液氨危害程度计算(9页).doc

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1、-液氨危害程度计算-第 9 页4 可能发生事故的种类及严重程度4.1事故发生的可能性该项目液氨在贮氨器、氨油分离器、中间冷却器、低压循环桶及管道中循环，一旦某一点出现破损会引起液氨泄漏，另外如不按操作规程进行操作，如过量充装，也会出现泄漏，因此应对设备、管道定期检测，加强维护和保养，职工严格按照操作规程进行操作，控制系统定期进行调试和维护保养，则出现泄漏的可能性较小。主要存在以下情况：1）设计失误基础设计错误，如地基下沉，造成容器底部产生裂缝，或设备变形、错位等；选材不当，如强度不够，耐腐蚀性差、规格不符等；布置不合理，如管道没有弹性连接，因振动而使管道破裂；选用机械不合适，如转速过高、耐温、

2、耐压性能差等；选用计测仪器不合适；储罐、贮槽未加液位计，反应器（炉）未加溢流管或放散管等。2）设备原因加工不符合要求，或未经检验擅自采用代用材料；加工质量差，特别是不具备操作证的焊工焊接质量差；施工和安装精度不高，如泵和电机不同轴、机械设备不平衡、管道连接不严密等；选用的标准定型产品质量不合格；对安装的设备没有按机械设备安装工程及验收规范进行验收；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；计测仪表未定期校验，造成计量不准；阀门损坏或开关泄漏，又未及时更换；设备附件质量差，或长期使用后材料变质、腐蚀或破裂等。3）管理原因没有制定完善的安全操作规程；对安全漠不关心，已发现的问题不

3、及时解决；没有严格执行监督检查制度；指挥错误，甚至违章指挥；让未经培训的工人上岗，知识不足，不能判断错误；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。4）人为失误误操作，违反操作规程；判断错误，如记错阀门位置而开错阀门；擅自脱岗；思想不集中；发现异常现象不知如何处理。4.2可能发生事故的危害程度4.2.1氨燃烧后放出热量的计算按储罐的储存系数按0.85计，液氨的相对密度为0.7（水=1）计算，液氨储存量为:2.250.70.85=1.34t，氨气的高燃烧热值为17250kJ/ m3=1.725107J/m3， 氨贮罐中氨燃烧后放出的热量为:1.3410001722.41.725

4、107J/m3 =3.041011J。4.2.2氨相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量的计算1千克梯恩梯炸药释放的能量为4.5106焦耳，梯恩梯的摩尔质量为227.131 g/mol。氨爆炸相当于梯恩梯（TNT）的摩尔量为：(6.751011J)/( 227.131 g/mol4.5103)=2.97105mol。4.2.3氨蒸发泄漏后氨的泄漏速度假设氨蒸发泄漏，氨以气态泄漏。气体从设备的裂口泄漏时，其泄漏速度与空气的流动状态有关，因此，首先需要判断泄漏时气体流动属于亚音速流动还是音速流动，前者称为次临界流，后者称为临界流。当有下式成立时，气体流动属于亚音速流动：当有下式成立时，气体流动属于音速流动

5、：上述两式中，的意义同前；为比热比，即定压比热定容比热之比。气体呈亚音速流动时，泄漏速度为：气体呈音速流动时，泄漏速度为：上诉两式中，气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1.00；三角形时取0.95；长方形时取0.90；Y-气体膨胀因子，对于亚音速流动，对于音速流动，Y=1泄漏液体密度，/m3；R气体常数，J/； T气体温度，K。计算如下：P0=0.1013P=0.1013+1.3=1.313 成立，氨气的泄漏速度为：=54，假设泄漏口为圆型，即Cd=1，裂口面积为A=0.01氨的分子量约为：M =17，=0.7kg/m3R=8.3145J(molK)氨的温度为30，T=30+273=303K氨

6、的泄漏速度Q0=11.66kg /s。4.2.4氨罐泄漏后的影响范围为了更好地了解装置在发生氨气泄漏事故时，可能造成的人员伤亡和财产损失的严重程度，为制定防范措施提供参考依据，本评估报告以贮氨器泄漏来进行模拟计算。本次评估假设2.25m3贮氨器发生泄漏。1）基本数据的取值（1）液氨质量W：按储罐的储存量为容量的85%，液氨的相对密度为0.7（水=1）计，W=2.2585%0.7=1.34t=1.34103kg；（2）液氨储罐破裂前的介质温度t取12，即t=12；（3）氨气的沸点t0= -33；（4）液氨的平均比热c= 4.6kJ/kg；（5）氨气的分子量M=17；（6）氨气的气化热q=1374

7、kJ/kg；（7）氨气在空气中的危险浓度值C（%）：吸入510min致死的浓度：C=0.5%；人吸入后发生强烈的刺激症状，可耐受1.25min的浓度：0.0818%。2）中毒事故后果计算（1）当贮氨器破裂时，罐内压力降至大气压，处于过热状态的液氨温度迅速降至标准沸点，此时全部液体所放出的热量为：Q = Wc（t-t0）=1.34103kg4.6kJ/kg12-（-33）=2.77105kJ（2）设所放出的热量全部用于罐内液氨蒸发，则在沸点下的蒸发蒸气体积为： Vg =（22.4Q/Mq）（273+t0）/273=22.42.77105 /（171374）（273-33）/273 =233.5m

8、3（3）假设氨气以半球状向地面扩散，扩散半径为将C=0.5%代入，得：R=28.15m；将0.0818%代入，得：R=51.5m。3）计算结果根据计算有毒气体的半径R可知：在28.15m的范围内吸入泄漏氨气510min可致死；在51.5m的范围内人吸入后有强烈的刺激症状，可耐受1.25min。贮氨器泄漏中毒后果分析可为企业在制订事故应急救援预案时，设置隔离区及制订疏散路线等提供依据。4.2.5氨蒸气云爆炸的影响范围液氨具有火灾爆炸的危险性，采用蒸气云爆炸事故模型对液氨泄漏进行计算。1）伤害半径计算公式死亡半径公式：R1=13.6（WTNT/1000）0.37重伤半径公式：P2=0.137Z2-

9、3+0.119Z2-2+0.269Z2-1-0.019Z2=R2/（E/P0）1/3P2=PS/P0式中：PS-引起人员重伤的冲击峰超压值，取44000Pa；P0-环境压力，取101300Pa；E-爆炸总能量（J），E=WTNTQTNT轻伤半径公式：P3=0.137Z3-3+0.119Z3-2+0.269Z3-1-0.019Z3=R3/（E/P0）1/3P3=PS/P0式中：PS-引起人员重伤的冲击峰超压值，取17000Pa；2）财产破坏半径计算公式R财=（KWTNT1/3）/1+（3175/ WTNT）21/6式中：K-财产破坏系数，一般取K=5.6。3）TNT当量计算公式WTNT= WfQ

10、f / QTNT式中：WTNT蒸汽云的TNT当量，kg；Wf蒸汽云中燃料的总质量，kg；蒸汽云当量系数，统计平均值为0.04；Qf蒸汽的燃烧热，J/kg；QTNTTNT的爆炸热，4500kJ/kg；对于地面爆炸，由于地面反射使用使爆炸威力几乎加倍，一般应乘以地面爆炸系数1.8。4）危险源基本情况表表4.2.5-1 危险源基本情况表危险源危险物质储存量（t）假设泄漏比例（按一个罐）泄漏量W（kg）液氨储罐液氨1.34100%1340表4.2.5-2 危险物质有关特性数据表危险物质沸点（）燃烧热Qf（kJ/kg）蒸气压（kPa）液氨-33.591801.59/21.25）计算结果 泄漏物质的TNT当量如下表-3所示：表-3 泄漏物质的TNT当量危险物质TNT当量WTNT（kg）液氨196.8伤害、破坏范围如下表-4所示：表-4 火灾爆炸事故伤害、破坏范围一览表（m）危险物质死亡半径重伤半径轻伤半径财产损失半径液氨7.4512.4232.3912.6