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冷库氨泄漏事故风险分析与识别

发布日期:2019-05-16 作者: 点击:

(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。冷库工程它是利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库。又称冷藏库。是加工、贮存产品的场所。能摆脱气候的影响,延长各种产品的贮存期限,以调节市场供应。在限制(limit)和禁止使用CFC物质的形势下,氨由于对超氧层无破坏(vandalism)作用,使用较广泛(extensive)。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(Boiling Point)―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=NH3·H2O),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。
(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35t,不超过临界量,不构成重大危险源。制冷是一个封闭的系统(system),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(continue)。对照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准》(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(maybe)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(shèbèi)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(Analyse)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17×10-2c㎡/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(cause)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(factor)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。冷库工程冷库英文名(cold storage),是利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库。应选用抗冻性强的材料,以增强结构的耐冻性、耐久性。根据类比资料(Means),冷库氨泄漏一般产生自储气罐泄漏,本项目每座冷库氨储罐液氨储量为5~6吨,根据统计资料,该类容器失效允许概率(probability)1.0×10—5.本次评价考虑(consider)当且仅当有一座冷库氨储罐发生事故时可能对周围环境造成的影响。    
(3)源强分析液氨泄漏速度QL用柏努利方程计算: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,㎡;P——容器内介质压力,Pa;P0——环境压力,Pa;g——重力加速度。冷库工程冷库英文名(cold storage),是利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库。应选用抗冻性强的材料,以增强结构的耐冻性、耐久性。h——裂口之上液位高度,m.本次评价考虑(consider)当氨储罐出现一个1c㎡裂口时,此时容器内压力为1.4兆Pa,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(data)代入得出此时的氨泄漏速度是0.075kg/s.
(4)后果计算本项目氨泄漏属瞬时或短时间事故,采用烟团模式:式中:C--下风向地面坐标处的空气中污染物浓度(mg.m-3);--烟团中心坐标;Q--事故期间烟团的排放量;σ
  X、、σ
  Y、σz——为
  X、
  Y、Z方向的扩散参数(m)。常取σX=σy本次评价考虑泄漏时间为30min,预测时间为发生氨(化学式:NH3) 泄漏后10min。假设发生泄漏时风速为3m/s。


 

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关键词:冷库工程,冷库设计

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