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图 1 火电厂液氨泄漏后果分析图
情景 1:液氨泄漏,液氨快速气化并逐渐扩散。氨气是强烈刺激性气味、有毒,氨气密度较空气小,容易扩散,若有风,扩散会更加迅速。若不能有效控制氨气扩散,微量随着其扩散范围的扩大和浓度的提高,会对周边区域人员造成中毒伤害。
情景 2:氨气泄漏后,因出现外来明火、电气火花、静电、摩擦火花等明火,会引燃氨气。由于蒸发气体发生爆燃,短时间发生闪火引燃蒸发气体,泄漏口形成喷射火,随着液氨流动扩散,在围堰内形成池火。池火危害性与管内液体存量与压力、持续时间有关。池火热辐射可能影响区域人员受到伤害,设备设施被引燃致使火灾蔓延,造成财产损失。
情景 3:随着液氨蒸发氨气扩散,氨气蒸汽云团随风扩散,部分气体浓度会形成燃爆范围内的气体区域,遇到明火、火星、静电火花等,在该区域发生闪火爆燃,燃爆闪火可能引燃围堰内蒸发气体形成池火;亦可能引燃区域内的可燃物质,造成火灾;燃爆冲击波会导致区域内人员伤亡,设备、设施损坏。
火电厂氨区设置在电厂的边缘位置,为严格设防的独立封闭且严禁烟火的严管区域,液氨储存装置按规范配置安全设施和监控装置。
以上三种情景的演化风险程度分析如下:
氨气在区内被引燃的可能性较小。液氨快速蒸发形成周边温度的急剧下降,氨区内出现明火的可能性较小,氨的引燃温度是 651℃,泄漏的氨气被引燃的可能性较小。扩散到外界的氨气形成蒸汽云爆炸的可能性小。氨气的爆炸极限%(V/V):16~25%,爆炸极限范围较窄,且氨气较空气轻(0.6),扩散较快,区域扩散至外界的氨气形成燃爆空间的可能性小。
如意外出现明火出现燃烧爆炸,其危害范围可控制在厂内。
如扩散持续没能有效遏制,氨气扩散至外界会造成严重的社会影响。
出现液氨泄漏情景 1 的演化趋势可能性较大,其影响范围超出厂界,可能造成周边社区人员上到伤害,情景 2、3 危害均可控制在厂界内。情景 1 存在社会危害的可能,需要地方联动,具有社会影响,亦是目前政府和社会关注的问题。选择情景 1 作为情景构建研究,会产生包括与社会联动等更多和复杂的应急任务,且企业较为缺失,具有典型意义。
1.4 模拟计算
依据所在地气象状况,事件发生预设条件,选取事件基本参数,模拟运算典型场景。
①现场泄漏可分为小孔、中孔、大孔三种情况,泄漏口径相当于 5、25、100mm。
②泄漏时间:根据企业实际取探测系统等级为 A,隔离系统等级为 B。小孔泄漏最大泄漏持续时间:30min;中孔泄漏最大泄漏持续时间:20min;大孔泄漏最大泄漏持续时间:10min。
③ 根 据 挪 威 标 准 , 氨 气 浓 度 为55000ppm 时 , 人 5 分 钟 会 死 亡 。* 这 里 输 入 值 为55000ppm。
④建模 1:易燃气体模型,不考虑爆炸模型(露天环境);建模 2:有毒气体扩散。
1.4.1 参数设定
按照企业实际情况,收集区域气象数据,选择典型模拟参数,见表 1。
表 1 模拟设定基本参数表
1.4.2 计算结果
①泄漏扩散结果(表 2)
②大孔泄漏后的扩散曲线(图 2、图 3)
③大孔泄漏后的扩散情景图(图 4、图 5)
2 应急分析与评估
2.1 应急任务分析
根据情景演化过程的场景展现状况,分析应对任务,见表 3。
表 3 情景演化过程应急任务分析
2.2 应急任务梳理
按照应急管理划分为预防与应急准备、监测与预警、应急处置与救援、事后恢复与重建四个阶段,对每一阶段任务、承担该任务的主责部门、协同部门及其主要职责及资源清单进行了分析,共形成 36 个任务清单,其中预防与应急准备 6 个、监测与预警 4 个、应急处置与救援 23 个、事后恢复与重建 3 个。
依据情景演化过程,对照火电厂相关《应急预案》,梳理应急任务,查找应急准备、任务、处置等缺失,指出存在问题。
①基于情景对照,分析得出了“预防”、“应急准备”、“监测与预警”、“应急响应”、“事后恢复与重建”等五个阶段的任务,明确了应对该类突发事件的任务框架,形成了情景事件任务分析。
②基于应急任务分析,从多个方面分析了目前应急能力分布状况,梳理了需要完善加强的应急能力和可能导致应急响应失效的脆弱性环节。并通过多次探讨、现场考察,从多个方面对应急工作提出了若干具体的建议,形成了应急能力评估及对策措施建议。
③依据情景演化过程,对照热电厂相关《应急预案》,梳理应急任务,查找应急准备、任务、处置等缺失,发现涉及危险源辨识机制、安全监控装置、避难场所规划、应急物资管理等问题 30 余项。
2.3 应急能力评估
根据《安全生产应急准备评估指南(征求意见稿)》,对企业应急管理进行量化分析,评估企业应急管理状况。针对重视先期处置、明确应急任务、完善应急准备等方面提出意见与建议,为企业提升应急准备能力提供专业支持。经综合评估得分比例约为 81%,显示企业应急管理水平已达到一定的程度,但仍有较大的上升空间。针对存在的问题研究改善提高措施。
3 结论
火电厂液氨泄漏事件情景展现,以及对其应急准备能力的评估结果,为企业完善应急救援体系提供了针对性的支持。通过对应急组织机构完整,明确各应急组织的相关职责,建立了相应的专业应急队伍,配备必要的的专业应急设施装备,完善综合应急预案和专项应急预案。确保火电厂能够具备了应对相当规模重大事故的应急处置能力。本项目的开发是在火电厂首次应用情景构建的理论和方法开展应急准备与应急管理工作,目的是通过“情景分析-任务梳理-能力评估”技术,提高应急准备与应急响应的能力,对突发事件有效的预防、准备、响应和恢复。使所有参与应急管理的单位和人员目标一致、思想统一、行动协调、使整体的应急准备工作做到“有的放矢”,其对于发生概率小、灾难严重,很难预测又缺乏经验但危害严重的重大事件时做到从容,有准备的应对。从而提升火电厂整体应急准备能力
本文发表于《Value Engineering》 2019年
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