液氨危害程度计算

4可能发生事故的种类及严重程度4.1事故发生的可能性该工程液氨在贮氨器、氨油别离器、中间冷却器、低压循环桶及管道中循环,一旦某一点出现破损会引起液氨泄漏,另外如不按操作规程进行操作,如过量充装,也会出现泄漏,因此应对设备、管道定期检测,增强维护和保养,职工严格根据操作规程进行操作,限制系统定期进行调试和维护保养,那么出现泄漏的可能性较小.主要存在以下情况：1〕设计失误①根底设计错误,如地基下沉,造成容器底部产生裂缝,或设备变形、错位等；②选材不当,如强度不够,耐腐蚀性差、规格不符等；③布置不合理,如管道没有弹性连接,因振动而使管道破裂；④选用机械不适宜,如转速过高、耐温、耐压性能差等；⑤选用计测仪器不适宜；⑥储罐、贮梢未加液位计,反响器〔炉〕未加溢流管或放散管等.2〕设备原因①加工不符合要求,或未经检验擅自采用代用材料；②加工质量差,特别是不具备操作证的焊工焊接质量差；③施工和安装精度不高,如泵和电机不同轴、机械设备不平衡、管道连接不严密等；④选用的标准定型产品质量不合格；⑤对安装的设备没有按?机械设备安装工程及验收标准?进行验收；⑥设备长期使用后未按规定检修期进行检修,或检修质量差造成泄漏；⑦计测仪表未定期校验,造成计量不准；⑧阀门损坏或开关泄漏,又未及时更换；⑨设备附件质量差,或长期使用后材料变质、腐蚀或破裂等.3〕治理原因①没有制定完善的平安操作规程；②对平安漠不关心,已发现的问题不及时解决；③没有严格执行监督检查制度；④指挥错误,甚至违章指挥；⑤让未经培训的工人上岗,知识缺乏,不能判断错误；⑥检修制度不严,没有及时检修已出现故障的设备,使设备带病运转.4〕人为失误①误操作,违反操作规程；②判断错误,如记错阀门位置而开错阀门；③擅自脱岗；④思想不集中；⑤发现异常现象不知如何处理.4.2可能发生事故的危害程度氨燃烧后放出热量的计算按储罐的储存系数按0.85计,液氨的相对密度为0.7〔水=1〕计算,液氨储存量为：2.25X0.7X0.85=1.34t,氨气的高燃烧热值为17250kJ/m3=1.725X107J/m3,氨贮罐中氨燃烧后放出的热量为：1.34X1000+17X22.4X1.725x107J/m3=3.04乂10、.氨相当于梯恩梯〔TNT〕的摩尔量的计算1千克梯恩梯炸药释放的能量为4.5x106焦耳,梯恩梯的摩尔质量为227.131g/mol.氨爆炸相当于梯恩梯(TNT的摩尔量为：(6.75x1011J)/(227.131g/molX4.5x103)=2.97x105mo1.氨蒸发泄漏后氨的泄漏速度假设氨蒸发泄漏,氨以气态泄漏.气体从设备的裂口泄漏时,其泄漏速度与空气的流动状态有关,因此,首先需要判断泄漏时气体流动属于亚音速流动还是音速流动,前者称为次临界流,后者称为临界流.当有下式成立时,气体流动属于亚音速流动：员工广P1当有下式成立时,气体流动属于音速流动：马<(―)'"P-1上述两式中PO,P的意义同前；不为比热比,即定压比热CP定容比热Cv之比.CPCv气体呈亚音速流动时,泄漏速度Q.为：1Q°=YCdAP：(21广气体呈音速流动时,泄漏速度Q.为:TOC\o"1-5"\h\zQo=YCdAP.R(2)T(2尸

11上诉两式中,Cd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0.90;Y-气体膨胀因子,对于亚音速流动,12JY-(1)(1尸(PN1一(回一］-12F0P对于音速流动,Y=1P一泄漏液体密度,kg/m3;R—气体常数,J/molk；T—气体温度,K.计算如下：P0=0.1013P=0.1013+1.3=1.313五E(2)君成立,TOC\o"1-5"\h\zP(1)氨气的泄漏速度为：Q0=YCdAPjR^(-2-)T(-2-)7-4,112丫」(六乂匕严昌为-国1P0P=54,假设泄漏口为圆型,即G=1,裂口面积为A=0.01m2氨的分子量约为：M=17―一_3:=0.7kg/mR=8.3145J/(mol-K)氨的温度为30C,T=30+273=303K氨的泄漏速度Q=11.66kg/s.氨罐泄漏后的影响范围为了更好地了解装置在发生氨气泄漏事故时,可能造成的人员伤亡和财产损失的严重程度,为制定防范举措提供参考依据,本评估报告以贮氨器泄漏来进行模拟计算.本次评估假设2.25m3贮氨器发生泄漏.1)根本数据的取值(1)液氨质量W按储罐的储存量为容量的85%液氨的相对密度为0.7(水=1)计,W=2.25X85%x0.7=1.34t=1.34x103kg;(2)液氨储罐破裂前的介质温度t取12C,即t=12C;(3)氨气的沸点t0=-33C;(4)液氨的平均比热c=4.6kJ/kg?C；(5)氨气的分子量M=17(6)氨气的气化热q=1374kJ/kg;(7)氨气在空气中的危险浓度值C(%:吸入5〜10min致死的浓度：C=0.5%人吸入后发生强烈的刺激病症,可耐受1.25min的浓度：0.0818%.2)中毒事故后果计算(1)当贮氨器破裂时,罐内压力降至大气压,处于过热状态的液氨温度迅速降至标准沸点,此时全部液体所放出的热量为：Q=W?c(t-t0)=1.34Xl03kgX4.6kJ/kg?CX[12-(-33)]C__5=2.77X10kJ(2)设所放出的热量全部用于罐内液氨蒸发,那么在沸点下的蒸发蒸气体积为：Vg=(22.4Q/Mq)X(273+t“/273=[22.4X2.77X105/(17X1374)]X[(273-33)/273]3=233.5m(3)假设氨气以半球状向地面扩散,扩散半径为R^fViZC.2.0944将C=0.5灿入,得：R=28.15m将0.0818献入,得：R=51.5s3)计算结果根据计算有毒气体的半径R可知：在28.15m的范围内吸入泄漏氨气5~10min可致死；在51.5m的范围内人吸入后有强烈的刺激病症,可耐受1.25min贮氨器泄漏中毒后果分析可为企业在制订事故应急救援预案时,设置隔离区及制订疏散路线等提供依据.氨蒸气云爆炸的影响范围液氨具有火灾爆炸的危险性,采用蒸气云爆炸事故模型对液氨泄漏进行计算.1)伤害半径计算公式式中①死亡半径公式：R=13.6(WW1000)0.37②重伤半径公式:△P2=0.137Z2-3+0.119Z22+0.269Z2-1-0.019__/、1/3Z2=F2Z(E/R)AP2=AFS/P0式中：△FS-引起人员重伤的冲击峰超压值,取P.-环境压力,取101300PqE-爆炸总能量(J),E=VMtXQnt③轻伤半径公式：△P3=0.137Z3-3+0.119Z3-2+0.269Z3-1-0.019乙=RZ(E/P.)1/3AF3=AFS/F0式中：△FS-引起人员重伤的冲击峰超压值,取2)财产破坏半径计算公式R财=(KuXWNt"3)/[1+(3175/Wnt)2]1/6式中：心-财产破坏系数,一般取K产5.6.3)TNT当量计算公式WNt=%xWfxQ/Qtnt:WNt-蒸汽云的TNT当量,kg;W〜蒸汽云中燃料的总质量,kg;%—蒸汽云当量系数,统计平均值为0.04;Q一蒸汽的燃烧热,J/kg；44000Pa;17000Pa;Qnt—TNT的爆炸热,4500kJ/kg;对于地面爆炸,由于地面反射使用使爆炸威力几乎加倍,一般应乘以地面爆炸系数1.8.4〕危险源根本情况表表4.2.5-1危险源根本情况表危险源危险物质储存量〔t〕假设泄漏比例〔按一个罐〕泄漏量W〔kg〕液氨储罐液氨1.34100%1340表4.2.5-2危险物质有关特性数据表危险物质沸点〔C〕燃烧热Qf(kJ/kg)蒸气压〔kPa〕液氨-33.59180