基于PHAST軟件的甲醇儲罐泄漏影響范圍分析

劉飛燕（湖南安全生產科學研究有限公司，湖南 長沙410007）

甲醇是甲類火災危險的易燃液體，是最基本的有機化工原料。隨著經濟的發展，越來越多的工業企業涉及甲醇的生產、儲存和使用，因此，定量分析不同風速條件下甲醇儲罐發生泄漏的影響范圍，提出應急疏散距離，可為企業安全管理和應急救援提供參考。

1 PHAST軟件事故后果模擬流程及事故表征

PHAST6.7 軟件是由挪威船級社DNL.GL 開發的定量風險計算軟件，該軟件計算準確度高，各個模塊都經過實驗認證和比對。在PHAST6.7 軟件中輸入設備參數、工藝參數及天氣參數，設定泄漏場景后，軟件可以根據不同風速和大氣穩定度判斷甲醇的擴散范圍，并以圖文形式呈現不同泄漏場景下的甲醇擴散遇點火源發生風險事故的影響范圍[1]。PHAST軟件事故后果模擬流程見圖1。

甲醇儲罐全破裂泄漏擴散后遇點火源，會發生晚期池火、閃火和晚期點火爆炸情景事故，其中池火的影響范圍一般以熱輻射通量來表征，閃火的影響范圍一般以危險化學品的爆炸下限及爆炸下限的一半來表征，爆炸的影響范圍一般以超壓來表征，不同事故情景的事故表征參考值及致死率見表1，事故應急撤離半徑按人員輕傷（1%死亡）考慮。

表1 事故情景、事故參考值及對應致死率

泄漏情景 事故情景 事故參考值 致死率0.01 0.001閃火1 1 1晚期點火爆炸熱輻射強度12.5 kw/m2熱輻射強度4.0 kw/m2爆炸下限73000ppm爆炸下限的一半36500ppm超壓值0.2068 bar超壓值0.1379 bar超壓值0.02068bar 0.5 0.01

2 不同風速甲醇儲罐泄漏事故后果模擬分析

以1000m3 甲醇儲罐為分析對象，儲存系統0.85，密度0.79g/cm3，當大氣穩定度假定為D 時，分別取風速為2.4m/s、4.4m/s、6.4m/s，采用PHAST 軟件模擬分析1000m3 甲醇儲罐泄漏影響范圍，模擬泄漏場景及初始參數見表2。

表2 甲醇儲罐泄漏情景及初始參數輸入（不同氣象條件）

根據軟件計算結果可知：

（1）風速對晚期池火的影響

圖1 PHAST軟件事故后果模擬流程圖

一旦甲醇儲罐發生泄漏產生晚期池火情景事故，風速對其后果的影響不大。其中，風速為6.4m/s 時，1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發生晚期池火情景事故的影響范圍最大，以甲醇儲罐為原點，其周邊230.216m范圍內的操作設備全部損壞、人員100%死亡，230.216 m 至355.245m 范圍內的人員1%死亡，355.245m 至491.757m 范圍內的人員感覺疼痛。風速為6.4m/s時，1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發生晚期池火情景事故的應急撤離半徑為355.245m。

（2）風速對閃火的影響

一旦甲醇儲罐發生泄漏產生閃火情景事故，風速越大閃火影響范圍越小，風速對其后果的影響明顯。其中，風速為2.4m/s時，1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發生閃火情景事故的影響范圍最大，以甲醇儲罐為原點，其周邊164.832m 范圍內的人員100%死亡，事故應急撤離半徑為164.832m。

（3）風速對晚期點火爆炸的影響

一旦甲醇儲罐發生泄漏產生晚期點火爆炸事故，風速對其后果的影響明顯，風速越大晚期點火爆炸影響范圍越小，這是因為風速越大對甲醇擴散云團的稀釋作用越大，可以用來燃燒爆炸的甲醇就越少，因此晚期點火爆炸的影響范圍也就越小[3]。其中，風速為2.4m/s時，1000m3甲醇儲罐全破裂泄漏后發生晚期點火爆炸情景事故的影響范圍最大，以甲醇儲罐為原點，其周邊76.0114m 范圍內的人員100%死亡、大型鋼架結構破壞，76.0114 m 至80.6926m 范圍內的人員50%死亡、防震鋼筋混凝土破壞，80.6926m 至148.157m 范圍內的1%死亡、墻體產生裂縫，事故應急撤離半徑為148.157m。

4 結語

（1）相同工藝條件、設備條件下，一旦甲醇儲罐發生泄漏產生晚期池火情景事故，風速對其后果的影響不大；一旦甲醇儲罐發生泄漏產生閃火情景事故或者晚期點火爆炸情景事故，風速對其后果的影響明顯，風速越大其影響范圍越小。

（2）總體來說，一旦甲醇儲罐發生全破裂泄漏，引起晚期池火、閃火或晚期點火爆炸情景事故，其影響范圍均比較大，各工業企業在生產、使用、儲存甲醇的過程中，應嚴格落實各項安全措施，根據軟件模擬結果明確企業內甲醇儲罐泄漏的事故應急撤離半徑，盡可能減少事故對人員的影響。