燃烧爆炸事故后果分析

燃烧爆炸事故后果分析重大事故重大事故是指生产运行中突然发生重大泄漏、火灾或爆炸，其中涉及一种或多种有害物质，并给现场人员、公众或环境造成即刻的或延迟的严重危害的事件。国际劳工组织ILO(InternationalLabourOrganization)定义:Majoraccident:Anunexpected,suddenoccurrenceincluding,inparticular,amajoremission,fireorexplosion,resultingfromabnormaldevelopmentsinthecourseofanindustrialactivity,leadingtoaseriousdangertoworkers,thepublicortheenvironment,whetherimmediateordelayed,insideoroutsidetheinstallationandinvolvingoneormorehazardoussubstances.燃烧爆炸事故后果分析后果分析定量描述一个可能发生的事故将造成的人员伤亡、财产损失和环境污染情况。意义:安全评价的组成部分；采取安全措施的依据；设置报警系统、压力释放系统、防火系统等；编制应急响应预案的依据。燃烧爆炸事故后果分析7.1后果分析的一般程序7.2泄漏7.3蒸发与膨胀7.4扩散7.5火灾后果分析7.6爆炸后果分析7.7中毒后果分析7.1后果分析的一般程序7.1.1后果分析程序（1）划分独立功能单元划分原则：包含重大危险源重大危险源：重大危险源，是指长期地或者临时生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元（包括场所和设施）。当一个单元内有多种危险物质时，达到者定为重大危险源。式中，qi：第i种危险物质的实际保有量Qi：第i种危险物质单独存在时的规定临界量11niiqQiiq7.1.1后果分析程序空间上相对独立；泄漏物料与其他单元隔离：有紧急切断阀；有液位或压力控制的自动阀；有清晰明确信号遥控的阀。同一堤坝内的储罐应作为一个单元考虑。7.1.1后果分析程序（2）计算单元中有害物质存量根据工艺流程和设备参数，计算单元中有害物质的存量，并记录物质的种类、相态、温度、压力、体积或质量等。对于连续的流动系统需要估算。（3）找出设备的典型故障将设备划分为10类，分析可能存在的典型故障，每种设备只考虑少数几种情况。管道、挠性连接、过滤器、阀、压力容器/反应器、泵、压缩机、贮罐（常压条件）、贮槽（加压或冷冻）、放空燃烧管/排气管。7.1.1后果分析程序（4）计算泄漏量分析故障可能造成瞬时的或连续的泄漏，计算泄漏量或泄漏流量。（5）计算后果分析泄漏后可能造成的火灾、爆炸等后果，选择合适的模型计算事故对生产现场内或现场外的影响。（6）整理结果将计算结果整理成表格，并在单元平面图上划出影响范围。7.1.1后果分析程序7.1.2后果分析所需参数（1）有害物质的参数包括有害物质的相态、最大质量或体积、温度、压力、密度，热力学性质如沸点、蒸发热、燃烧热、热容等，有害与毒性参数等。（2）设备的参数工艺流程、设备类型、设备的可能故障与泄漏位置、泄漏口形状尺寸等。（3）现场情况与气象情况设备布置、人员分布、资金密度，设备地理位置，堤坝高度面积，常年主导风向、平均风速、大气稳定情况、日照情况，地形情况，地面粗糙度、建筑、树木高度等。7.1.3泄漏的后果泄漏后果与泄漏物质的相态、压力、温度、燃烧性、毒性等性质密切相关。在后果分析中考虑的泄漏物质主要有以下四种类型：常压液体；加压液化气体；低温液化气体；加压气体。泄漏的危险物质的性质不同，其泄漏后果也不相同。7.1.3泄漏的后果（1）可燃气体泄漏可燃气体泄漏后与空气混合达到燃烧界限，遇到引火源就会发生燃烧或爆炸。泄漏后发火时间的不同，泄漏后果也不相同。立即发火。可燃气体泄漏后立即发火，发生扩散燃烧产生喷射性火焰或形成火球，影响范围较小；滞后发火。可燃气体泄漏后与周围空气混合形成可燃云团，遇到引火源发生爆燃或爆炸，破坏范围较大。7.1.3泄漏的后果（2）有毒气体泄漏有毒气体泄漏后形成云团在空气中扩散，有毒气体浓度较大的浓密云团将笼罩很大范围，影响范围大。7.1.3泄漏的后果（3）液体泄漏一般情况下，泄漏的液体在空气中蒸发而形成气体，泄漏后果取决于液体蒸发生成的气体量。液体蒸发生成的气体量与泄漏液体种类有关。常温常压液体泄漏。液体泄漏后聚集在防液堤内或地势低洼处形成液池，液体表面发生缓慢蒸发；加压液化气体泄漏。液体在泄漏瞬间迅速气化蒸发。没来得及蒸发的液体形成液池，吸收周围热量继续蒸发；低温液体泄漏。液体泄漏后形成液池，吸收周围热量蒸发，液体蒸发速度低于液体泄漏速度。7.1.4后果分析模式选择BLEVE:沸腾液体膨胀性蒸汽爆炸（BoilingLiquidExpandingVaporExplosions）缩写为BLEVE池火（POOLFIRE）：可燃性液体泄露后，流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到引火源燃烧而形成池火。喷射火（JETFIRE):气体从裂口喷出后立即燃烧，如同火焰喷射器。火球（FIREBALL）：压力容器内液化气体过热使容器爆炸，内容物泄露并被点燃，产生强大的火球。7.1.4后果分析模式选择确定有害物质存量和储存条件可燃有毒气体液体或两相液体或两相气体BLEVE其他情况可燃气体事件树BLEVE模型可燃液体事件树有毒液体事件树毒性气体事件树有害特性过程或储槽中的相态释放情形事件树或模型泄漏事故后果判断图可燃气体释放火球闪火或爆炸闪火或爆炸闪火或爆炸喷射火闪火或爆炸瞬时泄漏?立即引燃?密度大于空气?延迟引燃?是是是是是是是是是否否否否否否否否否估计释放时间计算释放速率喷射扩散重气扩散中性扩散重气扩散中性扩散绝热膨胀有毒气体释放重气扩散中性扩散重气扩散中性扩散绝热膨胀计算释放速率和时间喷射扩散是是否否否是瞬时泄漏?密度大于空气?可燃液体释放评价火灾损失接气体事件树评价火灾损失评价污染接气体事件树评价火灾损失评价火灾损失接气体事件树评价污染接气体事件树瞬时泄漏?立即引燃?形成液池?液池点燃?估计泄漏时间和速率绝热膨胀火球喷射火计算扩展与蒸发池火计算扩展与蒸发池火有毒液体释放评价污染接气体事件树接气体事件树评价污染接气体事件树接气体事件树绝热膨胀估计泄漏时间和速率计算扩展与蒸发计算扩展与蒸发瞬时泄漏?形成液池?7.1.4后果分析模式选择气体或两相泄漏毒性可燃毒性可燃连续瞬时中性、浮性云重气云重气喷射中性、浮性云连续中性、浮性云瞬时重气云扩散火球蒸气云爆炸闪火喷射火喷射扩散重气云中性、浮性云火球蒸气云爆炸闪火扩散立即点燃延迟点燃延迟点燃是否是否是否7.1.4后果分析模式选择可燃与有毒液体泄漏常压液体冷冻液体加压液体液池液池瞬时连续闪蒸闪蒸蒸气与气溶胶液体与液滴点燃点燃点燃池火蒸发池火沸腾蒸气扩散蒸气扩散火球蒸气扩散蒸发蒸气扩散蒸气与气溶胶蒸气扩散液体点燃喷射火液池蒸发与沸腾蒸气扩散是是是是否否否否7.2泄漏7.2.1泄漏设备及损坏尺寸泄漏往往是事故的开始物质泄漏可能引起火灾或爆炸，也可能产生毒气伤害。泄漏原因：设备损坏、失灵；错误操作；安全阀的正常或不正常动作。十类典型设备：管道挠性连接过滤器阀压力容器/反应器泵压缩机贮罐（常压条件）贮槽（加压或冷冻）放空燃烧管/排气管7.2.1泄漏设备及损坏尺寸——管道泄漏设备及损坏尺寸——管道7.2.1泄漏设备及损坏尺寸——管道包括：管道，法兰，焊接，弯管典型损坏裂口尺寸1）法兰泄漏2）管道泄漏3）焊缝失效20%管径100%或20%管径100%或20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸——挠性连接器7.2.1泄漏设备及损坏尺寸——挠性连接器包括：软管，波纹管，铰接器典型损坏裂口尺寸1)破裂泄漏2)接头泄漏3)连接装置损坏100%或20%管径20%管径100%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸——过滤器包括：滤器，滤网典型损坏裂口尺寸1)滤体泄漏2)管道泄漏100%或20%管径20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—过滤器7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—阀门包括：球阀，闸阀，球型阀，塞阀，针阀，蝶阀，阻气阀，泄压阀，紧急切断阀典型损坏裂口尺寸1)阀室泄漏2)阀盖泄漏3)阀杆损坏100%或20%管径20%管径20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—阀门7.2.1压力容器及反应器包括：分离器，气体洗涤器，混合器，反应器，热交换器，火加热器，塔，管道清洗发射/接受器，再沸器典型损坏裂口尺寸1)容器破裂2)容器泄漏3)人孔盖泄漏4)喷嘴损坏5)仪表管道破裂6)内部爆炸全部破裂100%最大管径20%开口直径100%管径100%或20%管径全部破裂7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—泵包括：离心泵，往复泵典型损坏裂口尺寸1)泵壳损坏2)密封泄漏100%或20%管径20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—压缩机包括：离心式压缩机，轴流式压缩机，往复式压缩机典型损坏裂口尺寸1)泵壳损坏2)密封泄漏100%或20%管径20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—贮罐包括：所有常压贮罐（管道连接和堤坝也应作为设备的一部分考虑）典型损坏裂口尺寸1)容器损坏2)连接泄漏100%100%或20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—贮罐7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—加压或冷冻贮槽包括：加压贮罐或运输容器，冷冻贮罐或运输容器，地埋或非地埋容器典型损坏裂口尺寸1)沸腾液体扩展蒸汽云爆炸（仅非地埋情况）2)破裂3)焊缝失效全部破裂（点燃）全部破裂100%或20%管径7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—放空燃烧管和排气管7.2.1泄漏设备及损坏尺寸—放空燃烧管和排气管包括：所有放空燃烧管或排气管（歧管、洗气放空装置、分离鼓应作为设备的一部分考虑）典型损坏裂口尺寸1)歧管或分离鼓泄漏2)超规范排放100%或20%管径估算7.2.2泄漏的原因从人-机系统来考虑造成各种泄漏事故的原因主要有4类：（1）设计失误基础设计错误，如地基下沉，造成容器底部产生裂缝，或设备变形、错位等；选材不当，如强度不够，耐腐蚀性差、规格不符等；布置不合理，如压缩机和输出管没有弹性连接，因振动而使管道破裂；选用机械不合适，如转速过高、耐温、耐压性能差等；选用计测仪器不合适；储罐、贮槽未加液位计，反应器(炉)未加溢流管或放散管等。7.2.2泄漏的原因（2）设备原因加工不符合要求，或未经检验擅自采用代用材料；加工质量差，特别是焊接质量差；施工和安装精度不高，如泵和电机不同轴、机械设备不平衡、管道连接不严密等；选用的标准定型产品质量不合格；对安装的设备没有按《机械设备安装工程及验收规范》进行验收；设备长期使用后未按规定检修期进行检修，或检修质量差造成泄漏；计测仪表未定期校验，造成计量不准；阀门损坏或开关泄漏，又未及时更换；设备附件质量差，或长期使用后材料变质、腐蚀或破裂等。7.2.2泄漏的原因（3）管理原因没有制定完善的安全操作规程；对安全漠不关心，已发现的问题不及时解决；没有严格执行监督检查制度；指挥错误，甚至违章指挥；让未经培训的工人上岗，知识不足，不能判断错误；检修制度不严，没有及时检修已出现故障的设备，使设备带病运转。7.2.2泄漏的原因（4）人为失误误操作，违反操作规程；判断错误，如记错阀门位置而开错阀门；擅自脱岗；思想不集中；发现异常现象不知如何处理。7.2.4泄漏的控制无论气体泄漏还是液体泄漏，泄漏量的多少都是决定泄漏后果严重程度的主要因素，而泄漏量又与泄漏时间有关。因此，控制泄漏应该尽早地发现泄漏并且尽快地阻止泄漏。通过人员巡回检查可以发现较严重的泄漏；利用泄漏检测仪器、气体泄漏检测系统可以发现各种泄漏。利用停车或关闭遮断阀停止向泄漏处供应料可以控制泄漏。一般来说，与监控系统连锁的自动停车速度快；仪器报警后由人工停车速度较慢，大约需3-15分钟。7.2.5泄漏量的