基于事故后果的重型防护应急救援器材柜放置位置选择的探讨*

徐 磊丁以斌马荣胜徐明礼

1.江苏省安全生产科学研究研院 2.安徽省安全生产科学研究研院

基于事故后果的重型防护应急救援器材柜放置位置选择的探讨*

徐 磊1丁以斌2马荣胜1徐明礼1

1.江苏省安全生产科学研究研院 2.安徽省安全生产科学研究研院

基于事故后果模拟，对重型应急救援器材柜放置位置选择进行初步探讨。通过典型的事故后果计算和分析，对于液氨泄漏事故，其重型应急救援器材柜的放置位置应与储罐区的距离100～500m较为合适，且应位于储罐区夏季最小频率风向的下风侧。研究可为安全生产设计提供数据和参考。

液氨；事故后果；位置选择；重型应急救援器材柜；安全生产

液氨一旦泄漏，极易造成中毒、爆炸事故及人员伤亡。基于液氨泄漏事故后果模拟，为提高初始泄漏阶段的应急救援能力，对重型应急救援器材柜放置位置选择进行初步探讨。

从20世纪60年代以来，国内外许多学者对危险气体泄漏扩散的理论和实验进行了研究，提出了许多计算模型。PHAST软件运用UDM模型描述气体泄漏扩散的过程以及造成的影响，模拟结果与现实结果接近，因此具有重要的参考价值。

1 PHAST软件模拟过程

PHAST软件是一种定量的计算后果商用软件，由挪威船级社公司独立开发。该软件通过输入事故发生时的真实场景，包括设备类型、物质种类、储存参数、泄漏方式、大气环境等设置，即可模拟装置可能发生的火灾爆炸中毒事故的影响范围及程度。其中泄漏模块采用UDM模型，计算在某一时刻物质泄漏扩散的浓度分布、连续等浓度点描绘成等浓度线，求出事故发生后的安全区域和危险区域。针对不同区域采取不同的应急措施，减小事故的影响。

2 液氨储罐泄漏扩散实例

2.1 工程概括

某液氨储罐，储罐体积5000m³，液氨浓度为99.9%，储罐压力1.5MPa，储罐温度-33℃。液氨具体的理化特性，见表1[1]。

表1 液氨的理化特性

2.2 典型事故模型的参数输入

泄漏场景根据孔径大小选择小孔泄漏、中孔泄漏和大孔泄漏，具体，见表2[2]。

在计算扩散时，选择使用Pasquill计算大气稳定度[2]，F（1.5m/s），E（3m/s），D（5m/s）。

表2 泄漏场景

2.3 事故后果及分析

以重型防护服的穿衣需要时间作为泄漏时间参考，设为5min。泄漏时间为5min下不同泄漏孔径和大气稳定下的液氨致死浓度扩散最大范围，见表3。

表3 不同泄漏孔径和大气稳定度下的液氨致死浓度最大扩散范围（m）

从表3可以得出以下结论：

（1）液氨泄漏的事故后果主要由泄漏孔径决定。5mm孔径泄漏时，其影响范围在100m左右；25mm孔径泄漏时，其影响范围迅速增加到300m以上；泄漏孔径在100mm时，其影响范围可达500m以上。

（2）气象条件对不同泄漏孔径的影响不同，对于小孔泄漏，风速低时，其扩散范围最大为129.4m，是高风速（5m/s）的1.7倍。对于中孔泄漏，扩散范围随风速先增加后降低；对于大孔泄漏，随风速增加其扩散范围显著增加，高风速（5m/s）其泄漏扩散范围是低风速（1.5m/s）的1.9倍。

2.4 应急救援器材柜放置位置选择

从液氨泄漏事故后果可以看出，其典型事故状态下小孔泄漏5min，致死浓度最大扩散范围约为100m，中孔泄漏5min致死浓度最大扩散范围约为300m，大孔泄漏5min致死浓度最大扩散范围5min为500m以上。其结果与《国家安全监管总局办公厅关于印发首批重点监管的危险化学品安全措施和应急处置原则的通知》（安监总厅管三[2011]142号）[3]中规定的液氨泄漏应急处置原则较为一致。其中规定液氨小量泄漏，初始隔离30m，下风向疏散白天100m、夜晚200m；大量泄漏，初始隔离150m，下风向疏散白天800m、夜晚2300m。对于应急救援人员来说，其穿戴重型应急救援装备时间内，应不受液氨泄漏事故的影响。因此，基于事故后果，重型应急救援器材柜存放地点与储罐区的距离宜为100m以上。重型应急救援器材柜放置位置远离储罐区，可以有效避免泄漏的液氨对应急救援人员穿戴重型防护服期间的影响。但是较远的距离，应急救援人员到达事故现场的时间就会增加，从而导致事故后果的扩大。按照5min到达事故现场，人员步行速度为1.5m/s，则人步行距离为450m。依据《工业企业设计卫生标准》（GBZ.1-2010）[4]第5.2.1.4条，生产区宜选在大气污染物扩散条件好的地段，布置在当地全年最小频率风向的上风侧；产生并散发化学和生物等有害物质的车间，宜位于相邻车间当地最小频率风向的上风侧；非生产区布置在当地全年最小频率风向的下风侧，辅助生产区布置在两者之间。一般氨泄漏以小孔泄漏和中孔泄漏为主，大孔泄漏不常见，因此综合考虑，重型应急救援器材柜放置位置与储罐区的距离在100～500m较为合适，且宜布置在当地全年最小频率风向的下风侧。

3 结论

应用PHAST计算模拟软件，对液氨典型泄漏事故进行了模拟，主要得到以下结论：

（1）液氨泄漏造成的事故后果大小主要由泄漏孔径决定，相同气象条件下，液氨致死浓度最大扩散范围随泄漏孔径的增加而迅速增加。

（2）气象条件对不同泄漏孔径的影响不同，对于小孔泄漏，风速低时，其扩散范围最大，风速高时，其扩散范围反而随风速增加而降低；对于中孔泄漏，扩散范围随风速先增加后降低；对于大孔泄漏，随风速增加其扩散范围显著增加。

（3）对于液氨泄漏事故，重型应急救援器材柜存放地点与储罐区的距离以100～500m较为合适，且应宜布置在当地全年最小频率风向的下风侧。

[1] 张海峰.危险化学品安全技术全书[M].北京：化学工业出版社,2007

[2] 国家安全生产监督管理总局.AQ/T 3046-2013,化工企业定量风险评价导则[S].北京：煤炭工业出版社,2013

[3] 国家安全监管总局办公厅关于印发《首批重点监管的危险化学品安全措施和应急处置原则》的通知，安监总厅管三〔2011〕142号.2011-7-1

[4] 中华人民共和国卫生部.GBZ 1-2010,工业企业设计卫生标准[S].北京：人民卫生出版社,2010

国家安全生产重大事故防治关键技术科技项目（anhui-0010-2016Q)；安徽省安全生产监督管理局2016年专项基金项目