環境風險專項評價

2021-06-22 18:04:00 字數 4679 閱讀 1715

1.1評價等級

依據hj/t169-2004,根據評價專案的物質危險性、功能單元重大危險源以及環境敏感程度,專案子站環境風險評價工作定為一級。母站以及輸配管線為二級。

1.2環境風險評價範圍

子站風險評價範圍為距離源點半徑5km範圍內。母站風險評價範圍為距離源點半徑3km範圍內。根據國內天然氣輸配管線的風險距離**計算模擬分析,中壓管線的風險距離在管線兩側40m範圍內。

2.1 物質危險性識別

(1)cng的理化性質

壓縮天然氣是天然氣加壓並以氣態儲存在容器中,它與管道天然氣的組分相同,是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷佔絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣,以及微量的惰性氣體,如氦和氬等。在標準狀況下,甲烷至丁烷以氣體狀態存在,戊烷以上為液體。cng的壓力範圍一般在20-25mpa、溫度-5-50℃、密度0.

76kg/m3、低熱值36.19mj/m3、**極限5.0%-5.

1%。(2)cng的危險性

天然氣比空氣輕,具有無色、無味、無毒之特性。天然氣公司均要遵照有關規定新增臭劑(四氫噻吩),以資使用者嗅辨。若天然氣在空氣中濃度為5%~15%的範圍內,遇明火即可發生**,這個濃度範圍即為天然氣的**極限。

**在瞬間產生高壓、高溫,其破壞力和危險性都是很大的。由於天然氣中90%以上的都是甲烷,對於處於高壓狀態下的ch4,無論管理人員或操作人員,都要對其性質、技術引數和特殊要求作全面了解和掌握。經查閱研究測試及查驗的ch4主要理化性質及燃爆引數列於表2.

1-1:

表2.1-1ch4主要理化性質及燃爆引數

除以上重要引數外,按照國家有關技術規範的規定,ch4生產儲存場所火災**危險度為h=(r-l)/l=(15-5)/5=2。火災危險性確定為甲類,一級易燃氣體。最小點火能量僅為0.

28mj,燃燒速度快,燃燒熱值高(平均熱值為33440kj/m3),對空氣的比重為0.55,極易燃燒、**,並且擴散能力強,火勢蔓延迅速,一旦發生火災難以施救。

2.2 生產過程潛在危險性識別

根據建設專案的生產特徵,結合物質危險性識別,將專案功能系統分為管線輸送、子站或母站、槽車運輸三類主要功能單元。這三類功能單元均屬於潛在的危險單元。

2.2.1 管線輸送

管道輸送的是管道天然氣,且管道輸送壓力較高,管道執行期間因為各種事故因素導致管道破裂發生氣體洩漏,遇明火將發生火災**事故。

2.2.2 子、母站

站內工藝過程處於高壓狀態,工藝裝置容易造成洩漏,氣體外洩可能發生地點很多,管道焊縫、閥門,法蘭盤、壓縮機、乾燥器、**罐,過濾罐等都有可能發生洩漏;。洩漏氣體一旦遇引火源,就會發生火災和**。

(1)儲氣井

本專案母站及子站貯存量均為易燃物質壓縮天然氣,專案母站cng儲存量3000nm3,子站cng儲存量60000nm3。根據《重大危險源識別》(gb18218-2000),天然氣貯存區的貯存量大於10t屬於重大風險源。天然氣(甲烷)的密度在0℃,101.

352kpa時為0.7174kg/nm3,則母站的貯存量為2.2t,子站的貯存量為43.

044t。可見子站儲氣井屬於重大風險源。儲氣井結構見圖1.

21。(2)壓縮機房

壓縮機是子母站的心臟,壓縮機出口壓力最大可達25mpa,壓縮系統連線部位較多,壓縮機的震動易造成這些部位鬆動,從而造成天然氣的洩漏,一旦壓縮機房通風不良,會造成天然氣的積聚,極易形成**性蒸氣雲。子母站壓縮系統具有壓力高、壓力變化頻繁、易發生洩漏和火災**事故等特點。

(3)加氣機

加氣機應具有充裝與計量功能,加氣機額定工作壓力應為20mpa。當加氣安全限壓裝置失靈、加氣軟管拉斷、加氣機及管道發生防撞事故、加氣軟管及軟管接頭發生腐蝕時可能發生事故洩漏,並引發洩露和火災**。

2.2.3 cng槽車運輸風險

cng槽車額定充裝量為4500 nm3,cng屬於危險品,其運輸過程中出現運輸事故主要是翻車和路途洩漏等。

2.3 風險評價因子

通過模擬調查站場及輸配管線潛在的各種環境風險(事故隱患)因素大體分為自然因素、社會因素和工藝設計的合理性、選用裝置及材質的可靠性、裝置和管路的施工質量、執行操作和日常維護等人為因素和工程內部因素。

根據有毒有害物質放散起因,環境風險分火災、**和洩漏三種型別。根據本專案的物質危險性識別、生產設施風險性識別、模擬事故調查及專案周邊的環境敏感特徵分析,事故狀況下本專案對環境要素的汙染與破壞主要是火災**、火災時次生大氣汙染、事故處理中的伴生/次生汙染(如消防水和事故初期雨水)。專案使用物料為天然氣,一般燃燒**後不會產生對外環境有直接的顯著的不良影響的物質,火災處理時,由於天然氣常溫常壓下屬於氣態物質,消防水中也不會大量的汙染物質。

故而專案的主要風險特性表現為火災**性。

3.1 最大可信事故型別和最大可信事故概率確定

3.1.1輸配管線

據統計,美國長輸管線1970-2023年發生3609次嚴重洩漏事故,平均0.89次/1000km·a;如果按照不同使用年限統計為0.45-5次/1000km·a,使用年限越長,事故率越大;如果按照不同管徑統計,當管徑≥500mm時候為0.

1-0.5次/1000km·a,管徑越大,事故率越小。其發生事故的原因主要為:

管道金屬缺陷和焊縫缺陷18.6%,施工安裝不合格4.1%,破壞操作規程和安全技術規程48.

8%,腐蝕14.9%,其他原因13.6%。

我國四川省1970-2023年間,隨建隨用的管線近1500km,共發生事故108次,其中焊縫開裂72%,母材斷裂11%,腐蝕穿孔10%,洪水沖斷4%,平均事故率3.73次/1000km·a,曾有幾次引**災,並有人員財務受損。美國長輸管線的事故率0.

74次/1000km·a,俄羅斯長輸管線的事故率0.24次/1000km·a,德國長輸管線的事故率0.35次/1000km·a。

根據國內天然氣管線事故發生統計結果,模擬北京環科院陝甘寧天然氣進京專案環境影響評價,預計本專案中壓管線輸送系統的事故概率為5次/1000km·a。

3.1.2子、母站

在生產和執行過程中,站場儲運系統一旦洩漏就有可能發生跑氣,存在較大的潛在火災**事故風險。儲氣井發生的常見危險和事故分析情況有:

(1)沒有緊急切斷裝置

按照安全工程的要求,cng儲氣井必須裝有緊急切斷裝置,當地上設施因自然災害、火災、機械損傷等各種原因造成損壞而發生洩漏時,能自動切斷地下儲氣井與地上設施的通道, 以避免井內25mpa高壓天然氣劇烈噴發,引發重大事故。

(2)沒有安全監測裝置

按照安全工程的要求,cng儲氣井必須裝有安全監測裝置,通過感測器檢測地下井體的腐蝕、洩漏等情況,以便及時發現和排除險情,以避免井壁爆裂、井管拔地而起衝出地表的嚴重事故。

(3)沒有氣質檢測

嚴格執行gb 18047規定,保證天然氣標準狀態下的硫化氫含量不大於15mg/nm3,是避免井體材料發生「氫脆」的前提條件,為此,配備微量含水檢測儀及硫化氫檢測儀,並且嚴格按照週期**進行檢測是必需的;如果沒有配備微量含水檢測儀及硫化氫檢測儀,或者雖然配備了這些儀器,但不能嚴格按照週期**進行檢測,都意味著形成了嚴重的事故隱患。

(4)井體竄動

根據文獻「加氣站安全技術問題的**」(作者為四川石油管理局朱清澄和西華大學黃海波),在一次調研中,在34個加氣站收集近年共發生的100起安全事故資料, cng儲氣井事故18起,其中儲氣井體串動、水泥裂口共發生8次,涉及80個井。 儲氣井體串動是固井施工工藝失敗所導致的結果,而且固井施工造成的質量缺陷難以發現。儲氣井體串動直接導致地上設施的機械損傷,由此引發高壓天然氣噴發、火災、**等嚴重事故。

由近年井體竄動事故比較高的發生頻率可以斷定,此是cng儲氣井存在的比較普遍的重大事故隱患,不可不防。

模擬國內外儲罐事故概率分析,確定儲罐及儲存物質發生火災**等重大事故的概率為8.7×10-5次/年。

3.1.2 cng槽車

根據「中國高速公路事故調查(2002.12,交通報)」,運輸中的事故多發生在路況極差或較好、司機疲勞駕駛、酒後駕車、違章搭載等情形。一般來說,化工生產的原輔材料、產品運輸都由經過專職考核的司機和運輸部門承運,可有效防止司機疲勞駕駛、酒後駕車、違章搭載的情形發生。

而且根據該調查,發生事故的車輛通常都是客運車輛和普通貨運車輛,運輸化學原料、產品的車輛事故發生概率低於0.01‰。

4.1 計算方法

4.1.1管線火災和**計算

(1)噴射火焰

首先,進行噴射軸線上各點輻射熱量計算:

qh=ηqhc

qh—輻射熱量,kw;

η—輻射係數,取保守值0.35;

q—燃燒速率,kg/s;

hc—燃燒熱,kj/kg。

其次,接受點處的熱輻射強度計算公式:

i=xgqh/4πr2

i—熱輻射強度,kw/m2,(熱輻射強度與危害程度見表9-3);

xg—傳導係數,一般取0.2;

r—接受點處到釋放源的距離,m。

表4.1-1熱輻射危害程度

評價中熱輻射強度取12.5 kw/m2(1分鐘內10%人死亡,10秒鐘內1度燒傷)求證火災影響範圍。

(2)**

如果天然氣沒有直接點燃,根據荷蘭應用科學研究中心(tno)2023年提出的擴散模式,洩漏液體蒸發的蒸氣的氣團呈半球形向外擴散。按r=cs[(η×e)1/3]**蒸汽**的衝擊波的傷害半徑。式中:

r為損害半徑,m;e為**能量,kj,可按下式取e=v×hc;v為參與反應的可燃氣體體積,m3;hc為可燃氣體的高燃燒熱值,kj/m3;η為效率因子,其值與燃料濃度持續展開所造成損耗的比例和燃料燃燒所得能量的資料有關,一般取η=10%;cs為經驗常數,取決於損害等級,cs和傷害程度的關係見表4.1-2。

表4.1-2cs和傷害程度的關係

蒸汽**的衝擊波取cs0.06,相當於衝擊波壓力為0.1bar的傷害程度求證**影響範圍。

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