广西某火电厂SCR脱硝液氨泄漏事故风险评价

第36卷第2期2017年4月红水河HongShui RiverVol.36 No.2Apr.2017广西某火电厂SCR脱硝液氨泄漏事故风险评价刘慧\王涛2(1.广西水利电力职业技术学院，广西南宁530023; 2.广西泰能工程咨询有限公司，广西南宁530023)摘要：火电厂SCR烟气脱硝系统存在液氨泄漏的风险，文章以广西某火电厂为例，通过液氨泄漏的风险计算 及液氨泄漏的风险影响分析，提出必要的防范与应急措施建议。

关键词：火电厂；脱硝；液氨；风险评价中图分类号:X820.4 文献标识码：A文章编号：1001-408X(2017) 02-0061-030引言广西某火电厂采用以液氨为还原剂的S C R烟 气脱硝工艺，该火电厂的液氨储存及供应系统设在 厂区中部偏南的氨站区。

如果液氨罐区发生泄漏或 者火灾爆炸，液氨将从液池的表面挥发形成有毒蒸 汽，能在较短时间扩散到较远的地方，污染周围空气，同时还存在遇明火回燃的危险。

因此，液氨罐 区发生风险事故时，液氨挥发产生氨气污染将成为 项目的环境风险事故⑴。

1氨物质的特性分析氨的主要性质见表1。

表1氨主要性质_览表[2]项目主要性质危险特性物理特性液体密度/(kg/m3):610蒸汽密度/(kg/m3):0.7758熔点/^:-77.7饱和蒸汽压/k P a:506.62(4.7t)临界压力/M Pa:11.40工程采用常温压力液态保存，由于临界温度较低，临界压力较高，液氨介质在温度上升或压力容器应力条件变化时可发生物理爆炸生物特性有刺激性恶臭，可通过吸入、食入、经皮吸收进入人体组织。

LD5D:350 mg/m3(大鼠经口）；LC5D:1390 mg/m3,4 h(大鼠吸入）；立即威胁生命和健康浓度（lDLH)[2]:360 mg/m3可通过多种方式进入人体组织，具有一定的毒性，低浓度时可致慢性损害，高浓度可致人急性中毒甚至死亡2液氨泄漏量的计算工程贮氨罐布置于厂区中部，设置2个贮氨 罐，几何容积2x143 m3,最大贮氨量约2x73 t，四周设有1.5 m高围堰。

当管路系统或储罐阀门损坏 导致液氨泄漏时，设定泄漏孔径为20 m m，事故发 生后安全系统报警，在10 m i n内泄漏得到控制，其泄漏速度引用H J/T169-2004《建设项目环境风 险评价技术导则》中推荐公式计算：2(P -Q l = Cd Ap」--------+ 2gh 式中：队----液体的泄漏速度，kg/s;Cd—液体泄漏系数，取C d =0.62;A----裂口面积，m2;p —泄漏液体密度，p = 587 kg/m3;P、P0—储罐内介质压力、环境压力，JP取1.33 M P a;p0取 101 325 P a;g—重力加速度，9.8m/s2;h----裂口之上液位高度，m，取h =1.3 m。

上述各参数按照不利条件下当地环境温度较高 时进行取值，环境温度取35丈，在35丈条件下液 氨p取587 kg/m3;储罐内介质压力p取1.33 M P a;收稿日期：2016-1卜18;修回日期：2017-0卜06作者简介：刘慧（ 1984),女，辽宁省阜新人，工程师，工学硕士，主要从事工作为环境监测、环境影响评价的教学，E-m ail: 252268505@。

61红水河2017年第2期裂口之上的液位高度A取1.3 m(装载系数按小于或 等于0.8考虑，液位高度一般小于或等于1.8m,工程按不利环境温度35丈考虑，液位高度较低）。

由上式估算液氨泄漏速度为7.18 kg/s,10min 内泄漏量为4 308 k g。

3液氨泄漏风险计算及风险影响分析根据HJ/T169-2004《建设项目环境风险评价 技术导则》要求，大气环境风险评价，首先计算浓度分布，然后按《工作场所有害因素职业接触 限值》规定的短时间接触容许浓度给出该浓度分 布范围及该范围内的人口分布。

由于氨气比重小于 空气，在空气中极易扩散，尤其是风速较大的时 候，氨气团在同一时间停留的时间很短，伤害程度 较小[3]。

液氨泄漏后，氨气主要在微风或小风情 况下，在附近区域停留的时间相对较长，对周边区 域的人群产生伤害。

因此，工程选择微风（",0= 0.5m/s)、小风（U10= 1.0m/s)和大于98%频率风 速条件三种不利风速条件，在D大气稳定度情况 下，分析泄漏氨气的扩散情况。

3.1氨气泄漏的浓度分布液氨泄漏后，挥发速度极快，围堰液池内的少 量液氨也在瞬间全部挥发成气体。

图1、图2和图 3分别给出了微风、小风及大于98%频率风速气象 条件下泄漏后15 m i n的氨浓度包络线。

由图1、图2和图3可见，在小风和微风气象 条件下，氨气在泄漏点处保持有较高的浓度，氨气 以向四周和上空扩散为主。

在大于98%频率风速 气象条件下，氨气在泄露点处的浓度较低，以向四 周扩散为主。

-1000 -500图115 m i n后微风条件下液氨泄漏时下风向最大浓度包络线图3.2短时间接触容许浓度分布情况根据G B Z2.1- 2007《工作场所有害因素职业接触限值-化学有害因素》，氨的短时间接触容许浓 62图2 15 m i n后小风条件下液氨泄漏时下风向最大浓度包络线图图3 15 m i n后98%频率风速条件下液氨泄漏时下风向最大浓度包络线图度为30 m g/m3(15 m i n)。

在D大气稳定度情况下, 表2给出了大于98%频率风速条件下、小风及微风 条件下的短时间接触容许浓度分布范围与泄露源的 距离。

表2D大气稳定度情况下氨短时间接触容许浓度（30 m g/m3)最远距离表大于98%频率风速时间(1.8 m/s)条件下小风（1.0 m/s)微风（0.5 m/s)条件下条件下15 min1178642461根据表2可知，在大气稳定度为D的情况下, 15 m i n后，对于大于98%频率风速条件下，氨短 时间接触容许浓度包络线最远距离约1 178 m;在 小风扩散条件下，氨气短时间接触容许浓度包络线 最远距离约642 m;在微风扩散条件下，氨气短时 间接触容许浓度包络线最远距离可达约461 m。

由于项目厂区附近的A村、B村及C村距离 氨站分别为503 m、608 m和1 327 m，因此，大于 98%频率风速条件下短时间接触容许浓度分布范围 将涵盖A村、B村及C村；小风条件下的短时间 接触容许浓度分布范围将涵盖A村、B村；微风条件下的短时间接触容许浓度分布范围内无敏感点刘慧，王涛:广西某火电厂SCR脱硝液氨泄漏事故风险评价分布。

因此，为了减少氨气泄漏对A村、B村及C村居民的影响，在泄漏后短时间内，应启动应急预案，尽快疏散村庄居民。

3.3立即威胁生命和健康浓度（360 mg/m3)影响范围表3给出了事故发生后立即威胁生命和健康浓度（360 m g/m3)影响范围，泄漏15 m i n后，大于98%频率风速条件下氨立即威胁生命和健康浓度最远距离为883 m;小风条件下氨立即威胁生命和健康浓度最远距离为300 m;微风条件下氨立即威胁生命和健康浓度最远距离为209 m。

表3 D大气稳定度情况下氨短时间接触立即威胁生命和健康浓度最远距离表大于98%频率风速时间(1.8 m/s)条件下小风（1.0 m/s)微风（0.5 m/s)条件下条件下15 min883300209由于项目厂区附近的A村、B村及C村距离 氨站分别为503 m、608 m和1 327 m,因此，小风条件下及微风条件下的立即威胁生命和健康浓度分 布范围不会涉及上述村庄；但是大于98%频率风 速条件下的立即威胁生命和健康浓度分布范围将涵 盖A村、B村。

因此，为了减少氨气泄漏对A村、B村居民的影响，在泄漏后短时间内，应启动应急 预案，尽快疏散村庄居民。

3.4半致死浓度（LC%，小鼠吸入，4 h,1 390 mg/m3)影响范围表4给出了事故发生后半致死浓度（L C m)影 响范围，泄漏10 m i n后，大于98%频率风速条件 下、小风条件下及微风条件下，下风向N H3半致 死浓度半径分别约为423 m、120 m、87 m;泄漏 15 m i m后，大于98%频率风速条件下、小风条件 下及微风条件下，氨得到有效扩散，均不出现半致 死浓度。

因此，半致死浓度影响时间很短，不会造 成人员伤亡。

据现状调查，项目氨站距最近居民点 约500 m,液氨储罐半致死浓度半径范围内仅有厂 区工作人员，因此，一旦液氨罐发生泄漏，应及时 疏散厂内人员。

表4 D大气稳定度条件下氨半致死浓度最远距离表时间大于 98%频率风速小风（1.0 m/s)微风(0.5m (1.8 m/s)条件下条件下条件下10 min42312087 15 min一一一4液氨泄漏事故风险防范措施1)液氨贮罐场所应严禁明火，对液氨贮罐经常进行检查，发现问题及时处理。

液氨贮罐场所应安装氨气浓度监测装置，储槽四周应安装自动水喷淋装置并配备完善的消防设施[4]。

2)液氨罐、管道、阀门等要保持良好，经常查发现处理设备存在的问题，防止由于泄漏而灼伤人员皮肤，作业人员要穿戴防护服装进行操作、作业。

3)液氨储槽装设的安全阀、温度计、压力表、液位计、检测仪和变送器等应定期检查，按期校验，保证安全设施运行的可靠性。

4)氨气系统紧急排放的氨气应排人氨气稀释槽中，经水吸收并排人废水池，再经由废水栗送至废水处理系统处理。

5)液氨储罐出口管线应采用金属软管或其它柔性接头，以防止储罐基础下沉导致管道破裂产生泄漏。

6)液氨贮罐四周设置事故喷淋系统、围堰和事故废液池。

当液氨发生泄漏时，事故喷淋系统开启并报警，发生事故时封闭围堰形成临时事故废液 池，并设置能容纳一定废液的专门事故废液池，氨站围堰及事故废液池间有地下管沟相连，并设置中间阻断系统。

正常工况下，氨罐冷却废水可自流人事故废液池储存；事故状态下，含氨废水首先流人事故废液池，待事故废液池达到一定负荷后，开启中间阻断系统，可使氨站围堰形成临时事故废液 池，有效防止废水外溢。

围堰及事故废液池总容积应满足喷淋系统连续喷水1h以上不发生溢流，若水量较大溢出围堰或事故废液池，则及时封闭厂区雨水管道和污水管道，防止含氨废水流出厂外，同时要及时通知厂区周边A村、B村及C村居民。

5结语综上所述，工程贮氨区在设置自动喷淋系统、事故废液池及围堰等安全措施后，液氨罐泄漏对环境的影响可大大减轻，在采取严格的环境风险防治措施及制定相应应急预案后，其风险水平在可接受的范围之内。

(下转第66页）63红水河2017年第2期4结语针对电缆沟施工，这种模板加固方式有效地保 证了施工进度及质量；删除了对拉螺杆的切割步 骤，又起到了简化施工工艺目的，而且内部支撑体 系可以在下一个循环中重复使用，从而达到了加快 施工进度的目的。