四氟乙烯计量槽爆炸风险评价研究

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随着我国氟化工行业的快速崛起,其隐藏的安全问题成为人们重点关注的话题。由于氟化工行业中存在较多易燃易爆危险化学品,厂区内各设备装置布局复杂、间距相近,一旦发生爆炸事故,极易引发周边设备的连锁反应,造成严重后果。以某氟化工企业的四氟乙烯(TFE)计量槽及其周边场景布局为例,开展爆炸风险评价研究,为氟化工行业爆炸危险性分析的工程应用提供参考。在定性分析TFE计量槽火灾爆炸危险性的基础上,利用道化学火灾、爆炸危险指数法(F&EI)计算得出TFE计量槽安全措施补偿前、补偿后的危险等级。结果表明,TFE计量槽安全措施补偿后的危险等级可以降到可接受的程度,该方法可为降低氟化工企业装置的危险等级提供参考。运用模糊事故树分析(FFTA)法分析了TFE计量槽泄漏蒸气云爆炸事故原因,并计算得出TFE计量槽泄漏蒸气云爆炸发生的概率;根据基本事件重要度分析结果,得出TFE蒸气云爆炸的5个主要原因事件依次为泄漏的TFE达到爆炸极限、主控UPS突然断电、TFE流速过快引起的静电火花、厂内未及时通风以及TFE计量槽上阀门仪表人孔等质量缺陷。FFTA方法可指导氟化工企业人员有效识别厂区存在的安全隐患,消除或降低系统运行风险。在TFE计量槽爆炸危险性研究的基础上,运用ALOHA软件研究TFE蒸气云爆炸的规律,得出TFE计量槽在不同风速下发生连续泄漏和瞬时泄漏、以及不同泄漏量下蒸气云爆炸后果。研究结果表明,环境风速越低和TFE泄漏量越多对TFE蒸气云爆炸的影响越大,且TFE泄漏量是决定蒸气云爆炸危害后果的关键因素。根据该氟化工企业的年平均风速,得出TFE计量槽泄漏发生蒸气云爆炸后的安全距离。通过对比分析ALOHA软件模拟计算和TNT当量法计算的冲击波超压结果,在氟化工爆炸危险性分析与评价的工程应用中,ALOHA软件模拟的结果更符合实际情况。结合ALOHA软件和蒸气云爆炸冲击波扩展阈值,得出爆炸多米诺事故的扩展途径,运用冲击波扩展概率计算模型得到多米诺事故的扩展概率。运用Ge NIe软件建立了多米诺效应贝叶斯网络模型,得出一级、二级、三级多米诺场景的概率,结果表明多米诺场景每升一级,其发生概率逐渐减小。利用贝叶斯网络的证据推理能力,识别出一级、二级、三级爆炸多米诺场景最可能的扩展途径为A→D、A→D→F、A→D→F→G。通过人体脆弱性模型以及多米诺效应个人风险计算模型分析了多米诺各场景中的个人风险,验证了多米诺效应的分析结果。
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