中国石油化工股份有限公司西安石化分公司动力站烟气脱硝改造项目风险评价专题.doc

中国石油化工股份有限公司西安石化分公司动力站烟气脱硝改造项目风险评价专题建设单位：中国石油化工股份有限公司西安石化分公司评价单位：陕西中圣环境科技发展有限公司环评证书：国环评证甲字第3607号编制时间：二零一四年九月1.项目概况动力站概况：厂区动力站位于厂区东南角的已拆除的行政办公楼旧址，占地面积为17800 m2，配备2台75t/h、3.82mpa的低温低压循环流化床燃煤锅炉，包括1座3500t干煤棚、1座破碎楼、1座200m3石灰石粉库、2座200 m3灰渣库。动力站为全厂提供高压蒸汽，年耗煤量为8.148万吨。目前烟气处理采用“炉内喷钙+布袋除尘”工艺，进行除尘脱硫。未实施脱硝。本次技术改造项目是对厂区动力站cfb锅炉的scr脱硝技术改造，应用的脱硝剂为液氨，项目对液氨的风险进行评价。1环境风险评价总则1.1评价重点本次环境风险评价以发生环境风险事故引起厂界外人群的伤害、环境质量的恶化作为评价重点。具体包括以下内容：（1）筛选污染因子及事故工段；（2）通过事故统计分析，确定最大可信事故概率；（3）预测环境风险事故条件下，有毒有害物质扩散对评价区大气、地表水的环境影响程度和范围；（4）提出环境风险防范措施和应急预案。1.2 评价等级本次评价工作只针对本次工程进行，不涉及厂区现有生产装置及罐区。根据危险化学品重大危险源辨识（gb 18218-2009），本项目涉及的主要危险化学品和重大危险源判定见表1。表1 本项目涉及主要危险化学品名称性质临界判别量（t）最大储存量（t）是否重大危险源备注液氨储罐液氨100.8否400kg液氨储罐2个，一用一备由上表可见，本项目涉及的主要危险化学品为液氨，项目厂区属于非重大危险源。因此环境风险评价等级确定为二级。表2 环境风险评价工作级别判据剧毒危险性物质一般毒性物质可燃、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本项目情况经重大危险源辨识，本项目厂区属于非重大危险源。本项目环境风险评价工作等级定为二级。本项目所涉及的危险物质为液氨。根据前文确定的生产装置储存量，依据重大危险源辩识的规定，最终确定本次风险评价因子为液氨。1.3 评价范围（1）大气环境风险影响评价范围按照建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）中的规定，环境空气评价范围为以项目罐区为中心的半径3km范围；评价面积不小于28.3km2。（2）地表水环境风险影响评价范围本项目事故状态下废水可全部进入事故水池，废水全部收集后回送厂区污水处理设施进行处理，不排入地表水体，因此地表水环境风险仅作简单分析。1.4 评价工作程序 评价工作程序图见图1.图1 环境风险评价技术程序图1.5 评价的基本内容本次环境风险评价的基本内容主要包括：风险识别、最大可信事故及源项、风险管理等几部分内容。1.6 环境保护目标评价区环境保护目标见表3。表3 主要环境保护目标保护对象保护类别保护目标备注大气环境空气质量人群健康环境空气质量标准，二级拟建地附近人群皂河河水水质地表水环境质量标准，类水域标准皂河位于拟建地北约0.9km生态环境农作物保护农作物的大气污染物最高允许浓度拟建地附近的生态环境本评价主要采用资料收集及现场调查的方法对评价区域内的环境状况进行了解，本环评对罐区周围3km范围内的环境敏感点进行了调查，该范围内的环境敏感点具体位置及分布见附图2所示，调查结果统计见下表。表4 项目周围环境敏感点现状环境要素保护目标名称相对方位及距离户数人数环境质量目标方位距离（km）环境空气评价范围长庆筑路家属区ne0.0512023700二级标准皂河湾ne0.744351740阎家村ne1.5213869唐家村ne4.23001093八家滩e0.74761932泥河村n0.5135520二府营n0.697394八兴滩n1.52901167西坡村nw1.13401397杜家村nw1.4232967师家营nw1.73101323沙河滩nw2.22671016贺家村w2.74281741孟家村sw0.33061273西柏梁sw1.033221472东柏梁sw0.853161321孙围墙sw2.02731106五一村s1.78123213雁秋门s2.73051063焦家村se0.54101581周家河湾se1.93131355柯家寨se2.284345南徐寨se3.0190743三桥镇s3.7531216541泥河村小学n0.4-220柏梁小学sw1.0320六村堡医院e1.8130第五十中学se0.31500陕西省经贸学院se1.72000六村堡小学e2.1310声环境厂界厂界周围3类水环境地表水皂河ne紧邻类水体类文物保护评价范围汉太液池遗址sw1.8/保护古文物汉建章宫遗址sw2.3/汉未央宫前殿遗址e3/1.7 建设项目对周边环境的影响建设项目与周边环境之间的相互较大的装置主要为液氨储罐区，经过现场踏勘及收集资料，拟选氨存储区位置具体如下：本工程建设地点位于中石化西安石化分公司厂内，本公司动力站布置在厂区东南侧。从安全的角度考虑，本工程选址的重点是氨站的选址。氨站位于锅炉机组东面，面积约为200 m2。氨站布置在锅炉主控楼东侧，距锅炉西侧主控楼40 米；距北侧为空地；南侧30 米处石化大道，40 米为公司食堂；东侧70 米处四公司新建办公楼。本公司液氨储存区与气化区（液氨蒸发罐及气氨缓冲罐）分开设置通过管道连接，氨气气化装置区布置在脱硝反应区北侧。为避免氨气与空气混合达到爆炸范围，在整个液氨储存、蒸发器、缓冲罐及氨区部分管道系统均露天布置。依据建筑设计防火规范（gb50016-2006）规定设计安全检查表对项目液氨储罐区与周边建构、筑物之间安全防火距离进行检查，检查情况如下：表5 液氨储罐区与周边建构、筑物之间安全防火距离检查表通过上表检查可知，该项目液氨储罐与周边建构筑物之间的安全距离满足建筑设计防火规范（gb50016-2006）的要求；该项目锅炉脱硝改造在原锅炉装置尾部烟道的省煤器与空预器之间进行，对原装置与周边建筑物之间的防护距离几乎不发生改变，改造后防护距离满足规范要求。液氨存储区对周边构成危险较大的建构物为40 米外处于下风向的公司食堂，且在本单位生产区内，与周边生产经营单位和居民生活影响轻微。2 环境风险识别2.1 过往事故资料收集根据化学工业部科学技术情报研究所编辑的全国化工事故案例集，统计了全国近年的有关化工装置生产事故资料。事故案例13440例，事故类型包括物体打击、火灾、物理爆炸、化学爆炸、中毒和窒息、其它伤害等17类。事故原因有防护装置缺陷、违反操作规程、设计缺陷、保险装置缺陷等19种。在统计的13440例事故中，火灾261例（1.94%），爆炸1056例（7.86%），中毒和窒息6165例（45.87%），设备缺陷1076例（8.00%），个人防护缺陷651例（4.84%），防护装置缺乏784例（5.83%），防护装置缺陷138例（1.03%），保险装置缺陷57例（0.42%）。从事故发生原因来看，违反操作规程是发生事故的最主要原因。如2013年6月3日，吉林省长春市德惠市的吉林宝源丰禽业有限公司主厂房发生特别重大火灾爆炸事故，共造成121人死亡，76人受伤，直接经济损失1.82亿元。事故原因是工人违章操作造成的。事故过程：首先因某种原因储罐泄漏、破裂、流出并变成蒸汽；如遇明火，则产生爆炸；当浓度超过爆炸极限，则紧接着就是爆炸；爆炸又进一步破坏储罐，并产生更多的有毒有害蒸汽；这种恶性循环，直到燃料烧尽或被抢救为止。更为严重的是，很有可能殃及附近其他的储罐，诱发第二、三、四次爆炸、燃烧。2.2 工程潜在危险性识别生产运行系统中各装置重要生产设备，根据其物料及数量、工艺参数等因素和物料危险性的分析，识别出装置的危险性。储罐区本项目罐区新建2台400kg液氨储罐，存在焊接点或其它外因造成储罐破裂，发生泄漏的事故风险。2.3 风险评价因子的确定本项目所涉及的危险物质为液氨。根据前文确定的产品罐区储量，依据重大危险源辩识的规定，最终确定本次风险评价因子为液氨。2.4 风险评价单元划分根据重大危险源辨识的结论与厂区总平面布置图，并按照建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）中有关功能单元划分原则，将厂区划分为1个评价单元：-1单元：液氨储罐。3 源项分析3.1 可接受风险值及最大可信事故概率的确定（1）可接受风险值的确定可接受风险值水平的单位一般采用“死亡/年“。安全和风险是相伴而生的，风险事故的发生频率不可能为零。在计算风险事故时，不仅要考虑事故的发生概率，也应考虑不利气象条件出现的概率及下风向的人口分布。对于社会公众而言最大可接受风险不应高于常见的风险值。在工业和其它活动中，各种风险水平及其可接受程度见表6。表6 各种风险水平及其可接受程度风险值(死亡/年）危险性可接受程度10-3数量级操作危险性特别高不可接受10-4数量级操作危险性中等必须立即采取措施改进10-5数量级与游泳事故和煤气中毒事故属同一量级人们对此关心，愿采取措施预防10-6数量级相当于地震和天灾的风险人们并不关心这类事故发生10-710-8数量级相当于陨石坠落伤人没有人愿为这种事故投资加以预防按美国epa规定，小型人群可接受风险值为10-510-4a-1；社会人群可接受风险值为10-710-6a-1。据有关资料，对于石油化工行业可接受的风险值：美国为7.1410-5死亡/a；英国为7.1410-5死亡/a。我国石油化工行业风险统计值上世纪70年代为9.9910-5死亡/a，80年代为8.8110-5死亡/a。石油化工行业在调研的基础上，建议本评价可接受的风险值为8.3310-5死亡/a。（2）最大事故发生概率的确定据我国不完全统计，设备容器一般破裂泄漏、爆炸的事故概率在110-5/a左右，本评价综合考虑工艺和设备技术进步和管理水平提高，给出本工程的事故发生概率取值为k=110-5/a。3.2 环境风险事故类型风险事故的可能性有两种，储罐发生火灾爆炸事故，一种是储罐装置接口处破裂发生泄漏事故。（1）火灾、爆炸风险类型火灾产生的爆炸冲击波引起大量受热原料飞溅和蒸发散失，逸散进入大气中的液氨，将对厂区附近环境影响造成危害。（2）泄漏风险类型一旦液氨储罐破裂、阀门损坏发生泄漏，泄漏出的氨液会对厂区附近环境产生危害。（3） 危险品运输风险本工程涉及的液氨在运输过程存在储运设施泄漏和交通事故造成罐体损坏泄漏的事故，一旦发生泄漏，将有可能给事故现场及周边环境带来严重的环境危害和人员伤害。3.3 源强计算3.3.1危险化学品的泄漏量估算模式根据建设项目环境风险评价技术导则（hj/t169-2004）附录a.2中的方法，对危险化学品的泄漏量进行估算。液体泄漏速率ql用勃柏努利方程计算：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；a 裂口面积，m2；p 容器内介质压力，pa；p0环境压力，pa；g 重力加速度；h 裂口之上液位高度，m。3.3.2事故源强估算结果本风险评价对液氨储罐设施进行计算。液氨储罐一旦破裂、阀门损坏发生泄漏，逸散出的氨气会对厂区附近环境产生危害。当液氨发生泄漏时，由于其扩散对环境造成的危害远大于其发生爆炸对环境的危害，所以本次评价选取液氨泄漏情况下的风险预测。液氨储罐发生泄漏事故，假设10%的液氨泄漏出扩散到大气中，总量0.08t，事故持续10分钟，nh3排放速率为0.13kg/s。4 事故后果分析4.1 事故后果分析（1）火灾、爆炸风险后果分析本项目所涉及危险品主要为液氨，但储量较少，未有重大危险源。由于生产装置和储罐容积较小，生产装置与储罐破裂泄漏、燃烧后参与爆炸物质有限，对环境造成危害较小，主要影响为对厂内人员和设施，会造成危害和财产损失。事故发生后若不及时处置，可能会对相邻生产装置或罐体造成威胁。（2）泄漏风险后果分析不考虑泄漏最初的蒸发情况，泄漏的液氨最终将全部蒸发成气态。w=w=q0t其中，q0泄漏速度，m/s；t泄漏时间，s；w泄漏量，kg；w蒸发量，kg。液氨的物化性能和危险浓度可查表得到：m=17，t=20；1 个液氨储罐容量约为400kg。氨在空气中的致人死亡浓度为0.5。计算得其影响范围见表7.表7 液氨泄漏的影响范围估算结果表通过事故后果模拟分析可知，液氨储罐破裂一个直径为1cm 的圆形小口泄漏10 分钟的液氨量可引起30m 范围内的人员510 分钟内死亡（即使泄漏也有足够的时间逃生），且在本单位生产区内；通过表5（液氨储罐区与周边建构、筑物之间安全防火距离检查表）可知建设项目距厂外建构筑物的最小距离为300 米，所以与周边生产经营单位和居民生活影响轻微。一旦液氨罐发生泄漏，以液氨罐为圆心周围人吸入会造成中毒和轻度危害、甚至导致死亡，因此，一旦发生泄漏事故，企业应启动应急预案，组织周边人群撤离至安全地带。液氨储罐有可能泄漏，在满足生产要求的条件下，集中联合布置，采用露天、敞开或半敞开式的建（构）筑物，并设计必要的氨泄漏检测和自动报警装置。（3）危险品运输风险后果分析本项目液氨在运输过程中可能发生泄漏等事故，会对外环境和沿线居民造成影响。环评要求企业严格按照中华人民共和国固体废物污染环境防治法、国务院危险化学品安全管理条例及地方环保主管部门的要求，在液氨运输过程中采取合理的污染防治和安全防护措施，避免事故情况下对外环境和沿线居民的造成不利影响。本项目生产所涉及的液氨在运输、贮存等过程中可能发生火灾、泄漏等事故，会对外环境和沿线居民造成影响，企业在投产前应制定详细的项目事故应急预案，纳入厂区总体应急预案，并报当地环境主管部门备案。企业应积极配合当地政府建设和完善项目所在区环境风险预警体系、环境风险防控工程、环境应急保障体系。企业突发环境事件应急预案应与当地政府和相关部门以及周边企业的应急预案相衔接，加强区域应急物资调配管理，构建区域环境风险联控机制。4.2 水环境风险后果分析事故情况下，液氨储罐发生物料泄漏，或其他火灾等事故情况消防水外泄，将很容易渗入地下，造成地下水体污染，进而可能对地表水水质产生影响；因此应对装置区地面进行硬化，以防止事故情况下排污造成的泄漏，从而通过地表下渗至地下，对地下水造成污染。如果物料及其消防水如直接大量排入污水处理厂，有可能会造成污水厂短时间负荷过载。因此，建设单位应利用事故水池来缓冲接纳事故情况下排放的污水，保证事故情况下不向外环境直接排放污水。事故结束后，在保证不会导致污水厂负荷过载的情况下将污水逐步排入污水处理厂进行处理。事故池应采取安全及防渗措施，且事故池在非事故状态下不得占用以保证可以随时容纳可能发生的事故产生的废水。在事故状态下发生氨泄漏时需要用水稀释，将产生液氨及氨气稀释废水，设置氨气稀释槽，氨从底部进入稀释槽，水从上部喷入，将氨吸收。本项目氨气稀释废水按照最大量考虑为3 m3，先排入厂区现有4000m3的事故池，之后通过现有排水管网排入厂区含盐污水处理站。经处理后的含盐污水经含油污水处理场、回用水处理场处理后，75%回用于循环水站，其余通过现有排放系统达标排入皂河。执行污水综合排放标准（gb8978-1996）中表4中的二级标准限值和黄河流域（陕西段）污水综合排放标准（db61/224-2011）中一级标准。根据调查，目前，厂区已建24000m3的事故池，用于接纳事故情况下排放的污水，足以容纳本项目的事故水量。5 风险管理5.1 风险防范措施要求（1）总图布置和建筑安全防范措施总平面布置严格遵守有关设计规范，按生产装置和建筑物的类别和耐火等级严格进行防火分区，满足防火间距和安全疏散的要求；装置区设环形道路，和界区现有环形道路相连，以利在事故状态下，人员疏散和抢救。采用露天或敞开框架布置，除机泵、风机外，工艺装置大多露天布置，框架敞开，以便通风，避免死角造成有害物质聚集。（2）工艺技术设计安全防范措施工艺技术选用国内成熟的技术。设计时对设备、管线、阀门、垫片、密封材料的使用与耐腐性认真选择，避免因设计不当引起腐蚀与泄露。scr脱硝装置设置连锁系统，以及时发现和解决反应故障。动力站设防护面具、氧气呼吸器、防护手套、防护眼镜、防护工作服等。液氨的储罐、贮槽、槽车等严格按照装料系数装存物料，避免因装料过满发生爆炸或泄漏。依托厂区现有超声探伤仪器，提高对压力容器管道的探伤能力，主动掌握压力容器的伤损信息，杜绝恶性事故的发生。（3）储罐防范措施要求对储罐区建设二次防溢出围堰，地面用砼处理，采取防渗漏措施，罐区严禁烟火，配备消防设施和器材。当事故发生时，应疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，切断火源，在确保安全的情况下堵漏，确保在任何情况下不直接进入水体。（4）自动控制设计安全防范措施选用先进的工艺技术和安全联锁报警装置，建立完整可靠的自动控制系统(dcs)，完成生产装置的工艺参数显示，调节控制，报警记录和自动打印功能，监控整个工艺生产过程。同时，各生产装置均单独设置可编程序逻辑控制系统plc，接受主要机泵、设备工艺参数的安全联锁信号，在紧急状态下，逻辑控制器plc自动启动，使装置或系统相应部位安全停车。对生产过程中可能导致不安全操作参数如液面、压力等，设置高、低限报警。（5）电气、电讯安全防范措施采用双回路双变压器供电，仪表负荷、事故照明、消防报警等按一类负荷设计。根据装置原料及产品的特点，按爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范选用电气设备，全厂可能产生静电的设备、管道等均采取防静电接地措施，电气防静电接地与保护接地公用接地装置，有关设备、管道接在接地干线上。在较高建筑、构筑物上设避雷装置。应急照明由应急电源装置不间断供电，部分装置设有局部照明和检修照明，爆炸危险场所配防爆灯具、防爆开关，并在各主要装置、太平门设火灾疏散标志。值班室内设置消防报警外线电话及与工厂安全相关生产相关重要设施、储罐区消防值班室之间的消防之通电话。综上所述、本项目风险管理纳入厂区现有风险管理体系。5.2 风险应急预案要求事故应急救援预案是企业根据实际情况预计可能发生的事故，为增加对事故的处理能力所预先制定的应急对策。根据本项目的实际情况，企业已经编制完成长庆石化公司突发环境事件应急预案，评价要求企业将本项目纳入全厂环境事件应急预案中，并根据本项目风险源进一步完善应急预案，项目运行前环境风险应急处置预案及防范措施必须经专家论证认。应急预案应在生产过程安全管理中具体化和进一步完善。应急预案要求有以下几部分内容。（1）重大事故源的确定根据可能引起重大事故的粗略分析，确定该项目的主要事故源。（2）应急救援指挥中心的组成、职责及分工企业应急组织机构图见图2。 应急救援领导小组 现场应急指挥部 社会应急救援中心事故应急处置专家委员会 主要应急部门的职责宣传教育 练，制定宣教计划并负责落实。对备救援队伍业务教育和定期培训、演 责安全事故报告制度执行。对制定的应急预案，定期监督检查，负 安全监督 保障污染事故应急监测与处置技术，负 环境保护 告、措施的制定和检查。责环境保护报 救护中心的联系。确保应急事故的及时救护，保持与专业 医疗救护 的性质及用量准备，保证及时到位。消防设计设施的规模，应适合建设项目 专业消防 救援需求。保证通讯装备、救援装备、防护装备的 物资供应 维护事故现场安全保卫工作，紧急疏散保障人员撤离和救护。 交通运输 闲杂人员，及时报告当地公安部门。信息发布治安保卫 图2 企业应急组织机构图企业的应急救援中心应成立企业主要领导，以及生产、安全环保、设备、保卫、卫生等部门领导组成的“指挥领导小组”，下设应急救援办公室。建议日常工作由建设单位安全环保处兼管，“指挥领导小组”建议设在公司生产调度室。应急救援指挥领导小组的公司领导负责重大事故应急预案的制定和修订；组建应急救援专业队伍，并组织实施平时的演练；检查督促事故预防措施和应急救援的准备工作。指挥领导小组负责事故时的救援命令的发布、解除；组织应急救援专业队伍实施救援行动；向上级汇报和向社会救援组织通报事故情况，必要时发出救援请求；对事故应及时总结。安全环保部门的主要职责为协助指挥领导小组作好事故报警、情况通报、监测及事故处置工作。保卫部门负责灭火、警戒、治安保卫、人员疏散、道路管制等工作。设备、生产部门负责事故时的开停车调度、事故现场的联络等工作。（3）救援队伍的组成及分工建议建设单位根据实际情况组织救援队伍。救援队伍应包括通信联络、治安保卫、消防、抢修、医疗、物质供应、运输等相关人员。（4）现场事故处置在发生重大事故时应根据拟定疏散方案及时疏散污染区人员，禁止无关人员进入污染区。应急人员处理事故时应戴自给式呼吸器，穿消防防护服。（5）主要风险物质救援措施主要针对罐区油品及装置区泄漏出的物质及