摘 要：對(duì)焦?fàn)t煤氣汽車(chē)加氣站的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別及危害預(yù)測(cè)。風(fēng)險(xiǎn)因素包括壓縮機(jī)房泄漏、焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)泄漏，對(duì)壓縮機(jī)房泄漏導(dǎo)致的爆炸危害、焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)泄漏導(dǎo)致的大氣擴(kuò)散污染危害進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣汽車(chē)加氣站； 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別； 危害預(yù)測(cè)； 爆炸； 大氣擴(kuò)散污染
Risk Factor Identification and Hazard Prediction for Coke Oven Gas Vehicle Filling Stations
Abstract：The risk factors for coke oven gas vehicle filling stations are identified and their hazards are predicted．Risk factors include gas leak in compressor room and gas leak from coke oven gas purification system．The explosion hazard caused by gas leak in conpressor room and the atmospheric diffusion pollution hazard caused by gas leak from coke oven gas purification system are predicted．
Keywords：coke oven gas vehicle filling station；risk identification；hazard prediction；explosion；atmospheric diffusion pollution
1 概述
焦?fàn)t煤氣作為車(chē)用替代燃料，既能改善汽車(chē)排放對(duì)環(huán)境的影響，又能解決焦?fàn)t煤氣未被充分利用的問(wèn)題。焦?fàn)t煤氣汽車(chē)加氣站(以下簡(jiǎn)稱(chēng)加氣站)存在較高的事故風(fēng)險(xiǎn)，有必要對(duì)焦?fàn)t煤氣加氣站運(yùn)營(yíng)中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和危害預(yù)測(cè)。
國(guó)內(nèi)對(duì)氫氣、壓縮天然氣(CNG)等替代燃料加氣站環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了較為廣泛的研究，K．Eunjung等人[1]對(duì)氫氣加氣站泄漏爆炸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了研究，通過(guò)對(duì)氫氣爆炸方式的模擬，確定了氫氣加氣站設(shè)施之間的安全距離。侯向秦等人[2]對(duì)CNG加氣站火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行了分析，采用指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。譚金會(huì)等人[3]對(duì)CNG加氣站安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究，明確了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)應(yīng)從站內(nèi)擴(kuò)展到站外，并對(duì)儲(chǔ)氣型式的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提出了新標(biāo)準(zhǔn)。喬蓓等人[4]針對(duì)CNG加氣站的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)，提出CNG加氣站安全生產(chǎn)的管理措施。胡晨等人[5]針對(duì)液化石油氣加氣站，采用定量分析法辨識(shí)了主要風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)焦?fàn)t煤氣加氣站風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別與危害預(yù)測(cè)進(jìn)行探討。
2 風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別及危害預(yù)測(cè)對(duì)象
在焦?fàn)t煤氣加氣站中，焦?fàn)t煤氣經(jīng)計(jì)量調(diào)壓后，進(jìn)入凈化系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)脫硫、脫焦油、脫苯脫萘、脫水處理后，再進(jìn)入壓縮系統(tǒng)，壓縮后進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置儲(chǔ)存，儲(chǔ)氣裝置內(nèi)的高壓焦?fàn)t煤氣供應(yīng)加氣機(jī)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行加氣。
焦?fàn)t煤氣加氣站運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)是焦?fàn)t煤氣泄漏引起的爆炸及大氣擴(kuò)散污染，泄漏主要來(lái)自壓縮機(jī)房、焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)。壓縮機(jī)的振動(dòng)易造成與緩沖罐連接的部件松動(dòng)，在高壓狀態(tài)下易引起焦?fàn)t煤氣的泄漏。壓縮機(jī)房通風(fēng)不良，將造成焦?fàn)t煤氣的聚積，極易形成爆炸性蒸氣云，引發(fā)爆炸事故。焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)中的脫硫塔、脫萘塔、脫水裝置以及相連接的管子及閥門(mén)等，均可能由于密封失效或其他故障引起焦?fàn)t煤氣泄漏。由于焦?fàn)t煤氣凈化裝置多采用露天或半露天設(shè)置，焦?fàn)t煤氣的泄漏易造成大氣擴(kuò)散污染。因此，危害預(yù)測(cè)對(duì)象確定為：壓縮機(jī)房泄漏引發(fā)的爆炸，焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng)泄漏引起的大氣擴(kuò)散污染。
3 危害預(yù)測(cè)
3．1 壓縮機(jī)房
①TNT當(dāng)量和爆炸破壞半徑[6-7]
蒸氣云爆炸的TNT當(dāng)量mTNT計(jì)算式為：
式中mTNT——蒸氣云爆炸的TNT當(dāng)量，kg
m——發(fā)生爆炸的焦?fàn)t煤氣質(zhì)量，kg，根據(jù)某焦?fàn)t煤氣加氣站壓縮機(jī)房容積估算為450kg
Qc——焦?fàn)t煤氣的燃燒熱，kJ／kg，取35800kJ／kg
QTNT——TNT的爆炸熱，kJ／kg，取4520kJ／kg
爆炸破壞半徑r的計(jì)算式為：
式中r——爆炸破壞半徑，m
Dp——超壓，kPa
由沖擊波一沖量準(zhǔn)則確定的不同超壓范圍對(duì)建筑物的破壞程度、人體的傷害程度分別見(jiàn)表1、2。
表2
②預(yù)測(cè)結(jié)果
以建筑物破壞程度作為基準(zhǔn)，超壓選取不同建筑物破壞程度對(duì)應(yīng)的超壓最小值(并進(jìn)行圓整)，由式(1)、(2)計(jì)算壓縮機(jī)房泄漏焦?fàn)t煤氣發(fā)生蒸氣云爆炸時(shí)，不同超壓對(duì)應(yīng)的爆炸破壞半徑，并判定對(duì)人體傷害程度，見(jiàn)表3。
3．2 凈化系統(tǒng)
①氣態(tài)污染物
在焦?fàn)t煤氣中的氣態(tài)污染物(一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、萘等)中，一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)較大，為主要?dú)鈶B(tài)污染物，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行大氣擴(kuò)散污染預(yù)測(cè)。
②預(yù)測(cè)方法
對(duì)于氣態(tài)污染物的大氣擴(kuò)散污染預(yù)測(cè)，采取HJ／T l69—2004《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則》推薦的多煙團(tuán)模式預(yù)測(cè)方法，可預(yù)測(cè)在一定的泄漏條件、氣象條件下，任意時(shí)刻下風(fēng)向與泄漏點(diǎn)不同距離處地面空氣中污染物的質(zhì)量濃度。
③預(yù)測(cè)結(jié)果
泄漏條件：一氧化碳的泄漏質(zhì)量流量為0.76kg／s，泄漏持續(xù)時(shí)間為10min，泄漏點(diǎn)高度為3m，每10s釋放一個(gè)煙團(tuán)。氣象條件：風(fēng)速為1.8m／s，大氣穩(wěn)定度為D級(jí)。采用多煙團(tuán)模式預(yù)測(cè)方式的預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，可分析不同時(shí)刻下風(fēng)向地面空氣中一氧化碳質(zhì)量濃度超標(biāo)距離范圍。
4 結(jié)語(yǔ)
焦?fàn)t煤氣泄漏是焦?fàn)t煤氣加氣站發(fā)生爆炸、大氣擴(kuò)散污染的主要原因，是焦?fàn)t煤氣加氣站運(yùn)營(yíng)中必須考慮的風(fēng)險(xiǎn)因素，據(jù)此采取積極的應(yīng)對(duì)措施。
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