二氧化硫管道泄漏影响范围模拟计算

1、二氧化硫管道泄漏影响范围模拟计算?172?广州化工2011年39卷第2O期二氧化硫管道泄漏影响范围模拟计算曹伦(云南云天咨询有限公司,云南昆明650032)摘要:采用有毒有害物质泄漏扩散事故模拟评价与风险分析系统,对硫磺制酸生产工艺中发生二氧化硫管道泄露可能造成的影响范围进行模拟计算,探讨发生泄露可能造成的危害并提出相应安全对策措施.关键词:二氧化硫;泄露;模拟计算;安全对策措施SimulationofSulfurDioxidePipelineLeakageCA0Lun(YunnanYuntianConsultationCo.,Ltd.,YunnanKunming650032,China)Abstract:Pipelineleakageofsulfurdioxideintheprocessofsulfuricacidproductionwassimulatedbythetoxicandharmfulsubstanceleakageaccidentsimulationandriskanalysissystem,possibleconsequenceswereanalyzed,andsaf

2、etyprecautionswereproposed.Keywords:sulfurdioxide;pipelineleakage;simulation;safetyprecaution化工厂火灾爆炸,人员中毒事故,很多是由于物料的泄漏引起的.导致泄漏的原因可能是腐蚀,设备缺陷,材质选择不当,机械穿孑L,密封不良以及人为操作失误等.根据资料对国内外的事故分析,国外化工厂设备故障引发的事故占23.5%,管道泄漏引发的事故占20.6%,阀门,法兰泄漏引发的事故占14.7%,共58.8%;国内化工厂管道破裂泄漏占4.1%,阀门,法兰泄漏占6.1%,设备故障,缺陷占24.5%,共计34.7%.国内外总的由泄漏引发的事故平均约占整个事故总量的46.75%.硫磺制酸生产工艺中存在危险有害物质,如液体硫磺,硫化氢,二氧化硫,三氧化硫,五氧化二钒,硫酸,盐酸,氢氧化钠等.发生具有毒性,腐蚀性,可燃性的化学品泄漏的可能性所占的比例相当大,一旦发生事故,将会给企业造成较大的人员伤亡和财产损失.二氧化硫主要存在于焚硫,干吸和转化等工段中.二氧化硫具有毒性,对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用.轻度中毒时,皮肤或

3、眼接触会发生炎症或灼伤;严重中毒可在数小时发生肺水肿,喉水肿,声带痉挛而致窒息.长期接触二氧化硫,可有头痛,头昏,乏力等全身症状以及慢性鼻炎,支气管炎,嗅觉和味觉减退,肺气肿等;少数工人会有牙齿酸蚀症.我国规定车间空气中二氧化硫最高允许浓度为15mg/m.1泄漏影响范围模拟分析1.1泄露事故参数本项目硫酸生产中二氧化硫输送管道的管径为DN1800mm,DN1600ITIm,DN140mm,绝对压力为121525Pa,项目所在地区气象与环境参数如下:平均温度为l4.7;年平均风速为2.1m/s;年主导风向为西,两南风向.选取管径最大的DN1800mm的二氧化硫管道进行模拟计算.1.2典型泄露事故情景的选取根据泄露物种,泄漏源,泄漏事故规模,发生泄漏时的作条件等因素,综合泄漏事故情景.(1)泄露物种泄露物种为二氧化硫气态.(2)泄漏源该项目中发生二氧化硫泄漏的地方为管道泄漏,主要是管道,法兰和接头处.(3)泄漏事故规模泄露事故规模通常划分为小型,中型,大型及特大型几个等级.重点考虑中型以上事故,即二氧化硫管道泄露事故.结合对国内外二氧化硫管道输送安全技术状况及事故案例的调查,选取以下泄漏事

4、故作为计算对象:二氧化硫管道泄漏情况:管路系统出现子L径0.036in的泄露孑L,连续泄漏,泄漏时间按10rain计.1.3毒物危害等级二氧化硫在空气中最高容许浓度为15mg/m,浓度超过15mg/m时,人员将受到高度危害.1.4计算方法毒物泄漏扩散浓度分布及危害距离与面积模拟计算结果通过采用易燃,易爆,有毒物质泄露扩散模型公式I2,口以计算出发生二氧化硫泄露扩散事故时,二氧化硫浓度的分布及对人体健康造成危害的距离,面积.本文选取安元科技一有毒有害物质泄漏扩散事故模拟评价与风险分析系统.二氧化硫管道泄漏事故模拟取值如图1.作者简介:曹伦(1973一),男,注册安全1一程师,注册安全评价师,主要从事企业安全技术研究,咨询及服务T作.2011年39卷第20期广州化工?173?图1泄露事故模拟取值Fig.1Leaksimulationvalue2结果与讨论2.1计算结果(1)泄漏模拟计算结果泄漏速度:0.214kg/s;气体流动情况分析:音速流动.(2)扩散模拟计算结果下风向中毒危害距离=118.9m;横风向中毒危害距离=11.9m.(3)近地面有害物质浓度分布曲线如图2.蠢誊黉0l02O3

5、0405O60708090100l10下风向扩散距离,m圈2近地面有害物质浓度分布曲线网Fig.2Groundconcentrationofhamffulsubstancedistributioncurve2.2泄露造成的危害及应采取的安全对策措施二氧化硫属成酸氧化物,是一种具有强烈的特殊臭味的刺激性气体,人若嗅之避之不及.故在硫酸生产,检修过程中,发生急性二氧化硫中毒死亡事故在国内报道中尚属罕见.本文选取一典型案例,教训极为深刻.案例如下:某厂氯磺酸分厂硫酸工段在检修干燥塔过程中,因指挥协调不当及违章作业,发生一起急性二氧化硫中毒死亡事故.(1)事故经过因硫酸生产不正常,经分析认为系统有堵塞,讨论决定停车检修.作取样分析,办理好各种安全作业手续.检修过程中,因安全帽前端带子丢失,检修人员不慎将安全帽掉落到塔内,徒手难于捡取.困焙烧炉温已降至560以下,现场指挥人员指挥炉工启动风机,空烧升温.此时在干燥平台上的检修人员,戴上防毒面具爬进人孑L,用钢筋弯勾勾取安全帽.由于干燥塔内毒物浓度过高,导致其中毒窒息,最终抢救无效死亡.(2)事故原因分析违章指挥,违章操作.焙烧炉空烧时,大量二氧化

6、硫有毒气体进人干燥塔内,使原作业环境完全改变.指挥者在人员尚未撤离检修现场,有害气体不能严密隔绝的情况下,擅自指挥空烧;操作者也在明知已开始空烧的情况下,未重新办理任何手续,再次进入干燥塔内勾取安全帽,冒险交叉作业,导致急性二氧化硫中毒窒息.严重违反了化工安全生产禁令,进入容器,设备的八个必须,是造成死亡事故发生的直接原因.组织不严密,安全管理不到位.分厂领导把此次检修只看成一般日常小项目检修,除在晨会上布置工作外,无详细的全面计划,未指定项目检修总指挥和安全负责人,人塔检修与空烧交叉进行.安全意识淡薄,组织协调不力,是造成事故发生的主要原因.隔离不严密.检修前未按规定加装盲板与焙烧炉安全隔绝,只是用插板隔离,导致二氧化硫气体从缝隙泄漏人干燥塔内,也是造成事故的主要原因之一.防护不当.据事故发生后采样分析,干燥塔内二氧化硫含量达1300omg/m,远远超出了过滤式防毒面具的适用范围,防毒面具起不到安全防护作用;同时,安全帽平时保管不善,前绳带丢失,造成工作中安全帽掉落,为事故的发生留下了隐患.从上述事故中应吸取的教训及采取的安全对策措施如下所述:(1)安全意识淡薄,习惯性违章指挥,违章

7、作业在焙烧炉未熄炉(压火保温)的情况下,未使用盲板进行安全隔绝,仅以插板代替;指挥者在检修人员未撤离现场的情况下,违章指挥交叉作业,致二氧化硫气体从缝隙中泄漏人干燥塔内.而操作者在明知已开始空烧,塔内作业环境改变的情况下,未按规定要求重新进行安全分析,仅凭经验和麻痹心理冒险蛮干,为了勾取安全帽,再次进入干燥塔内,导致了事故的发生.应从事故中吸取教训,从严强化安全监督检查工作,对化工检修应开展危险预测活动.通过识别危险物质,危险能量,危险环境,危险作为等在工作中发生意外的因素,提前采取有效对策,使预防工作从出发型向发现型转变,真正做到防患于未然.(2)安全卫生防护知识匮乏,防护器材使用不当据事故发生后采样分析:干燥塔内二氧化硫含量高达l3000mg/m,超过车问空气中二氧化硫的最高容许浓度l59S8575655S453525l5?l74?广州化工2011年39卷第20期(15mg/m的886倍;超过男性吸入量低中毒浓度(TCLO)4mg/kg/1min的1137倍;超过人吸入最低致死浓度(TCLO)1000mg/kg/10min的4.5倍.)在如此高浓度的环境中,过滤式防毒面具已根本无法

8、起到防护作用.故检修人员第二次进塔后,立即发生闪电性猝死.说明应加强职工安全卫生防护知识和劳动防护器材的选择,使用方法等方面的专业教育,避免防护不当造成的事故;平时还应加强劳动保护用品,器材的检查,杜绝安全器材中的不安全因素.(3)加大安全投入,配备必要的安全防护器材J为认真吸取血的教训,应配置氧气呼吸器和长管式呼吸器.同时,还应加强化学事故应急预案的演练,以备一旦发生事故时能迅速按预案开展救援工作.(4)预防二氧化硫中毒措施对在有二氧化硫产生的场所作业的人员,应接受防中毒,急救安全知识教育.工作环境(设备,容器,井下,地沟等)氧含量必须达到20%以上,有毒有害物质浓度符合国家规定时,方能进行工作.在有二氧化硫气体存在的场所作业时,必须佩戴防护用具,并有人监护.生产过程尽量在密闭的设备和容器内进行,加强通风排毒设备,尾气要高空排放.(5)事故应急救援措施和器材,设备应建立事故柜应急器材柜,建议在作业场所按下表配备相应的应急器材.表1作业场所救援物资配备Tab.1Emergencysuppliesofworkplace续表应在生产区域内作业岗位附近设置便于取用的应急救援设备,并放置应急照明电筒和医疗救护用品等.3结论从对二氧化硫管道泄露影响范围模拟计算结果来看,在生产,检修过程中,一旦发生二氧化硫泄露,如果没有采取有效的防护措施,将会给企业造成较大的人员伤亡和财产损失.因此,在日常的生产和检修过程中,必须加强安全生产教育培训,严格执行安全生产操作规程,一旦发生生产安全事故,应及时采取相应的安全对策措施,才能避免事故造成更大的人员和财产损失.参考文献1王新,张延松,陈网桦,等.安全评价师(国家职业资格一级)M.北京:中国劳动社会保障出版社,2010:5964.2王显政,杨富,王新,等.安全评价M.北京:煤炭工业出版礼,2005:550559.3张延松,司荣军,刘骥,等.安全评价师(基础知识)M.北京:中国劳动社会保障出版社,2010:186203.4王显政,杨富,王新,等.安全评价M.北京:煤炭工业出版社,2005:273294.5蒋军成,韩雪峰,瞿新富,等.安全评价师(国家职业资格二级)M.北京:中国劳动社会保障出版社,2010:184191.

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