化工园区生产安全事故多米诺效应影响分析(三)

作者平平安安

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化工园区多米诺效应分析的主要内容


3.1 危险源发生事故时的多米诺影响范围

根据化工园区危险源事故场景的分析,可以辨识出可能发生多米诺效应的危险源。然后根据前面介绍的评估模型,可以计算出某一点的热辐射强度(kW/m2)或爆炸冲击波(kPa),对照多米诺效应影响阈值,就可得出某点是否受一次事故多米诺效应的影响。反之,也可以根据火灾热辐射或爆炸冲击波的多米诺效应影响阈值反推出某一事故场景的多米诺影响范围。

化工园区危险源的多米诺影响范围一般借助QRA软件来进行计算。

3.2 受多米诺影响的危险源可能发生的事故

计算出化工园区内危险源的多米诺影响范围,分析范围内的设施(其他危险源)。评估二级或二级以上的事故场景,推断化工园区巨灾场景发生的可能性。化工园区多米诺效应的分析,应重点关注以下方面:

(1)化工园区内重大危险源是否可能受到周边事故的多米诺影响。重大危险源如果与一些小型化工装置相邻是比较危险的,这些小型化工装置往往在设备、设施和安全管理上与大型化工企业存一定差距,事故易发性也相对较高,一旦发生事故,本身影响倒不大,如果引起相邻的重大危险源装置事故,可能会发生灾难性后果。

(2)多米诺影响范围内是否有光气、氯气、氨气等毒性气体设施(包括液化态)。毒性气体泄漏影响范围较大,可引起大范围人员中毒,甚至是社区居民的大量撤离,社会影响恶劣。对于这种情况,多米诺效应分析应予以特别关注。

(3)化工园区内重大危险源设施的布局是否会发生多米诺效应的相互影响。重大危险源设施固有风险高,发生事故时如果相互影响,成连片火灾或爆炸,对化工园区来说将是覆灭性的。

(4)多米诺影响不仅要分析危险源对厂区外设施的影响,还要分析对本厂区内部的影响。

(5)分析多米诺影响范围内道路、河流、山体、地下油气设施被影响的可能性及后果。

3.3 多米诺效应发生的可能性

在多米诺影响范围内的其他危险源也不一定就会发生事故,被引发事故的可能性与设备的状态、形状、物质、距离及自然条件(风向、下雨、大雾等)密切相关。保守评估时也可不考虑多米诺效应发生的可能性,即可能性为1。


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化工园区多米诺评估实例

4.1 园区基本情况

某市化工产业聚集区现有企业中,引发多米诺事故概率最高的危险源区域为甲公司及其周边企业,甲公司危险源较多,周边企业距离近,可相互影响的可能较大。分析所在储罐发生事故时对其他罐区或设施的影响及其他设施之间的相互影响。分析区域在园区中的位置如图所示。

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相关说明:

(1)甲公司厂区南部布置有罐区三处,①西侧罐区自北向南布置有4×80m3二硫化碳卧式储罐、3×50m3乙醇卧式储罐、2×50m3乙胺卧式储罐、1×50m3二氯乙烷卧式储罐、1×50m3甲醇卧式储罐、1×50m3苯胺卧式储罐、2×50m3乙二胺卧式储罐;②中部为酸碱罐区,设有2×200m3液碱立式储罐、2×200m3盐酸立式储罐;③东侧罐区设有2×50m3氰化钠卧式储罐、1×50m3甲苯卧式储罐、3×50m3液氨卧式储罐、2×50m3三氯化磷卧式储罐、2×50m3硫酸二甲酯卧式储罐、2×50m3醋酐卧式储罐、2×50m3柴油卧式储罐;甲公司西侧罐区以燃爆危险性大的二硫化碳储罐为例为进行分析说明,东侧罐区以甲苯储罐为例进行分析说明;

(2)甲公司东侧为园区道路,路东侧为乙公司,乙公司主要危险源为4t/h蒸汽锅炉1台;

(3)甲公司南侧为园区道路,路南侧为丙公司及丁公司,丁公司主要危险源为10t/h蒸汽锅炉1台;丙公司厂区南侧设有罐区,自西向东设有50m3液氨储罐1台、50m3液碱储罐1台、50m3盐酸储罐1台、30m3硫酸储罐1台、30m3三氯化磷储罐1台、30m3甲苯储罐1台、30m3环己烷储罐1台、30m3石油醚储罐1台、50m3纯苯储罐1台、50m3叔丁醇储罐1台、50m3甲醇储罐1台、50m3预留储罐1台,共12台卧式储罐。

(4)丁公司东侧隔园区道路为戊公司,戊公司危险源为其厂区南侧的罐区,该罐区设有50m3立式储罐4台,其中二甲苯、二氯甲烷、浓硫酸、盐酸、硫酸二甲酯、液碱储罐各1台,以二甲苯储罐为例进行分析;

(5)参与计算的物料储罐为相互可能产生影响的储罐,各储罐之间的相互间距等情况见表4.1-1。


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本次分析的6个危险源有4个为易燃液体的燃爆危险性,主要分析泄漏后形成池火对周边设施的热辐射影响;2个为物理性爆炸危险性,主要分析爆炸后对周边设施产生的冲击波影响。对于产生影响的周边设施计算多米诺连锁事故引发的概率。

4.2  A危险源二硫化碳储罐池火灾

A危险源二硫化碳储罐距B危险源甲苯储罐56m,距D危险源锅炉房200m,距F危险源苯储罐489m,A危险源为二硫化碳储罐,罐容为50m³卧式罐,二硫化碳属第3.1类低闪点易燃液体,事故灾害模式为池火灾,由计算可知,当A危险源二硫化碳储罐发生池火灾事故时,对B、D、F危险源的热辐射通量均小于可能引发多米诺连锁事故效应的37.5kW/m²的量,一般不会发生多米诺事故连锁效应。

4.3 B危险源甲苯储罐池火灾

B危险源甲苯储罐距A危险源二硫化碳储罐56m,距C危险源二甲苯储罐324m,距E危险源锅炉房200m,距D危险源锅炉房290m,B危险源为50m³卧式甲苯储罐,甲苯为第3.1类低闪点易燃液体,事故灾害模式为池火灾,

由计算可知,当B危险源甲苯储罐发生池火灾事故时,对A危险源的热辐射通量大于可能引发多米诺连锁事故效应的37.5kW/m²的量,可能引发连锁事故;对C、D、E危险源的热辐射影响小于引发多米诺连锁事故效应的能量,一般不会引发连锁事故。

4.4  C、F危险源储罐池火灾

采用与A、B危险源相同的方法计算C危险源二甲苯储罐发生事故时对B、D、E危险源的影响,F危险源苯储罐发生事故时对A、D危险源的影响,

对C、F危险源事故的影响计算结果均小于可能引发多米诺连锁事故效应的37.5kW/m²的量。

4.5  D、E危险源锅炉爆炸

高温饱和水一般在容器内以气液两态存在,当容器破裂发生爆炸时,除了气体的急剧膨胀做功外,还有过热液体激烈的蒸发过程。

即当D危险源锅炉发生爆炸时,与其相距195m处的F危险源受到的冲击波超压可忽略不计。同样,处于更远处的危险源所受到的冲击波超压也可忽略不计。E危险源锅炉小于D危险源,不再进行计算。

4.6  分析结果

通过以上分析可知,A、B、C、D、E、F危险源发生大型火灾、爆炸事故时,除B危险源可能会影响到A危险源外(甲公司内部的2个罐区),其他各危险源之间理论上不会产生多米诺影响。B危险源发生火灾事故对A危险源的影响概率为0.15。

应用安科院QRA评估软件CASST-QRA2.0计算的某化工园区危险源多米诺影响范围如表4.6-1。

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