事故后果模拟分析

2.2 事故后果模拟分析法火灾、爆炸、中毒是常见的重大事故，经常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失，影响社会安定。这里重点介绍有关火灾、爆炸和中毒事故（热辐射、爆炸波、中毒）后果分析，在分析过程中运用了数学模型。通常一个复杂的问题或现象用数学模型来描述，往往是在一个系列的假设的前提下按理想的情况建立的，有递增模型经过小型试验的验证，有的则可能与实际情况有较大出入，但对辨识危险性来说是可参考的。2.2.1 泄漏由于设备损坏或操作失误引起泄漏，大量易燃、易爆、有毒有害物质的释放，将会导致火灾、爆炸、中毒等重大事故发生，因此，后果分析由泄漏分析开始。

2.2.1.1 泄漏情况分析

2.1.1.1.1 泄漏的主要设备根据各种设备泄漏情况分析，可将工厂（特别是化工厂）

中易发生泄漏的设备

归纳为以下10 类：管道、挠性连接器、过滤器、阀门、压力容器或反应器、泵、压缩机、储罐、加压或冷冻气体容器，火炬燃烧装置或放散管等。

⑴管道。它包括管道、法兰和接头，其典型情况和裂口尺寸分别取管径

的20%- 100% 20 痢20%- 100%

⑵挠性连接器。它包括软管、波纹管和铰接器，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：

①连接器本体破裂泄漏，裂口尺寸取管径的20%- 100%

②接头处的泄漏，裂口尺寸取管径的20%

③连接装置损坏泄漏，裂口尺寸取管径的100%

⑶过滤器。它由过滤器本体、管道、滤网等组成，其典型泄漏情况和裂口尺寸分别取管径的20%- 100%和20%。

⑷阀。其典型泄漏情况和裂口尺寸为：

①阀壳体泄漏，裂口尺寸取管径的20%- 100%

②阀盖泄漏，裂口尺寸取管径的20%

③阀杆损坏泄漏，裂口尺寸取管径的20%

⑸压力容器或反应器。包括化工生产中常用的分离器、气体洗涤器、反应釜、热交换器、各种罐和容器等。其常见的此类泄漏情况和裂口尺寸为：

①容器破裂而泄漏，裂口尺寸取容器本身尺寸；

②容器本体泄漏，裂口尺寸取与其连接的粗管道管径的100%

③孔盖泄漏，裂口尺寸取管径的20%

④喷嘴断裂而泄漏，裂口尺寸取管径的100%

⑤仪表管路破裂泄漏，裂口尺寸取管径的20%- 100%

⑥容器内部爆炸，全部破裂。

⑹泵。其典型泄漏情况和裂口尺寸为：

①泵体损坏泄漏，裂口尺寸取与其连接管径的20%-100%

②密封压盖处泄漏，裂口尺寸取管径的20%

⑺压缩机。包括离心式、轴流式和往复式压缩机，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：

①压缩机机壳损坏而泄漏，裂口尺寸取与其连接管道管径的20%-100%

②压缩机密封套泄漏，裂口尺寸取管径的20%

⑻储罐。露天储存危险物质的容器或压力容器，也包括与其连接的管道和辅助设备，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：

①罐体损坏而泄漏，裂口尺寸为本体尺寸；

②接头泄漏，裂口尺寸为与其连接管道管径的20%-100%

③辅助设备泄漏，酌情确定裂口尺寸。

⑼加压或冷冻气体容器。包括露天或埋地放置的储存器、压力容器或运输槽车等，其典型泄漏情况和裂口尺寸为：

①露天容器内部气体爆炸使容器完全破裂，裂口尺寸取本体尺寸；

②容器破裂而泄漏，裂口尺寸取本体尺寸；

③焊接点（接管）断裂泄漏，取管径的20%- 100%

⑽火炬燃烧器或放散管。它们包括燃烧装置、放散管、多通接头、气体洗涤器和分离罐等，泄漏主要发生在筒体和多通接头部位，裂口尺寸取管径的20%- 100%

表2-1 典型泄漏情况和裂口尺寸取值表

造成泄漏的原因

从人-机系统来考虑造成各种泄漏事故的原因主要有四类:

⑴设计失误

①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；

②选材不当，如强度不够、耐腐蚀性差、规格不符等；

③布置不合理，如压缩机和输出管道没有弹性连接，因振动而使管道破裂；

④选用机械不合适，如转速过高，耐温、耐压性能差等；

⑤选用计测仪器不合适；

⑥储罐、储槽未加液位计，反应器（炉）未加溢流管或放散管等。

⑵设备原因

①加工不符合要求，或未经检验擅自采用代用材料；

②加工质量差，特别是不具有操作证的焊工焊接质量差；

③施工和安装精度不高，如泵和电动机不同轴，机械设备不平衡，管道连接

不严密等；

④选用的标准定型产品质量不合格；

⑤对安装的设备未按《机械设备安装工程及验收规范》进行验收；

⑥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；

⑦计测仪表未定期校验，造成计量不准；

⑧阀门损坏或开关泄漏，又未及时更换；

⑨设备附件质量差，或长期使用后材料变质、腐蚀或破裂等。

⑶管理原因

①没有制定完善的安全操作规程;

②对安全漠不关心，已发现问题不及时解决；

③没有严格执行监督检查制度；

④指挥错误，甚至违章指挥；

⑤让未经培训的工人上岗，知识不足，不能判断错误；

⑥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。⑷人为失

误

① 误操作，违反操作规程；

② 判断失误，如记错阀门位置或开错阀门；

③擅自离岗；

④思想不集中；

⑤发现异常现象不知如何处理；

2.1.1.1.3 泄漏后果

泄漏一旦出现，其后果不单与物质的数量、易燃性、毒性有关，而且与泄漏物质的相态、压力、温度等状态有关。这些状态可有多种不同的结合，在后果分析中，常见的可能结

合有4 种：

①常压液体；②加压液化气体；

③低温液化气体；

④加压气体。泄漏物质的物性不同，其泄漏后果也不同。

⑴可燃气体泄漏可燃气体泄漏后与空气混合达到爆炸极限时，遇到引火源就会发生燃烧或爆炸。泄漏后起火的时间不同，泄漏后果也不相同。

①立即起火。可燃气体从容器中往外泄出时即被点燃，发生扩散燃烧，产生喷射性

火焰或形成火球，它能迅速地危及泄漏现场，但很少会影响到厂区的外部。

②泄后起火。可燃气体泄出后与空气混合形成可燃蒸气云团，并随风

飘移，遇火源发生爆炸或爆轰，能引起较大范围的破坏。

⑵有毒气体泄漏

有毒气体泄漏形成云团在空气中扩散，有毒气体的浓密云团将笼罩很大的空间，影响范围大。

⑶液体泄漏

一般情况下，泄漏的液体在空气中蒸发而生成气体，泄漏后果与液体的性质和储存条件(温度、压力)有关。

① 常温常压下液体泄漏。这种液体泄漏后聚集在防液堤内或地势低洼处形成液池，液体由于持表面风的对流而缓慢蒸发，若遇引火源就会发生池火灾。

② 加压液化气体泄漏。一些液体泄漏时将瞬间蒸发，剩下的液体将形成一个液池，吸收周围的热量继续蒸发。液体瞬时蒸发的比例决定于物质的性质及环境温度。有些泄漏物可能在泄漏过程中全部蒸发。

③低温液体泄漏。这种液体泄漏时将形成液池，吸收周围热量蒸发，蒸发量低于加压液化气体的泄漏量，高于常温常压下液体的泄漏量。

无论是气体泄漏还是液体泄漏，泄漏量的多少都是决定后果严重程度的主要因素，而