冷庫(kù)液氨風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
評(píng)論: 更新日期:2009年12月17日
1.大氣環(huán)境影響分析本項(xiàng)目營(yíng)運(yùn)后的廢氣主要來(lái)源于由于采用液氨作為制冷劑而可能導(dǎo)致的氨外逸和燃油鍋爐廢氣、食堂液化石油氣燃燒廢氣及油煙。
1.1冷庫(kù)氨泄漏事故風(fēng)險(xiǎn)分析
(1)氨的性質(zhì)簡(jiǎn)介氨,制冷劑代號(hào)R717,是一種理想的制冷工質(zhì),具有良好的熱力學(xué)性質(zhì)。在限制和禁止使用CFC物質(zhì)的形勢(shì)下,氨由于對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用,使用較廣泛。氨(NH3)為無(wú)色、有剌激性辛辣味惡臭的氣體,分子量17.03。比重0.597。沸點(diǎn)―33.33℃。溶點(diǎn)―77.7℃。爆炸極限為15.7%~27%(容積)。急性毒性:LD50350mg/kg(大鼠經(jīng)口);LC501390mg/m3,4小時(shí),(大鼠吸入)。氨在常溫下加壓易液化,稱(chēng)為液氨,接觸液氨可引起嚴(yán)重凍傷。與水形成氨水(NH3+H2O=NH3·H2O),呈弱堿性。氨水極不穩(wěn)定,遇熱后分解,1%水溶液PH值為11.7。濃氨水含氨28%~29%。氨在常態(tài)下呈氣體,比空氣輕,易逸出,具有強(qiáng)烈的刺激性和腐蝕性,故易造成急性中毒和灼傷。
(2)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別
本項(xiàng)目所用制冷劑氨不屬于劇毒物質(zhì)和一般毒物(屬低毒類(lèi));氨屬火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)物質(zhì);根據(jù)重大危險(xiǎn)源辯識(shí)(GB18218-2000)中規(guī)定,項(xiàng)目全部冷庫(kù)使用氨的數(shù)量約35t,不超過(guò)臨界量,不構(gòu)成重大危險(xiǎn)源。制冷是一個(gè)封閉的系統(tǒng),制冷工質(zhì)在系統(tǒng)中藉助壓縮機(jī)械能輸送流動(dòng),完成制冷循環(huán)。對(duì)照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058-92)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),氨制冷系統(tǒng)屬于第二級(jí)釋放源,制冷裝置在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)釋放易燃物質(zhì);即使釋放也是在壓縮機(jī)、氨泵的軸封處和閥門(mén)、法藍(lán)、管件接頭等密封處偶爾的、短時(shí)的發(fā)生。第二級(jí)釋放源存在的區(qū)域,可劃為2區(qū)。2區(qū)的概念是在正常運(yùn)行時(shí)不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境。正常運(yùn)行是指正常的開(kāi)車(chē)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停車(chē),易燃物質(zhì)產(chǎn)品的裝卸,密閉容器蓋的開(kāi)閉,安全閥、排放閥、以及所有工廠設(shè)備都在其設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)工作的狀態(tài)。但規(guī)范第2.2.5條又說(shuō):“當(dāng)通風(fēng)良好時(shí),應(yīng)降低爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)”;規(guī)范第2.2.2條還同時(shí)規(guī)定:“易燃物質(zhì)可能出現(xiàn)的最高濃度不超過(guò)爆炸下限的10%”,可劃為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)。根據(jù)《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ72-84)第8.0.2條規(guī)定“氨壓縮機(jī)房應(yīng)設(shè)事故排風(fēng)裝置,換氣次數(shù)應(yīng)取8次/小時(shí),排風(fēng)機(jī)宜選用防爆型”。據(jù)此,氨壓縮機(jī)房可視為通風(fēng)良好,應(yīng)按降低區(qū)域等級(jí)處理;從上述分析中得知,出現(xiàn)最高濃度能超過(guò)爆炸下限10%的概率近似為零。同時(shí)氨的比重很輕,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,氨的比重是0.59kg/m3。僅為空氣的0.546,而且其擴(kuò)散能力較強(qiáng),擴(kuò)散系數(shù)為17×10-2cm2/s,僅次于氫、氧。因此,它難以聚集到爆炸極限的濃度。因此,可以將氨制冷系統(tǒng)作為非爆炸危險(xiǎn)區(qū)看待。同時(shí),冷庫(kù)氨在正常工況下的自然損耗不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染影響。
發(fā)生氨泄漏的常見(jiàn)原因是由于管理不善,工人違章操作以及設(shè)備、容器陳舊,管道破裂,閥門(mén)損漏,鋼瓶或貯槽、貯罐爆炸或運(yùn)輸不當(dāng),貯罐暴曬等導(dǎo)致生產(chǎn)性事故或意外事故所造成。
綜上所述,本項(xiàng)目冷庫(kù)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源于氨泄漏。氨泄漏因素主要有:
(1)管路系統(tǒng)泄漏(包括管道、閥門(mén)、連接法蘭、泵的密封等設(shè)備及部位);
(2)儲(chǔ)氣罐泄漏;
(3)自然因素,如地震、雷擊等。根據(jù)類(lèi)比資料,冷庫(kù)氨泄漏一般產(chǎn)生自?xún)?chǔ)氣罐泄漏,本項(xiàng)目每座冷庫(kù)氨儲(chǔ)罐液氨儲(chǔ)量為5~6噸,根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,該類(lèi)容器失效允許概率1.0×10—5。本次評(píng)價(jià)考慮當(dāng)且僅當(dāng)有一座冷庫(kù)氨儲(chǔ)罐發(fā)生事故時(shí)可能對(duì)周?chē)h(huán)境造成的影響。
(3)源強(qiáng)分析液氨泄漏速度QL用柏努利方程計(jì)算:式中:QL——液體泄漏速度,kg/s;Cd——液體泄漏系數(shù),此值常用0.6-0.64。A——裂口面積,m2;P——容器內(nèi)介質(zhì)壓力,Pa;P0——環(huán)境壓力,Pa;g——重力加速度。h——裂口之上液位高度,m。本次評(píng)價(jià)考慮當(dāng)氨儲(chǔ)罐出現(xiàn)一個(gè)1cm2裂口時(shí),此時(shí)容器內(nèi)壓力為1.4兆Pa,環(huán)境壓力設(shè)定為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,由于氨儲(chǔ)罐一般為臥式,考慮底部出現(xiàn)裂口,高度取1m。將上述數(shù)據(jù)代入得出此時(shí)的氨泄漏速度是0.075kg/s。
(4)后果計(jì)算本項(xiàng)目氨泄漏屬瞬時(shí)或短時(shí)間事故,采用煙團(tuán)模式:式中:C--下風(fēng)向地面坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度(mg.m-3);--煙團(tuán)中心坐標(biāo);Q--事故期間煙團(tuán)的排放量;σX、、σy、σz——為X、Y、Z方向的擴(kuò)散參數(shù)(m)。常取σX=σy本次評(píng)價(jià)考慮泄漏時(shí)間為30min,預(yù)測(cè)時(shí)間為發(fā)生氨泄漏后10min。假設(shè)發(fā)生泄漏時(shí)風(fēng)速為3m/s。
表7-6最大落地濃度和距離表距離(m)
????????? 100??? 200????? 300?? 400??? 500??? 600??? 700?? 800
濃度(mg/m3)? 0.0619? 3.8246 6.2080 5.9871 5.1198 4.2591 3.5420 2.9702
距離(m)?????? 900??? 1000???? 1100? 1200?? 1300?? 1400?? 1500?? 1600
濃度(mg/m3) 2.5175? 2.1463?? 1.7519 1.1905 0.6179 0.2480 0.0815 0.0233
距離(m)????? 1700??? 1800???? 1900??? 2000?? 2100? 2500?? 2800?? 3000
濃度(mg/m3) 0.0061? 0.0015??? 0.0004? 0.0001?? 0????? 0???? 0?????? 0
地面軸線最大濃度點(diǎn):最大落地濃度點(diǎn)的下風(fēng)向距離:Xm=328.9997(m)最大落地濃度:Cm=6.294097(mg/m3)根據(jù)*縣氣象資料,冬春盛行偏北風(fēng),夏秋盛行偏南風(fēng),根據(jù)上表可看出,當(dāng)發(fā)生假設(shè)條件的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí),氨的最大落地濃度是下風(fēng)向約330m處,冬春季將對(duì)*縣火車(chē)站一側(cè),夏秋季將對(duì)雍渡村造成一定的影響。氨侵入途徑為吸入,低濃度氨對(duì)粘膜有刺激作用,高濃度可造成組織溶解壞死。根據(jù)居住區(qū)大氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度限值(TJ36-79)0.20mg/m3(一次值),本項(xiàng)目發(fā)生假設(shè)條件氨泄漏時(shí),將對(duì)下風(fēng)向700m范圍內(nèi)造成污染影響。按照《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》Q(chēng)BJ72—84第3.1.3條之規(guī)定,庫(kù)房與廠內(nèi)建(構(gòu))筑物的衛(wèi)生防護(hù)距離至少為30m。項(xiàng)目應(yīng)加強(qiáng)制冷設(shè)備管理維護(hù),嚴(yán)防氨泄漏的發(fā)生。
(5)氨泄漏事故預(yù)防措施氨是乙類(lèi)易燃?xì)怏w,在適當(dāng)壓力下液化成液氨,一般儲(chǔ)存于鋼瓶或儲(chǔ)罐中,在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié),應(yīng)當(dāng)采取必要的防火措施,防止發(fā)生泄漏爆炸事故。首先儲(chǔ)存氨的容器為壓力容器,必須定期檢驗(yàn),鋼瓶或儲(chǔ)罐應(yīng)放在陰涼通風(fēng)的庫(kù)棚內(nèi),遠(yuǎn)離火種、熱源,防止日光直射,與性質(zhì)相抵觸的氟、氯及酸類(lèi)等危險(xiǎn)物品分開(kāi)儲(chǔ)存。其次是在搬運(yùn)時(shí)輕拿輕放,防止鋼瓶及瓶閥受損,運(yùn)輸槽車(chē)運(yùn)送時(shí)要灌裝適量,不能超壓超量運(yùn)輸,運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)避開(kāi)高溫時(shí)段,防止曝曬,同時(shí)要保護(hù)好附件閥門(mén)及液位表。另外在氨制冷工序中,應(yīng)當(dāng)注意氨壓縮機(jī)房的防火要求,在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中將氨壓縮機(jī)房列為乙類(lèi)火災(zāi)危險(xiǎn)的廠房,應(yīng)采用一、二級(jí)耐火等級(jí)的建筑,《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)氨壓縮機(jī)房也有專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)要求,應(yīng)當(dāng)有足夠的泄壓面積,電氣設(shè)備要按Q-2(1區(qū))級(jí)防爆要求考慮,并設(shè)有緊急泄壓裝置及可供搶救時(shí)噴灑水霧的消火栓。配備必要的防毒面具,有條件的可配備空氣呼吸器。
(6)液氨泄漏事故應(yīng)急處置措施要注意做好五個(gè)方面:一是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況劃分警戒區(qū),處置車(chē)輛和人員一般停靠在較高地勢(shì)和上風(fēng)(或側(cè)上風(fēng))方向。二是處置人員的應(yīng)采取必要的個(gè)人防護(hù)措施,在處置泄漏或有關(guān)設(shè)備時(shí),應(yīng)穿著隔絕式防化服,佩戴空氣呼吸器。直接接觸液氨時(shí),應(yīng)穿著防寒服裝。緊急時(shí)也可穿棉衣棉褲,扎緊褲袖管,并用浸濕口罩捂住口鼻。三是應(yīng)迅速清除泄漏區(qū)的所有火源和易燃物,并加強(qiáng)通風(fēng)。如是鋼瓶泄漏,處置時(shí)應(yīng)用無(wú)火花工具,盡量使泄漏口朝上,以防液化氣體大量流淌。關(guān)閥和堵漏措施無(wú)效時(shí),可考慮將鋼瓶浸入水或稀酸溶液中,或轉(zhuǎn)移至空曠地帶洗消處理。四是對(duì)泄漏的液氨應(yīng)使用霧狀水、開(kāi)花水流驅(qū)散。處置時(shí)應(yīng)盡量防止泄漏