热风炉环评风险评价专章解读11300.pdf
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1、 -0-1 总则 1.1 环境风险评价的目的和重点 环境风险是指由自然原因或人类行动引起的,通过环境介质传播,能对人类社会及自然环境产生影响、破坏、损害及毁灭性作用等不良后果事件发生概率及其后果。环境风险评价就是评估与项目联在一起的突发性灾难事故发生的概率及事故发生后的环境影响,并制定适宜的应急措施。环境风险评价的目的是分析和预测建设项目存在的潜在危险、有害因素,建设项目建设和运行期间可能发生的突发性事件或事故(一般不包括人为破坏及自然灾害),引起有毒有害和易燃易爆等物质泄漏,所造成的人身安全与环境影响和损害程度,提出合理可行的防范、应急与减缓措施,以使建设项目事故率、损失和环境影响达到可接受
2、水平。1.2 环境风险评价的研究对象 燃气输送在外界因素的影响下,可能发生的事故有管道破损和易燃易爆引起火灾、爆炸等,其中火灾、爆炸可以导致具有严重后果的危害。因此,环境风险评价和管理的主要研究对象是:重大火灾;重大爆炸,如蒸汽云爆炸;为避免和控制环境风险事故的发生,需对本项目营运过程中可能发生的环境风险事故进行分析和评价。根据项目特点,对装置和输送管道存在的各种事故风险因素进行识别;针对可能发生的主要事故分析预测易燃、易爆物质泄漏到环境中所导致的后果(包括自然环境和社会环境),以及应采取的缓解措施;有针对性地提出切实可行的事故应急处理计划和应急预案,以及现场监控报警系统。1.3 评价程序 环
3、境风险评价程序见图1。-1-图 1 环境风险评价程序图 风险识别 源项分析 后果计算 风险评价 风险管理 应急措施预案 风险可接受水平 是 否 -2-1.4 评价工作等级、范围 1.4.1 风险评价工作等级 根据建设项目环境风险评价技术导则HJ/T169-2004 规定,以下简称为导则,评价工作等级分为一级和二级,划分要求见表1。表 1 评价工作等级 剧毒危险性物质 一般毒性 危险性物质 可燃、易燃 危险性物质 爆炸危险性物质 重大危险源 一 二 一 一 非重大危险源 二 二 二 二 环境敏感地区 一 一 一 一 凡列入导则符合附录A1 有毒物质判定标准序号为1、2 的物质,属于剧毒危险性物质
4、;列入序号3 的属于一般毒物。凡列入导则符合附录A1 易燃物质和爆炸性物质标准的物质,视为火灾、爆炸危险物质。重大危险源指列入导则符合附录A1 中物质,在生产、加工、运输、使用或贮存危险性,且危险性物质的数量等于或超过临界量的功能单元。查危险化学品重大危险源辨识可知,由于该项目气源为天然气,其主要成分为甲烷,故该项目列入重大危险源辨识的物质为天然气,该物质主要集中在燃气管道中。该项目燃气管线长715 米,管径为D200。通过了解,该项目气源来自阜新港华燃气有限公司由盘锦外购的天然气(CNG),其相对密度0.7163g/L,故天然气质量为 0.016t。甲烷的临界量为50t,仅此,该项目未构成危
5、险化学品重大危险源。此外,根据关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见(安监管协调字200456号)有关规定,对该项目管道属于压力管道,分析辨识结果,如表2。-3-表 2 压力容器及锅炉重大危险源分析与辨识 项目 辨识标准 实际情况 辨识结果 压力管道 输送GB5044 中,毒性程度为极度、高度危害气体、液化气体介质,且公称直径100 mm 的管道;输送GB5044 中极度、高度危害液体介质、GB50160 及GBJ16 中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体,或甲类可燃液体介质,且公称直径100 mm,设计压力4 MPa 的管道;输送其他可燃、有毒流体介质,且公称直径100 mm,设计压力4
6、MPa,设计温度400的管道。该 项 目 输 气 管 道 设 计 压 力3.79MPa,进站后部分管线为DN219,因此,根据进行辨识 未构成重大危险源 因此,该项目压力管道未构成重大危险源。所以该项目环境风险评价等级定级为二级。1.4.2 风险评价工作范围及内容 根据风险评价工作等级,项目所产生的环境风险只对大气环境构成影响,只划定大气评价范围,依据导则的规定,结合本项目的特点,本次评价范围以燃气管线为中心,距离源点3km 的半径范围。环境评价风险范围敏感区、点见表3。具体范围见“阜新鲁花浓香花生油有限公司新建燃气热风炉项目评价范围图”。表 3 本项目环境风险评价范围敏感区、点 序号 敏感区
7、、点 方位 距离(m)1 邱家店 东 1991 2 阜蒙县初级中学 东 2431 3 阜蒙县高级中学 东 2528 4 大梨树 东南 1447 5 东园号 南 1452 6 三家子 南 1810 7 育才学校 南 2380 8 金地盛园 南 2570 9 西园号 南 1650 10 华东村 南 2850 -4-11 六合东城天下小区 西南 2680 12 彩虹城小区 西南 2430 13 龙泽雅苑小区 西南 2280 14 恒强马德里小区 西南 2610 15 绿地剑桥小区 西南 2450 16 辽宁工程技术大学 西 1710 17 辽工大住宅 西 2270 18 八家子村 西 265 19
8、哈朋营子村 北 2810 20 高林台 东北 1610 根据导则规定,二级评价可参照本标准进行风险识别、源项分析和对事故影响进行简要分析,提出防范、减缓和应急措施。-5-2 环境风险识别 风险识别是风险评价的基础,它是通过定性分析及经验判断,识别评价系统的危险源、危险类型和可能的危险程度及确定其主要危险源。风险识别主要对物质和生产过程进行识别。2.1 物质危险性识别 2.1.1 天然气理化性质 天然气理化性质见下表:标 识 中文名:天然气;沼气 英文名:Natural gas UN 编号:1971 危险货物编号:21007 理 化 性 质 外观与性状:无色、无臭气体。主要用途:是重要的有机化工
9、原料,可用作制造炭黑、合成氨、甲醇以及其它有机化合物,亦是优良的燃料。沸点:-160 溶解性:溶于水。相对密度(水=1):约 0 45(液化)建 规 火 险 分级:甲 燃烧性:易燃。最大爆炸压力:(100kPa):6.8 自燃温度():引燃温度():482 632 爆炸下限(V%):5 爆炸上限(V%):14 危险特性:与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。聚合危害:不能出现 稳定性:稳定 禁忌物:强
10、氧化剂、卤素。灭火方法:切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体,喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。雾状水、泡沫、二氧化碳。包装与储运 危险性类别:第 2 1 类 易燃气体 危险货物包装标志:4 包装类别:储运注意事项:易燃压缩气体。储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。仓温不宜超过30。远离火种、热源。防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素(氟、氯、溴)、氧化剂等分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型。若是储罐存放,储罐区域要有禁火标志和防火防爆技术措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。槽车运送时要灌装适量,不可超压超量运输。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶
11、及附件破损。侵入途径:吸入 健康危害:急性中毒时,可有头昏、头痛、呕吐、乏力甚至昏迷。病程中尚 -6-可出现精神症状,步态不稳,昏迷过程久者,醒后可有运动性失语及偏瘫。长期接触甲烷者,可出现神经衰弱综合征。急 救 皮肤接触:眼睛接触:吸入:脱离有毒环境,至空气新鲜处,给氧,对症治疗。注意防治脑水肿。食入:防 护 措 施 工程控制:密闭操作。提供良好的自然通风条件。呼吸系统防护:高浓度环境中,佩带供气式呼吸器。眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。防护服:穿防静电工作服。手防护:必要时戴防护手套。其他:工作现场严禁吸烟。避免高浓度吸入。进入罐或其它高浓度区作业,须有人监
12、护。泄漏处置:切断火源。戴自给式呼吸器,穿一般消防防护服。合理通风,禁止泄漏物进入受限制的空间(如下水道等),以避免发生爆炸。切断气源,喷洒雾状水稀释,抽排(室内)或强力通风(室外)。漏气容器不能再用,且要经过技术处理以清除可能剩下的气体。2.1.3 甲烷化学性质 一、甲烷的理化常数见表4。表 4 甲烷理化常数表 国标编号 21007 CAS 号 74-82-8 中文名称 甲烷 英文名称 methane;Marsh gas 别 名 沼气 分子式 CH4 外观与性状 无色无臭气体 分子量 16.04 蒸汽压 53.32kPa/-168.8 闪点:-188 熔 点-182.5 沸点:-161.5
13、溶解性 微溶于水,溶于醇、乙醚 密 度 相对密度(水=1)0.42(-164);相对密度(空气=1)0.55 稳定性 稳定 危险标记 4(易燃)主要用途 用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造 二、对环境的影响 1、健康危害 侵入途径:吸入。健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息死亡。皮肤接触液化本品,-7-可致冻伤。2、毒理学资料及环境行为 毒性:属微毒类。允许气体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。有单纯性窒息作用,在高浓度时因缺氧窒
14、息而引起中毒。空气中达到25 30%出现头昏、呼吸加速、运动失调。急性毒性:小鼠吸入42%浓度60 分钟,麻醉作用;兔吸入42%浓度60 分钟,麻醉作用。危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。三、现场应急监测方法 无。四、实验室监测方法 气相色谱法空气中有害物质的测定方法(第二版),杭士平编 可燃溶剂所显色法;容量分析法水和废水标准检验法第20 版(美)。五、环境标准 前苏联车间空气中有害物质的最高容许浓度 300mg/m3。2.2 营运期潜
15、在风险性识别 营运过程风险识别 本项目不存在生产过程,燃气热风炉为非压力容器,不属于风险源。由于热风炉房内管道与燃气热风炉接口处安装泄漏报警装置,故热风炉房内风险很小。管道与大气存在压差,因此,表现出的环境风险主要是热风炉房外燃气泄漏。结合本项目的特点,主要设备对其危险性识别见表5。表 5 设备泄漏危险识别 序号 设备名称 设备类型 典型泄漏事故 1 燃气管道 破裂泄漏;受腐蚀变薄;焊点断裂 风险类型 综上所述,本项目的主要风险为燃气管道泄漏,进而可能引起火灾及爆炸。-8-3 最大可信事故及源项分析 3.1 最大可信事故 任何一个系统,存在各种潜在的的事故危险。风险评价不可能对每个事故均作环境
16、影响风险计算和评价。为了评估系统风险的可接受程度,通常在风险评价中筛选出系统中具有一定发生概率,其后果又是灾难性的事故,且其风险值为最大的事故 即最大可信事故灾害事故,作为评价对象。本项目的最大可信事故灾害为燃气管道破损造成天然气的泄漏。导则规定最大可信事故概率的确定方法有事故树、事故树分析法及类比法。本项目通过类比相关燃气管道资料,确定其燃气泄漏的最大可信事故概率为7.510-5。3.2 源项分析 3.2.1 泄漏源项分析 根据有关资料统计,类似装置发生的事故大致分为火灾、爆炸、泄漏三种类型。主要是由于生产因素造成的,这三类生产事故中,违章操作占29.6%,设备损坏、缺陷故障占14.9%。在
17、生产事故中,有39.9%的事故发生在检修期间,必须从生产和管理方面采取综合措施预防事故的发生。燃气泄漏主要是由输气管道出现裂缝所致,引发泄漏事故发生的原因主要有以下几个方面:设备设计或制造材质不符合要求;输送管道及反应装置老化、年久失修,并勉强使用;猛烈撞击;机械故障;违章操作。事故发生的特点:突发性:没有预兆,在瞬间发生。-9-不定性:可发生在任何时间、任何过程(输送和使用过程)中。危害的广泛性:天然气泄漏不仅危害工厂操作人员的健康,如果泄漏量及挥发量大,会给周围附近居民及其家畜或农作物带来危害。由上述可见,拟建项目必须从输送和管理等各方面采取综合措施,预防事故的发生。3.2.2 泄漏量计算
18、 天然气泄漏速率QG按下式计算:式中:QG气体泄漏速度,kg/s;P容器压力,Pa;Cd气体泄漏系数;当裂口形状位圆形时取1.00,三角形时取0.95,长方形时取0.90;A裂口面积,m2;M分子量;R气体常数,J/(molk);TG气体温度,K;取8.315;气体的绝热指数(热容比),即定压热容Cp 与定容热容CV 之比。Y 流出系数,对于临界流Y=1.0 对于次临界流按下式计算:根据上式计算结果,各种不同情况下的最大泄漏速率见表6。表 6 各种裂口情况下最大天然气泄漏速率 (单位:kg/s)0.1cm2 0.5cm2 1cm2 2cm2 5cm2 圆形 0.266 1.328 2.657
19、5.314 13.284 三角形 0.252 1.26 2.522 5.05 12.61 长方形 0.24 1.12 2.40 4.797 11.993 表 6 中是一种理想状态下的燃气管道的泄漏速率,即在燃气管道最大压力且压面 积 形状 -10-力不变。但在实际情况中,随着天然气的泄漏,燃气管道的压力会随之下降,泄漏速率也会下降。以圆形裂口为例,泄漏时间见表 7。表 7 圆形裂口泄漏时间 泄漏面积 0.1cm2 0.5cm2 1cm2 2cm2 5cm2 泄漏时间(s)302 60 30 15 6 -11-4 后果计算 4.1 泄漏后果判断 任何一种泄漏,因为诸多因素会产生多种不同后果,对其
20、后果的判断采用“事故判断图”进判断其可能产生的后果。根据风险识别及分析,对照“事故情况判断图”可知,本项目发生泄漏时产生的后果有:与空气混合能形成爆炸性混合物。4.2 风险事故影响 4.2.1 天然气泄漏影响 天然气中甲烷占95%以上,甲烷广泛存在于大自然中,当非化石的有机物质经过厌氧腐烂量,会产生富含甲烷的气体,这种气体就被称作生物气(沼气)。生物气图 2 事故情况判断图 事故危害物质 易燃物 有毒物 气 液态或两相 气 液态或两相 气爆模式 易燃液体 易燃气体 有毒气体 有毒液体 -12-的来源地包括森林和草地间沼泽、垃圾填埋场、下水道中的淤泥、粪便由细菌的厌氧分解而产生。此外生物涨气也产
21、生甲烷,如牛羊等动物会产生。据有关资料统计每年因细菌分解产生的甲烷达 1 亿吨,甲烷在空气中遇到臭氧与之发生反应生成二氧化碳和水。由于甲烷密度相对于空气为 0.55,在正常情况下,泄漏的甲烷会迅速上升,对周围环境影响很小。4.2.2 天然气喷射燃烧影响 天然气在泄漏过程中,由于输气管道内压力比较大,会向外喷射,当遇到火源时,会产生喷射燃烧。喷射火产生的辐射热会给周围的人员和财产造成一定的损失。喷射火由沿喷射中心线的一系列辐射出相等热量 Qp的辐射源组成,火焰中某一点到接受距离为 r 时,则辐射通量 I 为:I=XgQp/4r2 (W/m2)式中:Xg发射率,取 0.2;Qp火焰某点 P 的辐射
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