某公司新建2000吨年液氨储罐罐区项目环境影响评价--风险评价专题.doc
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1、 化学与环境工程学院课程设计 设计题目:环境影响评价-某公司新建2000吨/年液氨储罐罐区项目环境影响评价-风险评价专题 学 号: 学生姓名: 专业班级: 指导教师: 总评成绩: 2016年1月8日目录环境影响评价3某公司新建2000吨/年液氨储罐罐区项目环境影响评价3-风险评价专题3一、 总则31.1.项目概况31.2.评价目的31.3.评价的重点4二风险类别及风险评价等级、评价范围52.1风险识别52.2风险类型52.3风险评价级别62.4风险评价范围6三、环境风险事故源项分析73.1液氨的性质及相关理论概述73.2液氨储罐的危险有害因素分析73.3液氧泄露事故的扩散过程和事故后果分析83
2、.3液氨储罐泄漏事故风险分析9四、源项分析94.1最大可信事故94,2最大可信事故概率104.3源强计算11五、事故影响定量预测125.1液氨储罐主要危险125.2液氨储罐超压物理爆炸破坏半径计算125.3储罐火灾爆燃火球伤害(损失)半径的计算145.4蒸气云爆炸(VCE)伤害(损失)半径的计算155.5储罐破裂最大泄漏时氨气中毒的近似计算16六、风险计算和评价18七、风险防范207.1选址总图布置及建筑安全防范措施207.2工艺技术设计安全防范措施21八、液氨储罐事故的应急处置措施228.1启动应急措施238.2泄漏源的控制238.3泄漏物的处理238.4泄露处置及堵漏方法24九、应急计划2
3、49.1人员紧急疏散、撤离259.2危险区的隔离259.3检测、抢险、救援及控制措施269.4受伤人员现场救护、救治与医院救治269.5现场保护与现场洗消26十、风险评价结论26十一、课设总结2727环境影响评价某公司新建2000吨/年液氨储罐罐区项目环境影响评价-风险评价专题一、 总则1.1. 项目概况项目名称:某公司新建2000吨/年液氨储罐罐区项目生产规模:2000吨/年液氨储罐罐区共有4个容积为100m3的液氨储罐项目背景:罐区所处地年平均降雨量约为1150mm,年平均降雨日,约为120天;罐区事故雨水汇水面积约为0.8ha,1.2. 评价目的 环境风险评价的目的是分析和预测建设项目存
4、在的潜在危险、有害因素,建设项目运行期间可能发生的突发性事件或事故(一般不包括人为破坏及自然灾害),引发的有毒有害和易燃易爆等物质泄漏,所造成的人身安全与环境影响和损害程度,提出合理可行的防范、应急与减缓措施,以使建设项目事故率、损失和环境影响达到可接受水平。根据建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T 169-2004)的要求,以及国家环保总局关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知(环发2005152号文)要求,本次风险评价通过分析,识别物料和工艺过程中的危险性,划分评价等级,着重评价事故引起厂(场)界外人群的伤害、环境质量的恶化及对生态系统的影响。具体步骤可见图1-环境风险评价流程框图。
5、风险识别评价系统源项分析后果计算风险评价风险可接受水平应急措施风险管理是否图1 环境风险评价流程图1.3. 评价的重点环境风险评价的重点为,对事故引起厂界外人群的伤害、环境质量的恶化及生态系统影响的预测和防护。二风险类别及风险评价等级、评价范围2.1风险识别根据危险化学品重大危险源辨识(GB 18218-2009)、建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T169-2004)的规定,本项目所用氨属有毒、火灾、爆炸危险物质,其主要理化性质和危险类别见表1。表1 主要有毒有害物质风险识别表物质名称物性燃爆性毒性危险特征使用范围氨氨在常温下是无色有恶臭的刺激性气体,比重为0.597mg/L,爆炸下限为1
6、5.7%(体积分数),上限为27.4%(体积分数)。氨极易溶于水,在20时,1体积的水能溶解700体积的氨,其水溶液叫氨水,浓氨水质量分数一般为2829%氨在常温下加压可变为液态氨。液氨的自燃点为651,沸点为-33.5,凝固点为-77.7,临界温度为132.3,临界压力为11.28MPa,并且是易燃、易爆的腐蚀性液体LD50350mg/kg(大鼠经口)LC501390mg/m3,4小时(大鼠吸入)与空气结合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸,与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应,遇高热,容器内压力增大,有开裂、爆炸的危险用于致冷剂及制取铵盐和氮肥2.2风险类型结合本项目氨贮罐特点,
7、确定主要危险因子及所在部位,详情见表2。表2 主要危险类型及发生环节发生环节类型原因贮存泄漏设备破损,违章操作,安全阀及控制系统失灵火灾管理不善、操作不当导致火灾爆炸泄漏、明火、静电、摩擦、碰撞、雷击生产泄漏加料、放料爆炸停电、停水、自动控制失控火灾操作不当,有明火点燃运输泄漏车辆事故等由表2可知,项目存在的主要危险因素有两种,一是自然因素,如暴雨、雷击、地震等自然因素均可引发事故;另一种是人为因素引发事故。一般自然因素引发的事故可通过安全装备的投用,如增加紧急停车系统、提高设施的抗震强度、防雷电等手段来实现装置的本质安全,而人为因素是一种动态的、难以控制的因素,因此人为因素是引发事故的主要因
8、素,特别是放松安全管理、违章操作或违反安全管理规程都可能发生事故。据一些资料的不完全统计,建国以来我国化工系统发生的51起重大典型泄漏事故中,液氨泄漏发生次数居首位;死亡人数与受伤人数均居第3位,分别为42人和259人。无论从事故发生次数还是伤亡人数来看,均应该对液氨泄漏事故引起足够的重视。综上所述,本项目环境风险来源于氨泄漏。氨泄漏因素主要有:1) 管路系统泄漏(包括管道、阀门、连接法兰、泵的密封等设备及部位);2) 储罐泄漏;3) 自然因素,如地震、雷击等。2.3风险评价级别根据导则,本项目环境风险评价工作等级判别情况见表4。表4 项目风险评价工作等级判别表种类剧毒危险性物质一般毒性危险物
9、质可燃、易燃危险性物质爆炸危险性物质重大危险源一二一一非重大危险源二二二二环境敏感地区一一一一经辨识本项目使用的液氨属危险化学品重大危险源辨识(GB18218-2009)、建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T169-2004)中规定的有毒物质,氨实际储存量为192t,液氨不属于剧毒物质和一般毒物(属低毒类),液氨属火灾、爆炸危险物质。根据危险化学品重大危险源辨识(GB18218-2009)规定,氨的临界量为10t,本项目使用氨的数量超过临界量,为重大危险源。根据评价项目的物质危险性和功能单元重大危险源判定结果,参考风险评价级别划分标准,环境风险评价等级确定为一级。按照导则要求,一级评价应按本
10、标准对事故影响进行定量预测,说明影响范围和程度,提出防范、减缓和应急措施。2.4风险评价范围根据一级评价要求,本项目大气风险评价范围为距离源点不低于5km范围。地面水和海洋评价范围按环境影响评价技术导则 地面水环境规定执行。三、环境风险事故源项分析3.1液氨的性质及相关理论概述液氨是一种无色液体,主要用于制造硝酸、炸药、化肥以及作为冷冻、冶金、 医药等工业原料,用途十分广泛。液氧一般在常温下压缩,液化储存。液氨储罐 区储罐集中,储量大,一旦泄漏,遇明火极易燃烧爆炸,其事故发生率高,后果 极为严重,一旦发生事故,造成的人员伤亡和财产损失更是难以估计,是典型的高危化学品之一。1) 液氨储罐泄漏的危
11、害液氨为液化气体,用储罐存放,属于中压二类压力容器,液氨一般是低温储存或高压储存的,当发生泄漏时,部分液氨迅速气化,没有气化的液氨以液滴的形式雾化在蒸汽中。当泄漏达到一定条件时,储罐区可能发生爆炸、火灾或中毒事故。其中爆炸又可能是储罐本身的化学爆炸或物理爆炸,其中化学爆炸是指泄漏的液氨容易发生氨气化学燃爆,而物理爆炸是指爆炸碎片以及超声波对人和物 体造成破坏。由于氨气是有毒气体,液氨储罐泄漏也会造成人员中毒事故。3.2液氨储罐的危险有害因素分析1) 液氨储罐火灾、化学爆炸危险有害因素分析液氨泄漏会形成氨气,与空气混合达到爆炸极限时,一旦遇到明火、静电火 花等火源,会产生化学爆炸事故或火灾。具体
12、原因如下: 液氨储罐及其附件(阀门、法兰等)泄漏,包括充装系统泄漏,储罐阀门、管道爆裂,以及系统安全装置失灵等因素; 由于物理爆炸引起储罐外氨气的火灾爆炸; 明火、静电火花等火源的存在也是原因之一。2) 液氨物理爆炸危险有害因素分析如果液氨储罐因以下几种原因而超压,均可能导致液氨储罐产生物理爆炸:液氨储罐严重超装;环境温度突然升高,液氨储罐因为温度的升高而超压;安全装置不合格、装设不当或失灵。若液氨储罐有以下几种缺陷,使承压能力降低,也易引发爆炸:内、外物质的腐蚀造成壁厚减薄;液氨储罐强度及结构设计、选材或防腐不合理,也是引起储罐发生物理爆 炸的原因一;储罐发生塑性变形;储罐材质严重劣化;应力
13、腐蚀是导致液氨储罐爆炸的重要原因之一,实践表明,温度突然升高 会导致腐蚀裂纹的扩展。3) 液氧中毒危险有害因素分析(1)当维修人员进入液氨储罐进行检修时,内部氨气浓度没有达到安全范 围,容易引起中毒事故;(2)由于液氨储罐泄漏,液氨会迅速气化,可能导致人员中毒,严重时会导致死亡。3.3液氧泄露事故的扩散过程和事故后果分析1) 液氨的理化特性液氨属于物色、有着恶臭的刺激性有毒气体,相对密度 为0.597,沸点-33.33摄氏度,分子量为17.3,爆炸极限在15.7%-27%之间,容易溶于水,水溶液称为氨水。并且其可与全气混合后容易变为爆炸性混合气体,当遇到高温和明火的时候容易爆炸,与一些气体接触
14、后会发生严重的化学反应,当液氨储罐遇到高热会出现爆炸和开裂的现象。液氨对人体上呼吸道有着严重的腐蚀和刺激作用,低浓度的液氨对于人体的粘膜有刺激作用,当浓度过高的时候会危害到人体的中枢神经系统,并且易事的人体的心脏和呼吸停止。国家对于液氨工程车间规定允许液氨工厂车间最高氨浓度不能超过 30mg/m32) 液氨泄露扩散过程当液氨储罐在一定温度或者压力下会出现泄漏,首先会在泄漏口附近出现闪蒸物理现象,这样会出现气一液二相流的特征。出现的少量氨蒸汽和液氨混合物会在空气中不断扩散,在这部分泄露点没有障碍物时候这部分液体会不断下沉到地面。这主要是由于液氨储罐压力大于外界压力,在加上风速和对流等扩散会使得液
15、氨混合里沉至地面。3.3液氨储罐泄漏事故风险分析1) 液氨储罐区引发事故的因素液氨自身易燃、易爆、易挥发和易泄露的原因会使得液氨储罐有着很大的危险性,相关规定把液氨灌区作为重点的生产部位。液氨储罐出现事故主要由于操作不当、设备缺陷和管理三个方面的因素引起。具体因素有:当出现操作不当的时候会使得液氨储罐出现超装、造成储罐压力过高,和满罐等恶性的事故;当设备有缺陷和操作不当的时候会使得液氨泵机等机械出现故障,并且储罐连接线出现腐蚀,从而引发储罐的连接 部位出现断裂;或者伩表被损坏,从而引起压力过高等事故出现;另一方面,液氨储罐在动火和用电等安全措施不到位,接地线不发挥作用等使得液氨储罐出现爆炸事故
16、。2) 确定液氨储罐区危险点通常液氨储罐下列部位是容易出现危险的部位,因此在日常生产和检修的实际过程中要时刻注意到这些危险点的运行状态。第一,储罐底部:储罐地步主要是排污阀,以及排地沟管线和进出口管线,这部分由于有连接点容易出现连接点腐蚀造成泄漏的情况。第二,储罐顶部:安全阀前阀,消音器,以及气氨管线和阀门。第三,液氨分配管及阀门。第四,泵房。四、源项分析4.1最大可信事故最大可信事故是指在所有预测的概率不为零的事故中,对环境(或健康)危害最严重的重大事故。根据本项目可能发生的风险事故,存在着液氨泄漏风险,液氨毒性较大,且会发生爆炸,泄漏后会对周围环境产生较大影响。案例1:1998年7月21日
17、下3点30分,在江西某棉纺织厂新建的冰室里,一只无缝液氨钢瓶,在静置状态发生爆炸,造成3人急性中毒,其中2人死亡,1人抢救脱险,经济损失达30余万元。案例2:2002年7月8日2时09分,聊城市莘县化肥有限责任公司发生液氨泄漏事故。这起事故共泄漏液氨约20.1吨,造成死亡13人,重度中毒24人,直接经济损失约72.62万元。案例3:2007年5月4日,阜阳市昊源化工集团有限公司液氨球罐区,向2号液氨球罐输送液氨的进口管道中安全阀装置的下部截止阀发生破裂,管道内液氨向外泄漏,造成33人因呼入氨气出现中毒和不适,住院治疗和观察。事故发生后,该公司进行紧急处置,用9.5分钟时间,制止了泄漏。案例4:
18、2007年6月18日,位于青岛市崂山区崂山路的青岛崂特啤酒有限公司制冷车间的氨水出现泄漏,险情发生后,厂内的职工及周边村庄的村民们迅速疏散,急救人员将附近敬老院中6名出现不适反应的老人送至医院,经抢救,老人们都已脱离危险。案例5:2013年6月3日吉林禽业公司液氨泄露引发爆炸,造成113死亡,氨制冷的冷库大多由大管道连接,如果制冷设备陈旧老化或维护不佳,阀门连接处密封性不好就极容易产生泄漏。案例6:2013年6月8日,位于吉林省德惠镇米沙子镇的吉林宝源丰禽业有限公司,由于液氨泄漏引起爆炸造成特大火灾。该事故造成121人死亡,76人受伤,直接经济损失达1.82亿元。4,2最大可信事故概率本项目发
19、生风险事故的危险源在贮罐区,以贮罐泄漏事故对环境(或健康)的危害最严重。因此,本项目风险评价以贮罐泄漏的概率作为本项目的最大事故风险概率。根据国内外贮罐事故概率汇总,对可能引起液氨储罐发生泄漏爆炸的原因进行了分析,将事故树和模糊集理论相结合,计算事故发生的概率,分析事故发生的可能性,根据基本事件的模糊概率,求得液氨储罐系统发生泄漏的概率在1.0710-62.7710-6次/(罐年),最大可能为2.7710-6次/(罐年),发生爆炸的概率在 7.1110-53.0010-5次/(罐年)之间,最大可能为3.0010-5次/(罐年)。随着企业运行管理水平、装置性能的提高,以及采取有效的措施,贮罐泄漏
20、的概率逐年降低。本项目虽采用较为先进的环境风险和安全管理措施、技术措施,但生产中氨储量相对较大,故依据数据统计资料进行类比,确定本项目最大可信事故发生概率为次/(罐年)。4.3源强计算液氨为有毒有害物质,一旦发生泄漏,会严重影响周围的空气环境,从而损害人群的身体健康。本项目共建设液氨储槽4个,每个液氨储槽罐最大储槽量100m3。液氨储槽温度为34C,储槽压力为140000Pa,密度kg/m3 ,液氨体积占储槽容积最大值的70%,则每个储槽内液氨的总质量为:W=100x820x07=57.4(t).液氨泄漏后一部分液体将会直接发生闪蒸蒸发,其余液体将在罐体围堰内形成液池,并形成热量蒸发。假定事故
21、情况为液氨储罐阀门破裂造成泄漏事故,大气温度为25。泄漏量按下式计算:式中: QL 液体泄漏速度,kg/s; Cd 液体泄漏系数,此值常用0.6-0.64(本项目取0.62)。 A 裂口面积,m2(本项目取A=gR2=3 14x00752=001 766(m ); 液体密度,kg/m3(本项目取820); P 容器内介质压力,Pa(本项目取140000); P0 环境压力,Pa(本项目取101325); g 重力加速度(本项目取9.8); h 裂口之上液位高度,m(本项目取2.1)。表5 液体泄漏系数G雷诺数处裂口形状圆形(多边形)三角形长方形1000.650.600.551000.500.4
22、50.40常压下液体的泄漏速度取决开裂口之上液位的高低。假设 裂口形状为直径50mm的圆形孔,则裂口面积:考虑最不利情况,运用公式0)进行计算,可知液氨的泄漏速率为107.88kg/s,单个液氨贮槽泄漏时间为 t= W/Q= 57400/107.88=532(s)=8.87(min) 五、事故影响定量预测5.1液氨储罐主要危险(1) 储罐超压引起物理爆炸的危险;(2) 储罐破裂发生沸腾液体扩展为蒸气爆燃的火灾危险;(3) 储罐泄漏引发蒸发云爆炸危险;(4) 氨泄漏中毒危险;(5) 液氨溅于人体有冻伤危险。前四种情况事故后果严重,下面进行数学计算,做出定量评价。5.2液氨储罐超压物理爆炸破坏半径
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