制造企業(yè)液氯儲罐區(qū)重大危險源辨識

摘 要：本文對某制造企業(yè)液氯儲罐區(qū)進行重大危險源辨識，包括液氯儲罐區(qū)危險性辨識和液氯儲罐區(qū)事故后果模擬分析，并采取泄露擴散模型對發(fā)生泄漏的后果進行分析。另外，為了防止泄漏事故，節(jié)約資源，改進事故氯吸收裝置。

關(guān)鍵詞：液氯儲罐區(qū)；重大危險源辨識；事故氯吸收裝置

中圖分類號：TQ053.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0064-02

Identification of Major Hazard Sources in the Liquid Chlorine Tank

Area of Manufacturing Enterprises

LU Xia

（Xuji Group Corporation，Xuchang Henan 461000）

Abstract： The identification of major hazard installations in a liquid chlorine tank area of a manufacturing enterprise is carried out， risk identification of liquid chlorine tank area and simulation analysis of accident consequences in liquid chlorine tank area. The leakage and diffusion model was adopted to analyzed the consequences of leakage. In addition， in order to prevent leakage accident， save resources and improve accident chlorine absorption device.

Keywords： liquid chlorine tank area；major hazard identification；accident chlorine absorption device

重大危險源的概念起源于20世紀初工業(yè)高速發(fā)展的歐美國家，我國自20世紀90年代引進并實施重大危險源辨識、評價與控制工作，并已經(jīng)取得相應(yīng)的進展。近年來，雖然法律法規(guī)在全世界范圍不斷健全，但是由重大危險源而引起的工業(yè)企業(yè)安全生產(chǎn)事故依然逐年上升，嚴重影響員工的安全及生產(chǎn)的進步。

1 危化品重大危險源辨識的標準

2009年我國發(fā)布了GB 18218—2009《危險化學品重大危險源辨識》強制性國家標準，在經(jīng)濟活動中必須嚴格執(zhí)行。標準適用于從事危化品的生產(chǎn)、儲存、使用和經(jīng)營等行業(yè)的企業(yè)和單位，并對辨識重大危險源的依據(jù)進行了規(guī)定，即單元內(nèi)存在危化品的數(shù)量大于等于規(guī)定的臨界量。單元內(nèi)存在的危化品的數(shù)量種類的多少分為兩種狀況：①單元內(nèi)存在的危化品為單一品種，該危化品的數(shù)量大于等于規(guī)定的臨界量，則該危化品為重大危險源；②單元內(nèi)存在的危化種類較多時，若滿足公式（1）的要求，則可以認定為重大危險源。

[q1Q1+q2Q2+…+qnQn≥1] （1）

式（1）中：[q1，q2，…qn]為每種危化品的實際存量，單位t；[Q1，Q2，…Qn]為每種危化品相對的臨界量，單位t。

2 廠區(qū)液氯重大危險源辨識與分析

2.1 液氯儲罐區(qū)危險性辨識

以某制造企業(yè)廠區(qū)液氯儲罐區(qū)為例進行說明。廠區(qū)液氯罐區(qū)域內(nèi)有3個臥式液氯貯槽，貯槽容積均為20m3，材質(zhì)為16Mn，儲罐四周設(shè)有圍墻，上部設(shè)置有玻璃鋼遮陽棚，遮陽棚四周設(shè)有水幕，罐區(qū)北面設(shè)有堿液吸收池和一個堿液罐。廠區(qū)主導風為東北風。液氯儲罐之間的距離為1.02m，液氯儲罐容積V均為20m3，液氯密度ρ取1 470㎏/m3，裝料系數(shù)λ取0.8[1]。

把液氯儲罐區(qū)作為一個單元進行重大危險源辨識，則該單元的液氯總量：

Q=20×1 470×0.8×3=70.56t。

根據(jù)GB 18218—2009規(guī)定，氯氣的臨界量為5t，而70.56遠大于5，所以可認為該儲存區(qū)是重大危險源。

2.2 液氯儲罐區(qū)事故后果模擬

危化品儲存設(shè)備損壞或誤操作均能引起易燃、易爆、有毒有害物質(zhì)的泄露事故，引發(fā)重大安全事故。泄露事故造成的泄露后果與物質(zhì)的數(shù)量、毒性、易燃性有直接關(guān)系，同時與泄露物質(zhì)的相態(tài)、壓力、溫度等狀態(tài)有關(guān)。故泄露后果分析首先要考慮泄漏情況。假設(shè)其中一個液氯儲罐有個管徑為Φ100的上接管斷裂產(chǎn)生泄漏，運用數(shù)學模型，對液氯貯罐區(qū)進行事故后果模擬分析。

2.2.1 液氯泄漏量的計算。如果按接管尺寸的100%計算，并且不考慮液位高度，那么泄漏液體面積[A=πr2=3.14×（0.1/2）2=0.0078 5m2]。

液體泄漏系數(shù)C l取0.65；容器內(nèi)介質(zhì)壓力P取25℃氯的飽和蒸汽壓506 620Pa；環(huán)境壓力P0取25℃標準大氣壓力101 325Pa。根據(jù)流體力學的伯努利方程式，得出液氯泄漏速度：

[Q0=0.65×0.078 5×1 470×2×（506 620-101 325）1 47012 =176.13（kg/s）]

2.2.2 液氯泄漏后擴散半徑的計算。由于液氯的液態(tài)形態(tài)，泄漏后會迅速擴散到低洼處或人工邊界處，流向防火堤等相對低處形成液池。泄露出的液氯在溫度的作用下會形成氣體蒸發(fā)到大氣中，當蒸發(fā)的速度與泄露的速度相當時，則液池中的液體總量將相對穩(wěn)定。若泄露的液氯擴散到人工邊界，其液池的面積與人工邊界圍城的面積相等；若泄露的液氯未到達人工邊界，可以假設(shè)液氯將以泄露點為中心呈扁圓柱形在光滑的表面上擴散；當泄漏時間不超過30s時為瞬時泄露，當泄漏持續(xù)10min以上為連續(xù)泄漏。

當液氯泄漏后按瞬時泄漏計算時，假設(shè)泄漏時間t1為15s，則泄漏液氯質(zhì)量為：

m1=Q0×t1=176.13×15=2 642kg

得出液氯瞬時泄漏產(chǎn)生的傷害半徑為：

[r1=8×9.8×2 642×1523.14×1 47014=10.02m]

當液氯泄漏后按連續(xù)泄漏計算時，假設(shè)泄漏時間t2為10min，則泄漏液氯質(zhì)量

m2=Q0×t2=176.13×10×60=105 780kg

得出液氯瞬時泄漏產(chǎn)生的傷害半徑：

[r2=32×9.8×105 780×60033.14×1 47014=1 116.21m]

可見，如果不在液氯儲罐區(qū)設(shè)置人工邊界，若發(fā)生瞬時泄漏，在泄漏點10.02m處都會有液氯出現(xiàn)，特別是若發(fā)生連續(xù)泄漏，將造成更大范圍的傷害。

3 事故氯吸收裝置

一旦發(fā)生跑氯事故，液氯跑出流到大氣中，壓力驟然降低，吸收環(huán)境中的熱而迅速氣化，如果不進行處理將造成重大事故。為了防止發(fā)生泄漏事故，企業(yè)采取了相應(yīng)的措施，如儲罐四周設(shè)圍墻，上部設(shè)置玻璃鋼遮陽棚，遮陽棚四周設(shè)水幕，罐區(qū)北面設(shè)堿液吸收池，每個儲罐上設(shè)壓力表、液位計、溫度計和彈簧全啟式安全閥等，電線用鋼管防爆，罐區(qū)內(nèi)用防爆燈和設(shè)置一個手推式氯氣捕消器等。其中，堿液吸收池采用酸堿中和法對氯進行吸收，以氫氧化鈉溶液為吸收液，氯與氫氧化鈉反應(yīng)后，生成較穩(wěn)定的次氯酸鈉、氯化鈉和水。當有毒氣體檢測報警儀在任一檢測點檢測到的氯氣濃度超標≥1mg∕m3時，就會啟動堿液給料泵和引風機，引風機將廠房內(nèi)的含氯空氣送至堿液吸收池與堿液反應(yīng)，氯氣被堿液吸收。當堿液的質(zhì)量分數(shù)低于10%時，堿液罐就會及時補充高濃度堿液。

為了節(jié)約資源，回收反應(yīng)產(chǎn)物次氯酸鈉，應(yīng)該對堿液吸收池加以完善，改進事故氯吸收裝置，如圖1所示。主要由液氯泵、事故吸收塔、堿液罐和次氯酸鈉罐組成。液氯泵的作用是當其中一個儲罐發(fā)生泄漏時，可以把液氯引入其他儲罐，安全閥起保護作用。吸收塔底部有堿液儲槽，堿液吸收空氣中的氯氣后自流至塔底儲槽，經(jīng)堿液泵送至吸收塔填料段上部，循環(huán)使用。發(fā)生漏氯事故時，當氯氣的濃度達到一定值，儲罐內(nèi)的有毒氣體報警器便會自動報警，并啟動事故氯吸收裝置，泄漏的氯氣抽到事故吸收塔中，氣體由下向上開始升流，吸收塔底部堿液不足時，泵將堿液罐中的堿液送到事故吸收塔。生成的次氯酸鈉流入次氯酸鈉罐，尾氣分別從事故吸收塔和堿液罐頂通過尾氣管道排出，進入大氣。

4 結(jié)語

具有易燃、易爆、有毒、腐蝕性強和高溫、高壓操作等特點的制造企業(yè)搞好安全生產(chǎn)，不僅關(guān)系企業(yè)的正常生產(chǎn)和職工的人身安全，還關(guān)系企業(yè)的生存發(fā)展和社會秩序的穩(wěn)定。某制造企業(yè)液氯儲罐區(qū)為重大危險源，稍有不慎很容易發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，造成較大的有形無形損失。

參考文獻：

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局. 危險化學品重大危險源辨識：GB/T 18218—2009[S].北京：國家標準出版社，2009.