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文檔簡介

PAGEPAGEPAGEII苯泄露事故后果模擬與分析目錄75591.緒論 175561.1研究背景和意義 1120461.1.1研究背景 111841.1.2研究意義 2269531.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3162261.3本文研究內(nèi)容 4215842.苯泄露爆炸事故概述 696092.1苯的理化性質(zhì) 6165792.2苯的危險(xiǎn)特性 7178072.2.1苯的易燃性 7271792.2.2苯的易爆性 7102.2.3苯容易揮發(fā) 874952.2.4苯的帶電性 8110572.2.5苯受熱易膨脹 825622.2.6苯的擴(kuò)散性 8265082.2.7苯的毒害性 8260902.3苯的儲存 9222882.3.1建筑條件 9274682.3.2庫房條件 9128602.3.3環(huán)境衛(wèi)生條件 9252022.3.4安全條件 10212292.4苯的運(yùn)輸 1034772.5苯火災(zāi)爆炸事故機(jī)理和危害 11192042.5.1苯爆炸事故機(jī)理 11218782.5.2苯爆炸事故的危害 1233492.6本章小結(jié) 14173493.ALOHA軟件介紹 1681213.1軟件介紹 164483.2事故舉例 16225823.3模擬步驟 1711893.3.1選擇一個地點(diǎn)和一種化學(xué)物質(zhì) 17162783.3.2輸入天氣信息和地面粗糙程度 1979263.3.3描述釋放 2275363.4本章小結(jié) 2893754.苯爆炸事故后果模擬與分析 29158494.1事故現(xiàn)場 293784.2模擬內(nèi)容 29298714.3模擬結(jié)果分析 30237504.3.1.泄露事故模擬 30115324.3.2.火災(zāi)事故 35311184.3.3蒸氣云爆炸事故模擬 4259454.4本章小結(jié) 46171745.影響因素的模擬與分析 47178155.1泄露孔徑的影響 47117085.2氣象影響因素分析 51247075.2.1風(fēng)速 5161405.2.2相對濕度 5435405.2.3溫度 56298135.3本章小結(jié) 57208096.結(jié)論與展望 5933536.1結(jié)論 5954916.2展望 6028920參考文獻(xiàn) 61

摘要苯,最基本,最重要的有機(jī)化工的原料之一,它被廣泛的應(yīng)用于各種有機(jī)合成,同時苯還是良好的有機(jī)溶劑。目前我國有50多套苯的生產(chǎn)裝置,據(jù)統(tǒng)計(jì),到2018年底,苯在我國的總生產(chǎn)能力足足超過283萬噸。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,苯的下游產(chǎn)品生產(chǎn)不斷新建,所以研究苯的危險(xiǎn)性變得十分重要。本文針對苯泄露擴(kuò)散、苯泄露池火災(zāi)事故、苯泄露閃火事故、苯泄露蒸氣云爆炸事故這四種主要事故類型進(jìn)行了模擬,深入分析了這四種事故的危害范圍和影響。在特定的事故背景下,利用ALOHA軟件對泄露源(孔徑,位置,類型)、氣象條件(風(fēng)速、相對濕度、溫度)等主要影響條件進(jìn)行了模擬,并得出結(jié)論。苯泄露造成爆炸事故的危害比較嚴(yán)重,一旦苯發(fā)生泄漏,消防人員和有關(guān)工作人員應(yīng)該及時的采取相關(guān)措施減少事故發(fā)生的幾率,把危害范圍降到最小,同時在事故現(xiàn)場應(yīng)該準(zhǔn)確的劃定危害區(qū)域,合理有效的組織救援疏散活動,總之要最大限度的減少損失。關(guān)鍵詞:苯泄露,ALOHA模擬,危害范圍,影響因素分析PAGEPAGE2緒論研究背景和意義研究背景隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展,各種化學(xué)工廠的規(guī)模和數(shù)量都在迅速增長。大多數(shù)化工廠涉及的化學(xué)品都是有毒的、危險(xiǎn)的和爆炸性的化學(xué)物品。要很好地管理這些危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì),并將它們扼殺在萌芽狀態(tài),這是商業(yè)的優(yōu)先事項(xiàng)。但是如果突然出現(xiàn)了危險(xiǎn)化學(xué)品的泄露,應(yīng)該怎么樣實(shí)施應(yīng)急管理,不僅要準(zhǔn)確的判斷出受危害影響的地區(qū)的范圍,而且還要避免無限制的擴(kuò)大影響范圍,科學(xué)有效的組織救援和撤離項(xiàng)目。化學(xué)工業(yè)和地方企業(yè)將安全監(jiān)管作為一個重要話題?,F(xiàn)如今,化工企業(yè)的和地方安全監(jiān)管部門被列為了一個重要的課題。2019年3月21日下午14時48分,就是在江蘇鹽城市陳家港的化學(xué)園區(qū)里,一個化學(xué)工廠發(fā)生了大爆炸,被認(rèn)為是苯爆炸,就在事故地點(diǎn)附近有幾個居民區(qū)和學(xué)校,包括離事故現(xiàn)場只有1.1公里的幼兒園,爆炸造成數(shù)名兒童受傷,并蔓延到周邊16家企業(yè)。國家衛(wèi)生和衛(wèi)生委員會緊急派遣了三組醫(yī)療專業(yè)人員,以便他們能夠在當(dāng)?shù)亻_展醫(yī)療工作。習(xí)近平對江蘇鉆石有限公司爆炸案作了重要指示,充分吸取風(fēng)險(xiǎn)和救援的教訓(xùn),堅(jiān)決防止重大事件的發(fā)生。所有救援隊(duì)都必須得到保護(hù),所有救援站都必須由工作人員和專業(yè)人員管理,以確保救援人員的安全。必須仔細(xì)分析不同的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),加強(qiáng)對它們的監(jiān)測和監(jiān)測,在當(dāng)?shù)亟庀笮〗M,密切監(jiān)測風(fēng),動態(tài)監(jiān)測救援部署,并監(jiān)測環(huán)境污染。截至3月24日中午12時,共有604人死亡,19人傷勢嚴(yán)重,98人傷勢嚴(yán)重,59人出院,觀察142人,死亡人數(shù)增加到78人。僅僅是這一次的事故造成的人員和財(cái)產(chǎn)損失已經(jīng)讓人深感痛惜,所以對苯泄露的研究已經(jīng)是迫在眉睫了。研究意義化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)涉及范圍廣泛的化學(xué)品,其中大部分是易燃、易燃、有毒和腐蝕性的化學(xué)品,生產(chǎn)條件非常條件惡劣,大部分反應(yīng)是在高溫和高溫下進(jìn)行的,因此化學(xué)生產(chǎn)成為一種重大的潛在危險(xiǎn)。危險(xiǎn)化學(xué)品的泄漏可能會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和中毒等嚴(yán)重事件。由于事故往往是不確定的,而且事故造成的損害非常嚴(yán)重,可以通過一些科學(xué)手段有效減少事故發(fā)生的可能性。本文根據(jù)對苯爆炸事件的不利影響的分析,通過廣泛的相關(guān)信息和文件分析火災(zāi)、爆炸和中毒事件的影響,通過模擬結(jié)果圖確定了危險(xiǎn)地區(qū)的范圍,為消防人員迅速決定救援提供了基礎(chǔ),并提出了安全和處置措施,更為事故現(xiàn)場的救援工作提供了依據(jù)。利用苯泄露事故的后果模擬和分析可以有效、快速、準(zhǔn)確的計(jì)算事故的危害影響范圍,給現(xiàn)場的消防人員提供正確指導(dǎo),讓他們可以有效地組織救援活動和人員疏散,將損失降到最低。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外,上世紀(jì)七八十年代就已經(jīng)將危險(xiǎn)化學(xué)品的泄漏事故進(jìn)行了研究,國外最初是對一些易燃易爆的、可能發(fā)生危害事故的危險(xiǎn)的化學(xué)物品進(jìn)行了大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究和后果模擬,通過模擬來確定那些危險(xiǎn)化學(xué)品在發(fā)生危害事故后的火災(zāi)情形和爆炸事故,以及危害事故的后果模擬分析。計(jì)算機(jī)技術(shù)也隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展而變得越來越先進(jìn),與此同時科學(xué)家們也開發(fā)了許多得事故模擬軟件,如ALOHA[3]、SAFETI、SLAB等。可以通過模擬軟件來具體分析化學(xué)危險(xiǎn)物質(zhì)的泄露,火災(zāi)以及爆炸。相對來說,我國在這方面的研究就比較晚一點(diǎn),最開始是在上個世紀(jì)九十年代,到現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,徐勝利一直在研究燃料空氣炸藥云霧爆炸場的模擬,后來又研究了爆炸云爆炸波的三維數(shù)值,在開發(fā)了計(jì)算機(jī)模擬軟件之后,利用計(jì)算機(jī)軟件得到了爆炸場的控制參數(shù),可以為實(shí)際的氣體爆炸提供數(shù)值參數(shù)預(yù)測。數(shù)值模擬方法只是對線性方程來說是有效的,而且還會受到計(jì)算機(jī)本身的影響。劉軍,姚海霞等對爆炸波與障礙物相互作用的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,取得的結(jié)果和試驗(yàn)是一致的;于力[4]采用的是CAD的方法,他對天然氣在受限空間內(nèi)發(fā)生的爆炸進(jìn)行了模擬,并分析討論了一些因素對空間內(nèi)部天然氣爆炸沖擊波的影響(天然氣的濃度、障礙物等),他還根據(jù)模擬的氣體爆炸超壓分布結(jié)果圖提出了相應(yīng)的措施來預(yù)防天然氣爆炸;北京理工大學(xué)的汪佩蘭等[5]人利用AutoReaGas爆炸分析軟件進(jìn)行事故仿真模擬,研究了LNG罐區(qū)易出現(xiàn)蒸氣云火災(zāi)爆炸的現(xiàn)場狀況;趙祥迪、袁紀(jì)武、翟良云等[6]利用CFD軟件FLACS對某液態(tài)烴泄露和爆炸事故后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬,形成了一套后果分析方法(從泄露到爆炸多事故的);柴建設(shè)、陳文琪[7]利用AutoReaGas計(jì)算流體動力學(xué)軟件,定量的研究了開敞空間中有無障礙物和阻礙物阻塞比對可燃?xì)庠票ǔ瑝旱挠绊?,同時還分析了爆點(diǎn)到測點(diǎn)距離的變化對爆炸的超壓峰值影響。本文研究內(nèi)容本文在分析某化工廠苯泄露的基礎(chǔ)上,對苯泄露的后果進(jìn)行了模擬和分析,。利用ALOHA軟件對苯爆炸后果進(jìn)行模擬與分析,同時考慮到救援工作的難度性和復(fù)雜性,通過ALOHA軟件對事故的氣象條件(溫度、濕度、風(fēng)速等),地質(zhì)情況,泄露源等進(jìn)行模擬與分析。為事故后人員疏散以及救援工作提供依據(jù)。(1)了解苯的重要性以及苯的危險(xiǎn)特性,查找我國近來發(fā)生的苯泄漏事;(2)掌握ALOHA軟件的操作;(3)利用ALOHA軟件對苯泄露后不同事故進(jìn)行模擬于分析;(4)將軟件模擬結(jié)果與實(shí)際地點(diǎn)地形相擬合,確定危害范圍影響圖;(5)分析對事故危害范圍存在影響的因素。

苯泄露爆炸事故概述苯的理化性質(zhì)苯是氫氧化合的簡單芳烴,在常溫下它是透明的液體,苯的顏色是無色的,并帶有的強(qiáng)烈的芳香氣味。和水的密度比較的話,苯的密度低,但其分子質(zhì)量比水重。苯是難溶于水的,在1升水中最多也只能溶解1.7g苯,但是苯是一種良好的有機(jī)溶劑,溶解有機(jī)分子和一些非極性的無機(jī)分子的能力很強(qiáng),除了甘油,乙二醇等多元醇外,苯能與大多數(shù)有機(jī)溶劑混溶,除碘和硫酸溶解外,苯不可以溶解無機(jī)物在。苯與水反應(yīng)能夠生成含苯91.2%恒沸物,其沸點(diǎn)為69.25℃。因此,若想將水帶出,可以放入苯在有水生成的反應(yīng)中進(jìn)行蒸餾,??諝饽芘c苯揮發(fā)的蒸氣形成混合物,其具有爆炸性,遇到高溫或明火極易容易發(fā)生燃燒和爆炸。這種混合物的要比空氣重,還可以擴(kuò)散的很遠(yuǎn),點(diǎn)然后沿地面燃燒并且冒出濃烈的黑煙,同時刺激性氣味。苯是一種石油化工基本原料之一,苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)技術(shù)水平是衡量一個國家的石油化工方向發(fā)展的水平標(biāo)志之一。苯從焦?fàn)t氣和煤焦油分餾、裂解石油等制取,也可人工合成,如用乙炔合成苯[8]。苯的理化性質(zhì)見下表1[9]。表2.SEQ表2.\*ARABIC1苯的理化性質(zhì)性質(zhì)大小性質(zhì)大小沸點(diǎn)80.1℃最小點(diǎn)火能0.20ml熔點(diǎn)5.5℃爆炸上限(體積分?jǐn)?shù))8%密度0.88g/ml爆炸下限(體積分?jǐn)?shù))1.2%摩爾質(zhì)量78.11mol/g燃燒熱3264.4J/mol苯的危險(xiǎn)特性苯的易燃性苯的閃點(diǎn)為-11℃,苯在空氣中達(dá)到562℃可引燃,屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)性可燃液體。苯的最小引燃能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于儲罐區(qū)中常見的潛在點(diǎn)火溫度和能量。苯的易爆性苯的爆炸上限為8%,下限為1.2%。苯的蒸氣濃度達(dá)到爆炸范圍時,遇到明火就會發(fā)生爆炸。苯的引爆能量很小,靜電火花放電和電器設(shè)備點(diǎn)火源等都可能引起苯爆炸。苯容易揮發(fā)在常溫下,苯的狀態(tài)為液體,當(dāng)溫度在26℃時,苯的飽和蒸氣壓為13.33kPa。苯蒸發(fā)可以分為靜止蒸發(fā)和流動蒸發(fā),隨著周圍環(huán)境溫度的升高,蒸汽壓越高,揮發(fā)性越強(qiáng),揮發(fā)速度越快。苯的帶電性在管道、儲罐、槽車、油管的輸送流動過程中,由于摩擦?xí)a(chǎn)生靜電。因?yàn)楸绞欠菢O性物質(zhì),當(dāng)靜電荷聚集到一定程度時則會放電,若是不能及時的將靜電消除掉,隨時都會有可能產(chǎn)生火花,引起火災(zāi)或爆炸危害。苯受熱易膨脹受熱之后,苯的體積會發(fā)生膨脹,蒸汽壓力也會隨之而升高。若是儲罐的呼吸閥由于一些原因來不及開啟或者開啟不夠的時候,儲罐很容易吸癟或者是遭受到破壞,從而增大火災(zāi)的危險(xiǎn)性。苯的擴(kuò)散性氣體和液體是處于流動狀態(tài)的,有流動擴(kuò)散的特性。在儲存苯的時候,若是存在溢流或者泄漏等現(xiàn)象,物料就會向四周迅速擴(kuò)散,尤其是苯儲罐,破裂后又突遇明火,就可能會導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。苯的毒害性苯屬于中等毒性物質(zhì),苯進(jìn)入人體有兩種方式,一是以蒸氣的形式通過呼吸道,二是通過人的皮膚吸收,也會少量苯進(jìn)入人體。以第一種方式進(jìn)入人體的苯,大部分都分布在骨髓和神經(jīng)系統(tǒng)等脂肪富足的組織中。以第二種方式進(jìn)入的苯,一部分留在體內(nèi)通過氧化變成酚類后隨著尿液排出體外,因此評價苯接觸的指標(biāo)可以通過測定尿液中酚的含量來確定。苯中毒分為急性和慢性,急性中毒是麻醉中樞神經(jīng),而慢性中毒干擾具有造血功能的骨髓,體現(xiàn)為造血抑制和誘發(fā)白血病。苯的儲存建筑條件苯儲存的建筑條件應(yīng)符合GBJ——1987中4.2.1條的要求,庫房的耐火等級不低于三級。庫房條件因?yàn)楸骄哂幸兹家妆?,所以儲存苯的庫房必須是干燥避光、于通風(fēng)易、冬暖夏涼、密封的。由于其的閃點(diǎn)很低,所以在儲存時溫度不能大于29攝氏度。環(huán)境衛(wèi)生條件儲存苯的庫房外邊周圍不能有雜草和易燃物品,包裝苯的襯墊也要經(jīng)常清理。同時庫房內(nèi)部要打掃干凈,保持地面和貨垛是干凈的,不能有物品撒漏的現(xiàn)象。安全條件切忌苯的存放要與食用化學(xué)品、氧化劑分開,萬萬不可與混存。禁止使用容易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具,采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。苯的運(yùn)輸(1)首先要保持使用的包裝必須是完整的,成品在出廠前就必須包裝完好,就算包裝內(nèi)壁的材質(zhì)和苯長期接觸不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也不會發(fā)生溶解,溶脹,軟化,強(qiáng)度降低等物理反應(yīng)。(2)千萬不可以并裝,無論是什么運(yùn)輸方式,都必須遵守并裝禁忌的原則。由于苯屬于易燃液體,所以它不能與氧化劑、氧化性酸類、氧化鋼瓶、自燃物品等混合放置。(3)氣象條件應(yīng)該要適宜,因?yàn)闅庀髼l件對化學(xué)危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)挠绊懞艽?,不好的氣象條件很容易導(dǎo)致苯的蒸發(fā)、泄露、爆炸。(4)運(yùn)輸苯的人員必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,建議有過濾式防毒面具、化學(xué)安全防護(hù)眼鏡、穿防毒物滲透工作服、戴橡膠耐油手套供操作人員使用。(5)切記不要讓苯與氧化劑進(jìn)行接觸。在灌裝的時候要把握好流速,還要有接地裝置來避免聚集靜電。(6)消防器材和泄露應(yīng)急的處理設(shè)備要備好,并且符合一定的數(shù)量要求[11]。苯火災(zāi)爆炸事故機(jī)理和危害苯爆炸事故機(jī)理苯是甲類易燃液體,苯的最小引燃能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于儲罐區(qū)的點(diǎn)火溫度和能量,而且空氣與苯揮發(fā)的蒸氣混合后形成混合物的具有爆炸性,遇到明火和高熱后極易發(fā)生爆炸,與空氣混合產(chǎn)生的蒸氣要比空氣重,會在較低的地方向遠(yuǎn)處擴(kuò)散,在遇到火源之后發(fā)生回燃。在管道、儲罐、槽車、油管的輸送中,由于苯液體流動發(fā)生摩擦而產(chǎn)生靜電。靜電聚集到一定程度則會放電,若是靜電不能及時被消除,隨時都會有可能產(chǎn)生火花,火花將會引起火災(zāi)或爆炸危害。受熱之后苯的體積發(fā)生膨脹,蒸汽壓力也會隨之升高。下表為苯的飽和蒸氣壓隨溫度的變化。如果因?yàn)槟撤N原因儲罐呼吸閥來不及開啟或者開啟不夠,就容易造成儲罐吸癟或者破壞的現(xiàn)象,增大火災(zāi)的危險(xiǎn)性。下圖為苯儲罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故模式[13]。

表2.SEQ表2.\*ARABIC2苯的蒸氣壓隨溫度的變化溫度/℃蒸氣壓/KPa溫度/℃蒸氣壓/KPa溫度/℃蒸氣壓/KPa溫度/℃蒸氣壓/KPa-200.776052.19140480.20220196603.3780101.01160712.6024026172010.03100180.01180103126034174024.37120300.3020014442804393圖2.SEQ圖2.\*ARABIC1苯罐區(qū)火災(zāi)爆炸模式苯爆炸事故的危害苯類的閃點(diǎn)低(為-11℃,空氣中引燃溫度為562℃),一旦發(fā)生泄露,很容易導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生,危害范圍大,涉及面寬,造成的后果極其嚴(yán)重,對周圍環(huán)境和人員的主要危害有沖擊波、熱輻射、碎片影響。(1)沖擊波由于爆炸物爆炸產(chǎn)生大量氣體,從而使局部形成的氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)境氣壓的超高氣壓。在爆炸沖擊波發(fā)生時,人體最先損害地方的是耳膜,如果耳朵沒有出血,說明內(nèi)臟也可能不會受損。對于人體來說,當(dāng)沖擊波超壓為0.5時,人的耳膜會發(fā)生破裂,內(nèi)臟將會受到傷害;當(dāng)沖擊波超壓為1時,作用在整個人體的力量可達(dá)到4-5千公斤。在這么大的沖擊力擠壓下,人體內(nèi)臟器官將會嚴(yán)重?fù)p傷,尤其會造成肺、肝、脾破裂,以至人員死亡。(2)熱輻射苯爆炸產(chǎn)生的大量熱量會對人員造成一定的影響,人員一直處于高溫環(huán)境下,人體散熱就會變得非常困難,從而體內(nèi)蓄熱造成體溫上升。臨床癥狀的特點(diǎn)是過熱,起病急驟,病前常常會出現(xiàn)頭暈頭痛、惡心、嘔吐、四肢酸痛,然后發(fā)生高熱可達(dá)到40℃以上。大量出汗以后出現(xiàn)“閉汗”、皮膚發(fā)燒發(fā)紅、脈搏快而無力、呼吸較淺等現(xiàn)象;嚴(yán)重的時候會出現(xiàn)昏迷、癲癇樣抽搐、瞳孔縮小,搶救不及時的話會呼吸衰竭而死。(3)碎片苯爆炸釋放了大量的能量,其中一部分能量將儲存罐撕成了碎片后崩出,崩出后的碎片直接損傷人員的機(jī)體。比如皮膚破裂,流血,還有碎片造成的骨折等。本章小結(jié)本章內(nèi)容主要是概述了苯的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)以及苯的儲存和運(yùn)輸。(1)苯是最基本、重要的化工原料之一,在常溫下,苯是無色的、有強(qiáng)烈芳香氣味的透明液體。它難溶于水,但是易溶于有機(jī)溶劑,苯自身也可以被當(dāng)做一種有機(jī)溶劑。苯的沸點(diǎn)為80.1℃,熔點(diǎn)為5.5℃。苯的密度比水的密度低,密度為0.88g/ml,但其分子質(zhì)量比水重;苯具有易燃易爆性,易揮發(fā)性,易擴(kuò)散性,毒性,帶電性,受熱易膨脹性。(2)苯的閃點(diǎn)及低,再結(jié)合苯的危險(xiǎn)特性,所以苯應(yīng)該儲存在干燥、易于通風(fēng)、密封避光、冬暖夏涼且溫度不能大于29攝氏度的庫房,并且還要避免苯與氧化劑的共處。運(yùn)輸苯的工作人員必須是經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的,也要佩戴手套,禁止與人體接觸。(3)苯屬于甲類易燃液體,在管道、儲罐、槽車、油管的輸送流動過程中,苯液體由于摩擦而產(chǎn)生靜電。當(dāng)靜電荷聚集到一定程度時則會放電,如果靜電不能及時被消除,隨時都會有可能產(chǎn)生火花,易引起火災(zāi)或爆炸危害。

ALOHA軟件介紹軟件介紹ALOHA全稱為ArealLocationsofHazardousAtmospheres,即有害大氣空中定位,它是美國環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)在緊急化學(xué)情況、工作準(zhǔn)備辦公室、國家海洋和大氣管理局一起開發(fā)的一個軟件。ALOHA軟件是CAMEO軟件套件中的風(fēng)險(xiǎn)建模程序,ALOHA廣泛的用于化學(xué)緊急情況的規(guī)劃和應(yīng)對中。ALOHA可以進(jìn)行由于泄露而形成的有毒氣體云、可燃?xì)怏w云、Blevels(沸騰液體膨脹蒸汽爆炸)、閃火、噴氣火、池火災(zāi)和蒸汽云爆炸的不同事故類型的風(fēng)險(xiǎn)建模[15-18]。ALOHA通過使用者輸入的關(guān)于泄露的各項(xiàng)細(xì)節(jié)信息(如泄露孔徑、位置、容器形狀和容量、風(fēng)速、天氣濕度、地表形狀等),評估出各種類型風(fēng)險(xiǎn)的威脅區(qū)域。區(qū)域及等級會顯示在一個網(wǎng)格中,也可以在MARPLOT的地圖上繪制結(jié)果圖[19]。事故舉例假定有一個500加侖、直徑4英尺的立式儲罐中含有液態(tài)苯。2016年6月20日,當(dāng)?shù)貢r間晚上10:30,一名保安發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)液體正從水箱底部上方10英寸的一個6英寸的圓形孔中滲出。他還看到液體正在流入工業(yè)園區(qū)的一個鋪砌區(qū)域。警衛(wèi)認(rèn)為那天晚上油箱剛裝滿。現(xiàn)場溫度80華氏度,西南風(fēng)7英里每小時(現(xiàn)場固定氣象塔在10米高度測量)。天空被云層覆蓋了一半以上,濕度約為75%。暴風(fēng)雨正從西南方向逼近。沒有低水平的反演。工業(yè)園區(qū)的建筑很少,而且有大片的草地位于工業(yè)園區(qū)東北部。當(dāng)?shù)貞?yīng)急規(guī)劃委員會要求現(xiàn)場反應(yīng)人員在分析苯危害時使用ERPG-2濃度來確定毒性終點(diǎn)[16]。在這個示例場景中,將確定:(1)如果水坑蒸發(fā)并形成有毒蒸汽云,則與ERPG-2水平的距離。(2)如果雷擊點(diǎn)燃水坑并形成水坑火災(zāi),則會產(chǎn)生熱輻射威脅。模擬步驟選擇一個地點(diǎn)和一種化學(xué)物質(zhì)(1)閱讀ALOHA的限制列表(單擊了解更多詳細(xì)信息),然后單擊OK。(2)從SiteData菜單中選擇Location。將出現(xiàn)一個位置信息對話框,其中包含ALOHA位置庫中包含的城市名稱列表。(3)工業(yè)園區(qū)位于路易斯安那州巴吞魯日市外。鍵入字符ba以快速移動到包含以“ba”開頭的名稱的列表部分。向下滾動一點(diǎn),直到看到路易斯安那州的巴吞魯日。單擊此名稱以突出顯示它,然后單擊選擇。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC1地點(diǎn)信息(4)從SiteData菜單中選擇日期和時間。將出現(xiàn)“日期和時間選項(xiàng)”對話框。(5)發(fā)布時間為2016年6月20日晚10:30。選擇Setaconstanttime選項(xiàng)。輸入該場景的月、日、年、小時和分鐘。ALOHA要求您轉(zhuǎn)換將一天的時間轉(zhuǎn)換為24小時時間(單擊幫助了解如何轉(zhuǎn)換時間值)。單擊OK。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC2時間創(chuàng)建(6)要選擇正在釋放的化學(xué)物質(zhì)—苯—請從設(shè)置菜單中選擇化學(xué)物質(zhì)。將出現(xiàn)一個化學(xué)品信息對話框,其中列出了ALOHA化學(xué)庫中的化學(xué)品。(7)選擇窗口頂部的純化學(xué)品(這應(yīng)該是默認(rèn)值)。在列表中找到苯(鍵入字符b以便更快地在列表中找到苯),然后單擊這個名稱點(diǎn)擊選擇。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC3選擇化學(xué)品輸入天氣信息和地面粗糙程度現(xiàn)在已經(jīng)選擇了位置、時間和化學(xué)物質(zhì),必須提供有關(guān)天氣條件和地面粗糙度的信息。(1)在“設(shè)置”菜單中,指向“大氣”,然后選擇“用戶輸入”。出現(xiàn)第一個大氣選項(xiàng)對話框。(2)風(fēng)正以每小時7英里的速度從西南方向吹來。在風(fēng)速框中輸入7,然后選擇mph。在風(fēng)向箱中輸入SW。(3)風(fēng)速是在10米的高度測量的。選擇“測量高度”部分中的“塔”圖標(biāo)。注意,ALOHA填充了一個10米的值。(4)工業(yè)園區(qū)內(nèi)的建筑非常少,一個大的綠地位于東北(風(fēng)會吹出有毒蒸汽云的地方)。選擇野外地面粗糙度選項(xiàng)。(5)天空被云覆蓋了一半以上。在“選擇云覆蓋”下,選擇第二個左邊的選項(xiàng)(完全覆蓋和部分模糊選項(xiàng)之間的選項(xiàng))。注意,ALOHA填充了一個值7。單擊OK。出現(xiàn)第二個大氣選項(xiàng)對話框。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC4氣象條件1(6)氣溫是80華氏度。在“空氣溫度”框中鍵入80,然后選擇“F.7”。ALOHA軟件用的是風(fēng)速,云封面、日期和時間信息,已輸入,以自動選擇大氣穩(wěn)定類D,表示中性大氣穩(wěn)定條件。(點(diǎn)擊幫助有關(guān)穩(wěn)定性的詳細(xì)信息)(7)大氣穩(wěn)定性。沒有低水平的反演。檢查以確保沒有選擇反轉(zhuǎn)。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC5氣象條件2(8)相對濕度約為75%。從左邊選擇第二個選項(xiàng)(選項(xiàng)介于濕的和中等的選項(xiàng)之間)。注意,ALOHA填充了75%的值。單擊OK。輸入到ALOHA中的信息出現(xiàn)在文本摘要中。忽略ALOHA對建筑物匯率的估計(jì),因?yàn)闆]有考慮滲透到建筑物中。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC6文本摘要1描述釋放現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好輸入關(guān)于發(fā)行版本身的信息——也就是說,“設(shè)置源”。(1)苯從水箱中漏出來。在設(shè)置菜單中,指向Source,然后選擇Tank。將出現(xiàn)一個對話框。(2)苯儲存在一個500加侖,直徑4英尺的立式儲罐中。選擇垂直油缸。在“容積”框中鍵入500,然后選擇“加侖”。在直徑框中輸入4,然后選擇英尺。注意,ALOHA會自動計(jì)算油箱的長度。單擊OK。出現(xiàn)“化學(xué)狀態(tài)和溫度”對話框。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC7油箱尺寸和方向(2)苯儲存在一個500加侖,直徑4英尺的立式儲罐中。選擇垂直油缸。在“容積”框中鍵入500,然后選擇“加侖”。在直徑框中輸入4,然后選擇英尺。注意,ALOHA會自動計(jì)算油箱的長度。單擊OK。出現(xiàn)“化學(xué)狀態(tài)和溫度”對話框。(3)苯以液體的形式存儲在容器中(注意,在文本摘要中,它是沸騰的點(diǎn)176.1°F,遠(yuǎn)高于環(huán)境溫度)。選擇“容器中包含液體”選項(xiàng)。檢查確保選擇了常溫下儲存的化學(xué)品。單擊OK。出現(xiàn)“液體質(zhì)量或體積”對話框。(4)保安認(rèn)為那天晚上500加侖的油箱已經(jīng)滿了,所以能做的最保守的估計(jì)是油箱100%滿了。a.在%fullby中鍵入100卷盒,b.在液體卷盒中鍵入500,然后單擊加侖,或c.滾動液體液艙圖頂部的水平桿。注意,ALOHA填充了其他值。單擊OK。將出現(xiàn)tank對話框的類型。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC8液體質(zhì)量或體積(5)最初,苯是從油箱的一個洞里漏出來的,但并沒有燃燒。選擇泄漏罐,化學(xué)品不燃燒,形成蒸發(fā)水坑選項(xiàng)。單擊OK。一個區(qū)域出現(xiàn)“泄漏類型”對話框。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC9油罐故障類型(6)苯從一個6英寸的圓孔中漏了出來。檢查確保選擇了圓形開口。在開口直徑框中鍵入6并選擇英寸。選擇孔選項(xiàng)。單擊OK。將出現(xiàn)“罐體打開”對話框的高度。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC10泄漏面積和類型(7)這個洞在水箱底部以上10英寸。在漏氣箱底部鍵入10,然后選擇in。注意,ALOHA填充了其他值。單擊OK。將出現(xiàn)“水坑參數(shù)”對話框。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC11水箱開口高度(8)液態(tài)苯正在流入工業(yè)園區(qū)的一個鋪砌區(qū)域。①選擇混凝土地面類型。②b.由于沒有關(guān)于地面溫度的信息,請選擇“使用空氣溫度”(如果未知請選擇此選項(xiàng))。③c.由于該產(chǎn)品流向鋪裝區(qū)域,可能不被堤壩所覆蓋,所以它將繼續(xù)向外擴(kuò)散,直到達(dá)到最小厚度。下“輸入最大水坑直徑或面積”標(biāo)題,單擊“未知”。ALOHA將根據(jù)提供的發(fā)布信息為您計(jì)算該區(qū)域(到a地面溢油的最大直徑為200米)④d。單擊OK。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC12水坑參數(shù)輸入的源強(qiáng)度信息——以及ALOHA源強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果——出現(xiàn)在文本摘要中。ALOHA軟件估計(jì),蒸汽的釋放進(jìn)入大氣持續(xù)約46分鐘,任何時候釋放的最大蒸汽量為每分鐘77.1磅(這是最大平均持續(xù)釋放速率)。ALOHA估計(jì)水坑的最大直徑達(dá)到21.6碼。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC13文本摘要2(9)從“顯示”菜單中選擇“源強(qiáng)度”,查看源強(qiáng)度圖場景。該圖顯示了在發(fā)布開始后一小時內(nèi)預(yù)測的平均發(fā)布速率。圖3.SEQ圖3.\*ARABIC14源強(qiáng)度無論何時運(yùn)行ALOHA,都要問自己:ALOHA是否準(zhǔn)確地表示了在此場景中實(shí)際發(fā)生的情況,在這種情況下,液態(tài)苯從容器中泄漏,形成水坑;ALOHA預(yù)計(jì),由于水坑沒有被挖開,它向外擴(kuò)散,覆蓋了很大的面積,并以很高的速率蒸發(fā)相對較短的時間。如果水坑被地面上的小洼地所限制,水坑不會擴(kuò)展得那么遠(yuǎn),因?yàn)閺乃淞鞒龅囊后w會把水坑填滿地面上的洼地。這樣水坑的面積就會更小,深度也會更大。它會以更慢的速度蒸發(fā),需要更長的時間才能完全蒸因?yàn)锳LOHA假設(shè)水坑是在一個完全平坦的表面上,并且會擴(kuò)散到非常薄,所以ALOHA可能高估了水坑的實(shí)際大小和蒸發(fā)速度。在一個真實(shí)的事故現(xiàn)場,檢查地形特征,將限制水坑蔓延;使用這些信息估計(jì)最大水坑面積。本章小結(jié)ALOHA軟件是一個危險(xiǎn)化學(xué)品泄露的風(fēng)險(xiǎn)建模軟件,可以根據(jù)的事故現(xiàn)場的局具體參數(shù)模擬出不同類型事故的危害范圍。ALOHA的使用步驟:設(shè)置參數(shù)(建筑類型、地理位置、時間和日期、泄露化學(xué)品的選擇、氣象條件);選擇泄露源的大小尺寸、泄露口徑的大小、充裝量、泄漏物狀態(tài);確定計(jì)算選項(xiàng)(讓軟件自己決定),確定公制單位;顯示模擬結(jié)果圖。

苯爆炸事故后果模擬與分析事故現(xiàn)場2019年3月21日14時48分許,位于江蘇省鹽城市陳家港化工園區(qū)的江蘇天嘉宜化工有限公司發(fā)生了一起苯爆炸,假設(shè)此次發(fā)生爆炸的是該廠內(nèi)一個直立圓柱儲罐,儲罐尺寸為Φ18×10,有效容積為2000m3,充裝系數(shù)為80%,一個苯罐受到腐蝕或某種原因,儲罐距離地面0.3m處出現(xiàn)了一個看起來像是圓孔的泄露口,60mm的當(dāng)量直徑。當(dāng)事故發(fā)生當(dāng)時是西風(fēng),風(fēng)速為3m/s,大氣環(huán)境的溫度是23℃,地面的溫度比大氣溫度高出了2℃,在事故地點(diǎn)的東邊500m處有一個值班室。模擬內(nèi)容常壓下,苯的儲存狀態(tài)是液態(tài),如果發(fā)生泄露的話就是單相泄露。由于苯極易揮發(fā)且閃點(diǎn)比較低,如果立即點(diǎn)燃泄漏后的苯蒸氣,將產(chǎn)生BLEVE火球,點(diǎn)燃如果延遲的話,可能會發(fā)生蒸氣云爆炸,原因是空氣云團(tuán)和泄露形成的苯蒸氣可能導(dǎo)致閃火,這主要取決于云團(tuán)的范圍和受限空間,若是在擴(kuò)散中沒有遇到火源可以點(diǎn)燃,苯泄露形成的氣團(tuán)會導(dǎo)致人員中毒;若是苯大量泄露并遇到火源,液態(tài)的苯就會形成池火災(zāi)事故。綜上所述,苯泄露的事故類型有中毒事故、火災(zāi)事故、爆炸事故。因此本文中苯泄露事故的模擬內(nèi)容包含(1)中毒事故模擬,(2)閃火事故模擬(3)池火災(zāi)事故模擬(4)蒸氣云爆炸事故模擬。模擬結(jié)果分析.泄露事故模擬苯為有毒物質(zhì),儲罐發(fā)生泄漏后蒸發(fā)擴(kuò)散形成氣團(tuán),對人員造成威脅,由圖16可以看出,側(cè)風(fēng)方向距離原點(diǎn)20m處,下風(fēng)方向距離原點(diǎn)100m以內(nèi)顯示的紅色范圍為致死區(qū)域,在這個區(qū)域內(nèi)禁止人員的逗留;側(cè)風(fēng)方向距離原點(diǎn)50m處,下風(fēng)方向距離原點(diǎn)350m以內(nèi)顯示的橙色區(qū)域?yàn)槿藛T重傷區(qū),在這個區(qū)域要進(jìn)行管制和約束人員的出入,積極的疏散人員,確保人員安全;側(cè)風(fēng)方向距離原點(diǎn)80m處,下風(fēng)方向距離原點(diǎn)625m以內(nèi)的黃色區(qū)域?yàn)槿藛T輕傷區(qū),這個區(qū)域的影響范圍是最廣的,應(yīng)設(shè)有警戒線阻止無關(guān)人員的進(jìn)入。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC1苯泄露毒氣擴(kuò)散范圍圖4.SEQ圖4.\*ARABIC2擴(kuò)散范圍實(shí)地?cái)M合圖在事發(fā)地點(diǎn)東邊500m處有一個值班室,此處所在的范圍是重傷區(qū),圖18表示的是值班室在事故發(fā)生一小時之內(nèi)室內(nèi)室外苯濃度的變化,由圖可以看出,值班室內(nèi)外的苯濃度隨著時間的推移濃度越來越高,而且還可以看出室外苯濃度隨時間而增長的速度要比室內(nèi)苯濃度隨時間增長的速度要快。因?yàn)槭彝獾谋綌U(kuò)散到室內(nèi)還需要一定的時間,所以室內(nèi)濃度上升會有延遲,室外濃度始終要高于室內(nèi)濃度。泄露發(fā)生后,室外3分鐘就達(dá)到了輕傷濃度邊界,達(dá)到人員重傷濃度的邊界為15分鐘,過了一會兒,室內(nèi)濃度也達(dá)到了輕傷濃度的邊界,此時泄漏已經(jīng)發(fā)生了30分鐘,泄露60分鐘后也達(dá)到了重傷濃度邊界。這個變化說明,在事故發(fā)生的初期,室外的人員應(yīng)該立即進(jìn)入室內(nèi),并關(guān)閉好門窗增加濃度擴(kuò)散到威脅值所需的時間,積極等待救援,在救援到場之后進(jìn)行疏散。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC3苯濃度變化規(guī)律苯泄露后,隨著時間的變化苯要不斷地進(jìn)行擴(kuò)散,ALOHA模擬可以得到一個小時內(nèi)苯毒性擴(kuò)散情況。(下風(fēng)方向)截取距離泄露源不同距離的點(diǎn)(距離泄露源分別80m,190m,300m,400m,500m,600m),分析該點(diǎn)的苯濃度隨時間的變化,以及該點(diǎn)在一小時之內(nèi)苯濃度的最大值。(a)5m(b)15m(c)(d)圖4.SEQ圖4.\*ARABIC4不同點(diǎn)苯濃度隨時間的變化(e)(f)圖4.4(續(xù))SEQ圖4.4(續(xù))\*DBCHAR1從上面六幅圖中可以看出苯毒性隨著時間一直在進(jìn)行擴(kuò)散,同時隨著時間的變化苯濃度依次到達(dá)50ppm,150ppm,1000ppm。下表記錄的是各點(diǎn)在達(dá)到不同濃度的時間(min)。

表4.SEQ表4.\*ARABIC1不同點(diǎn)室內(nèi)外達(dá)到苯濃度的所需時間距離(m)苯濃度ppm51520253035室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)最大值1300060001000050001000040009000350080003000600020001000ppm0-0-0-0-0-0-150ppm01002002002502503050ppm0305010010010010從上表中可以看出,隨著測量點(diǎn)距離泄露源越來越遠(yuǎn),室內(nèi)外的苯濃度最大值逐漸降低,并且達(dá)到1000ppm,150ppm,50ppm三個濃度等級的時間越來越長。.火災(zāi)事故(1)池火災(zāi)事故模擬大量的苯發(fā)生泄露之后遇到火源,液態(tài)苯形成池火災(zāi)事故。而池火災(zāi)事故的危害主要是熱輻射造成的危害。根據(jù)人員(暴露時間為60s)受到的不同強(qiáng)度的熱輻射危害可以將其對人員的危害程度劃分為三個區(qū)域,分別為致死傷害區(qū),二度燒傷區(qū),輕度疼痛區(qū),分別與ALOHA軟件中的紅色區(qū)域,橙色區(qū)域,黃色區(qū)域相對應(yīng),圖20表示的是池火災(zāi)熱輻射危害范圍。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC5苯泄露形成池火災(zāi)熱輻射危害范圍圖圖4.SEQ圖4.\*ARABIC6熱輻射危害范圍實(shí)地?cái)M合圖由圖20可知,人員存在潛在致死傷害的最遠(yuǎn)距離為18m;人員存在二度燒傷傷害的最遠(yuǎn)距離為24m;人員感覺輕度疼痛、皮膚灼熱的最遠(yuǎn)距離為35m;35m外為安全區(qū)。苯泄露后形成池火災(zāi)事故,池火災(zāi)的主要危害是熱輻射,熱輻射強(qiáng)度隨著時間的變化發(fā)生變化,ALOHA模擬可以得到一個小時內(nèi)熱輻射強(qiáng)度的變化情況。(下風(fēng)方向)截取距離泄露源不同距離的點(diǎn)(距離泄露源分別5m,12m,19m,25m,30m,35m),分析該點(diǎn)的熱輻射強(qiáng)度隨時間的變化,以及該點(diǎn)在一小時之內(nèi)熱輻射強(qiáng)度的最大值。(a)5m(b)15m(c)(d)(e)(f)圖4.SEQ圖4.\*ARABIC7不同點(diǎn)熱輻射強(qiáng)度隨時間的變化從上面的圖中可以看出發(fā)生池火災(zāi)事故之后短時間內(nèi)熱輻射強(qiáng)度就會達(dá)到一個穩(wěn)定的值,下表記錄的是各點(diǎn)在達(dá)到熱輻射強(qiáng)度所需的時間(min)。

表4.SEQ表4.\*ARABIC2不同點(diǎn)熱輻射強(qiáng)度距離(m)51520253035熱輻射強(qiáng)度KW/sqm最大值55228.54.62.8210.0015.00022--2.0000013從上表中可以看出,隨著距離的增大,各點(diǎn)的熱輻射強(qiáng)度逐漸減小,同樣達(dá)到三個熱輻射強(qiáng)度等級的時間也變長。(2)閃火火災(zāi)事故模擬苯泄露之后與空氣中的云團(tuán)混合,在遇到火源之后容易形成閃火,閃火的火焰危害面積取決于可燃物云團(tuán)的大小。根據(jù)云團(tuán)中苯濃度水平分別為爆炸下限60%LEL(重度區(qū)域)、10%LEL(輕度區(qū)域)劃分可燃危害范圍,分別與ALOHA軟件中的紅色區(qū)域和黃色區(qū)域?qū)?yīng)。具體如圖23所示。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC8閃火事故危害范圍示意圖圖4.SEQ圖4.\*ARABIC9閃火危害范圍實(shí)地?cái)M合圖由圖23可知,人員在下風(fēng)方向遭到嚴(yán)重傷害的最遠(yuǎn)距離為60m,受到輕微傷害的最遠(yuǎn)距離為225m;225m外為安全區(qū)。苯泄露后發(fā)生閃火事故,苯濃度隨著時間的變化發(fā)生變化,ALOHA模擬可以得到一個小時內(nèi)苯濃度隨時間的變化。(下風(fēng)方向)截取距離泄露源不同距離的點(diǎn)(距離泄露源分別5m,15m,20m,25m,30m,35m),分析該點(diǎn)的苯濃度隨時間的變化,以及該點(diǎn)在一小時之內(nèi)苯濃度的最大值。(a)(b)(c)(d)(e)(f)從上面的圖中可以看出發(fā)生閃火事故之后,苯濃度隨著時間變化,下表記錄的是各點(diǎn)在達(dá)到不同苯濃度時所需的時間(min)。表4.SEQ表4.\*ARABIC3不同點(diǎn)室內(nèi)外苯濃度記錄距離(m)時間(min)51520253035室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)室外室內(nèi)最大值(ppm)1300050001200050001000040009000350078003000620022001200015-25720021012-13-24-48120006003020030030035從上表中可以看出,隨著測量點(diǎn)距離泄露源越來越遠(yuǎn),室內(nèi)外的苯濃度最大值逐漸降低,并且達(dá)到三個濃度等級的時間越來越長。蒸氣云爆炸事故模擬蒸氣云爆炸產(chǎn)生的沖擊波會造成建筑物毀壞(0.055MPA),人員重傷(0.024MPA),玻璃破碎(0.0069MPA),ALOHA軟件對蒸氣云爆炸進(jìn)行了模擬,通過紅橙黃三種顏色區(qū)域?qū)θN破壞進(jìn)行了劃分,其結(jié)果見下圖26所示。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC10苯泄露形成蒸氣云爆炸危害范圍示意圖圖4.SEQ圖4.\*ARABIC11爆炸危害范圍實(shí)地?cái)M合圖由圖26可知,苯泄露的蒸氣云在發(fā)生爆炸之后,建筑物受到破壞的最遠(yuǎn)距離為0m;人員重傷的最遠(yuǎn)距離為40m;建筑物的玻璃破碎的最遠(yuǎn)距離為60m;60m外為安全區(qū)。在事故現(xiàn)場的救援過程中,要以泄露源為中心,40m為半徑的近似圓形區(qū)域作為人員重傷的危害區(qū)域。下表記錄了不同距離點(diǎn)沖擊波的壓力值。表4.SEQ表4.\*ARABIC4沖擊波壓力值不同點(diǎn)距離(m)51520253035沖擊波psi3.53.43.32.62.01.9從上表中可以看出,隨著測量點(diǎn)距離泄露源越來越遠(yuǎn),沖擊波也越來越小。將以上事故的危害進(jìn)行匯總,如下表所示。

表4.SEQ表4.\*ARABIC5不同類型事故危害(下風(fēng))事故類型危害區(qū)域?qū)ㄖ锘蛉藛T的危害最遠(yuǎn)傷害距離(m)蒸氣云爆炸紅色區(qū)域建筑物毀壞0橙色區(qū)域人員重傷40黃色區(qū)域玻璃震碎60池火災(zāi)紅色區(qū)域潛在的致命傷害45橙色區(qū)域二度灼燒51黃色區(qū)域輕度疼痛、皮膚灼痛75閃火紅色區(qū)域人員重傷60黃色區(qū)域人員輕傷225擴(kuò)散紅色區(qū)域致死100橙色區(qū)域人員重傷區(qū)350黃色區(qū)域人員輕傷區(qū)625由上表6可知,苯泄露的事故中,蒸氣云爆炸要比池火災(zāi)和閃火的危害性大很多。本章小結(jié)本章進(jìn)行了苯泄露的不同事故危害范圍的模擬,并且將模擬與實(shí)地相擬合,得到了不同事故的危害范圍。苯為有毒物質(zhì),儲罐發(fā)生泄漏后蒸發(fā)擴(kuò)散形成氣團(tuán),因?yàn)楸骄哂卸拘?,所以ALOHA軟件將危害范圍劃分為三個紅橙黃三個區(qū)域:100m及以內(nèi)的紅色區(qū)域?yàn)橹滤绤^(qū),350m及以內(nèi)的橙色區(qū)域?yàn)橹貍麉^(qū),625m及以內(nèi)的黃色區(qū)域?yàn)檩p傷區(qū)。苯泄露后發(fā)生池火災(zāi)事故的主要危害是熱輻射危害,45m及以內(nèi)的紅色區(qū)域存在潛在的致死危害,51m及以內(nèi)的橙色區(qū)域可能導(dǎo)致二度灼燒,75m及以內(nèi)的黃色區(qū)域,人有輕度的疼痛感,皮膚會覺得有灼燒感。ALOHA軟件將苯泄露后發(fā)生的閃火事故(當(dāng)量直徑為6cm時)分為紅黃兩個區(qū)域,60m及以內(nèi)的紅色區(qū)域?yàn)槿藛T重傷區(qū),225m及以內(nèi)的黃色區(qū)域?yàn)槿藛T輕傷區(qū)。ALOHA軟件將苯泄露后發(fā)生的蒸氣云爆炸事故(當(dāng)量直徑為6cm時)分為紅橙黃三個區(qū)域,0m及以內(nèi)的紅色區(qū)域會導(dǎo)致建筑物遭到破壞,40m及以內(nèi)的橙色區(qū)域?yàn)槿藛T重傷區(qū),60m及以內(nèi)的黃色區(qū)域?qū)共AП徽鹚椤?/p>

影響因素的模擬與分析由于事故現(xiàn)場的影響因素比較多,比如氣象條件和泄漏源等,所以本文在模擬的過程中通過改變這些影響因素的參數(shù),得到了以下分析。泄露孔徑的影響當(dāng)泄露尺寸的當(dāng)量直徑為1~10cm時,其毒性影響距離見下表。表6.SEQ表6.\*ARABIC1同孔徑泄露擴(kuò)散造成的毒性危害距離苯濃度不同孔徑泄露擴(kuò)散造成的毒性危害距離(m)1cm2cm3cm4cm5cm6cm7cm8cm9cm10cm1000ppm6783107128150160190150ppm-659723129435942447554060050ppm591191804275466557698719901110根據(jù)上表可以得到下圖所示。圖6.SEQ圖6.\*ARABIC1不同孔徑泄露擴(kuò)散造成的毒性危害距離當(dāng)泄露尺寸的當(dāng)量直徑為1~10cm時,其輻射的影響危害距離見下表。表6.SEQ表6.\*ARABIC2不同孔徑對泄露造成的池火災(zāi)熱輻射危害距離熱輻射強(qiáng)度(KW/㎡)不同孔徑泄露造成的池火災(zāi)熱輻射危害距離(m)1cm2cm3cm4cm5cm6cm7cm8cm9cm10cm1012.115.117.320.022.925.227.95--12.716.420.023.826.930.533.837.92-12.417.923.628.934.239.644.350.055.7根據(jù)上表可以得到下圖所示。圖6.SEQ圖6.\*ARABIC2不同孔徑泄露造成的池火災(zāi)熱輻射危害距離當(dāng)泄露尺寸的當(dāng)量直徑為1~10cm時,其閃火危害影響距離見下表。表6.SEQ表6.\*ARABIC3不同孔徑泄露的閃火危害距離苯濃度不同孔徑泄露的閃火危害距離(m)1cm2cm3cm4cm5cm6cm7cm8cm9cm10cmLEL1217202327323760%LEL-10102023293440455210%LEL101623627792108125141157根據(jù)上表可以得到下圖所示。圖6.SEQ圖6.\*ARABIC3不同孔徑泄露的閃火危害距離當(dāng)泄露尺寸的當(dāng)量直徑為1~10cm時,其造成的蒸氣云爆炸危害距離見下表。表6.SEQ表6.\*ARABIC4不同孔徑泄露造成蒸氣云爆炸危害距離超壓強(qiáng)度(MPa)不同孔徑泄露造成蒸氣云爆炸危害距離(m)1cm2cm3cm4cm5cm6cm7cm8cm9cm10cm0.0550.02414.815.417.726.90.00710.918.526.027.932.035.441.9根據(jù)上表可以得到下圖所示。圖6.SEQ圖6.\*ARABIC4不同孔徑泄露造成蒸氣云爆炸危害距離根據(jù)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以看出泄露孔徑對苯泄露事故的危害范圍存在一定的影響,隨著泄露孔徑的增大,單位時間內(nèi)苯泄露的濃度增大,造成事故的能量越高,事故的危害范圍也擴(kuò)大。氣象影響因素分析除了泄露孔徑大小之外,還應(yīng)該受到風(fēng)速,溫度,相對濕度等氣象因素的影響,ALOHA軟件對在不同氣象條件下的事故進(jìn)行了模擬。風(fēng)速當(dāng)風(fēng)速為1~10(m/s)時,苯泄露事故的危害范圍如下表。

表6.SEQ表6.\*ARABIC5風(fēng)速對苯泄露事故的影響事故類型危害區(qū)域(m)1(m/s)2(m/s)3(m/s)4(m/s)5(m/s)6(m/s)7(m/s)8(m/s)9(m/s)10(m/s)毒性擴(kuò)散紅區(qū)1301109388766553413319橙區(qū)410340288113215204186176164155黃區(qū)620620522210444400372348328309池火災(zāi)紅區(qū)12151718191919181818橙區(qū)18222424242423232223黃區(qū)30343534333232313029閃火紅區(qū)橙區(qū)1918171616黃區(qū)1311069057524845424038蒸氣云爆炸紅區(qū)橙區(qū)--3940394039403940黃區(qū)--6061606061616060苯泄露的事故類型受到風(fēng)速的影響,下圖為苯泄露事故危害范圍受風(fēng)速影響的變化情況圖。圖6.SEQ圖6.\*ARABIC5風(fēng)速對苯泄露事故的影響隨著風(fēng)速的增加,大氣氣流變得不穩(wěn)定,苯擴(kuò)散逐漸加快;風(fēng)速的不斷增加,閃火事故的危害范圍在逐漸減??;風(fēng)速的增加對熱輻射、蒸氣云爆炸產(chǎn)生的危害范圍基本沒有影響。相對濕度當(dāng)相對濕度為10%~80%時,苯泄露事故的危害范圍如下表。

表6.SEQ表6.\*ARABIC6相對濕度對苯泄露事故的影響事故類型危害區(qū)域(m)10%20%30%40%50%60%70%80%毒性擴(kuò)散紅區(qū)107110938876655341橙區(qū)341340288113215204186176黃區(qū)631620522210444400372348池火災(zāi)紅區(qū)1918171819191918橙區(qū)2524242424242323黃區(qū)3635353434323231閃火紅區(qū)橙區(qū)191817黃區(qū)9496969596959595蒸氣云爆炸紅區(qū)橙區(qū)--404040404040黃區(qū)--606060606060相對濕度越大,苯擴(kuò)散造成的危害范圍在不斷減小,對閃火事故,池火災(zāi)事故,蒸氣云爆炸事故的危害范圍影響很小。溫度當(dāng)溫度為10~40℃時,苯泄露事故的危害范圍如下表。

表6.SEQ表6.\*ARABIC7溫度對苯泄露事故的影響事故類型毒性擴(kuò)散池火災(zāi)閃火蒸氣云爆炸危害區(qū)域(m)紅區(qū)橙區(qū)黃區(qū)紅區(qū)橙區(qū)黃區(qū)紅區(qū)橙區(qū)黃區(qū)紅區(qū)橙區(qū)黃區(qū)10℃114345628172435--101-406020℃110359648172334--95-406030℃114369672162435--96-406040℃114376693172334--100-4060隨著溫度的不斷升高,苯擴(kuò)散、池火災(zāi)、閃火、蒸氣云爆炸的危害范圍影響很小。本章小結(jié)由于事故現(xiàn)場的影響因素眾多,導(dǎo)致事故的危害范圍也會發(fā)生變化,為了能夠更好地為消防隊(duì)員提供建議來進(jìn)行現(xiàn)場救援,所以很有必要分析不同參數(shù)的影響因素對事故危害范圍的影響。本文主要分析的是泄露孔徑、氣象條件對事故危害范圍的影響。泄露孔徑對苯泄露事故的危害范圍存在一定的影響,隨著泄露孔徑的增大,單位時間內(nèi)苯泄露的濃度增大,造成事故的能量越高,事故的危害范圍也擴(kuò)大。隨著溫度的升高對苯擴(kuò)散、池火災(zāi)、閃火、蒸氣云爆炸的危害范圍影響很?。幌鄬穸仍酱?,苯擴(kuò)散造成的危害范圍在不斷減小,對池火災(zāi)事故,閃火事故和蒸氣云爆炸事故的危害范圍影響很小;風(fēng)速越大,閃火事故的危害范圍在逐漸減?。粚彷椛?、蒸氣云爆炸產(chǎn)生的危害范圍基本沒有影響。

結(jié)論與展

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