盐酸贮罐泄漏定量分析评价(模拟).doc

5.5.2 盐酸贮罐泄漏定量分析评价
该项目硫酸钾厂单元需要设置一个70m3的贮罐，储存环境为常温、常压，设水喷淋冷却保护装置，事故清水池等。由于盐酸贮罐储量较大，且属于8.1类酸性腐蚀品，有一定的挥发性，危险性较大，事故发生的腐蚀及中毒的影响范围较广，因此对该贮罐利用事故后果模拟分析法进行分析，并确定其泄漏量、泄漏时间、最大影响半径等。
1、泄漏量的计算
基本数据：盐酸贮罐体积70m3，高h=6.6m。假设裂口半径=0.1m
液体泄漏速度可按流体力学的伯努利方程计算，其泄漏速度为：
（1）
式中，为液体泄漏速度，kg/s；为液体泄漏系数，（取0.50）；为裂口面积，m2，（均取）；为泄漏液体密度，kg/m3，（盐酸）；为容器内介质压力，Pa，（）；为环境压力，Pa；为重力加速度，；为裂口之上液位高度，m，（盐酸液位与裂口之间的高差为h=5m）。将各参数值代入式（1）中，得
盐酸：Q0=170.5kg/s

表5.5-2 液体泄漏系数
雷诺系数（Re）
裂口形状
圆形（多边形）
三角形
长方形
＞100
0.65
0.60
0.55
≤100
0.50
0.45
0.40
对于常压下的液体泄漏速度。取决于裂口之上液位的高低；对于非常压下的液体泄漏速度，主要取决于贮罐内介质压力与环境压力之差和液位高低。
当容器内液体是过热液体，即液体的沸点低于周围环境温度，液体流过裂口时由于压力减小而突然蒸发。蒸发所需热量取自液体本身，而容器内剩下的液体温度将降至常压沸点。在这种情况下，泄漏时直接蒸发的液体所占百分比，可按下式计算：
（2）
式中，为液体的定压比热，，[查得：盐酸]；为泄漏前液体的温度，K，（均取常温）；为液体常压下的沸点，K，（盐酸）；为液体的汽化潜热，J/kg，（盐酸）。
所以，盐酸
按式（2）计算的结果，几乎总是在0-1之间。事实上，泄漏之间的蒸发的液体可将以细小烟雾的形式形成云团，与空气混合而吸收热蒸发。如果空气传给液体烟雾的热量不足以使其蒸发，由一些液体烟雾将凝结成液滴降落到地面，形成液池。根据经验，F＞0.2；一般不会形成液池；当F＜0.2时，与带走液体之比有线性关系，即当时，没有液体带走（蒸发），当时，有50%的液体被带走。
2、泄漏后的扩散
液体泄漏后立即扩散到地面，一直流到低洼处或人工边界，如防火堤、岸墙、马路边等，形成液池。液体泄漏出来不断蒸发，当液体蒸发速度等于泄漏速度时，液池中的液体量将维持不变。如果泄漏的液体是低挥发度的，则从液池中蒸发量较少，不容易形成气用，对较远人员没有危险；如果着火则形成池火灾；如果渗透进土壤，有可能对环境造成影响。如果泄漏的是挥发性液体或低温液体，泄漏后液体蒸发量大。大量蒸发在液池上面后会形成蒸气云，并扩散到厂外和马路造成污染。
如果泄漏的液体已达到人工边界，则液池面积即为人工边界围成的面积。如果泄漏的液体未达到人工边界，则可假设液体的泄漏 点为中心呈扁圆柱形的光滑平面上扩散，这时液池半径r用下式计算：
（1）瞬时泄漏（泄漏时间不超过30s）时
（3）
（2）连续泄漏（泄漏连续10min以上）时
（4）
式子，为液池半径，m；为泄漏的液体量，kg；为重力加速度，；为泄漏时间，s。
瞬时盐酸：m=Q0×t＝170.5kg/s×30s＝5115kg
连续盐酸：m=Q0×t＝45708kg
瞬时泄漏时均30s，连续泄漏时间为罐体裂口上部液体全部泄漏时间。
瞬时盐酸：盐酸=1.4m
连续盐酸：盐酸=172m
3、评价结果
（1）从上述的计算分析可知，盐酸贮罐一旦发生泄漏事故，将会形成较大范围的毒害区域，造成严重的后果。
（2）由于后果严重，因此，必须加强对盐酸贮罐的安全管理，定期进行检查、检验、校验等工作，确保设备处于正常状况；同时，严格执行相应的操作规程，避免违章操作和误操作，以杜绝事故的发生。
（3）日常管理中应严格采取全面、系统的安全管理措施，并确保这些措施行之有效；加强安全检查工作，保证盐酸贮罐状况符合安全要求；应加强管理人员的安全意识，掌握处置突发事件的能力。