泄漏主要設(shè)備

泄漏

事故后果分析是安全評(píng)價(jià)的一個(gè)重要組成部分,其目的在于定量地描述一個(gè)可能發(fā)生的重大事故對(duì)工廠、廠內(nèi)職工、廠外居民,甚至對(duì)環(huán)境造成危害的嚴(yán)重程度。分析結(jié)果為企業(yè)或企業(yè)主管部門提供關(guān)于重大事故后果的信息,為企業(yè)決策者和設(shè)計(jì)者提供關(guān)于決策采取何種防護(hù)措施的信息,如防火系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)或減壓系統(tǒng)等的信息,以達(dá)到減輕事故影響的目的?;馂?zāi)、爆炸、中毒是常見的重大事故,可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失,影響社會(huì)安定。世界銀行國際信貸公司(IFC)編寫的《工業(yè)污染事故評(píng)價(jià)技術(shù)手冊(cè)》中提出的易燃、易爆、有毒物質(zhì)的泄漏、擴(kuò)散、火災(zāi)、爆炸、中毒等重大工業(yè)事故的事故模型和計(jì)算事故后果嚴(yán)重度的公式,主要用于工業(yè)污染事故的評(píng)價(jià)。該方法涉及內(nèi)容,也可用于火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏中毒等重大事故的事故危險(xiǎn)、危害程度的評(píng)價(jià)。
由于設(shè)備損壞或操作失誤引起泄漏從而大量釋放易燃、易爆、有毒有害物質(zhì),可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等重大事故發(fā)生。

1??泄漏的主要設(shè)備
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泄漏后液體的擴(kuò)散

如前所述,泄漏物質(zhì)的特性多種多樣,而且還受原有條件的強(qiáng)烈影響,但大多數(shù)物質(zhì)從容器中泄漏出來后,都將發(fā)展成彌散的氣團(tuán)向周圍空間擴(kuò)散。對(duì)可燃?xì)怏w如果遇到引火源會(huì)著火。這里僅討論氣團(tuán)原形釋放的開始形式,即液體泄漏后擴(kuò)散、噴射擴(kuò)散和絕熱擴(kuò)散。關(guān)于氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散屬環(huán)境保護(hù)范疇,在此不予考慮。

1??液體的擴(kuò)散

液體泄漏后立即擴(kuò)散到地面,一直流到低洼處或人工邊界,如防火堤、岸墻等,形成液池。液體泄漏出來不斷蒸發(fā),當(dāng)液體蒸發(fā)速度等于泄漏速度時(shí),液化中的液體量將維持不變。
如果泄漏的液體是低揮發(fā)度的,則從液池中蒸發(fā)量較少,不易形成氣團(tuán),對(duì)廠外人員沒有危險(xiǎn);如果著火則形成池火災(zāi);如果滲透進(jìn)土壤,有可能對(duì)環(huán)境造成影響。如果泄漏的是揮發(fā)性液體或低溫液體,泄漏后液體蒸發(fā)量大,大量蒸發(fā)在液池上面后會(huì)形成蒸氣云,并擴(kuò)散到廠外,對(duì)廠外人員有影響。

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泄漏量的計(jì)算

當(dāng)發(fā)生泄漏的設(shè)備的裂口是規(guī)則的,而且裂口尺寸及泄漏物質(zhì)的有關(guān)熱力學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)及參數(shù)已知時(shí),可根據(jù)流體力學(xué)中的有關(guān)方程式計(jì)算泄漏量。當(dāng)裂口不規(guī)則時(shí),可采取等效尺寸代替;當(dāng)遇到泄漏過程中壓力變化等情況時(shí),往往采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

1.液體泄漏量

液體泄漏速度可用流體力學(xué)的柏努利方程計(jì)算,其泄漏速度為:

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泄漏后氣體噴射擴(kuò)散

氣體泄漏時(shí)從裂口噴出形成氣體噴射。大多數(shù)情況下氣體直接噴出后,其壓力高于周圍環(huán)境大氣壓力,溫度低于環(huán)境溫度。在進(jìn)行噴射計(jì)算時(shí),應(yīng)以等價(jià)噴射孔口直徑來計(jì)算。等價(jià)噴射的孔口直徑按下式計(jì)算:

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泄漏后的絕熱擴(kuò)散

閃蒸液體或加壓氣體瞬時(shí)泄漏后,有一段快速擴(kuò)散時(shí)間,假定此過程相當(dāng)快以致在混合氣團(tuán)和周圍環(huán)境之間來不及熱交換,則此擴(kuò)散稱為絕熱擴(kuò)散。
根據(jù)TNO(1979年)提出的絕熱擴(kuò)散模式,泄漏氣體(或液體閃蒸形成的蒸氣)的氣團(tuán)呈半球形向外擴(kuò)散。根據(jù)濃度分布情況,把半球分成內(nèi)外兩層,內(nèi)層濃度均勻分布,且具有50%的泄漏量;外層濃度呈高斯分布,具有另外50%的泄漏量。
絕熱擴(kuò)散過程分為兩個(gè)階段:第一階段,氣團(tuán)向外擴(kuò)散至大氣壓力,在擴(kuò)散過程中,氣團(tuán)獲得動(dòng)能,稱為“擴(kuò)散能”;第二階段,擴(kuò)散能再將氣團(tuán)向外推,使紊流混合空氣進(jìn)入氣團(tuán),從而使氣團(tuán)范圍擴(kuò)大。當(dāng)內(nèi)層擴(kuò)散速度降到一定值時(shí),可以認(rèn)為擴(kuò)散過程結(jié)束。

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泄漏物質(zhì)分類

一旦泄漏,后果不單與物質(zhì)的數(shù)量、易燃性、毒性有關(guān),而且與泄漏物質(zhì)的相態(tài)、壓力、溫度等狀態(tài)有關(guān)。這些狀態(tài)可有多種不同的結(jié)合,在后果分析中,常見的可能結(jié)合有4種:

(1)常壓液體;

(2)加壓液化氣體;

(3)低溫液化氣體;

(4)加壓氣體。