复杂地形天然气净化厂脱硫装置泄漏事故模拟及危害评价

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含硫天然气重大突发泄漏事件数值模拟研究

疏散人员区域及准备相应的应急措施和物资。对于气体泄漏扩散的研究，可以采用实验和
数值模拟两种方法。但是对于大量气体泄漏，特别是有毒气体,实验方法条件要求严、操作困难、危险性大。而数值模拟结果与风洞实验结果又可以取得良好的拟合效果 [1_2]。本文要研究的是含硫天然气重大突发泄漏事件,泄漏气体量大，影响范围广，因此选用数值模拟方法进行泄漏事故后果分析。很多研究人员采用二维模拟软件进行了燃气管道泄漏的研究，但三维模拟更直观形象 [3< 。本文采用 CFD仿真软件进行事故后果分析，可以给出实时气体因地形等影响因素扩散区域的变化，为事故状态下应急救援提供更有针对性的指导。
国家、地区、企业都极其重要 [7_9]。
守恒）
在研究国内外典型有毒气体泄漏事故、结合
尝 + V . ( Pf/)=Sp
(2)
现场情况、与企业技术人员交流的基础上，对该公
司井站出口酸气原料管道可能发生的重大突发泄
c) N - S 方程(动量守恒）
漏事件情景做出如下假设。
q--- 热通量向量,9 = - * ▽ k— 有效热传导系数；
响后果进行分析。
Sm— 物种 m 浓度守恒方程的源项；
2 情景后果模拟分析本文选用的软件是专门用于模拟与污染和危
险性相关的大气诊断工具。它使用三维计算流体力学（Computational Fluid Dynamics， CFD ) 模型来计算经过复杂地形的风场，以及污染物扩散 ;使用三维有限体积方法（F V M )求解模拟空气运动的 N avier-Stokes(N - S ) 方程;含内置的自动三维网格生成工具,可以在障碍周围生成用于计算的有

含硫天然气净化厂硫化氢泄漏分析及对策

ｌｃｅ０ｅｓｍｕａｉｎｔｒｕｈｃｍｐｒｇｔｅｐｏｅｓｐｅｓｒｓｌｗｒｔｓａｄｍａｅａｏｏｉｏｓｅｔｄｆｒｔｉｌｔｈｏｇｏａｉｈｒｃｓｒｓｕｅ．ｆａｅｎｔｒｌｃｍｐｓｉｎ．Ｗｅｔｅｈｏｎｏｉｔａｈｒｃｎｉｏｓａｄｔｒａｎｒｕｄｔｅｐａｔｅｅｓｕｉｄｏｄｔｎｎｅｒｉｓａｏｎｌｎｒｔｄｅ．Ａｃｏｄｎｏｔｅｓａｉｔｓｏｃｌｔｏｏｏｉａａａｄｒｎｉｈｗｃｒｉｇｔｈｔｔｉｆｏａｅｒｌｇｃｌｄｔｕｇｓｃｌｍｅｉ
Ｄ．ｍｓ１５／作为模拟硫化氢泄漏扩散的典型气象条件。采用了美国石油学会（Ｐ）ＡＩ推荐地面粗糙度长度。运用ＰＡＴ软件计算了在典型气象条件下通过３ＨＳ种不同孔径泄漏１ｍｎ５ｉ３ｍｉ，ｉ，ｍｎ和０ｎ形成的立即危及生命或健康（ＤＨ）围。在典型气象条件下ＩＬ的下风向边界距离在４ｍ至ＩＬ范ＤＨ１Ｉ９ｍ范围内，１０以硫磺回收单元的大孔径泄漏为最远。以小孔泄漏为例模拟并讨论了风速、大气稳定度对硫化氢扩散的影响。为降低Ｈｓ泄漏风险提出了在线监测及联锁系统设置的要求，对避免和减少硫化氢中毒伤亡事故具有指导意义。关键词：硫化氢；泄漏；扩散；天然气净化；脱硫；硫磺回收；即危及生命或健康立
ｔｅｌｓｅｒ，ｌｗｎｐｅｄａｌｕｙｗｅｔｅｒｙｉａａｈｅｏｄｔｎｈａｔｙａｓｏｗｉｄｓｅｎｄｃｏｄａｈｒｗｅｅｔｐｃｌｗｅｔｒｃｎｉｉｓ，ａｄＤ１５ｍ／ｓｗａｅｅｔｄｆｒ５ｏｎ．ｓｓｌｃｅｏｃｌｕａｉｎｏｄｏｅｕｆｄｉｐｒｉｎａｈａｔｕｆｃｏｈｅｓｌｎｔｅｏａｃｌｔｏｆｈｙｒｇｎｓｌｅｄｓｅｏｔｔｅｐｌｎ．Ｓｒａｅｒｕｇｎｓｅｇｈｒｃｍｍｅｄｄｆｒｓｌｌｒｆｎｒｅｉｓｎｅｍａｅｅｓｏｉｉ

含硫天然气泄漏扩散的后果评估

图１５ｍ子径天然气泄漏后硫化氢在下ｍＬ风向扩散距离与云团高度变化范围
■ ＦＳｄｔｗｔｅＶｅ
１
硫化氢扩教范量
＾嘲 № ６９ｔ
－ＷＮＨＭＩ２专～一＾Ｃ３ ■Ｄ — ●ｍ０ｅ● ／ｎＲ，■ ■Ｏ￣ ●ｍｕＧｎｈＥｌＨｍＨＹ — 一气～
定量风险计算的模拟预测软件。以某天然气处理厂均相对湿度４％，大气稳定度Ｄ。２为例，根据含硫化氢天然气泄漏扩散事故特点，采用ＳＦＴ量化风险评估计算软件包进行含硫化氢ＡＥＩ天然气泄漏扩散后果计算和评估。该软件中ＬＡＥＫ
２评估和计算过程
关键词：含硫化氢天然气；泄漏；破裂；扩散
ｄｉ０３６／ｉｎ１０ — ８６０１．９ｏ：．９９ｊｓ．０６６９．１．０１．ｓ２６３
ＳＦＴ软件是ＤＶＡＥＩＮ挪威船级社开发的可用于
年平均风速２３ｍｓ年平均气温１．０年．／，１４Ｃ，
化氢可达到阈限值浓度０１ｏ．％。０
可达到危险临界浓度Ｏ１ｏ．％；在下风向３２８ｍ处硫６．化氢可达到安全临界浓度００％；在下风向４９ｍ．０２６
处硫化氢可达到阈限值浓度０１ｏ．％。０（）发生１０ｍ３０ｍ孔径天然气泄漏，在下风向０８．～５１ｍ范围内硫化氢可达到立即威胁生命和健４
１基础参数
含硫天然气相对密度为０６．５～１１，平均密度．４０７；甲烷含量平均为６．９．８７８％，乙烷以上含量平均为２．４２３％，氮气平均含量为５９％，二氧化碳平均．９

LNG泄漏事故后果模拟与定量风险评估

3 本文受到广东省安全生产监督管理局安全生产专项资金项目 (编号 :粤安监[ 2006 ]770 号项目计划 B 类第一项) 资助。作者简介 : 陈国华 , 教授 , 博士生导师 ; 地址 : ( 510640) 广东省广州市华南理工大学安全工程研究所。电话 : ( 020) 87114740 。E2mail :mmghchen @scut . edu. cn
表 1 典型事故场景构建及参数输入表
泄漏泄漏形式孔径
工作条件
储存量
泄漏速率
泄漏频率
天气状况
人口分布
火源情况
潜在危险形态
100 - 162. 3 ℃ 43320 持续 mm 0. 8 M Pa kg 泄漏 200 - 162. 3 ℃ 43320
mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0. 8 M Pa kg
瞬间整体 - 162. 3 ℃ 43320 泄漏破裂 0. 8 M Pa kg
5 491. 064
43320 7 45
376. 128 498. 207 2438. 89
瞬间泄漏延迟瞬间 43320 7 45
376. 128 498. 207 2438. 89
(2) 应用项目的定量风险分析本评价中选取了两个风险评价点进行考察 ,见图 2 、3 。由图 2 知 ,评价点 2 的夜间个人风险水平低于风险下限 ,其风险程度可忽略。
交通密度 : 日间 200 车次/ h ; 夜间 80 车次/ h ; 平均时速 65
m/ s
喷射火 , 闪火 ,蒸气云爆炸
喷射火 , 闪火 ,蒸气云爆炸
闪火 ,蒸气云爆炸 ,沸腾液体扩展蒸气爆炸

天然气储油库泄漏事故影响评估及应急处置

天然气储油库泄漏事故影响评估及应急处置天然气作为一种主要的清洁能源，广泛应用于许多国家的生产和生活中。

然而，天然气储油库泄漏事故可能对环境和人类健康造成严重影响。

因此，评估事故影响并采取应急处置措施非常重要。

本文将介绍天然气储油库泄漏事故的影响评估方法和应急处置措施。

1. 影响评估1.1 安全性评估在天然气储油库泄漏事故发生后，首先需要评估事故对周围人员和建筑物的安全性造成的影响。

评估方法可以包括风险评估、安全距离计算和爆炸分析。

风险评估可以通过考虑泄漏的天然气量、储存容器的压力和周围环境的风速等因素来估算泄漏扩散的范围。

安全距离计算可以根据泄漏气体的特性、周围建筑物的密度和风向来确定离泄漏源的最近安全距离。

爆炸分析可以通过模拟事故发生后的爆炸场景来评估其对周围环境和建筑物的影响。

1.2 环境影响评估天然气储油库泄漏事故会对周围的土壤、水体和空气质量造成影响。

因此，环境影响评估是必要的。

评估方法可以包括土壤采样和分析、水质监测和空气质量测量。

通过采集泄漏区域的土壤样品并进行化学分析，可以确定泄漏对土壤的污染程度。

水质监测可以通过采集附近水体的样品并检测其中的污染物浓度来评估事故对水质的影响。

空气质量测量可以使用传感器和监测设备来评估事故对周围空气的影响，例如检测有害气体的浓度是否超出安全标准。

1.3 健康风险评估天然气储油库泄漏事故可能对周围居民的健康造成潜在风险。

健康风险评估通过考虑暴露路径和毒性指标来评估事故对人类健康的影响。

暴露路径可以包括空气吸入、食物摄入和皮肤接触等途径。

通过检测有害气体的浓度和污染物在环境中的存在情况，可以估算人们可能接触到的污染物的剂量。

毒性指标可以根据已有的毒性研究和流行病学调查来确定各种污染物对人体的潜在危害。

2. 应急处置措施2.1 紧急疏散和警告一旦发生天然气储油库泄漏事故，应立即启动疏散计划，并向周围居民发出警报。

疏散计划应明确指示人们转移到安全区域，并应配备专门的疏散指示牌和应急广播系统。

脱硫安全风险评估

脱硫安全风险评估
脱硫是指通过化学或物理方法去除燃煤或煤气中的二氧化硫的过程。

在脱硫过程中，可能存在一些安全风险。

本文将对脱硫安全风险进行评估。

首先，脱硫过程中使用的脱硫剂可能具有一定的毒性。

有些脱硫剂可能对人体有害，如可能对呼吸系统造成刺激，引起咳嗽和气喘。

因此，在脱硫过程中必须采取必要的防护措施，如佩戴防护口罩和手套，以减少脱硫剂对操作人员的危害。

其次，脱硫过程中可能会产生一些有害气体，如二氧化硫和其他燃烧产物。

这些气体可能会对环境和操作人员造成危害。

因此，在脱硫工艺中需要进行有效的气体净化和排放处理，以减少有害气体的释放。

此外，脱硫过程中可能使用高温和高压设备，如脱硫反应器和脱硫设备。

这些设备在操作过程中有可能发生爆炸或泄漏，导致严重的安全事故。

因此，在设备运行前必须进行严格的检查和维护，并建立完善的安全管理体系，确保设备的安全运行。

最后，脱硫过程中可能会产生大量的废水和废渣。

这些废水和废渣需要进行合理的处理和处置，以减少对环境的污染。

如果处理不当，可能会对周围的水源和土壤造成污染，从而对生态环境造成影响。

综上所述，脱硫过程中存在一些安全风险，如毒性脱硫剂的使用、有害气体的释放、高温高压设备的运行安全和废水废渣的
处理等。

为了减少这些风险，必须采取相应的防护措施和安全管理措施，确保脱硫过程的安全性和环境保护。

含硫天然气泄漏扩散事故后果三维数值模拟

ｍｅｉａｉｌｔｎｏｕｆｒＧａｅｋＤｉｉｏｃｄｎｎｅｕｎｅｈｅ．ｉｎｉｎｌＮｕｒｃｌｍｕａｉｆＳｌｓＬａｔ￣ｎＡｃｉｅｔＣｏｓｑｅｅｓＳｏｕｌ
Ｌ０ｓｅ，ＷＡＧＨＪＩＹＡｈＪＯ０ＩｆＩＨｌＮａｅｇＵＮＺｉＩ ∞ｄｎ
ＷＥＩｙｎＮＨｌｕ３ｉ
（．ＮＣＤｉｉｅａｃｓｔｅ１ＣＰｒｌｇＲｓｒＩｔｔｌｎｅｈｎｉｕ
体流动和扩散的模型，ＣＤ软件模拟一定空间内用Ｆ
的污染浓度变化，以便协助分析事故，更好地为安全
摘
要
含硫天然气泄漏扩散是一个非常复杂的扩散过程，它受复杂地形空间、不同风向、风速等各种条
件的影响。为此，采用可行的计算流体动力学（Ｆ）ＣＤ对这一过程进行了三维数值模拟，根据龙岗０１１含０ —８井硫天然气泄漏扩散事故现场，利用ＡｃＩｒＧＳ软件提取该井周围２５０ｍ范围内的地形数据建立计算域物理模０型，模拟了在多种工况下（同地形、不风向、风速）含硫天然气的扩散规律，对扩散结果进行规律性总结。关键词Ｈｓ扩散２三维数值模拟
１０９）０１５
ＡｂｔａｔＳｌｒｇｓｌａｉｕｉｎｉａｖｒｏｌａｄｄｆｓｏｒｃｓ，ｆｅｃｄｂｏｌａｅｅｒｉｐｃ，ｉｅｅｔｓｒｃｕｆａｋｄｆｓｏｅｙｃｍｐｉｔｉｕｉｐｏｅｓｉｌｎｅｙｃｍｐｉｔｄｔｒａｎ８ａｅｄｆｒｎｕｅｓｃｅｎｎｕｃｗｎｉｃｏｎｐｅｎｔｅａｏｓｋｎｓｏｃｎｉｏｓｈｒｆｒ，ａｃｒｉｇｔｉｐｏｅｓｔｉｐｐｒａｏｔｅｓ— ｉｄｄｒｔｎａｄｓｅｄａｄｏｒｒｕｉｄｆｏｄｔｎ．Ｔｅｅｏｅｃｏｎｏｔｓｒｃｓ，ｈｓａｅｄｐｓｆａｉｅｉｈｖｉｉｄｈ

输气站场泄漏事故后果模拟与定量风险评价

度为Ａ。
（３）点火概率
点火源的点火概率见表４。由
于评价软件可自动将区域内的人员作为点火源进行计算，因此表中点火源未列出“人员”一项。设食堂的操作白天为６ｈ，晚上为２
３、ｈ。
失效模型
（１）单元划分根据分输站场的操作工艺流程，对探测和切断系统分级“３，将其划分为１２个单元，
图２某天然气分输站场平面布置图（２）大气稳定度
＊０６５０００，河北省廊坊市和平路１４６号，电话：（０３１６）２０７２４７８。
万方数据
・２４・
油气储运
２００９年
ＭＰａ，连通２条支路（ＣＩ、Ｃ２）和Ｂ汇管，见图２。
稳定）、Ｂ（不稳定）、Ｃ（弱不稳定）、Ｄ（中性）、Ｅ（较稳定）和Ｆ（稳定）六级，不同气候下大气稳定度等级见
表２。
在不同风向条件下，不同风速和大气稳定度的发生频率见表３。１Ａ表示风速为１ｍ／ｓ，大气稳定
１．０２Ｏ．６５Ｏ．９０１．２８Ｏ．９１Ｏ．６０
Ｏ．４７
Ｏ．１７Ｏ．１１Ｏ．１５Ｏ．２１Ｏ．１５Ｏ．１０Ｏ．０８Ｏ．０６Ｏ．０８Ｏ．１２Ｏ．２０Ｏ．２０Ｏ．２６０．１６Ｏ．４３Ｏ．２９
０．０８０。０５０．０７０．１００．０７０．０５０．０４０．０３０．０４０．０６０．１００．１００．１３０．０８０．２１
Ｏ．１４
Ｏ．３５Ｏ．４６Ｏ．７０１．２０１．２１１．５９１．００２．６０１．７４
０．０４０．０６Ｏ．１０Ｏ．１０Ｏ．１３Ｏ．０８０．２１Ｏ．１４
南西南
西南西西南西
西西北西北北西北
（２）泄漏孔径分类
在进行后果分析时，由于计
表可能的泄漏情况。定义的泄漏孑Ｌ径类型见表５‘们。

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２１００年１Ｏ月
ＣＩＥＳＣＪｕｎｌｏｒａ
复杂地形天然气净化厂脱硫装置泄漏事故
模拟及危害评价
朱渊，陈国明，刘德绪。
（国石油大学海洋油气装备与安全技术研究中心，山东东营２７６；中５０１中原石油勘探局勘察设计研究院，河南濮阳４７０）５０１
ｌａｇｎｄａｍｏｐｒｃｃｎｄｔｏ，ｔｃｎｅｏｆａｃｄｎ，ｃｕｅｙｔｅｋｉｅｓｏａｗｅｔｎｉｎｉ，ｅｋａｅａｔｓｈｅｉｏｉｉｎｓｈｅｓｅｃｉｅｔａｓｄｂｈｅｌａｎｓｆｇｓｓｅｅｎｇｕｔｗｅｅｄｅｅｍｉｅ．ｓｄｏａｇｅｅｙｓｍｕａｉｆｔｒｌｎｔｆｏｒｔｒｎｄＢａｅｎｌｒｄｄｉｌｔｏｎｏｕｂｕｅｌｗｓ，Ｈ２ｓｒｉｎｃｍｐｌｘｔｒａｎｗａｄｉｐｅｓｏｎｉｏＳｅｅｒｉｓ
会导致周边居民区和高速公路人员的重大死亡。根据事故特点，推荐制定应急计划区域、采取就地庇护和实施
优先救助的应急救援策略。关键词：含硫天然气；脱硫装置；泄漏；扩散；数值模拟
拟理论，对复杂地形Ｈｚ散进行数值模拟，确定峰值影响时间、危害区域分布及地形影响作用。采用急性中ｓ扩
毒剂量一应模型分析Ｈｚ反ｓ累积毒害和死亡百分比，确定致死区域的最大距离、下风向偏转方向、最大宽度和区域面积。以某山区天然气净化厂为例进行评价，分析表明厂区整体和临近道路区域内死亡风险很高，但事故不
ｓｅｅｉｇｕｉｌａａｅａｅａｍａｏｈｅｔｔｈａｅｙｏｏｒｇｓｐｏｅｓｎｌｎ．ｎｌｚｎｈｗｅｔｎｎｎｔｅｋｇｒｊｒｔｒａｏｔｅｓｆｔｆｓｕａｒｃｓｉｇｐａｔＢｙａａｙｉｇｔｅ
ｓｍｕｌｔｄｉａｅ．Ｔｈｅｉｅｆｒｃｉｅｗａｅｔｍａｅｅｐａｋｔｍｏａｃｄｎｔｓｓｉｔｄ，ｈｚｒｅｉｎｓｅｅａｅａｈｅｎｌｅｅｏａａｄｒｇｏｗｒｒｎｋｄｎｄｔｉｆｕｎｃｓｆｔｒａｎｏｓｅｓｏｏｕｄｂｕｍｍａｉｅｓｓａｉｌｏｂｔｃｅ，ｃｎｎｌｎｎｇｅａｉｎ．ｅｒｉｎｄｉｐｒｉｎｃｌｅｓｒｚｄａｐｔａｓａｌｈａｅｉｇａｄａｇｒｇｔｏＤｏｓ — ｅｕｍｉｇＹｕｎＧｏｎ，ＬＩＤｅＵｘｕ
（ＣｅｔｅｆｒＯｆｈｒｇｉｅｒｎｎａｔｃｎｌｇｎｒｏｆｓｏｅＥｎｎｅｉｇａｄＳｆｅｙＴｅｈｏｏｙ，ＣｉａＵｎｖｒｉｙｏｔｏｅｍ，Ｄｏｇｉｇ２７６，ｈｎｉｅｓｔｆＰｅｒｌｕｎｙｎ５０１
质量动量和气体浓度守恒构成的控制方程组为31当一odz4警面差一吉差口考蠹碧瓦cs瓦十嘶瓦2一了杰们瓦瓦十菘十誓i芒一d袅署亏其中亚格子应力和亚格子质量通量采用6暴路w葛器q歪lo数量c8i譬给暑万方数据第10期朱渊等
第６卷１
第１期Ｏ
化
工学
报
Ｖ０．１ＮＯ０１６．１Ｏｃｏｒ２０ｔｂｅ０１
中图分类号：Ｘ９８０；Ｘ９８５３２．３２．；Ｘ９７文献标识码：Ａ文章编号：０３ — １５（００１ — ２５ —０４８１７２１）０７８７
Ｓｍｕａｉｎａｄａｓｓｍｅｎｌａａｅｈａａｄｆｏｇｓｓｅｅｉｉｌｔｏｎｓｅｓｎｔｏｅｋｇｚｒｒｍａｗｅｔｎｎｇｕｉｆｓｕａｏｅｓｎｇｐｌｎｎｃｍｐｅｅｒｉｎｔｏｏｒｇｓｐｒｃｓｉａｔｉｏｌｘｔｒａｎ
摘要：脱硫装置泄漏导致的含硫天然气大量释放和致命Ｈｓ扩散，是天然气净化厂安全生产的严重威胁。通过分析含硫天然气泄漏和大气扩散条件，确定导致重大人员死亡后果的脱硫装置泄漏事故场景。基于湍流大涡模
Ｓｈｄｏｇ，Ｃｈｉａ；ａｎｎｎＰｅｒｅｍｒｓｃｉｔｏｌｕＰｏｐｅｔｎｇａｎｄＤｅｉｎｓｉｕｅ，ＺｈｏｇｙｕａｎＰｅｒｌｕＥｘｐｌａｔｏｎｓｇｎＩｔｔｔｎｔｏｅｍｏｒｉ
Ｂｕｅｕ，Ｐｕａｇ４７０，Ｈｅａｒａｙｎ５０１ｎｎ，Ｃｈｎ）ｉａ
ＡｂｔａｔＭａｓｖｅｅｅｓｏｓｕｒｓｒｃ：ｓｉｒｌａｅｆｏｇａａｄｓｒｉｏｆｔｌｙｏｎｕｆｄｂｏｈｔｂｔｙａｓｎｄｉｐｅｓｏｎｆａａｈｄｒｇｅｓｌｉｅｒｕｇａｏｕｂｇｓ