（交通运输工程专业论文）宁波港青峙化工区散化品储运过程的安全分析与研究.pdf

y1 0 0 7 9 7 9 交通运输i 程硕l 论文 摘要 近几年来，随着宁波经济快速、健康地发展，宁波经济开发区临港化工企业 不断增多或扩建投产。宁波港青峙化工区作为配套项目于2 0 0 3 年投资建设，2 0 0 5 年投产以来，安全管理一直是企业管理的头等大事。 奉文以安全系统j 程为理论基础，针对宁波港青峙化工区，运用故障捌分析、 泄漏模拟计算以及常稳态高斯数学扩散模型，分析散化品储运过程的安全，研究 泄漏危害性和火灾爆炸危险性。在此基础上，笔者结合多年从事散化品储运安全 管理的工作经验，提出宁波港青峙化工区散化品储运过程中应采取的安全预防措 施及散化品事故应急救援参考方案。 关键词：宁波港青峙化工区，散化品，故障树分析，泄漏危害，火灾爆炸危 害，应急方案 交通运输i ：释硕i j 论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，c h e m i c a le n t e r p r i s ei nn i n g b o e c o n o m i ca n dt e c h n i c a ld e v e l o p m e n tz o n ec o n t i n a l l yi n c r e a s e s i n2 0 0 3 ， n i n g b oq i n g s h ic h e m i c a lz o n ew a sr o u n d e d s i n c ei tw a so p e r a t e di n2 0 0 5 ， s a f e t ym a n a g e m e n th a sb e e nt h em o s ti m p o r t a n t o nt h eb a s i so ft h es a f e t ys y s t e me n g i n e e r i n gt h e o r y , a p p l y i n gf t aa n d l e a k a g es i m u l a t i o na n dt h e n o r m a ls t a b i l i t yg a u s sm a t h e m a t i c a ld i f f u s i o n m o d e le t c ，c o m b i n i n gw i t ht h ep r a c t i c eo fn i n g b oq i n g s h ic h e m i c a lz o n e t h e h a z a r d sd u r i n gt h eh a n d l i n ga n ds t o r a g eo fl i q u i dc h e m i c a l si nb u l kh a v eb e e n a n a l y z e da n dt h er i s k so fl e a k a g ea n df i r ee x p l o s i o nh a v eb e e na s s e s s e d b a s e do nt h ea s s e s s m e n ta n dc o m b i n i n gw i t ht h ep r a c t i c ei nt h es u p e n ，i s i o n a n dm a n a g e m e n t ，e m e r g e n c yp r o j e c tt h a tt h ec o m p a n yp a 哪a d m i n i s t r a t i o n s h o u l dt a k eh a v eb e e np u tf o r w a r d k e yw o r d s ：n i n g b oq i n g s h ic h e m i c a lz o n e ，l i q u i dc h e m i c a l si nb u l k ，f t a r i s ko fl e a k a g e ，r i s ko ff i r ea n de x p l o s i o n ，e m e r g e n c yp r o j e c t w a n gy u e f e n g ( m t e ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rw a n g x i a oa n dj i nk a n g s h e n g 1 1 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包 含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同 志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声 明并表示了谢意。 作者签名：碰 日期： 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅； 学校可以上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、 缩印或者其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守 此规定。 作者签名：旦丑鲤导师签名：日期： 交通运输，i ：程硕 ：论文 第一章前言 1 1 宁波港青峙化工区散化品储运的现状与前景 近几年来，石化工业的进步，带动了散装液体化学品( 以下简称“散化品”) 运输 业的迅速发展。为满足水路散化品运输业发展的需求，许多国家纷纷建设散化品 专用码头，形成了一定规模的散化品运输港区，散化品码头和仓储业务也迅速发 展起来。 我国散化品水路运输业从六f _ 年代中期开始，随着国内j l ：业化的兴起逐步发 展起来。先是沿海一些大港口开始有少量的化学品进出口，七i 年代以后，我国 能源开发、石化工业和困际贸易迅速发展，液体化学品品种同益增多，人连、i 海、秦帛岛、宁波、湛江、营口等地相继开拓了散化品运输业务。 宁波港作为我国最大的进口散化品中转基地，散化品储运业务起步于1 9 8 6 年。 当时随着经济的发展和人民生活水平的提高，对液体化工原料的需求量也越来越 大，而国内由于资源和生产能力的限制，产量的增加远远赶不上需求的增加，则 需要大量进口解决。宁波在镇海港区内创建了化工区，建造了液化专用码头和储 罐区。随后国内液化品的需求量不断增加，进口量也随之迅速上升，宁波港镇海 化工区也进一步拶建，经近2 0 年的努力，宁波港镇海化t 区已建有5 万吨级液体 化工专用泊位两座，1 力吨级、5 千盹级各一座，3 0 0 0 吨级以下4 座，已形成5 0 0 万吨的年设计吞吐能力。宁波港散化品吞吐量也持续几年快速增k = ，到2 0 0 0 年液 化品吞吐量首次突破1 0 0 万吨大关，达到1 1 0 万吨。2 0 0 4 年的液化品吞吐量超过 3 0 0 万吨。 然而，随着宁波经济的快速健康地发展，宁波市经济技术开发区的合理规划， 经过近二十年的艰苦创业，已经具备火规模开发建设的总体框架，形成了良性循 环的软硬投资环境，吸引了近3 0 个国家和地区的投资，一些世界著名跨国公司已 在此投资兴办企业。特别是进入2 0 0 0 年以束，开本二菱丽阳、逸盛- h - 4 6 等一批千 万美元以上的石化项目纷纷落户宁波经济技术开发区，工业生产的良性循环已经 形成，正维系丌发区经济持续、健康地发展。 对此，宁波港镇海化工区无法满足宁波经济丌发区临港液体化工项目的原材 1 交通运输。程项十论义 料进口需求的装卸服务。在2 0 0 3 年，宁波经济技术开发区建设了宁波港青峙化工 区。2 0 0 5 年投产，为临港化工企业做好配套服务。 宁波港青峙化工区隶属宁波港北仑港区，罐区位于宁波经济技术开发区青峙 工业区，交通方便，并存多条目道和省道同宁波市褶连，沪杭莆高速公路、沿海 大道贯穿。码头位于杭州湾r 东南侧金塘水道的南岸，介于外雉山与杨公i l l 之问 的岸线上，港区距离宁波镇海区约7 公里，距离甬江入海口约1 7 5 公里。地理坐 标：2 9 。5 8 2 2 ”n ，1 2 10 4 6 4 5 ”e 。码头前沿自然泥面标高一1 5 米。地理位置见图卜l 。 宁波港青峙化工区现有一座4 万吨缴( 兼靠5 万吨) 液化专用码头，可满足5 力“吨液化船靠泊装卸：也可同时兼靠两艘5 0 0 0 吨级液化船舶。年吞吐量能力可达 到1 1 0 万吨。库区占地总面积达1 5 万平方米，目前罐区建有2 2 个储罐( 见表11 ) ， 仓储能力达1 1 6 万立方，主要装卸、仓储散化品有对二甲苯、乙二醇、丙烯腈、 苯乙烯、醋酸及醇类。 根据宁波经济技术开发区临港液体化工项目的发展计划及宁波港青峙化工区 的远景规划，宁波港占峙化工区将在2 0 0 7 年前计划再建一座4 万吨级( 兼靠5 力 吨) 专用液体化工泊位。罐区陆续建罐，最终形成拥有2 4 5 立方储罐群，年周 转量达到1 9 0 万吨。 表j - 2宁波港毒峙化工区储罐规模 序公称容积内直径 名称主要材质数量 号 f 畦 m m l对二甲苯罐1 0 0 0 0 中2 8 4 0 0q 2 3 5 一a2 z丙烯腈罐3 0 0 0 巾】6 0 0 0q 2 3 5 一a3 3苯乙烯罐5 0 0 0m 2 0 8 0 0 q 2 3 5 一a 3 4醋酸罐1 5 0 00 1 1 6 0 0o o c r l 7 n i1 4 m 0 24 5乙二醇罐1 0 0 0 00 2 8 4 0 0o c r l 8 n i 94 6醇类5 0 0 0 中2 0 8 0 0q 2 3 5a5 7醇粪l 0 0 00 2 0 8 ( ( q 2 3 5 一ai 小计1 1 6 0 0 02 2 资料来源：宁波青峙化工码头有限公司资料室 2 交通运输i ：样硕士论文 图卜1宁波港青峙化工区位置图 1 2宁波港青峙化工区总体布局 宁波港青峙化工区可分为四个功能区块：码头区、储罐区、装车区和办公辅 助区( 包括办公楼及动力、消防系统、污水处理等) ，总平面布置图见图卜2 。 码头区位置相对独立，与其它明火或散发火花的作业场所的间距大于4 0 米以 卜，与陆域储罐区的防火距离也大于1 0 0 米，满足装卸油品码头防火设计规范 的防火间距要求。码头前沿设计泥面标高为一1 4 5 米，码头标高为6 2 米，设计长 度为3 1 0 米，完伞符合5 万吨级液化专用船舶靠泊作业。而且，码头与主航道距 离合理，便于靠泊。码头设备配置也较为合理，系缆墩配置了快速脱缆钩，码头 有消防控制楼、泡沫罐和消防炮及水雾系统，对船舶或码头火灾的应急处理设备 配簧齐伞。 办公及辅助区布置存储罐区的西：i e 角，位丁全年主导风向的上风向，使办公 楼有良好的朝向，且靠近开发区的主二f 道青峙一号路。储罐区的西端布置装 车区，这有利于汽车运输，避丌了汽车进出储罐区的弊端。而码头在储罐区的北 3 交通运输i 程硕十论文 面，其管道进线均在北侧西部，储罐区输出管道均布置南端，通向装车区，既方 便码头来的管道进线，也使储罐区总体布置紧凑合理，确保安全。 图卜2宁波港青峙化工区功能区域图 1 , 3储运过程中存在的安全问题 目前散化品储运食业的日常管理一般借鉴油类运输的管理经验，科学依据不 足，对散化品事故发牛之后的应急处理都参考油品事故的预案，并根据散化品的 理化特性略作修补。但是，散化品的同有危险特性，散化品事故一日发生，则危 害范围大、危害程度深，与油品的事故的处理有所不同，安全问题更为突出。 宁波港青峙化工区从2 0 0 3 年投资建设以来，生产作业时问不长，企业的安全 管理经验有所彳i 足，安全操作人员的基本素质有待提高，安伞操作设备有待改善 和发展。从宁波港青峙化工区的牛产情况分析，安令问题主要是散化品泄漏扩散 事故及泄漏而引起的火灾爆炸、环境污染等不良后果。散化品安全事故的危害可 归结为以f 几方面： l 、发7 散化品中毒性物质的泄漏，可能造成港区中工作人员、以及当地居民 巾毒，危害身体健康。如造成火灾、爆炸，则现场人员( 包括消防人员) 的伤亡。对 4 交通运输r 稃颂十论文 相临企、i k 甚至整个宁波经济技术开发区产牛影响无法 i 量。 2 、对设备、没施( 包括船舶) 及相邻建筑物产_ i 破埘i 力、造成氽业的停产，围 家财产损坏，带来经济损失。 3 、敞化品的泄漏对附近水域的污染，对水产养殖造成重大损失。 1 4本文的研究内容 本文将对宁波港青峙化1 ：区散化品储运过程的安全分析、研究，找出散化品 的储运安全问题所在。针对这螋问题，提出储运过程中的预防措施及参考应急求 援预案。 安全分析主要是通过对装卸物料特性、工艺流程、设备状况、区域布最等因 素的综合分析，得出宁波港青峙化工区散化品安全事故的根源是泄漏，安全的最 火危害事故是火灾爆炸。那么，运用故障树理沧，对泄漏事故、火灾爆炸事故的 成因因素进行分析，找出安全隐患所在，安全工作重点。针对储运的特j j 、i ，对储 运散化品r it 毒性最大的货种丙烯腈的事故后果进行泄漏扩散模拟计赞。定量 分析泄漏的后果，确定事故发生后的危险危害区域。 在以上安全分析研究基础上，从巾找出日常安全管理工作的重点、难点，再 结合本人在储运企业多年的工作经验，运用科学的管理方法，建议采取预防措旌， 变事后处理为事先预防，避免或减少泄漏事故的发生，杜绝火灾或爆炸事件的发 生。最后，提供一份泄漏、爆炸事故发生后的应急救援参考预案，将事故的损害 或损失降至最低。 5 交通运输i 程硕 。论文 第二章故障树分析理论概述 2 1故障树分析 故障树分析( 简称f t a ( f a i l u r et r e ea n a l y s i s ) ) 是从结果到原因描绘事故 发生的有向逻辑树分析方法。这种树是一种逻辑分析过程，遵从逻辑学演绎分析 原则( 即从结果到原因的分析原则) ，把系统不希望出现的事件作为故障树的顶事 件，用逻辑“t j ”或“或”门自上而下地分析导致顶事件发牛的所有可能的直接 原斟及相互问的逻辑关系。由此逐步深入，直到找出事故的基本原因，即为故障 树的笨本事件。 故障树分析的基本程序：熟悉系统一调查事故一确定顶事件一确定目标一调 查原因事件一编制故障树一定性分析( 定量分析) 一安全评价。熟悉系统、凋佥 事故、确定顶事件、确定日标、调查原因事件是分析的准备阶段，也是分析的基 础，属于传统安全管理。编制故障树作图是分析正确与否的关键。定性分析是分 析方法的核心。 故障树分析首先由美国贝尔电话研究所于1 9 6 1 年为研究民兵式导弹发射控制 系统时提出来，1 9 7 4 年美国原予能委员会运用f t a 对核电站故障进行了风险评价， 发表了著名的托姆逊报告。我国开展故障树分析方法的研究是从1 9 7 8 年丌始 的。目前已有很多部门和企业f 在进行普及和推广工作，并已取得一大批成果， 促进了企业的安全生产。2 0 世纪8 0 年代末，铁路运输系统开始把故障树分析方法 应用到安全生产和劳动保护 二束，也已取得了较好的效果。 2 2故障树的基本内容 故障树的基本内容可分为故障树的符号、故障树的编制。 l 、故障树的基本符号 1 ) 、t , - 件符号：般用矩形符号表示顶匕事件或中f i l l 事件。将事件扼要记入 矩形框内。必须注意，顶上事件一定要清楚明了，不要太笼统。例如“爆炸蓿火 事故”，对此人们无法下手分析，而应当选择具体事故。 2 ) 、逻辑门符号：连接各个事件，并表示逻辑关系的符号。 6 交通运输l ：程硕士论文 ( 1 ) 与符号。与门连接表示输入事件b l 、b 2i 司h , j 发生的情况下，输出事件 a 才会发生的连接关系。_ 者缺一不町，表现为逻辑积的关系，即ab 1n b 2 。 在有若干输入事件时，也是如此，如图2 1 ( 1 ) 所示。 ( 2 ) 或门符号。表示输入事件b l 或b 2 中，任何一个事件发生都可以使事件a 发生，表现为逻辑和的关系即a ：b 1ub 2 。在有若干输入事件时，情况也是如此。 如图2 - 1 ( 2 ) 所示。 图2 1 逻辑门符号图 3 ) 、转移符号 当故障树规模很大时，需要将某些部分画在别的纸上，这就要用转出和转入 符号，以标出向何处转出和从何处转入。 ( 1 ) 转出符号：表示向其他部分转出，“”内汜入向何处转出的标记，如图 2 2 所示。 ( 2 ) 转入符号：表示从其他部分转入，“”内池入从何处转入的标记，如图 2 2 所示。 2 、故障树的编制程序 图2 - 2转移符号图 7 交通运输丁程硕士论文 第一步：确定顶l 事件 顶上事件就是所要分析的事故。选择顶上事件，一定要在详细占有系统情况、 有关事故的发生情况和发生可能以及事故的严重程度和事故发生概率等资料的情 况下进行，而目事先要仔细寻找造成事故的直接原因和问接原因。然后，根据事 故的严重程度和发牛概率确定要分析的顶卜事件，将其扼要地填写在矩形框内。 顶上事件也可以是在生产中已经发生过的事故。通过编制故障树，找山事故 原因，制定具体措施，防止事故再次发生。 第二步：调查分析原因 顶上事件确定之后，为了编制好故障树，必须将造成顶上事件的所有直接原 因事件找出来，尽r , t i i 不要漏掉。直接原因事件可以是机械故障、人的因素或环 境原因等。 要找出直接原因可以采取对造成顶匕事件的原因进行调查，召丌有关人员座 谈会，也可根据以往的。些经验进行分析，确定造成顶上事件的原凶。 第二步：绘制故障树陶 在找出造成顶上事件的和各种原因之后，就町以用相应事件符号和适当的逻 辑门把它们从上到下分层连接起来，层层向下，直到最基本的原因事件，这样就 构成一个故障树。 在用逻辑门连接上下层之间的事件原因时，若下层事件必须全部同时发生， 上层事件才会发生时，就用“与门”连接。逻辑门的连接问题在故障树中是非常 重要的，含糊不得，它涉及到各种事件之间的逻辑关系，直接影响着以后的分析。 第四步：审定故障树图 绘成的故障树图是逻辑模型事件的表达。既然是逻辑模型，那么各个事件之 间的逻辑关系就应该相当严密、合理。台则在计算过程巾将会出现许多意想不到 的问题。因此，对战障树的绘制要十分慎重。存制作过程中，一般要进行反复推 敲、修改，除局部更改外，有的甚至要推倒重来，有时还要反复进行多次，直到 符合实际情况。 2 3故障树定性分析 故障树分析的任务是求出故障树的全部最小径集或最小割集。结构重要度分 8 交通运输i ：样颂士论文 析是假定各种基本事件发生概率相等的情况下，分析各基本事件对顶事件的影响 程度。这就是一种定性分析。 1 、最小割( 径) 集的求法 最小割( 径) 集的常用求法是布尔代数简化法。布尔代数简化法的理论依据 是：布尔代数化简法中的“+ ”和结构式中的“u ”是一致的。这样，用布尔代数 化简法，最后求出的若干事件逻辑积的逻辑和，其中，每个逻辑积就是最小割集。 现在以图23 为例，对最小割集进行化简。 图23 故障树示意图 t = a 1 + a 2 = x 1 b 1 x 2 + x 4 b 2 = x l - ( x 1 + x 3 ) x 2 + x 4 ( c + x 6 ) = x l x l x 2 + x l - x 3 x 2 + x 4 ( x 4 x 5 + x 6 ) = x l x 2 + x 1 x 2 x 3 + x 4 x 4 x 5 + x 4 x 6 = x 1 x 2 + x l x 2 x 3 + x 4 x 5 + x 4 x 6 = x l x 2 + x 4 x 5 + x 4 x 6( 2 - 1 ) 求最小径集是利用它与最小割集的对偶性，首先作出与故障树刘偶的成功树， 就是把原来故障树的“与门”换成“或i 、j ”，“或门”换“与门”，各类事件发生换 成不发生。然后，求m 成功树的最小割集经对偶变换后就是故障树的最小径集。 图23 的故障树为例，其对偶的成功树如图24 所示。用t 、a 1 、a 2 、b 1 、 b 2 、c 、x 1 、x 2 、x 3 、x 4 、x 5 、x 6 分别表示各事件t 、a 1 、a 2 、b 1 、b 2 、 c 、x 1 、x 2 、x 3 、x 4 、x 5 、x 6 不发生。用布尔代数化简法，求最小径集： q 交通运输i + 程硕t 论文 t = a 1 a 2 7 一( x l + b 1 + x 2 ) ( x 4 + b 2 ) = ( x 1 + x l x 3 + x 2 ) ( x 4 + c x 6 ) 一( x l + x 2 ) x 4 + ( x 4 + x 5 ) x 6 = ( x l + x 2 ) ( x 4 + x 4 x 6 + x 5 x 6 ) = ( x 1 + x 2 ) ( x 4 + x 5 x 6 ) = x l x 4 + x l x 5 x 6 + x 2 x 4 + x 2 x 5 x 6 ( 2 2 ) 这样，就得到成功树的四个最小割集，经对偶变换就是故障树的四个最小径 集，即 t 一( x 1 + x 4 ) ( x 1 + x 5 + x 6 ) ( x 2 + x 4 ) ( x 2 + x 5 + x 6 )( 23 ) 每一个逻辑和就是一个最小径集，则得到故障树的四个最小径集为 x 1 ，x 4 ， x 2 ，x 4 ) ， x l ，x 5 ，x 6 ) ，f x 2 ，x 5 ，x 6 ) 图2 4故障树对偶的成功树图 2 、结构重要度分析 结构重要度分析是结构重要度分析是先求最小割( 径) 集，再利用最小割( 径) 集进行各基本原因事件结构重要度排序。具体如下： 1 ) 、求最小割集或径集 一般而言，故障树中或门越多，得到的最小割集就越多，这个系统也就越不 安全。对于这样的故障树最好从求最小径集着手；故障树l 与门越多，得到的最 1 0 至望竺笙：! 至! 堡主笙寥 小割集的个数就较少，这个系统的安全性就越高。对于这样的故障树最好从求最 小割集着手。 2 ) 、看频率 当最小割集中的基本事件个数不等时，基奉事件少的割集中的基本事件比基 本事件多的割集中的基本事件结构重要度大。 3 ) 、看频数 当最小割集中基本事件的个数相等时，重复在各最小割集巾出现的基本事件， 比只在一个最小割集巾出现的基本事件结构重要度大：重复次数多的比重复次数 少的结构重要度大。 4 ) 、求某个基本事件的结构重要系数 某个基本事件的结构重要系数的求法为： i - e1 2 一1 ( 2 4 ) f i ( i ) 第i 个最小割集中的基本事件个数 j x 事件出现的次数； 根据各基本事件的结构重要系数的大小，排序结构重要度大小。 分析结构覃要度，排出各种基本事件的结构重要度顺序，可以从结构上了解 各基本事件对顶上事件的发生影响程度如何，以便按重要度顺序安排肪护措旌， 加强控制，也可以依此顺序编写安全检查表。 交通运输工程硕士论文 第三章宁波港青峙化工区储运现状安全分析 3 1气象条件 宁波港青峙化工区位于宁波北仑区，属亚热季风气候，温和湿润。夏季多陈 雨，湿润且较热，冬季少雨，干燥而寒冷；冬季受北方冷空7 i 影响，气温较低， 最低气温可达6 6 。c ，夏季受副热带高压控制，天气炎热，极端最高7i 温可达3 8 。c 以卜。春秋季雨量均衡，冷热适中；春术夏初为梅雨季节，7 8 月份受负高压控制， 天气晴热；地处沿海，受海陆风影响比较明屁；秋季多陈雨和台风，台风期问常 受太平洋气流的台风影响，期间伴有大风和暴雨，雨量集中，且强度大。 年平均气温：1 6 3 。c ；极端最高气温：3 8 5 ；极端最低气温：一6 6 。 年平均相对湿度：7 9 ；年平均气压：1 0 1 4 h p a 。 全年主导风向：e s e 向，频率占1 5 ；n w 向平均最大风速1 9 8 m s 。夏季丰 导风向：e s e 。 以上气象条件分析，宁波港青峙化工区的装卸最佳时间为春秋季节，气温适 宜，适合对二甲苯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸等温度要求高的物料的装卸生产。而 夏季气温较高，苯乙烯、丙烯腈要注意避高温，以防发生聚合反应：冬季要当心 醋酸、对二甲苯等高熔点货物的伴热，如处理不当就会引起局部管道内物料冻结 而造成膨胀泄漏。在台风期间要注意台风影响带来的安全隐患或安全事故。 3 2主要散化品的理化特性 散装液体化学品系指除了石油和类似石油的易燃品( 包括成品油和液化气) 以外，具有火灾、反应、健康危害、空气污染和海洋污染等一种或一种以 ：的危 险性的液体化学品( 以下简称散化品) 。所谓“散装”系指不加任何中间形式的罔 护，直接灌装到构成船体结构部分的液货舱或者灌装到永久性固定在船上的液化 舱内。 宁波港青峙化工区储运的散化品品种相对固定，主要有对一甲苯、丙烯腈、 醋酸、苯乙烯、乙二醇及甲醇。为更好地分析储运过程的安全因素，对装卸货物 的危险特性进行分析。 1 2 交通运输i 程硕十论文 1 、易燃性：本区域储运的主要货种均为可燃物质，闪点低，挥发性强，在空 气中只要有很小的点燃能量就会闪光燃烧，而且燃烧速率快，是燃烧危险性较大 的货种。具体闪点见表3 1 。 2 、易爆性：可燃性物质的蒸气与空气混合后，有可能形成爆炸性混合气体， 若遇有一定能量的点火源便会发生爆炸。爆炸极限范围越宽、爆炸下限浓度越低， 爆炸危险性越人。主要货种的爆炸极限见表3 - i 。 3 、毒性：散化品的一个重要特性是毒性。根据职业性接触毒物危险程度分 级可将各货种的危害分为轻度、中度、高度、急度危害。本区域储运货物中丙 烯腈的毒件最大，为b 级剧毒品。内烯腈的毒作用类似氢氰酸，为窒息件化学物， 对眼和 ：呼吸道粘膜有刺激作用，对呼吸中枢有麻醉作用。具体毒性见表31 。 4 、易挥发性：本区域储运的货种具有强蒸发特性。表31 列出了有关蒸气压 数据。蒸气压较高的液体，蒸气压越大，表明其蒸发性越强，危险性也越大。影 响蒸气压的主要因素是温度。温度升高，蒸气压则增大。为此装载敝化品的容器( 储 罐、槽车、桶等) 除应具有足够的强度，防止容器胀裂之外，还要注意隔绝热源。 5 、易积聚静电性：经研究表明，电阻率在1 0 ”。i 0 “qc m 范围内的液体容易 产生和积聚静电，且不容易消散。苯、二甲苯、苯乙烯等均易产生静电积聚。据 有关资料表明静电的产生和积聚量的大小与管壁的粗糙度、流速、运送距离、设 备的导电性能等诸多因素有关。静电危害是散化品储运过程中导致火灾爆炸的一 个重要原因。 6 、易扩散、流淌性：散化的朱1 i 度一般较小，一旦“漏容易流淌扩散，蒸发速 度随其扩散表面积的扩大而增加。蒸气与空气混合，极易发生燃烧爆炸，造成环 境的污染影响人类健康。散化的蒸气也据有流淌性，其密度一般比空气重、容易 滞留在地表、水沟、下水道及凹坑等低沣处，并贴着地面流向远处，往往在预想 不到的地方引起火灾、爆炸或中毒事故。表3 一l 是对= 甲苯、丙烯腈、苯乙烯、 醋酸、乙二醇、甲醇与水及其蒸气与空气比较的相对密度。 7 、聚合性：本区域储运的主要货物中，丙烯腈、苯乙烯就易发生自身聚合反 应、结晶。因此，在运输和储运作业中，加入阻聚荆，抑制聚合反应，避免r 光 照射；控制温度，事先确定好温度超过标准时应采取的措施。 1 3 交通运输工程硕十论文 表3 - 1主要储运货种的有关特性参数 类别对二甲苯丙烯腈苯乙烯醋酸乙二醇甲醇 闪点 2 7一1 03 1 14 2 81 1 61 1 1 危险性 二级二级二级二级二级二级 等级 爆炸l ：限v 1 13 o 1 15 8 6 7 爆炸下限v 7 o1 7 o6 11 4 43 6 o 毒害程度中度危害极度危害极度危害轻度危害 轻度危害中度危害 2 0 蒸气压 1 31 3 31 3 31 56 2 11 6 6 k p a 相对 液 0 8 50 8o 91 01 1 20 8 密度 7 i 3 6 61 8 33 62 12 11 i 3 3储运工艺安全分析 储运工艺流程包括散化品储存和装卸两方面的生产过程，其主要流程为六类 如下，町见图3 1 、图3 2 。 1 、卸船流程1 ；船一输油臂( 软管) 一物料管一交换坑一储罐 2 、卸船流程2 ：船一输油臂( 软管) 一物料管一交换坑一外界企业 ： 、装船流程：储罐一输送泵一物料管一交换坑一物料管一输油臂一船 4 、装车流程：储罐一输送泵一物料管一鹤管一汽车槽车 5 、管输流程：储罐一输送泵一物料管一外界企业 6 、倒罐流程：储罐一输送泵一物料管一交换坑一储罐 1 4 交通运输l ：稃硕士论文 图3 - 1工艺流程示意图 码头停靠船媲 fj 、 卜 交换坑i 输送泵 储鳢 1，上 ， 装车台外界企业 图3 - 2 生产区域流程图 1 5 交通运输i 样硕十论文 储运工艺凶地制宜选用了技术先进、安全町靠、能耗低下、操作方便的_ i ：艺 设备。船与岸上的物料管线连接采用输油臂或金属软管( 当接卸大宗危险物料时 采用输油臂) ，并配有紧急切断阀；所有管道的管材根据物料性质的不同，分别选 用无缝钢管及不锈钢管，这样就保证了物料与管道的相匹配；无缝管及管架均考 虑防腐措施；物料输送过程中对需要伴热的物料采用蒸汽伴热来补充其在运输过 程中散失的热量，维持流动介质合理的工艺温度；管道补偿采取自然补偿和波纹 补偿器相结合，避免了管道冈受温度影响，热胀冷缩时使管道或附件受损。 储运主要采用管道输送方式，密闭性能较好，防止散化品泄漏。在每次卸船 结束后，采用氮气刑输油臂( 软管) 进行清扫，这样。j 减少了物料的灌桶量，降 低了对作业人员的危害稗度；装刨作业完成后，利用氮气为动力，驱动p i g 器， 使管内残余物料扫入储罐，这样既j 清洁管线，为改变管内输送的物料作准备， 又减少了平时由于物料留往管路内因跑冒滴漏而造成的潜在危险及对作业人员的 危害。 储罐均为钢制拱顶罐，根据物料的性质，分别采用不同的结构有效地减少了 散化品蒸汽损耗及污染，降低了发生火灾爆炸的可能性及蒸汽对操作人员的危害。 如对二甲苯罐则用g , j 浮盘；醋酸罐用氮封保护；丙烯腈罐则用内浮盘加氮封保护。 储罐废气、装车台的废气，集中送至废气冷冻回收装置，减少环境污染。流 程示意图见图3 3 。 图3 - 3装车回气循环流程示意图 采用先进的生产监控系统，监测储罐液位、温度、流量及输送泵的压力，采h ! j 就地显示与集巾检测相结合，并选用国外一些先进的远传仪表及电视隘控系统， 交通运输。t 程硕士论文 提高了自动化管理水平，确保了安全生产。 虽然以上工艺安排既保证f 常装卸作业安全、高效，又兼顾了经济、合理。 但是，安全隐患仍存在。软管( 输油臂) 的拆卸时就有物料泄漏或静电聚积的可 能；p i g 清扫管线丁艺就要打丌管线盲板，则就有物料泄漏的可能：储罐进料时 呼吸阀或通气孔就有散化晶蒸气溢出；还有，突出事故中，装卸船作业时软管破 裂就有物料溢出。 3 4主要设备设施安全分析 宁波港青峙化工区散化品储运的主要设备有储罐、管道、自控系统、电气装 置、消防系统、污水处理系统。 1 、储罐 本区域的储罐均为地上钢质拱顶储罐，根据贮存的物料的相容性采用的钢材 是碳钢或不锈铡。并且视物料的性质，储罐采用了内浮顶罐或氮封罐，或罐内有 加热器，有些还用保温材料。罐顶采用呼吸阀，减少散化品蒸气的挥发减少污染。 具体见表3 - 2 。储罐外壁都经喷砂处理到s a z l 2 级，采用防腐措施，有效地避免 和减少因腐蚀而造成的泄漏事故。储罐配有液位检测、温度检测、液位报警等仪 表设备，这将有效地控制大量泄漏的事故。 表3 - 2储罐参数一览表 序号物料名称储罐材料储罐结构其它参数 1对二甲苯 q 2 3 5 一a内浮盘、伴热压力：0 2阿烯腈q 2 3 5a内浮盘、氮封压力：4 9 0 9 8 1 p a 3 醋酸 o o c r l 7 n j l 4 m 0 2氮封、伴热压力：一4 9 0 、1 9 6 2 p a 4苯乙烯 q 2 3 5 一a氮封压力：- 4 9 0 1 9 6 2 p a 5乙二醇 o c r l 8 n i 9氮封压力：- 4 9 0 1 9 6 2 p a 6甲醇 q 2 3 5 一a内浮盘压力：0 资料来源：宁波青峙化工码头有限公司资料室 2 、管道 所有管道均为铡质管道，采用的材质与储罐选材相同。管线均采用了地上架 空明敷方式，管道支架、支墩等构筑采用的是不燃性材料，管道补偿采取自然补 1 7 交通运输i ：程硕十论文 偿和波纹补偿器。对于专用的物料管，都设有明显的品名标志：设置保温层或伴 热管道，都采用不燃性材料硅酸铝制品，并用0 5 m m 铝皮作保护层，以防止 保温层损坏；除了需要拆卸点用法兰连接外，其余均采用焊接连接，并考虑静电 接地。 3 、自控系统及电气装置 为保证本区域安全，提高管理水平和生产效率，采用了分散型控制系统，配 合高精度测景仪表，对主要工艺参数进行实时采集，汇总处理及白动控制，其主 要特点有：因本区域装卸储运的物料是具有易燃、易爆及一定腐蚀性的特点，所 选用的仪器仪表均为防爆型；采用独立的进口火灾报警控制系统，保证消防用水 系统供应，控制消防喷淋系统工作；自动控制系统和安全保护系统的设置，不但 可提高工作效率和管理水平，减轻作业人员的劳动强度，更能保证罐区和码头的 生产得以安全可靠地运行，把人为因素造成的不良影响降低到尽可能低的水平， 可有效地防止泄漏事故、火灾爆炸事故及设备损坏事故的发生。 4 、防雷防静电 为防雷防静电，输油臂、管道和钢引桥等装卸设备及金属构件均进行电气连 接，并设置防雷防静电接地装置：罐区内所有储罐体作为接闪器，直接与接地网 相连，接地系统采剧心一c - s 接地系统，接地电阻不大于l oq 。同时，码头和罐区 防火堤的入口处应设置消除人体静电的装置；码头装卸船有防静电接地装置；装 午台处设有槽车跨接的接地装置。 5 、消防系统 根据储运物料丰要为：对二甲苯、丙烯腈、醋酸、苯乙烯、乙二醇和醇类， 物料由管道密闭输送，其中对二甲苯、丙烯腈等火灾危险性类别为甲类，则消防 系统按甲类危险品要求设计( 设备的具体分布见表3 3 ) 。设有专用消防系统网， 有三台消防水泵( 二丌一备) ，i 台泡沫泵( 二丌一各) 。罐区设置d n 3 5 0 环状消 防水管网，设置d n 2 0 0 环状管网，供储罐消防用水及泡沫混合液，并按规范要求 在环网i ：设置消火栓，消防炮。码头设有三台消防水炮及三台泡沫炮，带有远控 系统。码头与罐区分别设置泡沫灭火系统，分别设有泡沫罐和泡沫比例混合器。 泵房、装车台为甲类生产场所，属一级火灾报警系统保护对象装设火灾报警系统， 在爆炸危险场所选用防爆报警按钮。可燃气体报警器，采用了集中报警，集中联 1 8 交通运输r ：科硕十论文 动方式，消防报警控制器设在门卫、泵房、装车台、办公楼安装火灾探测器及报 警按钮，如发生泄漏可及时报警，可在尽短的时间内应急处理。以上消防设备设 施为散化品的安全储运提供了保障。 6 、污水排放系统 本区域的生产过程中会产生大量的生产、生活污水及受污染雨水，为防止污 水所带来的污染及危害。宁波港青峙化工区污水实行分流排放；码头装卸区、阀 门区域设局部封闭围坎，收集初期雨水及围坎内的冲洗污水，用泵打回后方库区 污水罐区；储罐区初期1 0 分钟雨水及事故排水和生产废水合流厉，排入污水罐； 罐区排水管在防火堤外设有水封装置及控制阀门，防火堤内的雨水收集后进入污 水池并用泵打入污水罐。这样，基本上保证了污水的污染。 主要设备设施的设计合理，产品选用了先进可靠。但是，安全隐患仍有存在。 储罐就有地基下沉、罐体焊接有缺陷、高液位报警器失灵等意外，都有可能造成 物料的大量泄漏；白控系统管理不当，就有可能罐区报警器误报或不报而大量物 料泄漏事故的发生；储罐的清洗仍有废气散发和污水泄漏的叮能；避雷装置失效 则罐体接引雷击着火或爆炸的可能。还有在储运过程中，不可避免需要进行设备 定期检修，检修中涉及动火、进罐作业、高宅作、队动土作业、贮罐清洗和管道 ( 罐) 的涂装等作业，这些作业中如不按操作规程进行，均存在职业危害隐患。 3 5 管理制度的安全分析 宁波港青峙化工区在投前，所有操作人员进行了为期一个月的安全理论培训， 为期五个月的实践操作培p ij ，都取了应有操作上岗证书。管理制度也全面制订。 但是，班组配合不够默契；设备试行存在缺陷；制度管理仍有盲区，安全管理有 待完善。如防爆区域内手机使用的管理不严，车辆的进出管理不严；危险区域内 动火作业有待进一步控制。操作人员操作技能还有待提高，有些操作人员对设备 的使用不够熟练，制度的编著还不够齐全，应急预案还不够完整。以上现象都有 可能造成没备故障或跑冒滴漏事故发生，甚至发生火灾爆炸的危险。因此，安全 管理不容乐观。 3 6 安全分析结论 1 9 交通运输i 程硕十论文 通过对宁波港青峙化工区储运现状的上述分析，可得出以下结论： l 、宁波港青峙化工区储运的散化品大多数具有易燃、易爆、有毒等危险危害 特性。 2 、宁波港青峙化工区储运过程的主要危险是泄漏扩散危险、火灾爆炸危险。 3 、工艺流程合理，设各没施先进，但是若安全管理制度不到位，个别操作人 员存在不安全行为，安全事故仍有发生可能。 4 、宁波港青峙化工区的安全需要进一步分析研究，采取预防措施，杜绝事故 发生。 2 0 交通运输一程硕1 ：论文 表3 3消防系统设备设施一览表 序号设备名称 规格型号单位数量位置 1 消防水罐3 0 0 0 m 个2 消控楼北面 2 消防水泵x b d l 6 1 2 0 一p d 3 消防泵房 3 稳压泵 1 消防泵房 4 泡沫比例慨合器 p h y z 4 8 5 5 套 3 消防泵膀 5 泡沫罐8 m 3 个 3 消防泵房 6 泡沫比例混合器p h y z 8 0 5 0 套 2 码头消防平台 7 泡沫罐5 m 个 2 码头消防平台 8 室外消火栓4 “6 l 套 1 4 码头及引桥 9 室外消火栓d ”6 ” 套 5 4 库区 l o 室内消火栓 套 2 4 办公楼 1 1 消防车 辆 1 办公楼旁 1 2 消防水带 2 0 米 根1 0 0库区 13 远控嗍定式消防炮 7 5 m6 码头 1 4 移动式 l j j 防炮2 码头 15 消防炮门 1 6 罐区 1 6 闯定式水幕系统 q s = 5 4 l s 套 1 码头 1 7 于粉灭火器m f a 个 1 2 0 码头及库区 18 手推式泡沫灭火车 辆 4 码头前沿 1 9 火灾报警控制盘 套 1 控制室 2 0 智能式川燃气体探测器g d x l e l只2 3 码头及库区 2 l 手动报警按纽个 7 l 码头及库区 2 2 火灾报警控制器 j b - q g - g s t 5 0 0 0 1 消控楼 控制室、消防泵膀 2 3 消防g 川【b 话5 及各变配电所 2 l 交通运输t 程硕士论文 第四章宁波港青峙化工区储运过程的危险性分析 4 1泄漏故障树分析 散化品泄漏扩散事故与火灾、爆炸、中毒等事故是紧密联系在一起的。宁波 港青峙化工区储运过程巾，码头装卸区的软管及大量管道，设备密度较大，加之 作业频繁，在常年的生产过程中发生泄漏扩散事故的可能性较火。因此，对散化 品泄漏事故应给予高度莺视。下面应用故障树分析进行泄漏事故致因分析。 1 、建立大量泄漏的故障树图，见图4 - 1 2 、求出全部最小径集 t = a 1 + a 2 - ( b i + b 2 + b 3 ) f i + ( b 4 + b 5 + b 6 ) c = x l + ( x 2 ( x 3 + x 4 ) ) a b + ( x s + x 6 + x 7 ) + ( x 8 + x 9 ) + x l o x l l + ( x 1 2 + x 1 3 ) a + ( x 1 4 + x 1 5 + x 1 6 + x 1 7 ) a + ( x 1 8 + x 1 9 + x 2 0 + x 2 l + x 2 2 + x 2 3 x 2 4 + x 2 5 + x 2 6 ) + ( x 2 7 + x 2 8 x 2 9 ) + ( x 3 0 + x 3 1 + x 3 2 + x 3 3 ) c - x 1 a b + x 2 x 3 a b + x 2 x 4 a b + a x 5 + a x 6 十a x 7 + a x 8 + a x 9 + a x l o x l l + a x l 2 + a x l 3 + a x l 4 + a x l 5 + a x l 6 + a x l 7 + c x l 8 + c x l 9 + c x 2 0 + c x 2 1 + c x 2 2 + c x 2 3 x 2 4 + c x 2 5 + c x 2 6 + c x 2 7 + c x 2 8 x 2 9 + c x 3 0 十c x 3 l + c x 3 2 + c x 3 3( 41 ) 该故障树共有2 9 个最小割集。 利j f j 最小割集进行各基本原因事件结构重要度分析： 1 ) 、事件a 在最小割集中出现次数最多达1 5 次，事件c 在最小割集中出现次 数第二，达到】4 次。结构重要度系数为此两事件最大。 2 ，、x 5 、x 6 ，x 7 、x 87x 9 ，x 1 2 、x 1 3 ，x 1 4 ，x 1 5 ，x 1 6 ，x 1 7 、x 1 8 ，x 1 9 、x 2 0 、 x 2 1 、x 2 2 、x 2 5 、x 2 6 、x 2 7 、x 3 0 、x 3 1 、x 3 2 、x 3 3 都出现在含有两个基本事件最小 割集中且出现次数相等，其结构重要度系数相等为1 2 = 0 5 。 3 ) 、b 事件出现的次数为3 次，结构重要系数为：1 2 2 + 1 2 3 2 = 0 5 。 4 ) 、x l 、x i o 、x ll 、x 2 3 、x 2 4 、x 2 8 、x 2 9 都在三个基本事件最小割集中出现 了一次，其结构重要系数相等为：1 2 2 - 0 2