硫化氢废气泄漏.doc

1 、管道泄漏中毒事故模拟通过本报告5.3.2 重大危险源场所的危险有害因素的辨识结果可知，管道重大危险源主要存在火灾、爆炸，中毒窒息，高处坠落等危险因素，其中中毒窒息发生的可能性比较高，但由于系统正常运行时管道处于负压状态，即使管道破裂也不会发生泄漏，但在风机故障或者停机检修时管道发生破裂则可能会发生泄漏事故。在风机停止运行时可认为管道内外压力差相等。由于废气中含量最高对人影响最大的物质为硫化氢，所以以硫化氢为例计算管道泄漏后对人的影响。废气管道管径约800mm，假设管道阀门或连接处裂缝泄漏时，管道周长的1/5发生破裂，裂缝10mm，则裂口面积约为3.140.80.20.01=5.0210-3m2；为便于计算，裂口面积取510-3m2，管道压力为0.1MPa，则P=0.1+P0=0.2MPa，按气体的泄漏公式计算 根据安全评价中“泄漏、火灾、爆炸、中毒评价模型”计算该裂口废气的泄漏速率。1、废气的泄漏速率已知条件：管道外界大气压力P0=0.1MPa 废气的绝热指数k=1.32废气泄漏系数Cd=0.9废气泄漏面积A=510-3m2废气的平均分子量M=29（以空气计）普适气体常数R= 8.31 Jmol-1K-1 废气的温度T=323K临界流的判断准则：当式(1)成立时，气体流动属音速流动；当式(2)成立时，气体流动属亚音速流动。(1) (2) 根据计算结果=0.5 =0.5420.5，因此废气泄漏属于音速流动。废气泄漏量按照公式(3)计算。 (3)其中气体泄漏速度，kg/s。气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1.00，三角形时取0.95，长方形时取0.9。因泄漏的裂口最大可能为长方形，在此取0.9。分子量，废气的分子量取29。裂口面积，m2；根据式(3)计算得：=6.3910-5kg/s按废气中硫化氢含量为7.7510-3%计算，Q硫化氢泄漏量=6.3910-57.7510-54.9510-9kgs4.9510-5mg/s2、泄漏的含硫化氢废气影响范围通过本报告3.2.2 危险有害因素辨识结果可知，管道重大危险源主要存在火灾、爆炸，中毒窒息，高处坠落等危险因素，其中中毒窒息发生的可能性比较高，但由于系统正常运行时管道处于负压状态，即使管道破裂也不会发生泄漏，但在风机故障或者停机检修时管道发生破裂则可能会发生泄漏事故。在风机停止运行时可认为管道内外压力差相等。由于废气中含量最高对人影响最大的物质为硫化氢，所以以硫化氢为例计算管道泄漏后对人的影响。已知：管道外界大气压力P0=0.1MPa废气的绝热指数k=1.32废气泄漏系数Cd=0.9废气泄漏面积A=510-3m2废气的平均分子量M=29（以空气计）普适气体常数R= 8.31 Jmol-1K-1 废气的温度T=323K含硫化氢废气的绝热指数k=1.32，P0=0.1MPa，废气压力P=0.1MPa，P0/ P= 0.10.1=1=0.540.940.54计算符合式，即气体泄漏时呈亚音速流动。其泄漏速度为：其中：气体泄漏速度，kg/s。气体泄漏系数，当裂口形状为圆形时取1.00，三角形时取0.95，长方形时取0.9。因泄漏的裂口最大可能为长方形，在此取0.9。分子量，含硫化氢混合废气的分子量取29。裂口面积，m2；裂口面积最小取510-3 m2(假设废气管道裂缝时)，最大取1.210-2m2 (假设废气管道破裂时)。废气管道管径最大800mm，假设管道阀门或连接处裂缝泄漏时，管道周长的1/5发生破裂，裂缝10mm(管道为玻璃钢材质，断裂口比较大)，则裂口面积约为3.140.80.20.01=5.02410-3m2；为便于计算，裂口面积按510-3m2进行估算；同样，假设废气管道较大破裂时，管道周长的1/2发生破裂，破裂宽度10mm, 则裂口面积约为3.140.80.50.01=1.2610-2m2；为便于计算，管道破裂的裂口面积按1.210-2m2进行计算。P容器内介质的压力，Pa；取1.01105 Pa。气体常数，为8.3145J/molK。气体温度，K；取常温25时为298K。Y气体膨胀因子，由公式计算为0.2。经计算得：裂口面积最小取510-3 m2(假设废气管道裂缝时)时：=6.3910-5 kg/s；裂口面积最大(假设废气管道破裂时)取1.210-2 m2时：=1.5310-4 kg/s。工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素(GBZ2.1-2007)中硫化氢的最高容许浓度10mg/m3。因废气设备及管道距离地面较高，假设这些有毒气体以球形向地面扩散，泄漏后使周围10m达到接触最高限值为10mg/m3时，泄漏的含硫化氢废气量为m=4/3RC=4/33.141010=0.0418kg。其中含有硫化氢3.2410-6kg（按废气中硫化氢含量10mg/m，每立方米空气质量1290g计算得出硫化氢质量比为0.00775%），裂口面积最小取510-3 m2时：H2S=6.3910-5 7.7510-5kg/s=4.9510-9kg/s则需要的时间为=8.44106s。同样可计算出其他泄漏半径下达到人的接触最高限值的时间，及裂口面积最大(假设废气管道破裂时)取0.012 m2时，达到人的接触最高限值的时间，计算结果详见附表3.3.3-2：附表3.3.3-2 废气设备及管道泄漏后的硫化氢达到人的接触最高限值的时间裂口大小(m2)泄漏速率(kg/s)危害半径(m)泄漏量(kg)达到人的接触最高限值的时间(s)裂口面积取10-4 m2(假设废气管道裂缝时)510-354.0510-71.05106103.2410-68.44106假设裂口面积取10-2 m2(假设废气管道破裂时)1.210-259.7210-74.4105107.7810-63.52106由以上计算可知，