某危化品罐區安全評價與管理

何自杰

中核四0四有限公司 甘肅蘭州 735100

某危化品罐區儲存有濃硝酸、磺化煤油和液氨。過量接觸或吸入濃硝酸、液氨，會引起人員急性中毒及化學灼傷；濃硝酸遇易燃或可燃物質發生劇烈反應，甚至引起燃燒；磺化煤油、液氨遇明火、靜電、高溫等可能引發火災爆炸事故。鑒于此，通過科學有效的評價，確定罐區的危險源等級，計算罐區的物質和工藝固有危險性，分析罐區的安全現狀，提出相應的安全措施，以盡可能降低事故發生的概率、減少事故損失[1-2]。

1 罐區重大危險源辨識及分級

1.1 罐區儲存現狀

罐區儲存的物質主要包括98%硝酸、磺化煤油和液氨，每種物質設有兩個儲罐，一用一備。各種物質的儲存量見表1。

表1 罐區各物質儲存情況

1.2 重大危險源辨識

以整個罐區作為危險化學品重大危險源辨識單元，若滿足式（1）則為重大危險源。

式（1）中，qn/Qn為辨識指數。

辨識結果如表2，罐區危險化學品重大危險源辨識指標合計為16.75，大于1，故罐區屬于危險化學品重大危險源。

表2 重大危險源辨識表

1.3 重大危險源分級

按照公式（2）對罐區進行危險源等級劃分。

式（2）中：

β1，β2，βn為各種危險化學品對應的校正系數；

α為危險化學品重大危險源廠區外暴露人員的校正系數。

根據重大危險源的廠區邊界向外擴展500米范圍內的常住人口數量，設定廠區外暴露人員校正系數α值，取值標準見表3。

罐區邊界向外擴展500米范圍內，總人數超過100，故α取2。

各種危險化學品對應的校正系數β按表4的標準進行取值。

表3 廠外暴露人員校正系數取值標準

表4 危險化學品校正系數取值標準

將α值以及各種危險化學品對應的q值、Q值和β值帶入式（2），算得R=49.5。

危險化學品重大危險源級別和R值的對應關系如表5。

表5 危險化學品重大危險源級別和R值得對應關系

將計算所得R值與表5進行比較，罐區為三級危險化學品重大危險源。

2 罐區事故易發性評價

罐區存儲的物質具有易燃、有毒等特性，因此參考易燃、易爆、有毒重大危險源評價方法對罐區危險性進行評價。事故易發性評價值等于各物質的危險性評價值之和與各工藝的危險性評價值之和的乘積再乘以相關系數[3]。

2.1 物質事故易發性評價

液氨和磺化煤油具有燃燒性，硝酸具有強氧化性，液氨具有毒性。根據每種物質的總體危險感度給出權重分a，根據其與反應感度有關的理化參數值給出狀態分G，權重分與狀態分的乘積即為該類物質危險感度的評價值，即危險物質事故易發性的評價值[4]。

2.1.1 液氨和磺化煤油的燃燒危險性評價

根據《安全評價方法指南》，液體燃燒性權重分為0.9、氧化性權重分為0.3、毒性權重分為1。液氨和磺化煤油的閃點均高于61℃，G值均取40。

將權重分a值和狀態分G值相乘算得液氨和磺化煤油燃燒危險性評價值為72。

2.1.2 濃硝酸的氧化危險性評價

濃硝酸含有高價態的氮元素，屬于一級無機氧化物，取G=40。將權重分a值和狀態分G值相乘算得濃硝酸的氧化危險性評價值為12。

2.1.3 液氨的毒性危險性評價

中毒事故易發性與物質的重度、氣味、狀態等有關系，通過乘以對應的修正系數得出最終的中毒事故易發性評價值。

（1）物質毒性系數。參照美國消防協會的分類標準（NFPA-704，NFPA-325），液氨健康危險系數指數Nh=2，故毒性系數取30。

（2）物質密度修正系數。氣體物質密度大于空氣時，容易在地面附近集聚，不易散發，增大了中毒的可能性。對液體，揮發性大、密度比水輕，則中毒的可能性更大，因此可按液體的揮發性或與水的相對密度比值確定其密度修正系數[5]。液氨的密度為0.6g/cm3，與水的密度之比小于1，屬于極易揮發性液體，故其密度修正系數取15。

（3）物質氣味修正系數。物質的氣味修正系數按以下標準取值：a.當有毒物質有重氣味時，物質氣味修正系數取0；b.當其有輕氣味時，取5；c.當其無氣味時，取10。液氨具有明顯的刺激性氣味，屬于有重氣味的氣體，故其氣味修正系數取0。

（4）物質狀態修正系數。物質狀態修正系數根據其所處狀態進行取值，液氨在儲罐中為液體，故其狀態修正系數取5。

綜上分析，得出液氨的中毒事故易發性評價值50。

2.1.4 物質事故易發性

綜合以上三類物質危險性評價值，罐區的危險物質事故易發性評價值為134。根據表6事故易發性等級劃分原則，得出罐區的物質事故易發性為低。

表6 危險物質事故易發性等級劃分

2.2 工藝過程事故易發性的評價

工藝過程事故易發性與過程中的反應形式、物料處理過程、操作方式、工作環境和工藝過程等有關。其評價公式如下：

式（3）中：

B為工藝過程事故易發性評價值；

B1-i為第i種火災爆炸危險工藝因素的危險系數；

B2-j為第j種毒性工藝因素的危險系數。

2.2.1 火災爆炸危險系數評價

罐區涉及火災爆炸危險的工藝因素主要包括物料儲存、高壓操作和設備腐蝕，因此從這三方面分析火災爆炸危險性。

（1）物料儲存系數。物料儲存系數按以下標準確定：a.貯存物品的火災危險性分類分項存放不合防火規范要求的，取20-40；b.貯罐布置不合防火規范，取20-40；c.貯罐防火間距不合防火規范，取20-40；d.貯罐的布置及與鐵路、道路的防火間距不合防火規范；e.易燃、可燃液體裝卸不合規范，取20-40。罐區不存在以上問題，故物料貯存系數取0。

（2）高壓系數。濃硝酸和磺化煤油為常壓儲存，液氨的儲存壓力為＜1.96MPa，取其高壓系數為75。液氨為液化易燃氣體，對其高壓系數進行修正，修正系數取1.3，則液氨經修正后的高壓系數為97.5。

（3）腐蝕系數。濃硝酸儲罐內形成鈍化膜保護儲罐不被腐蝕，液氨和磺化煤油對儲罐的腐蝕相對較弱，保守按腐蝕速率<0.5mm/a估計，腐蝕系數取10。

綜上所屬，火災爆炸危險評價值為107.5。

2.2.2 工藝過程毒性系數評價

罐區的工藝過程毒性系數主要取決于腐蝕系數和出料系數，腐蝕系數的選取同3.2.1中的（3），取10。出料系數是用來衡量出料管泄漏風險的，罐區儲罐采用下出料的出料方式，因此出料系數取55。

綜上，罐區工藝過程毒性系數評價值為65[6]。

2.2.3 工藝過程事故易發性

綜上分析，算得罐區的工藝過程事故易發性為3.4。

2.3 工藝過程-物質危險性相關系數Wij的確定

根據《安全評價方法指南》，同一工藝條件對于不同的危險物質所體現的危險程度各不相同，與工藝條件與物質危險性的相關性有關。

罐區的工藝條件與物質危險性的相關性小，Wij取0.3。

2.4 罐區事故易發性

綜上所述，罐區的事故易發性評價值為136.7。對照表7中的事故易發性等級劃分原則，罐區發生事故的可能性為一般。

表7 罐區事故易發性等級劃分表

3 結語

經過對鈾純化轉化儲罐區進行評價，得出以下結論：

（1）該罐區為危險化學品三級重大危險源。

（2）該罐區發生事故的可能性為一般。

4 措施和建議

根據評價結果，罐區發生事故的可能性一般，但是作為三級重大危險源，應進一步加強以下幾個方面的工作：

（1）落實安全責任，嚴格執行重大危險源安全管理規定。

（2）完善實時監控報警系統，增加硝酸和磺化煤油在線連續監測報警裝置。

（3）強化執行安全告知和提醒，在危險性較大的位置懸掛或張貼清晰有效的警示標識。

（4）定期檢驗鑒定壓力、溫度監測裝置，確保有效。

（5）加強安全監督檢查，發現隱患及時整改，不能立即整改的要采取切實可行的臨時安全措施。

（6）做好應急準備，對工作人員進行應急培訓，定期組織應急演練，評估演練結果，并對應急預案進行完善；對各類應急物資定期進行檢查，確保其性能完好可靠。