基于PHAST软件的甲醇储罐泄漏影响范围分析

刘飞燕（湖南安全生产科学研究有限公司，湖南 长沙410007）

甲醇是甲类火灾危险的易燃液体，是最基本的有机化工原料。随着经济的发展，越来越多的工业企业涉及甲醇的生产、储存和使用，因此，定量分析不同风速条件下甲醇储罐发生泄漏的影响范围，提出应急疏散距离，可为企业安全管理和应急救援提供参考。

1 PHAST软件事故后果模拟流程及事故表征

PHAST6.7 软件是由挪威船级社DNL.GL 开发的定量风险计算软件，该软件计算准确度高，各个模块都经过实验认证和比对。在PHAST6.7 软件中输入设备参数、工艺参数及天气参数，设定泄漏场景后，软件可以根据不同风速和大气稳定度判断甲醇的扩散范围，并以图文形式呈现不同泄漏场景下的甲醇扩散遇点火源发生风险事故的影响范围[1]。PHAST软件事故后果模拟流程见图1。

甲醇储罐全破裂泄漏扩散后遇点火源，会发生晚期池火、闪火和晚期点火爆炸情景事故，其中池火的影响范围一般以热辐射通量来表征，闪火的影响范围一般以危险化学品的爆炸下限及爆炸下限的一半来表征，爆炸的影响范围一般以超压来表征，不同事故情景的事故表征参考值及致死率见表1，事故应急撤离半径按人员轻伤（1%死亡）考虑。

表1 事故情景、事故参考值及对应致死率

泄漏情景 事故情景 事故参考值 致死率0.01 0.001闪火1 1 1晚期点火爆炸热辐射强度12.5 kw/m2热辐射强度4.0 kw/m2爆炸下限73000ppm爆炸下限的一半36500ppm超压值0.2068 bar超压值0.1379 bar超压值0.02068bar 0.5 0.01

2 不同风速甲醇储罐泄漏事故后果模拟分析

以1000m3 甲醇储罐为分析对象，储存系统0.85，密度0.79g/cm3，当大气稳定度假定为D 时，分别取风速为2.4m/s、4.4m/s、6.4m/s，采用PHAST 软件模拟分析1000m3 甲醇储罐泄漏影响范围，模拟泄漏场景及初始参数见表2。

表2 甲醇储罐泄漏情景及初始参数输入（不同气象条件）

根据软件计算结果可知：

（1）风速对晚期池火的影响

图1 PHAST软件事故后果模拟流程图

一旦甲醇储罐发生泄漏产生晚期池火情景事故，风速对其后果的影响不大。其中，风速为6.4m/s 时，1000m3甲醇储罐全破裂泄漏后发生晚期池火情景事故的影响范围最大，以甲醇储罐为原点，其周边230.216m范围内的操作设备全部损坏、人员100%死亡，230.216 m 至355.245m 范围内的人员1%死亡，355.245m 至491.757m 范围内的人员感觉疼痛。风速为6.4m/s时，1000m3甲醇储罐全破裂泄漏后发生晚期池火情景事故的应急撤离半径为355.245m。

（2）风速对闪火的影响

一旦甲醇储罐发生泄漏产生闪火情景事故，风速越大闪火影响范围越小，风速对其后果的影响明显。其中，风速为2.4m/s时，1000m3甲醇储罐全破裂泄漏后发生闪火情景事故的影响范围最大，以甲醇储罐为原点，其周边164.832m 范围内的人员100%死亡，事故应急撤离半径为164.832m。

（3）风速对晚期点火爆炸的影响

一旦甲醇储罐发生泄漏产生晚期点火爆炸事故，风速对其后果的影响明显，风速越大晚期点火爆炸影响范围越小，这是因为风速越大对甲醇扩散云团的稀释作用越大，可以用来燃烧爆炸的甲醇就越少，因此晚期点火爆炸的影响范围也就越小[3]。其中，风速为2.4m/s时，1000m3甲醇储罐全破裂泄漏后发生晚期点火爆炸情景事故的影响范围最大，以甲醇储罐为原点，其周边76.0114m 范围内的人员100%死亡、大型钢架结构破坏，76.0114 m 至80.6926m 范围内的人员50%死亡、防震钢筋混凝土破坏，80.6926m 至148.157m 范围内的1%死亡、墙体产生裂缝，事故应急撤离半径为148.157m。

4 结语

（1）相同工艺条件、设备条件下，一旦甲醇储罐发生泄漏产生晚期池火情景事故，风速对其后果的影响不大；一旦甲醇储罐发生泄漏产生闪火情景事故或者晚期点火爆炸情景事故，风速对其后果的影响明显，风速越大其影响范围越小。

（2）总体来说，一旦甲醇储罐发生全破裂泄漏，引起晚期池火、闪火或晚期点火爆炸情景事故，其影响范围均比较大，各工业企业在生产、使用、储存甲醇的过程中，应严格落实各项安全措施，根据软件模拟结果明确企业内甲醇储罐泄漏的事故应急撤离半径，尽可能减少事故对人员的影响。