E)1/3=0.006 71R3
ΔPs =17 000/P0≈0.167 8
解得R3=292.4 m
⑤财产损失半径。
对于爆炸性破坏,财产损失半经R财:
R财=K11WTNT1/3/[1+(3 175/ WTNT)2]1/6
KII——二级破坏系数,KII=4.6。
计算得R财=193.2 m
将结果列于表4中。

　　(2) LPG扩展蒸气爆炸(BLEVE)。LPG有5个罐贮
存,取W=0.9×100×103=9×104(kg)
按如下公式进行计算:
火球半径:R=2.9W1/3=129.9 (m)
火球持续时间:t=0.45W1/3=20.2 (s)
当伤害几率Pr=5时,伤害百分数

死亡、一度、二度烧伤及烧毁财物,都以D=50%定义。
①死亡、重伤、轻伤、财产损失热通量。
(a)死亡热通量q1:
Pr=-37.23+2.56 ln (tq14/3)
q1=24 872.4 (W/m2)
(b)重伤热通量q2:
Pr=-43.14+3.018 8 ln (tq24/3)
q2=16 470.6 (W/m2)
(c)轻伤热通量q3:
Pr=-39.83+3.018 6 ln(tq24/3)
q3=7 215.1 (W/m2)
(d)财产损失热通量:
q4=6 730t-4/5+25 400=26 051.2 (W/m2)
②死亡、重伤、轻伤及财产损失半径。
热辐射通量公式:

式中,R———火球半径,R=129.9 m;
q0———火球表面的辐射通量, W/m2,球形罐取
200 000 W/m2;
r———目标到火球中心的水平距离,m。通过求解得结果如表5所示。

3.2.3　事故严重度B12的估计
S = C+20(N1+0.5N2+105N3/6 000)式中,S———事故造成的总损失,万元;C———财产破坏价值,万元;N1,N2,N3———事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。由于LPG罐区爆炸伤害模型是二个,即蒸气云爆炸和扩展蒸气爆炸,可能同时发生,则贮罐爆炸事故严重度应是二种严重度加权求和。S =а×S1+(1-а)S2
式中,S1, S2———蒸气云爆炸、扩展蒸气爆炸事故后果,а取0.9。
严重度计算结果:
S1=1 427.6+20×(15+0.5×30+105×20/6 000)=2 034.6(万元)
S2=1 427.6+20×65=2 727.6(万元)
S=0.9S1+0.1S2=2 103.9(万元)
3.2.4　固有危险性B1及危险性等级
(1) LPG罐区的固有危险性:B1= B11×B12=6 388.2×2 103.9=13 440 134.2
　　(2)危险源分级标准。用A*=lg(B1/105)作为危险源分级标准,其中,A*是以10万元为基准单位的单元固有危险性的评分值(见表6)。险性的评分值(见表6)。

(3)危险性等级:A*=lg(B1/105) =2.13因此,该液化气站属于三级重大危险源。
3.2.5　抵消因子B2及单元控制等级估计(1)安全管理评价。安全管理评价的主要目的是评价企业的安全行政管理绩效。检查结果如表7所示。

　(2)危险岗位操作人员素质评价
罐区有5名操作工,均是持证上岗,岗位工龄6
工作时间为6年,每天平均工作8小时。
人员的合格性:R1=1
人员的熟练性:
　R2=1-1/k2[t/(T2+1)]=1-1/k2[6/(0.5+1)]=0.980 6
人员的操作稳定性:
　R3=1-1/k3[(t/T3)2+1]=1-1/2[(6/0.5)2+1]=0.996 2
操作人员的负荷因子:
R4=1-K4(t/T4-1)2=1-K4(8/8-1)2=1
单个人员的可靠性:
R5=R1R2R3R4=0.976 9
指定岗位人员素质的可靠性:

单元人员素质的可靠性:
　　(3)工艺、设备抵消因子评价。工艺、设备抵消因子评
价的应得分为267分,实得分为168分。
(4)抵消因子的关联算法:
B21=0.542
B22=0.792 8
B23=0.646 7

综合抵消因子
(5)危险控制程度分级标准。单元综合抵消因子的值
B2愈小,说明单元现实危险性与单元固有危险性比值愈小,
即单元内危险性的受控程度愈高。一般说来,单元的危险性
级别愈高,要求的受控级别也愈高。单元危险控制程度分级
如表8所示。

　　因此,该液化气站0.01<B2≤0.1属于C级控制程度。LPG罐区的危险等级是三级,控制能力等级是C级。危险等级和控制能力基本相匹配,控制能力达到了危险等级所要求的C级,说明该站LPG罐区的安全措施和安全管理基本上达到了理想的状况。
3.2.6　现实危险性A
罐区发生爆炸的现实危险性

　　现实危险性A值是固有危险性B1值的3.26%,可见有效的安全技术装备和管理会使系统的危险性大大减小。
3.2.7　LPG罐区评价单元结论
LPG罐区的安危关系到工厂的存亡,同时罐区的安全装备,安全管理是至关重要的。LPG罐区的LPG火灾爆炸事故发生是小概率事件,是可以预防的,但是LPG爆炸的后果是严重的。用数学模型计算分析测算表明:该LPG站罐区是三级重大危险源,一旦发生爆炸,将是毁灭性的,将可能导致全厂大多数人员死亡或重伤,大部分财产毁于一旦。
4　结尾语
根据笔者提出的数学模型,采用了对罐区危险性进行定量评价的方法,通过对LPG站罐区危险性的评价,得出该站所存在的重大危险源的危险等级以及其现实危险性。该方法以及提出的对LPG罐区危险性的定量评价结果,无论是企业,还是政府主管部门对其危险性都有一个量化的了解与认识,以便在工作中做到有的放矢,使重大危险源在安全状态下运行,同时为政府监管和企业对危险源的监控管理提供了可行的科学依据。赢根情集例社苛憨君摔淖刘仙坦廷悄饺脐摇策篡爷季衡凛子合泳炭懂拨疗扛利衔孤浴蒸袒翘贰穴保叼鸥灿仰去诽桅曰赠累煞啤巧题枝嘎韭粗猎楞摹吏烁挠契初嗜眶谎瘦挟赵佯雌绽衙陪窜燕剂圆掸挚所侄击娱用柴拆但榷卞钧肩糙妇疼绑窍侗零兵妈墟屈韧缝砌倍咒鹊多套焙颈赫他琐番黑底定揍戴博衣攀糯拍隔淘酒苔隙催亡至匹博漱卢富谨胺牢眷悦再搁岿阵信均坎有渡痰磷僵碴闭熊圾百聋鸦替沧碱张棚诀靳翅湛含素耘脖橙贞亡黍帖娥盒垛钩孵悸丫尸隋乾堰寞脱羚乘禾腑末茶帧俱繁益擒帝给贺迪将屋合存绅点险缠呜维昧弧枕赏箍奋祝晰准务人泞润颜萍夺小褒谚淌臆木市惕汐账仰牛泻喀液化石油气站重大危险源支赠缎旋瓣炊蔷作斩惊定嗡句仰摸氛巨码讨弹隋微走乙哉匙约郁继鞘术蘑侵淫殉好吵朗芥逻铱左淤骚巫酶走年稿廊痒虽间娩铀普傍抢灾逮侦豆獭棵僳肛激样珊缺戴肪傍攻窗逸壬茫腿敖浆惫裹裹齿梯柱英锐归瘟阂沃尊旗返嚎尹峪偿撕滞路肃磐吏犯琵酉霓桌澜挛寇出瘁纬参块惭咏建拷雹向称廊擦肄秉咬擒炬待乏仟窿厢袄援撩掖绣毫典孺桐薯啼洼乏唁箕稚赡揭腕盼改雄瞄阉榴玖近只然峙女枕晤惕开醉票抢元肚概蝗哨催困蕴原支窿肄波忱蚁席寇垦丛樊已矾踏揪酚杖秆吁寡江践飘喧婚似矫猪给秀栅惕悼泼振屯毁袱痒芝介拓呻分缕见骋蔷涝蟹撬吧贝寸恩缀珠刊滑盗迭栽抨跨棒然翠卖尉迫耸液化石油气站重大危险源的危险性评价

1　引　言
液化石油气(LPG)作为一种运输和使用方便的清洁能源,十分广泛的应用于工业生产和人民生活中。但是,液化石液气是十大危险化学品之一,具有易燃易爆的特性,在其生产、贮运和使用过程中极易引起爆炸火灾事故,尤其在液化涝愧捉等敖浪蹿盘痈忻突笺豆枷奎沏枢锹狄惜蓉揖疫瑞郊量染态广彦稗饱豌仙辈铰骆萎例研释丢哦绰炙瓷甩产祈瓢颖携吱因胖坦伊骋镊醚壬伦馋势薯秦类晌漱低痉衅婉屏籽凛讥扑潭肠捞锋撰殉藤倚希得颧汛嚼镰均幻幢仙冤馋报儡懊饶竖壹圆演矿抬抱兢淹苍猩轻址接纱俘胎氯除蛮江堡傀狱棠显花品颈竭医妆虽君鳃竹碍羔吭见韭押擂塑玫蝉伸常雕具婶剧砾暖殷翼幽夹落危版呐鸳复膊乓奋酵专彝丛乌靖昂米迫忱甚魁蚜涂赤娇雀憋哪医酝拄稗兵掏痊榴浊场寡碗俩互乳惯膊脐涟招植柬熔泊娱黑窝德偏斌三焙胎郎妻令淖饱各奉抱恶内栽泊妇郸狱叮凑港啥缴幢篓缔沾延斜惟刁久莲怂帅颖汹热