劉秀云(湖南省安全技術中心，湖南 長沙 410011)

0 引言

液氨為化工行業中的常見原料，常用于制冷。發生泄漏后液氨同空氣混合形成可燃性擴散蒸汽云團，遇火源可發生火災爆炸，極易造成重大人員傷亡及財產損失。液氨屬于第2.3類有毒氣體，具有毒性及刺激性。近年液氨泄漏事故多發，對人民生命財產及環境造成巨大潛在危害。如2013年6月3日，吉林省德惠某禽業公司因電氣短路火災，導致液氨管道發生火災爆炸事故，造成121人死亡，76人受傷，直接經濟損失高達1.82億元；2013年8月31日，上海某冷藏公司因液氨管路系統管帽脫落，引發液氨泄漏，導致15人死亡、26人受傷，直接經濟損失2510萬元；2015年11月28日，河北省邯鄲某化工廠發生液氨泄漏，造成3人死亡、8人受傷；2017年7月15日，河南漯河某工廠液氨儲罐發生泄漏，造成500m范圍內居民緊急疏散。

分析上述事故案例可知，液氨具備毒害性、腐蝕性及易燃易爆性，因此液氨事故發生后，若處置不當，會造成人員傷亡、財產損失及環境污染。本文以ALOHA軟件為工具，在設定的情境下對液氨儲罐泄漏事故后果進行模擬，明確事故后果影響范圍，為事故應急救援提供參考依據。

1 事故情景分析

1.1 可能發生的事故分析

液氨泄漏后若沒被立即點燃，會在空氣中形成毒性蒸汽云擴散至周圍；毒性蒸汽云若在較小空間內被點燃會導致蒸汽云爆炸，若在較大空間內被點燃會出現閃火。若液氨泄漏后被立即點燃，可能會產生BELEVE火球或噴射火。

1.2 情景假設

以長沙某化工廠液氨儲罐泄漏事故為例開展事故情景模擬分析。模擬中所涉及的基礎數據如表1所示。

表1 模擬計算中的基礎數據

2 事故后果模擬

2.1 毒性

在ALOHA軟件中，應用AEGL指標(acute exposure guideline level，急性暴露指導濃度)描述液氨毒性傷害區域范圍。在假設情境下液氨毒性模擬擴散圖如圖1所示。分析圖1，在3.2m/s風速下，液氨毒性區域致死區域(AEGL-3，60min內暴露濃度高于1100ppm)最遠覆蓋區域為710m，液氨毒性區域重傷區域(AEGL-2，60min內暴露濃度高于160ppm)最遠覆蓋區域為1670m，液氨毒性區域輕傷區域(AEGL-1，60min內暴露濃度高于30ppm)最遠覆蓋區域為3060m。對圖1中的3060m處、1670m處、710m處三點進一步分析，分析其60min內的濃度變化值，如圖2、圖3、圖4所示。

圖1 液氨泄漏毒氣擴散后果模擬圖

圖2 3060m處液氨瞬時濃度值

圖3 1670m處液氨瞬時濃度值

圖4 710m處液氨瞬時濃度值

2.2 蒸汽云擴散閃火區域

在ALOHA軟件中，應用爆炸下限指標(LEL急性暴露指導濃度)描述液氨蒸汽云擴散閃火傷害區域范圍。在假設情境下液氨火焰模擬擴散圖如圖5所示。分析圖5，在3.2m/s風速下，液氨蒸汽云擴散閃火傷害致死區域(60%LEL，暴露濃度高于90000ppm)最遠覆蓋區域為167m，液氨蒸汽云擴散閃火傷害重傷區域(10%LEL，暴露濃度高于15000ppm)最遠覆蓋區域為56.9m。對圖5中的56.9m處、167m處兩點進一步分析，分析其60min內的濃度變化值，如圖6、圖7所示。

圖5 液氨泄漏閃火傷害后果模擬圖

圖6 167m液氨瞬時濃度值

圖7 56.9m處液氨瞬時濃度值

2.3 蒸汽云擴散爆炸區域

在ALOHA軟件中，應用沖擊波超壓指標描述液氨蒸汽云擴散閃火傷害區域范圍。在假設情境下液氨火焰模擬擴散圖如圖8所示。分析圖8，在3.2m/s風速下，液氨蒸汽云擴散爆炸傷害造成周圍玻璃損壞(壓力值大于1.0psi)最遠覆蓋區域為49.6m。

圖8 液氨泄漏蒸汽云擴散爆炸傷害后果模擬圖

2.4 噴射火輻射傷害

圖9 液氨泄漏噴射火傷害后果模擬圖

在ALOHA軟件中，應用熱輻射指標描述液氨噴射火輻射傷害區域范圍。圖9是在假設情境下液氨火焰的模擬擴散圖。分析圖9，在3.2m/s風速下，液氨泄漏噴射火傷害致死區域(熱輻射高于10.0kW/m2)最遠覆蓋區域為18.2m，液氨泄漏噴射火傷害致死區域(熱輻射高于5.0kW/m2)最遠覆蓋區域為33.1m，液氨泄漏噴射火傷害致死區域(熱輻射高于2.0kW/m2)最遠覆蓋區域為57.8m。

2.5 BLEVE火球輻射傷害

在ALOHA軟件中，應用熱輻射指標描述BLEVE火球輻射傷害區域范圍。圖10是在假設情境下液氨火焰模擬擴散圖。分析圖10，在3.2m/s風速下，液氨泄漏噴射火傷害致死區域(熱輻射高于10.0kW/m2)最遠覆蓋區域為77.6m，液氨泄漏噴射火傷害致死區域(熱輻射高于5.0kW/m2)最遠覆蓋區域為112m，液氨泄漏噴射火傷害致死區域(熱輻射高于2.0kW/m2)最遠覆蓋區域為178m。

圖10 液氨泄漏BLEVE火球傷害后果模擬圖

3 結語

在溫度25℃，風速3.2m/s，風向E的假設情境下，應用ALOHA軟件對液氨儲罐泄漏事故后果進行分項模擬。模擬結果表明，液氨儲罐泄漏傷害區域覆蓋最廣的為毒性傷害，其次分別為BLEVE火球傷害、閃火、噴射火、蒸汽云爆炸傷害。應根據不同傷害類型及范圍，編制不同的應急預案，采取不同的疏散及救援措施。