化工安全工程大作业

发布 2022-08-28 14:29:28 阅读 9475

题目:某地高压气体(主要成分为一氧化碳)输气管道发生泄漏,一氧化碳连续泄漏到大气中。有关的物理参数如下:

风速:v=4.5m/s,沿x方向;操作压力:p=8mpa;泄漏孔径:600mm;一氧化碳温度:t=288k。

请根据泄漏源模型和pasquill-gifford扩散模型,确定泄漏后所带来的一系列后果:确定一氧化碳管道泄漏情形,泄漏后地面上沿下风向300米内烟羽中心的一氧化碳浓度分布图;确定大气中一氧化碳浓度分布等值线图,并据此标示出可能的可燃区域并提出相应的安全处置建议。具体泄漏工况条件如下:

1月份。1、 农村地区,早晨9时 √

2、农村地区,中午12时。

3、农村地区,下午5时。

4、农村地区,夜晚,≤3/8朦胧。

5、农村地区,夜晚,很薄的云。

图1 高压气体泄漏示意图。

解答:1、泄漏源强计算。

1.1 通过泄漏源模型计算co泄漏量。

本工况为气体从小孔流出的泄漏源模型,查书中表4-3可知,co的热容比为1.4。

所以有:由于外界压力为大气压,所以认为发生塞流,因此co气体流量达到最大流量,并由此取c0=1进行计算。

计算泄漏源最大流量得:

2、pasquill-gifford扩散模型的计算。

2.1 扩散浓度与位置关系的函数建立。

2.1.1 大气稳定度等级的选择。

根据风速u=4.5m/s,早上9点,农村地区,查表可以选择出大气稳定度等级为c-d级。

因清晨地面附近的空气温度比高处的空气温度高,地面附近的空气密度小,高处的空气密度大,密度小的空气在浮力作用下上升,此时大气倾向于不稳定,故不宜选取d-中性稳定;再加之此时风速为4.5 m/s,在4-6 m/s范围内偏向于风速较小值,故最宜选取c-轻度不稳定进行安全分析。本题选c级进行计算。

2.1.2 模型的确定。

根据图示可知释放源位于地面,且为连续稳态的烟羽,风向沿x轴,风速恒定为u。对应着课本上情况12。

其模型为。再由课本117页表5-2可知,农村条件,大气稳定度为c时。

(m)(m)

由此变确定了co浓度(kg/m3)与空间位置关系的函数关系。

烟羽中心处。

距离地面1.5 m处。

3、烟羽中心co浓度分布图。

由上述**绘制的烟羽中心co浓度分布图。

4、大气中co浓度分布等值线图(标示可燃区)

4.1 3d图。

4.2 x-y图。

4.3 x-z图。

3d图作图数据选择(截图)

5、泄漏后带来的一系列后果。

5.1 co中毒后果分析。

选用毒物泄漏扩散及伤害模型对co泄露中毒后果进行评价,有利于分析中毒事故后果进而对中毒危害提前预防。

5.2 co泄漏造成的**后果分析。

co在管道中以气态形式输送,泄漏到大气中,遇到明火源或高温物体,则可能发生蒸气云**,导致蒸汽云形成的压力主要来自于输气管道内部压力。

5.3 co泄漏火灾后果分析。

5.1.1 喷射火。

当加压的co形成射流,如果在泄漏源被点燃,形成喷射火,但由于喷射火只是在喷射范围内造**员伤害,与co中毒和co**事故相比,伤害范围较小。

5.1.2 突发火。

泄露的co扩散到空气中时,当遇到火源发生突然燃烧时而没有**,在这种情况下,处于气体燃烧范围的室外人员将会全部烧死,建筑物内将有部分人员被烧死。

突发火后果分析,主要是确定可燃气体的燃烧上、下限的边界线及其下限随气团扩散可到达的范围,但是突发火发生的概率非常小。

co泄漏事故后果分析,可以看出当co泄漏时,相同条件下造成最大面积**事故的是co中毒事故,其次是突发火事故,再次是蒸汽云**事故,最后是喷射火事故。

5.4可燃区域。

5.4.1可燃区域量化计算

查文献可得:co的**极限为12.5%-74%,及燃烧区域为co(0-12.5%)+74%-100%)

事故发生时间为冬天,设气温为-15℃(258.15k)。

由得。所以当1m空气中co浓度小于47.2×12.

5%=5.90mol=0.165kg或大于47.

2×74%=34.93mol=0.978kg时会发生燃烧可能。

当然在大气压下上限47.2mol/m时,无助燃剂,co不会燃烧。

由上述计算可知c(kg/m)在(0,0.1650)和(0.978,1.322)时会发生燃烧现象。

5.4.2 3d图。

5.4.3 x-y图。

5.4.4 x-z图。

6、安全处置建议。

由co泄漏后果分析可知,在发生co泄漏事故后应首先启动co中毒事故应急救援方案,将**事故减少到最小。

1. 进入泄漏现场进行处理时,应注意安全防护

1) 进入现场救援人员必须配备必要的个人防护器具。

2) 事故中心区应严禁火种、切断电源、禁止车辆进入、立即在边界设置警戒线。

3) 应使用专用防护服、隔绝式空气面具。

4) 应急处理时严禁单独行动,要有监护人,必要时用水枪、水炮掩护。

2. 控制泄漏源

1) 关闭阀门、停止作业或局部停车、减负荷运行等。

2) 燃气贮罐处理:有注水保护系统的,采用边注水、边倒罐的方法,否则应进行

紧急倒罐作业或倒罐外运,同时对泄漏点按照操作规程进行封堵。对于低温储

存的燃气贮罐,不能用注水法制止漏气。

3. 大面积燃气泄漏处理

向有害物蒸汽云喷射雾状水,加速气体向高空扩散。也可以在现场施放大量水蒸气

或氮气,破坏燃烧条件。抢险排险人员应根据抢险救援方案和事故现场情况,进行

现场处置,关闭相关输气管道阀门,安全放散管道内燃气;对发生事故的燃气设施

进行堵漏修复。抢险工作完成后,由燃气企业按照置换程序恢复供气。

4. 发生燃气**后的处置方法

抢险排险人员应根据抢险救援方案和事故现场情况,进行现场处置,关闭相关输气

管道阀门,安全放散管道内燃气,对损坏的燃气设施进行紧急堵漏,避免再次发生

**。同时消防部门负责扑灭初期火源,对事故现场形成的气云进行稀释驱散(水

雾驱散法、泡沫覆盖法、排风驱散法),彻底消除火险隐患。

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