化工装置事故多米诺效应风险评估数据资料收集、危险度评价法、装置清单、同类设备泄漏场景泄漏频率值、事故后果计算.docx

（资料性附录）数据资料收集数据资料收集见表A。数据资料收集类别数据收集危害信息爆炸物、易燃液体、易燃气体及压缩液化气体物质存量、危险物质安全技术说明书（SDS）、现有的工艺危害分析（如危险与可操作性分析（HAZAP）结果、点火源等设计和运营数据安全规划、安全设计、区域位置图、平面布置图、技术说明、工艺技术程序、安全操作规程、工艺流程图（PFD）、管道和仪表流程图（P&ID）、设备数据、管道数据、运行数据等减缓控制系统探测和隔离系统、联锁切断等（可燃气体和有毒气体检测、火焰探测、电视监控）、消防、水幕等减缓控制系统管理系统管理制度（设备完好性管理制度、本质安全设计、采购、制造、安装质量控制、运行维护、枪验和测试、预防性维护、缺陷管理、泄漏管理、数据库管理）、操作和维修手册、培训、应急、事故调查、承包商管理、机械完整性管理、变更和作业程序等自然条件大气参数（气压、温度、湿度、太阳辐射等）、风速、风向及大气稳定度联合频率：现场周边地形、现场建筑物等历史数据事故案例、设备失效统计资料、各设备（设施）典型泄漏场景泄漏频率值（见附录D）材料信息制造各设备（设施）所用材料性能资料人11数据评价范围内人口分布风险基准区域内防护目标个人、社会风险基准应急预案企业、园区内事故应急救援预案（规范性附录）危险度评价法危险度评价法是以各设备（设施）的物料、容量、温度、压力和操作等五项指标进行评定，每一项又分为A、B、C、D四个类别，分别给定10分、5分、2分、0分，最后根据这些分值之和来评定该设备（设施）的危险程度等级。危险度评价取值表见表B.1。危险度分级见表B.2。危险度评价取值表工程分值A（10分）B（5分）C（2分）D（0分）物质（系指单元中危险、有害程度最大的物质）1 .甲类可燃气体I；2 .甲A类物质及液态烧类；3 .甲类固体；4 .极度危害物质21 .乙类可燃气体；2 .甲B、乙A类可燃液体；3 .乙类固体；4 .高度危害物质1 .乙B、丙A、丙B类可燃液体；2 .丙类可燃固体；3 .中、轻度危害物质不属于左述之A、B,C项的物质容量3L气体在IOoom3以上（包括100Om3）;2.液体在IOom3以上（包括100m3）L气体在500m3Iooom*（包括500m3）；2.液体在50m3100m3（包括50m3）1 .气体在100m*500m3（包括100m3）;2 .液体在IOm350n?（包括IOm3）L气体<100m3;2.液体VlOn?温度I（XX）C以上（包括I（XX）eO使用，其操作温度在燃点以上LloOOC以上（包括1000-0使用，但操作温度在燃点以下：2.在250Ioooe（包括25OC）使用，其操作温度在燃点以上1.250C100（TC以上（包括250）使用，但操作温度在燃点以下：2.在低于250C时使用，操作温度在燃点以上在低于250C时使用，操作温度在燃点以下压力I（X）MPa（包括I（X）MPa）20MPaIooMPa（包括20MPa）IMPa20MPa（包括IMPa）1MPa以下操作1 .临界放热和特别剧烈的放热反应操作：2 .在爆炸极限范围内或其附近操作1 .中等放热反应（如烷基化、酯化、加成、氧化、聚合、缩合等反应）2 .系统进入空气或不纯物质，可能发生危险的操作：3 .使用粉状或雾状物质，有可能发生粉尘爆炸的操作：4 .单批式操作1 .轻微放热反应（如加氢、水合、异构化、磺化、中和等反应）操作：2 .在精制过程中伴有化学反应：3 .单批式操作，但开始使用机械等手段进行程序操作：4 .有一定危险的操作无危险的操作注1：物质火灾危险性分类GB50160中可燃物质的火灾危险性分类。注2：见HG/T20660表1、表2、表3。注3：（1）有触媒的反应，应去掉触媒所占空间；（2）气液混合反应，应按其反应的相态选择上述规定。危险度分级I总分值16分11分15分WlO分等级IIIIII危险程度高度危险中度危险低度危险选择总分值211分的设备（设施）进行评估。（规范性附录）装置清单初始事故装置清单序号设备（设施）种类类别1管道初始事故装置2固定的带压容器和储罐初始事故装置3固定的常压容器和储罐初始事故装置4泵和压缩机初始事故装置5换热器初始事故装置6压力释放装置初始事故装置7储存爆炸物的仓库初始事故装置固定的带压容器和储罐分为三类：（1）带压容器：内部绝对压力大于0.1MPa储存容器。例如分液罐、压力储罐等。（2）工艺容器：在容器内，物质发生物理性质变化（如温度或相态）的容器。如果容器仅仅发生液位的变化，则它应作为一个带压容器（不包括具有管程和壳程结构的换热器）。例如蒸馆塔、过滤器等。（3）反应容器：在容器内物质发生了化学变化的容器。如果在一个容器内发生了物质混合放热，则该容器也应作为一个反应容器。例如通用反应器、釜式反应器、床式反应器等。目标装置清单序号设备（设施）种类类别1管道目标装置2固定的带压容器和储罐目标装置3固定的常压容器和储罐目标装置4泵和压缩机目标装置5换热器目标装置6压力释放装置目标装置7储存爆炸物的仓库目标装置注2：固定的带压容器和储罐分为三类：（1）带压容器：内部绝对压力大于0.1MPa储存容器。例如分液罐、压力储罐等。（2）工艺容器：在容器内，物质发生物理性质变化（如温度或相态）的容器。如果容器仅仅发生液位的变化，则它应作为一个带压容器（不包括具有管程和壳程结构的换热器）。例如蒸饱塔、过滤器等。（3）反应容器：在容器内物质发生了化学变化的容器。如果在一个容器内发生了物质混合放热，则该容器也应作为一个反应容器。例如通用反应器、釜式反应器、床式反应器等。（资料性附录）同类设备（设施）典型泄漏场景泄漏频率值同类设备（设施）典型泄漏场景泄漏频率值参照GBZT37243附录C,详见表D.1D.7。管道泄漏频率值管道直径mm泄漏频率（每米每年）小孔泄漏中孔泄漏大孔泄漏完全破裂203×105l×106252x10-52×10650l×10-52×1061003×1062×10-62×107150l×106IxlO-6一3×107200l×106IxIO-63×1077×1082507×107IXKy63x10-77×1083003×10-7IxKT61×IO77×1084003×10-77×1077x10用7×108>4002×1077×1077x083×108固定的带压容器和储罐泄漏频率值设备类型泄漏频率（/年）小孔泄漏中孔泄漏大孔泄漏完全破裂带压容器4×105×4l×1056×106工艺容器-塔器8×1052×1042×1056×106工艺容器过滤器9xlO4l×1045×10*5l×105反应容器×r,3×I043×IO52×106固定的常压容器和储罐泄漏频率值设备类型泄漏到大气中（/年）泄漏到外制f中（/年）小孔泄漏中孔泄漏大孔泄漏完全破裂小孔泄漏中孔泄漏大孔泄漏完全破裂单防罐4×105IXla4l×1052×105双防罐1.2×10sl×IO-tl×105l×1075×10-全防罐l×108半地下储罐l×108地下储罐泵和压缩机泄漏频率值设备类型泄漏频率（/年）小孔泄漏中孔泄漏大孔泄漏完全破裂单密封离心泵6×1025×1O-4IxlO4双密封离心泵6×1O35×104MQr4离心压缩机IXlo-31×1(X4往复式压缩机一6×IO36×104换热器泄漏频率值设备类型泄漏频率（/年）小孔泄漏中孔泄漏大孔泄漏完全破裂危险物质在壳程4×105l×104l×1056×106危险物质在管程，壳程设计压力小于危险物质压力l×102l×103l×105危险物质在管程，壳程设计压力大于危险物质压力一IxlO6压力泄放装置泄漏频率值设备类型泄漏频率（/年）压力释放装置2×105仓库三种场景对应泄漏频率值设施场所场景（1）每次处理包装单元场景（2）每次处理包装单元场景（3）每年包装单元和仓库l×105l×1055×104注1：场景1和场景2应结合包装单元和仓库的年处理包装单元次数，折算场景对应的年频率。注2：仓库应考虑包装单元和仓库整体火灾的可能性，可取以下三种场景：固体包装单元的粉末扩散；液体包装单元的存量释放；火灾（关注毒性燃烧产物和非火灾燃烧产生的毒性物释放）。源项事故后果范围计算池火（规范性附录） 事故后果计算池火火焰的几何尺寸及热辐射参数计算执行公式（E.1E14）。qw=q0 (1-0.058 lnr) V (E.1)0.25D2Hcmffhq°一 0.25D2+DL ld=42x叫+(poj)°6 (E.3)D=(竽(E.4)S=WWP) (E5)V= yJvv+V (E.6)Vv=A-B (E.7)AarCtanb2-l(b+l)(s-l)j(b-l)(s+l)(E.8)(a-l)sB= arctan(a+D(s-l)j(a-l)(s+l)(E.9)Vv=arctanh(s2-1)05s+h(J-K)s(E.10)j=arctanISSn05(E.11)K=arctan(s-l)(s+l)05(E.12).(E.13)(E.14)h2+s2÷la=-式中：r目标装置到火焰中心的距离，m。q0火焰表面的热通量，kW/m2；%）目标装置接收到的热通量，kW/mD液池直径，m；S防火堤所围面积，m2；W泄漏液体质量，kg；Hmin最小物料层厚度，m；P液体的密度，kg/m3；1.火焰高度，m；mf燃烧速率，kg(m2s);P0空气密度，kgm3;g重力加速度，m/s2；Hc燃烧热，kJ/kg；热辐射系数，可取0.15；V一视觉系数；s目标装置到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比;h火焰高度与直径之比；A、B、J、K、Vh>Vv引入的中间变量。沸腾液体扩展蒸气云爆炸(BLEVE)沸腾液体扩展蒸气云爆炸热辐射模型计算执行公式(E.15E.17)。q(r)=qoR(l-O,O581nr)0(R2+2)R=2.9W"3(E.16)t=0.45Ws(E.17)式中：r目标装置到火球中心的平均距离，mo%)目标装置接收到的热通量，W/m2；q0火焰表面的热通量，W/m2；柱形罐取270Wm2,球形罐取200W/m?；R火球直径，m；W火球中消耗的可燃物质量，kg；单罐存储，取罐容量的50%：双罐存储，取罐容量的70%；多罐存储，取罐容量的90%；t火球持续时间，So喷射火喷射火热辐射通量模型计算执行公式(E18E21)。q(r)=amHcFp(E.18)a=2.02×(pwXs)0°9(E.19)5.32T5.328XPW=IoI325XRHXlTl)(E.20)F=!(P21)P4r2"式中：q(r)目标装置接收的热通量，kWm2;a大气传输率；热辐射系数；m燃料质量流速，kg/s；Hc燃烧热，kJ/kg；Pw大气中水蒸气的分压，Pa；Xs目标到火焰表面的距离，m；RH相对湿度，%；T1环境温度，K；Fp视角因子：r目标装置到火焰中心的距离，m°蒸气云爆炸(TNO)蒸气云爆炸计算执行公式(E.22E.24)。E=Vs×3.5×106(E.22)R=(E.23)WPO"3AP=第PO(E.24)式中：E爆炸源内燃料空气混合物的燃烧能，J；Vs爆炸源中燃料空气混合物体积，1世；R爆炸源的Sachs比拟距离(无量纲)；r目标装置到爆炸源中心的距离，m；P爆炸超压值，Pa；P0环境大气压，Pa；SaehS比拟爆炸超压(无量纲)，见图E.1。0.001 0.10.01JO 比拟距离元TNT当量爆炸模型TNO模型的Sachs比拟超压WTNT=蒜(E.25)WTNTWbt"P=14-i-+4.37 +1.1.rr2r压力容器产生物理爆炸的能量计算采用公式E.27。(E.26)PVE -e (k-l)k- O.1OI3V×103(E.27)式中：Eg气体的爆破能量，kJ；P容器内气体的绝对压力，MPa；V容器的容积，m3；k气体的绝热指数，空气取值1.4。P冲击波超压值，l()5pa；Q一次爆炸的TNT当量，kg；r目标装置到爆炸点的距离，m。采用公式E.28和表E.1结合进行多米诺事故半径计算。Ro=，二(E.28)VWTNT/1000式中：WtntTNT当量，kg；R0比拟距离，m；r一实际距离，m。100OkgTNT爆炸时的冲击波超压R0Zm56789101214超压PZkPa2940206016701270950750500330R0Zm1618202530354045超压PZkPa2351701267957433327R0Zm505560657075超压PZkPa2320.5181614.313多米诺事故半径在事故后果模型范围内确定多米诺事故半径。临界阈值热辐射值I、临界阈值超压值P,代入公式(E.1)(E.15)(E.18)(E.23)(E.28),确定多米诺事故半径0初始事故中心距几个目标装置T、T2S.»Tn距离分别为力、n、rn,ri(i=l,2,.,n)rd,目标装置Ti受损。爆炸死亡半径给定暴露场景下，爆炸事故死亡区内的人员如缺少防护，则被认为将无例外地蒙受严重伤害或死亡，其内径为零，外径为Ro型表示外圆周围处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为0.5,它与爆炸量之间的关系如下式确定：rO5=116(出29)式中：Wtnt蒸气云TNT当量质量，kgo目标装置破坏概率多米诺事故扩展判定准则多米诺事故扩展判断准则执行公式(E.30)计算。Pd=Jexp(-x22)dx(E.30)式中：Pd目标装置的破坏概率，0，I之间；Y0%100%破坏分数对应的概率单位值。若热辐射或超压的最低临界阈值低于最低破坏阈值，目标装置不发生破坏；若高于最低破坏阈值，目标装置发生不同程度破坏。多米诺事故物理破坏效应的阈值见表E.2。物理破坏效应阈值计算表作用形式目标装置破坏条件概率单位Y破坏阈值超压固定的常压容器和储罐Y=-936+1.34ln(P)5.17kPa固定的带压容器和储罐、管道Y=.14.44+1.82ln(P)30kPa塔型装置Y=-12.22+1.65ln(P)17kPa泵和压缩机、换热器Y=-12.42+1.64ln(P)18.7kPa热辐射固定的常压容器和储罐、管道Y=12.54-1.847ln(tf)ln(tf)=-1.128In(I)-2.667×105V+9.877>15kWm2>10min固定的带压容器和储罐Y=12.54-1.847In(t11ln(tf)=-0.947In(I)+8.845V0032>40kWm2>10min注1：Y0%100%破坏分数对应的P目标装置接受的最大峰值;Tf-装置失效时间，S;V装置体积，m3；I目标装置上的热辐射强度，概率单位值：市态超压，Pa：Wm2OPd与y的对应关系见表EJoPd与丫的对应关系Pd%012345678902.672.953.123.253.363.453.523.593.66103.723.773.823.873.923.964.014.054.084.12204.164.194.234.264.294.334.364.394.424.45304.484.504.534.564.594.614.644.674.694.72404.754.774.804.824.854.874.904.924.954.97505.005.035.055.085.105.135.155.185.205.23605.255.285.315.335.365.395.415.445.475.50705.525.555.585.615.645.675.715.745.775.81805.845.885.925.955.996.046.086.136.186.23906.286.346.416.486.556.646.756.887.057.33990.00.10.20.30.40.50.60.70.80.97.337.377.417.467.517.587.587.657.888.09目标装置破坏概率发生初始事故以后，邻近的目标装置n受到破坏作用破坏概率执行公式（E.31）。PF=PfXPF（E.31）式中：P?选择场景的初始事故概率；Pj目标装置K接受到热辐射强度或爆炸超压后破坏概率（Pd，0,1之间）；p?初始事故引发的目标装置破坏概率。