液氨制冷库环境风险评价(1).doc

液氨制冷库环境风险评价拟建工程的冷库使用液氨进行制冷，液氨属于危险化学品，储存过程中存在环境风险。一、氨制冷机组对水和空气的影响部分1、氨的性质简介氨，制冷剂代号R717，是一种理想的制冷工质，具有良好的热力学性质。在限制和禁止使用CFC物质的形势下，氨由于对臭氧层无破坏作用，使用较广泛。氨（NH3）为无色、有剌激性辛辣味恶臭的气体，分子量17.03。比重0.597。沸点33.33。溶点77.7。爆炸极限为15.7%27%（容积）。急性毒性：LD50350mg/kg(大鼠经口)；LC501390mg/m3，4小时，(大鼠吸入)。氨在常温下加压易液化，称为液氨，接触液氨可引起严重冻伤。与水形成氨水（NH3+H2O=NH3H2O），呈弱碱性。氨水极不稳定，遇热后分解，1%水溶液PH值为11.7。浓氨水含氨28%29%。氨在常态下呈气体，比空气轻，易逸出，具有强烈的刺激性和腐蚀性，故易造成急性中毒和灼伤。液氨毒理性质见表1。表1 液氨特性一览表化学品名称物理特性物化特性毒性描述形态熔点沸点液氨（NH3）无色有刺激性恶臭的气体-77.7-33.5易溶于水、乙醇、乙醚；蒸汽压506.62kPa(4.7)；相对密度(水=1)0.82(-79)；相对密度(空气=1)0.6毒性：属低毒类。急性毒性：LD50350mg/kg(大鼠经口)；LC501390mg/m3，4小时，(大鼠吸入)。刺激性：家兔经眼：100ppm，重度刺激。亚急性慢性毒性：大鼠，20mg/m3，24小时/天，84天，或56小时/天，7个月，出现神经系统功能紊乱，血胆碱酯酶活性抑制等。致突变性：微生物致突变性：大肠杆菌1500ppm(3小时)。细胞遗传学分析：大鼠吸入19800g/m3，16周。2、风险识别本项目所用制冷剂氨不属于剧毒物质和一般毒物(属低毒类)；氨属火灾、爆炸危险物质；根据重大危险源辩识(GB18218-2000)中规定，项目全部冷库使用氨的数量约10t，不超过临界量，不构成重大危险源。制冷是一个封闭的系统，制冷工质在系统中藉助压缩机械能输送流动，完成制冷循环。对照爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-92)规范标准，氨制冷系统属于第二级释放源，制冷装置在正常运行时不会释放易燃物质；即使释放也是在压缩机、氨泵的轴封处和阀门、法蓝、管件接头等密封处偶尔的、短时的发生。第二级释放源存在的区域，可划为2区。2区的概念是在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境。正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全阀、排放阀、以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。但规范第2.2.5条又说：“当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级”；规范第2.2.2条还同时规定：“易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限的10%”，可划为非爆炸危险区。根据冷库设计规范(GBJ72-84)第8.0.2条规定“氨压缩机房应设事故排风装置，换气次数应取8次/小时，排风机宜选用防爆型”。据此，氨压缩机房可视为通风良好，应按降低区域等级处理；从上述分析中得知，出现最高浓度能超过爆炸下限10%的概率近似为零。同时氨的比重很轻，在标准状态下，氨的比重是0.59kg/m3。仅为空气的0.546，而且其扩散能力较强，扩散系数为1710-2cm2/s，仅次于氢、氧。因此，它难以聚集到爆炸极限的浓度。因此，可以将氨制冷系统作为非爆炸危险区看待。同时，冷库氨在正常工况下的自然损耗不会对环境造成污染影响。发生氨泄漏的常见原因是由于管理不善，工人违章操作以及设备、容器陈旧，管道破裂，阀门损漏，钢瓶或贮槽、贮罐爆炸或运输不当，贮罐暴晒等导致生产性事故或意外事故所造成。综上所述，本项目冷库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)储气罐泄漏；(3)自然因素，如地震、雷击等。根据类比资料，冷库氨泄漏一般产生自储气罐泄漏，本项目冷库氨储罐液氨储量为10吨，根据统计资料，该类容器失效允许概率1.0105。本次评价仅考虑冷库氨储罐发生事故时可能对周围环境造成的影响。3、重大危险源识别根据HJ/T169-2004建设项目环境风险评价技术导则附录A.1中爆炸性物质、易燃物质和有毒物质名称及临界量表，对项目涉及的危险化学品进行识别，本项目所涉及的危险物质为液氨。表2 重大危险源辨识结果名称临界量t现实贮存量t是否构成重大危险源生产场所贮存区生产场所贮存区生产场所贮存区液氨40100010否否由表2可以判断出项目液氨储罐不属于重大危险源。4、源强分析对于高压(低温)液化储罐，当裂口处位于液相空间时，尽管液体流出并可能发生闪蒸，但由于液体的流出阻力大，内压下降速度缓慢，储罐内过热液体不会发生蒸气爆炸。闪蒸所需能量来自于过热液体中所储存的能量，即Q=mC(T0-T)，为过热液体的质量，Cp是液体的热容，T0是降压前液体的温度，Tb是降压后液体的沸点。当Q远远小于液体的蒸发热Hv时可认为泄漏的液体不会发生闪蒸，此时的瞬时泄漏量可用流体力学的伯努利方程计算：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。本次评价考虑当氨储罐出现一个1cm2裂口时，此时容器内压力为1.4MPa，环境压力设定为1个标准大气压，由于氨储罐一般为卧式，考虑底部出现裂口，高度取1m。将上述数据代入得出此时的氨泄漏速度是0.021kg/s。5、泄漏事故对环境敏感点的影响本项目氨泄漏属瞬时或短时间事故，因此采用烟团模式：式中：C（x,y,0） 下风向地面（x,y）坐标处空气中污染物浓度，mg/m3； 烟团中心坐标；X、y、z X、Y、Z方向的扩散参数（m），常取X =y；可采用HJ/T2.2-93推荐的数值（应注意扩散参数的时间修正）；Q 事故期间烟团的排放量。表3 最大落地浓度和距离表距离(m)距离（m）100200300400500600700800浓度（mg/m3）3.5214.3257.2106.9774.8494.1053.6113.172距离（m）9001000110012001300140015001600浓度（mg/m3）2.4282.2511.8321.3940.6130.2040.1070.053距离（m）1700180019002000浓度（mg/m3）0.0310.00170.00060.0001由表3可以看出，液氨发生泄漏状态下地面轴线最大浓度点：最大落地浓度点的下风向距离：Xm=378(m)最大落地浓度：Cm=7.361(mg/m3)。表4 液氨泄漏对环境敏感点的影响序号敏感点名称方位距离影响浓度mg/m31黑龙江省北开职业技术学院NE351.182雷达站N紧邻1.023东方红大队SW1503.92由表4可以看出，液氨发生泄漏状态下各敏感点超标倍数分别为5.9、5.1、19.6倍。根据居住区大气中有害物质的最高容许浓度限值(TJ36-79)0.20mg/m3(一次值)，本项目发生氨泄漏时，将对下风向1400m范围内造成污染影响，因此项目应加强制冷设备管理维护，严防氨泄漏事故的发生。6、氨泄漏事故预防措施氨是乙类易燃气体，在适当压力下液化成液氨，一般储存于钢瓶或储罐中，在储存、运输、使用等环节，应当采取必要的防火措施，防止发生泄漏爆炸事故。首先储存氨的容器为压力容器，必须定期检验，钢瓶或储罐应放在阴凉通风的库棚内，远离火种、热源，防止日光直射，与性质相抵触的氟、氯及酸类等危险物品分开储存。其次是在搬运时轻拿轻放，防止钢瓶及瓶阀受损，运输槽车运送时要灌装适量，不能超压超量运输，运输车辆应避开高温时段，防止曝晒，同时要保护好附件阀门及液位表。另外在氨制冷工序中，应当注意氨压缩机房的防火要求，在建筑设计防火规范中将氨压缩机房列为乙类火灾危险的厂房，应采用一、二级耐火等级的建筑，冷库设计规范中对氨压缩机房也有专门的设计要求，应当有足够的泄压面积，电气设备要按Q-2（1区）级防爆要求考虑，并设有紧急泄压装置及可供抢救时喷洒水雾的消火栓。配备必要的防毒面具，有条件的可配备空气呼吸器。泄漏应急处理加强设备检查维护管理，及时消除设备隐患，确保安全可靠；罐贮时要有防爆技术措施；储存场所保持阴凉、干燥、通风，远离火种、热源，防止阳光直射；配备消防、防护器材设施；定期开展应急演练，提高应变能力。发生各岗位的人员迅速撤离，并建立警戒区；戴好乳胶手套和防毒面具等防护器材进行坚固，消除漏点，关闭上下游阀门，切断氨源（如管道接口垫子破裂），喷含酸雾状水中和、稀释、溶解；构筑围堤或挖坑收容，污水进污水处理系统处理。防护措施呼吸系统防护：空气中浓度超标时，建议佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，必须佩戴空气呼吸器。眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。身体防护：穿防静电工作服。手防护：戴橡胶手套。其它：工作现场严禁吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。急救措施皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，应用2%硼酸液或大量流动清水彻底冲洗。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。7、液氨泄漏事故应急处置措施根据国家环保局（90）环管字第057号文的要求，通过对污染事故的风险评价，各有关企业单位应加强安全生产管理，制定重大环境事故发生的应急预案，消除事故隐患的实施及突发性事故应急办法等。本项目应根据生产特点和事故隐患分析，按表38的有关内容和要求制定突发事故应急预案。一是根据现场情况划分警戒区，处置车辆和人员一般停靠在较高地势和上风（或侧上风）方向；二是处置人员的应采取必要的个人防护措施，在处置泄漏或有关设备时，应穿着隔绝式防化服，佩戴空气呼吸器。直接接触液氨时，应穿着防寒服装。紧急时也可穿棉衣棉裤，扎紧裤袖管，并用浸湿口罩捂住口鼻；三是应迅速清除泄漏区的所有火源和易燃物，并加强通风。如是钢瓶泄漏，处置时应用无火花工具，尽量使泄漏口朝上，以防液化气体大量流淌。关阀和堵漏措施无效时，可考虑将钢瓶浸入水或稀酸溶液中，或转移至空旷地带洗消处理；四是对泄漏的液氨应使用雾状水、开花水流驱散。处置时应尽量防止泄漏物进入水流、下水道或一些控制区。五是如发生火灾时应用雾状水、开花水流、抗溶性泡沫、砂土或CO2进行扑救，同时注意用大量的直射水流冷却容器壁。若有可能，应尽快将可移动的物品转移出火场。若出现容器通风孔声音变大或容器壁变色等危险征兆，则应立即撤退。8、急救措施人接触553mg/m3可发生强烈的刺激症状，可耐受1.25分钟；35007000mg/m3浓度下可立即死亡。临床表现：急性中毒：短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰可带血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等，可出现紫绀、眼结膜及咽部充血及水肿、呼吸率快、肺部罗音等。严重者可发生肺水肿、急性呼吸窘迫综合征，喉水肿痉挛或支气管粘膜坏死脱落致窒息，还可并发气胸、纵膈气肿。胸部X线检查呈支气管炎、支气管周围炎、肺炎或肺水肿表现。血气分析示动脉血氧分压降低。误服氨水可致消化道灼伤，有口腔、胸、腹部疼痛,呕血、虚脱，可发生食道、胃穿孔。同时可能发生呼吸道刺激症状。吸入极高浓度可迅速死亡。眼接触液氨或高浓度氨气可引起灼伤,严重者可发生角膜穿孔。皮肤接触液氨可致灼伤。处理：吸入者应迅速脱离现场，至空气新鲜处。维持呼吸功能。卧床静息。及时观察血气分析及胸部X线片变化。给对症、支持治疗。防治肺水肿、喉痉挛、水肿或支气管粘膜脱落造成窒息,合理氧疗；保持呼吸道通畅，应用支气管舒缓剂；早期、适量、短程应用糖皮质激素，如可按病情给地塞米松1060mg/d，分次给药，待病情好转后减量，大剂量应用一般不超过35日。注意及时进行气管切开,短期内限制液体入量。合理应用抗生素。脱水剂及吗啡应慎用。强心剂应减量应用。误服者给饮牛奶，有腐蚀症状时忌洗胃。眼污染后立即用流动清水或凉开水冲洗至少10分钟。皮肤污染时立即脱去污染的衣着，用流动清水冲洗至少30分钟。9、应急预案表4 应急预案内容序号项目内容及要求1应急计划区危险目标：装置区、储罐区、环境保护目标2应急组织机构、人员工厂、地区应急组织机构、人员3预案分级响应条件规定预案的级别及分级响应程序4应急救援保障应急设施、设备与器材等5报警、通讯联络方式规定应急状态下的报警通讯方式，通知方式和交通保障、管制6应急环境监测、抢险、救援及控制措施由专业队伍负责对事故现场进行侦查监测，对事故性质、参数与后果进行评估，为指挥部门提供决策依据7应急检测、防护措施、清除措施和器材事故现场、邻近区域、控制防火区域、控制和清除污染措施及相应设备8人员紧