罐区危险性评价

罐区危险性评价

一、评价方法

1、评价单元的划分

丁酮、甲苯、DMF罐区是重大危险源。重大危险源评价以单元为评价对象。现以整个原料罐区作为评价单元。

2、评价模型的层次结构

根据安全工程学的一般原理，危险定义为事故频率和事故后果的严重程度的乘积，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一旦发生后后果的严重性。现实的事故危险性不仅取决于生产物质的特定物质危险性和生产工艺的特定工艺过程危险性所决定的生产单元的固有危险性，而且还同各种人为管理因素及防火措施的综合效果有密切关系。

图1——1重大危险源评价指标体系框图

3、评价的数学模型

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，它们反映了人在控制事故发生和控制事故后果扩大方面的主观能动作用。固有危险性评价主要反映了物质的固有特性、危险物质生产过程的特点和危险单元内部、外部环境状况。

质事故易发性与工艺过程危险性的耦合。

评价数学模型如下：

n m 3

A=｛∑∑(B111)i W ij(B112)j｝B12∏(1-B2k)

i=1j=1 k=1

式中(B111)i——第i中物质危险性的评价值；

(B112)j——第j中物质危险性的评价值；

W ij——第j项工艺与第i种物质危险性的相关系数；

B12——事故严重程度评价值；

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。

二、评价过程

1、原料罐区的基本情况

表1 储罐基本情况

罐区平面，如图2——1所示：DMF

丁酮、甲苯罐区

物质的主要物理化学特性如表2——2所示：

2、原料罐区事故易发性B111评价

⑴甲苯易发性系数α1=0.9

二级易燃液体G＝60 G i=α1G=0.9*60=54

危险修正系数K=0.2

甲苯的事故易发性B111＝G i (1+K)＝54*（1+0. 2）＝64.8

⑵丁酮易发性系数α1=0.9

二级易燃液体G＝60 G i=α1G=0.9*60=54

危险修正系数K=0. 2

丁酮的事故易发性B111＝G i (1+K) =64.8

⑶DMF 易发性系数α1=0.9

三级易燃液体G＝40 G i=α1G=0.9*40=36

危险修正系数K=0.12

甲苯的事故易发性B111＝G i (1+K)＝40.32

3、原料罐区工艺过程事故易发性B112评价

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，在以下几个方面有特殊表现，构成工艺过程事故易发性。物质事故易发性与工艺事故易发性的相关系数用W ij

表示，如表2——3所示：

表2——3 工艺过程事故易发性B112与相关系数W ij

4、原料罐区事故易发性B11评价

事故易发性B11计算为：

n m

B11＝∑∑(B111)i W ij(B112)j

i=1j=1

=(64.8+64.8)*(30*0.5+30*0.7+50*0.7+30*0)+40.32*(30*0.2+30*0.5+50*0.5+30*0)

=11560.32

5、原料罐区事故严重程度B12价

原料罐区的伤害模型——破坏半径，遵照两个原则：①最大危险原则：如果一种危险物具有多种事故形态，且他们的事故后果相差悬殊，则按后果最严重的事故形态考虑；②概率求和原则：如果一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差不太悬殊，则按统计平均原理估计总的事故后果。罐区最大的火灾爆炸风险来自甲苯的燃烧爆炸，其伤害模型有两种：①蒸汽云爆炸（VEC）模型；②沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）模型。前者属于爆炸型，后者属于火灾型。

⑴蒸汽云爆炸（VEC）

甲苯有两个储罐，一个罐最大储存量425 m3，最大存储质量W f= 425*2*870=739500Kg TNT当量计量计算公式：W TNT=E/Q TNT=1.8αW f Q f/Q TNT

式中1.8——地面爆炸系数；

α——蒸汽云当量系数，取α＝0.04；

Q f——甲苯的燃烧热，取Q f＝42381.2KJ/Kg；

Q TNT——取4520KJ/Kg。

W TNT＝1.8*0.04*739500*42381.2/ 4520＝499235.5 Kg

E=1.8αW f Q f=1.8*0.04*739500*42381.2=2256544613 KJ

死亡半径：R1=13.6(W TNT /1000)0.37=107.9m

重伤半径R2由下列方程式求解：

△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019

Z= R2/(E/ P0)1/3=0.003554 R2△Ps=44000/ P0=0.4344 P0=1.013×102K Pa 解得R2=305.8 m

轻伤半径R3由下列方程式求解：

△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019

Z= R3/(E/ P0)1/3=0.003554 R3△Ps=17000/ P0=0.1687 P0=1.013×102K Pa 解得R3=548.6 m

的计算公式为：

对于爆炸性破坏，财产损失半径R

财

R财＝kⅡW1/3TNT/｛1+(3175/ W TNT)2｝1/6

kⅡ——，二级破坏系数，kⅡ＝5.6

R财＝444.2m

表4 甲苯蒸汽云爆炸破坏半径（m）

⑵沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）

甲苯两罐储存，取W=0.7*W f=0.7*739500=517650 Kg

火球半径：R火= 2.9 W1/3 =232.9m

火球持续时间：t= 0.45 W1/3 =36s

几率方程的几率与伤害百分数之间的关系为：

D= ∫∞Pr exp(-u2/2)du

式中Pr——死亡几率；

D——死亡百分数。

当Pr=5时，D为0.5。

死亡、重伤、轻伤及破坏的财务都以D＝50％定义。

下面求不同伤害、破坏时的热通量：

①死亡

Pr=-37.23+2.56ln(tq4/3)

Pr =5, t =36 s ,解得q1=16065.5W/m2