11环境风险评价评价原则11.1.1评价目的1.结合本工程主要建设内容,分析生产过程中存在的潜在危险及有害因素,判别本项目火灾、爆炸、泄漏等风险的种类、发生原因及几率。
2.根据本项目所采用生产工艺,涉及物料的性质及成份,以及产品特点等因素,识别本项目风险评价重点和主要风险评价因子。
3.计算主要事故污染物排放量,预测环境风险的影响程度和范围。
4.针对本工程总图布置及生产操作情况和周边环境概况,特别是敏感因素分布情况,提出相应可行的风险防范、应急和减缓措施。
11.1.2评价重点本次风险评价重点关注工程潜在风险事故的出现对厂址周围厂界外环境的影响程度和影响范围,并与正常生产相比,说明环境影响的变化程度,提出可行的防护措施。
风险识别11.2.1风险识别的范围和类型本次评价风险识别范围主要从生产设施风险识别和生产过程所涉及的物质风险识别两方面着手。
其中生产设施风险识别包括主要生产装置和贮运系统两部分。
其中,主要生产装置包括液化天然气的脱碳单元、脱水脱汞单元、液化单元以及冷剂循环系统,以及加气站的LNG潜液泵撬装置、加气机。
贮运系统包括原料和产品两方面。
物质风险识别着重于原料煤层气、冷剂(乙烯、丙烷、异戊烷)、产品液化天然气(LNG)和重烃。
通过对主要生产装置、生产过程的分析,结合原料、中间产品、最终产品的物性及特点,本项目常见的风险类型主要包括火灾、爆炸和泄漏三种类型。
生产设施物质风险识别的具体分析结果详见表。
11.2.2物质危险性识别根据风险评价导则,综合考虑本项目涉及物质特性,最终确定本项目环境风险评价因子为LNG和异戊烷。
本项目主要物料的性质与火灾危险性类别见表,主要物料的理化性质、毒性及危害性见表。
表风险识别范围及类型分析表表主要物料燃烧性质与火灾危险性表主要物质的物化性质、毒性及危害性11.2.3生产设施风险识别11.2.3.1爆炸事故风险识别爆炸事故多发生在贮存或运输高压高温物料的设备,因爆炸后设备中贮存的物料将在短时间内释放,会形成瞬间高浓度区,对周围环境和人群健康威胁较大;就排放量而言,爆炸后外排污染物数量和组成视发生爆炸设备的部位不同而不同,即使是同一设备事故,也可因不同的操作状况而产生不同的影响。
爆炸事故发生的原因主要有以下几个方面:1.由于生产过程中可燃物料在操作不当混入空气后,造成可燃物料在设备或管道内的爆炸事故;2.可燃物料泄漏时与空气混合发生爆炸或因气体高速喷出摩擦产生静电而导致火灾或爆炸发生;3.设备老化、维修不善和违章操作也是事故发生的主要原因;4.生产过程中反应器操作温度控制不当,设备超压后卸压不及时也会引起生产装置的爆炸事故发生。
根据国外对化工生产事故的多年统计资料分析,化工生产中极端事故发生概率相对较小,极端事故概况统计见表。
表极端事故概率表国内企业爆炸事故统计结果见表。
表着火爆炸事故分析表11.2.3.2物料泄漏风险识别根据生产物质危险性分析和以往事故调查,物料输送管路系统及贮运系统是最有可能发生泄漏的地方。
物料泄漏产生的直接后果为泄漏物料通过蒸发扩散至外环境,处理事故时泄漏的液体进入水体等,这些情况都可能造成较为严重的环境危害,甚至威胁到周边居民的安全。
1.煤层气输送管路系统事故煤层气送管道与设备相连接的法兰、接头、弯头产生松动、脱落或管口焊缝开裂造成的泄漏。
2.储运系统事故主要包括贮存容器破裂造成的泄漏,各类接头破裂产生的泄漏。
罐体和罐区是重点防范的主要区域。
罐体发生泄漏、爆炸的原因有以下几个方面:罐体较大泄漏、爆炸:由于罐体锈蚀、地震或其它自然原因造成罐体变形泄漏,有可能造成对周围环境的严重污染,危及当地人畜的健康和安全,甚至可能发生爆炸和火灾,造成重大损失。
当人为管理不当或疏忽时也可能造成上述后果。
发生此类事故持续时间较短、源强较大。
类比国内外其他生产厂家,该种事故发生概率极小。
罐体较小泄漏:贮存过程造成的污染,主要为贮罐破损或装罐过程产生的污染。
在加强管理和定期检查的情况下,贮罐破损事故可基本消除,但装罐过程泄漏现象不可避免。
因此装罐过程中的泄漏是主要的泄漏源,主要产生于管理不当或罐体老化在管道接口处有较小泄漏,会对生产工人造成危害,严重者中毒。
罐区事故风险:生产过程中由于管理不善、设备失修、意外跳闸、仪表失灵、技术水平低等原因,可能有个别处发生跑冒滴漏现象,会对工人有不利影响,甚至引发中毒,也可能在某死角集聚发生火灾或爆炸。
11.2.3.3废水事故排放废水事故排放主要表现在3个方面:1.废水处理装置故障无法处理生产废水,导致污水超标排放;2.初期雨水未经收集处理便直接外排;3.发生火灾时大量消防废水外排。
重大危险源判定根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)和《建设项目环境风险评价技术导则》附录A1表2、表3、表4,对本工程潜在的危险单元进行判断,确定LNG储罐和异戊烷储罐为重大危险单元,分析内容见表。
表重大危险源分析表区域环境敏感特征识别根据《建设项目环境影响评价分类管理名录》中有关环境敏感地区的特征描述,结合本工程环境风险评价区域范围的环境特征,对区域环境敏感因素特征进行分析并予以识别。
识别结果见表。
表区域环境敏感特征分析与识别由上表可知,本工程区域环境风险关注的环境敏感因素包括厂址周边村庄等人口密集区,主要涉及大气环境和地表水环境的敏感问题。
为此,环境风险评价主要针对大气环境和地表水环境展开。
评价等级与范围按照《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T169-2004)规定,依据项目涉及的有毒及易燃易爆物质危险性识别,本项目的液化天然气和异戊烷属于“导则”附录A中表3所列的易燃易爆物质,结合项目功能单元重大危险源判定结果,以及环境敏感程度等因素,将环境风险评价工作确定为一级。
确定本次工程环境风险评价范围为以LNG储罐为中心,距离5.0km范围。
源项分析11.6.1风险源项通过对国内外同类装置事故统计资料的分析,类比确定本工程可能发生的事故类型、发生概率和事故源强。
11.6.2可能产生的事故及原因简析本项目主要风险类型及原因见表。
表本项目主要风险类型及原因表11.6.3最大可信事故分析及确定LNG储存场地随着防灾技术的不断提高,事故率及作业伤亡人数在不断降低。
以一亿工作小时事故死亡人数比较,远低于建筑业和矿业等。
虽然如此,因燃料引发的事故发生率仍然较高。
储罐区是事故较常发生的地方。
储罐区的事故主要是因泄漏和火灾等。
根据国内外储罐事故概率分析,储罐及储存物质发生火灾爆炸等重大事故的概率为×10-5次/年。
根据以上,确定本项目最大可信事故为——LNG泄漏后引起的火灾爆炸影响,通过事件概率类比,确定LNG 发生火灾爆炸事故的概率为×10-5次/年。
本工程最大可信事故类型及概率见表。
表 最大可信事故及发生的概率11.6.4泄漏液体计算储罐泄漏本次项目拟建设2台5000m 3LNG 储罐,在此设想储罐发生破裂泄漏,泄漏时间为10分钟。
只要储罐区周围按规范要求设有防火堤和分隔堤,而且堤内体积大于对应储罐的容积,所有泄漏物品将会限制在防火堤内,可以全部截留和回收,不会进入雨水管道或外泄入地表水体从而危害水环境。
因此罐区泄漏事故的可能影响的对象是大气环境质量。
本工程贮存的LNG 在10kPa 下贮存,其状态为液态,由于液化天然气的泄漏往往发生在贮罐的液相空间,这将导致气、液两相泄漏。
泄漏速度按《建设项目环境风险评价技术导则》附录公式计算:Q LG =C d A[2ρm (P-P C )]1/2式中:Q LG ―两相流泄漏速率,kg/s ; C d ―两相流泄漏系数,可取; A ―裂口面积,m 2;P ―操作压力或容器压力,Pa ; P C ―临界压力,Pa ,可取P C =;ρm ―两相混合的平均密度,kg/m 3,由下式计算:2VV m F -1F 1ρρρ+=1 式中:ρ1―液体蒸发的蒸汽密度,kg/m 3;ρ2―液体密度,kg/m 3;F V ― 蒸发的液体占液体总量的比例,由下式计算:()H T T C LG -=p V C F式中:C P ―两相混合物的定压比热,J/(kg ·K ); T LG ―两相混合物的温度,K ;T C ―液体在临界压力下的沸点,K ; H ― 液体的气化热,J/kg 。
由以上公式计算出的LNG:Q LG =8.8kg/s 。
LNG 储罐泄漏源强参数列于表表 LNG 储罐泄漏源强参数一览表2.异戊烷储罐泄漏本工程贮存的异戊烷贮存压力为,异戊烷在常温下为液体,故贮罐泄漏为液体泄漏,液体泄漏速度按《建设项目环境风险评价技术导则》附录公式计算:ghP P A C Q dL 2)(20+-=ρρ式中:Q L ―――液体泄漏速率,kg/s ; C d ―――液体泄漏系数,此值常用~; A ―――裂口面积,m 2; P ―――容器内介质压力,Pa ; P 0―――环境压力,Pa ;g ―――重力加速度,m/s 2;ρ―――液体的密度,kg/m 3;h ―――裂口之上液位高度,m 。
由以上公式计算出的Q L =6.77kg/s 。
异戊烷储罐泄漏源强参数列于表表 异戊烷储罐泄漏源强参数一览表11.6.5泄漏液体蒸发量计算贮罐泄漏由于LNG 在常温常压下为气体,一旦泄漏到空气中会在常压下迅速蒸发,并扩散到大的空间范围,因此假定LNG 在泄漏时全部蒸发,而不考虑形成液池。
2.异戊烷贮罐泄漏异戊烷常温常压为液体,发生泄漏后,受围堰阻挡,形成液池。
由于异戊烷的沸点高于环境境温度(20℃),故蒸发时只考虑质量蒸发。
质量蒸发速度按下式计算:()()()()()nn n n r T R M p a Q +++-⨯⨯⨯⨯⨯=2/42/203/μ式中:Q 3——质量蒸发速度,kg/s ;α,n ——大气稳定度系数,见《建设项目环境风险评价技术导则》附录表A2-2;p ——液体表面蒸气压,Pa ; R ——气体常数;J/mol ·k ; T 0——环境温度,k ; u ——风速,m/s ; r ——液池半径,m 。
由以上公式计算出的异戊烷:Q 3=1.6kg/s 。
11.6.6 事故伴生/次生污染分析由于天然气属于易燃易爆且无毒类的物质,所以本次风险预测主要考虑LNG 储罐泄漏后遇明火引起火灾所产生的次生灾害对环境的影响,本次LNG 储量为4370吨,储量较大,因此发生火灾事故在氧气缺少的情况下,不完全燃烧产生大量的有毒有害气体,而本次预测主要考虑不完全燃烧产生CO 对周围环境的影响。
在计算式LNG 储罐泄漏面积按管径彻底断裂计算。
面积为78.5cm 2。
火灾伴生/次生中一氧化碳产量的计算: G co =2330qC式中:G co ―――氧化碳的产生量,g/kg ; C ―――物质中碳的质量百分比含量,%; q ―――化学不完全燃烧值,%。