制造企業(yè)液氯儲(chǔ)罐區(qū)重大危險(xiǎn)源辨識(shí)

摘 要：本文對(duì)某制造企業(yè)液氯儲(chǔ)罐區(qū)進(jìn)行重大危險(xiǎn)源辨識(shí)，包括液氯儲(chǔ)罐區(qū)危險(xiǎn)性辨識(shí)和液氯儲(chǔ)罐區(qū)事故后果模擬分析，并采取泄露擴(kuò)散模型對(duì)發(fā)生泄漏的后果進(jìn)行分析。另外，為了防止泄漏事故，節(jié)約資源，改進(jìn)事故氯吸收裝置。

關(guān)鍵詞：液氯儲(chǔ)罐區(qū)；重大危險(xiǎn)源辨識(shí)；事故氯吸收裝置

中圖分類號(hào)：TQ053.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xiǎn)源的概念起源于20世紀(jì)初工業(yè)高速發(fā)展的歐美國(guó)家，我國(guó)自20世紀(jì)90年代引進(jìn)并實(shí)施重大危險(xiǎn)源辨識(shí)、評(píng)價(jià)與控制工作，并已經(jīng)取得相應(yīng)的進(jìn)展。近年來(lái)，雖然法律法規(guī)在全世界范圍不斷健全，但是由重大危險(xiǎn)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(yán)重影響員工的安全及生產(chǎn)的進(jìn)步。

1 危化品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)

2009年我國(guó)發(fā)布了GB 18218—2009《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中必須嚴(yán)格執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)適用于從事危化品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用和經(jīng)營(yíng)等行業(yè)的企業(yè)和單位，并對(duì)辨識(shí)重大危險(xiǎn)源的依據(jù)進(jìn)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(xiǎn)源；②單元內(nèi)存在的危化種類較多時(shí)，若滿足公式（1）的要求，則可以認(rèn)定為重大危險(xiǎn)源。

[q1Q1+q2Q2+…+qnQn≥1] （1）

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

2 廠區(qū)液氯重大危險(xiǎn)源辨識(shí)與分析

2.1 液氯儲(chǔ)罐區(qū)危險(xiǎn)性辨識(shí)

以某制造企業(yè)廠區(qū)液氯儲(chǔ)罐區(qū)為例進(jìn)行說(shuō)明。廠區(qū)液氯罐區(qū)域內(nèi)有3個(gè)臥式液氯貯槽，貯槽容積均為20m3，材質(zhì)為16Mn，儲(chǔ)罐四周設(shè)有圍墻，上部設(shè)置有玻璃鋼遮陽(yáng)棚，遮陽(yáng)棚四周設(shè)有水幕，罐區(qū)北面設(shè)有堿液吸收池和一個(gè)堿液罐。廠區(qū)主導(dǎo)風(fēng)為東北風(fēng)。液氯儲(chǔ)罐之間的距離為1.02m，液氯儲(chǔ)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(chǔ)罐區(qū)作為一個(gè)單元進(jìn)行重大危險(xiǎn)源辨識(shí)，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(yuǎn)大于5，所以可認(rèn)為該儲(chǔ)存區(qū)是重大危險(xiǎn)源。

2.2 液氯儲(chǔ)罐區(qū)事故后果模擬

危化品儲(chǔ)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(shí)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(gè)液氯儲(chǔ)罐有個(gè)管徑為Φ100的上接管斷裂產(chǎn)生泄漏，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型，對(duì)液氯貯罐區(qū)進(jìn)行事故后果模擬分析。

2.2.1 液氯泄漏量的計(jì)算。如果按接管尺寸的100%計(jì)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓力101 325Pa。根據(jù)流體力學(xué)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(kuò)散半徑的計(jì)算。由于液氯的液態(tài)形態(tài)，泄漏后會(huì)迅速擴(kuò)散到低洼處或人工邊界處，流向防火堤等相對(duì)低處形成液池。泄露出的液氯在溫度的作用下會(huì)形成氣體蒸發(fā)到大氣中，當(dāng)蒸發(fā)的速度與泄露的速度相當(dāng)時(shí)，則液池中的液體總量將相對(duì)穩(wěn)定。若泄露的液氯擴(kuò)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(dá)人工邊界，可以假設(shè)液氯將以泄露點(diǎn)為中心呈扁圓柱形在光滑的表面上擴(kuò)散；當(dāng)泄漏時(shí)間不超過(guò)30s時(shí)為瞬時(shí)泄露，當(dāng)泄漏持續(xù)10min以上為連續(xù)泄漏。

當(dāng)液氯泄漏后按瞬時(shí)泄漏計(jì)算時(shí)，假設(shè)泄漏時(shí)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(shí)泄漏產(chǎn)生的傷害半徑為：

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

當(dāng)液氯泄漏后按連續(xù)泄漏計(jì)算時(shí)，假設(shè)泄漏時(shí)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(shí)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(jiàn)，如果不在液氯儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置人工邊界，若發(fā)生瞬時(shí)泄漏，在泄漏點(diǎn)10.02m處都會(huì)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(jìn)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(chǔ)罐四周設(shè)圍墻，上部設(shè)置玻璃鋼遮陽(yáng)棚，遮陽(yáng)棚四周設(shè)水幕，罐區(qū)北面設(shè)堿液吸收池，每個(gè)儲(chǔ)罐上設(shè)壓力表、液位計(jì)、溫度計(jì)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(gè)手推式氯氣捕消器等。其中，堿液吸收池采用酸堿中和法對(duì)氯進(jìn)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(dāng)有毒氣體檢測(cè)報(bào)警儀在任一檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到的氯氣濃度超標(biāo)≥1mg∕m3時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)堿液給料泵和引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)將廠房?jī)?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(dāng)堿液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于10%時(shí)，堿液罐就會(huì)及時(shí)補(bǔ)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(duì)堿液吸收池加以完善，改進(jìn)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(dāng)其中一個(gè)儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏時(shí)，可以把液氯引入其他儲(chǔ)罐，安全閥起保護(hù)作用。吸收塔底部有堿液儲(chǔ)槽，堿液吸收空氣中的氯氣后自流至塔底儲(chǔ)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(shí)，當(dāng)氯氣的濃度達(dá)到一定值，儲(chǔ)罐內(nèi)的有毒氣體報(bào)警器便會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并啟動(dòng)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(kāi)始升流，吸收塔底部堿液不足時(shí)，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(guò)尾氣管道排出，進(jìn)入大氣。

4 結(jié)語(yǔ)

具有易燃、易爆、有毒、腐蝕性強(qiáng)和高溫、高壓操作等特點(diǎn)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(huì)秩序的穩(wěn)定。某制造企業(yè)液氯儲(chǔ)罐區(qū)為重大危險(xiǎn)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(wú)形損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局. 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)：GB/T 18218—2009[S].北京：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.