环境风险评价专题
环境风险评价专题
扩建后项目风险源包括一期、二期总的风险源,因此本次风险评一期、二期工程总体工程进行评价,同时分析依托工程现有风险防范措施的有效性。
1.1风险评价目的
环境风险评价的目的是分析和预测建设项目存在的潜在危险、有害因素,建设项目建设和运行期间可能发生的突发性事件或事故(一般不包括人为破坏及自然灾害),引起有毒有害和易燃易爆等物质泄漏,所造成的人身安全与环境影响和损害程度,提出合理可行的防范、应急与减缓措施,以使建设项目事故率、损失和环境影响可控。
1.2风险调查
1、建设项目风险源调查
本项目厂区设2台1750m3LNG子母罐,1个25000m3LNG储罐,设置1座储油间,内设压缩机油、柴油、润滑油。2座四氢噻吩加臭装置。
(1)危险物质
根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169-2018),计算所涉及的每种危险物质在厂界内的最大存在总量与其在附录B中对应临界量的比值Q。
当只涉及一种危险物质时,计算该物质的总量与其临界量比值即为Q;
当存在多种危险物质时,则按下式计算物质总量与其临界量比值:
式中:q1、q2……q n——每种危险物质的最大存在总量,t;
Q1、Q2……Q n——每种危险物质的临界量,t。
当Q<1时,该项目环境风险潜势为I。
当Q≥1时,将Q值划分为:1≤Q<10;10≤Q<100;Q≥100。
由于天然气的主要成分为甲烷,因此在本项目涉及危险物质Q值计算过程中,以甲烷作为天然气临界量计算,具体确定见表1。
根据计算,本项目Q≥100。
(2)生产工艺
分析项目所属行业及生产工艺特点,按照《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169-2018)附录C表C1评估生产工艺情况,具有多套工艺单元的项目,对每套生产工艺分别评分并求和。将M划分为M>20;10 根据计算,本项目行业及生产工艺(M)为M2。 根据危险物质数量与临界量比值(Q)和行业及生产工艺(M),按照附录C中表C2(具体为表3)确定危险物质及工艺系统危险性等级为P1,具体见表3。 2、环境敏感目标调查 根据现场调查,本项目最近的地表水为渭河,在项目北侧3.0km,距离漕运明渠为1.9km,事故情况下,事故废水不会流入渭河。地下水评价范围内无环境敏感目标。 本项目敏感特征详见表4,大气、地表水、地下水环境风险敏感目标位置见图1。 由表4可知,本项目环境敏感程度分级中,大气环境为E1、地表水环境为E2、地下水环境为E3。 渭河 图1 本项目大气环境风险评价范围 1.3环境风险潜势划分 建设项目环境风险潜势划分为I、II、III、IV/IV+级,具体划分见表5。 综上判定,大气环境风险潜势为Ⅳ+级,地表水环境风险潜势为IV级,地下水环境风险潜势为III级。 1.4评价等级和评价范围 1、评价等级 环境风险评价评价工作等级划分为一级、二级、三级,详见表6。 本项目大气环境风险潜势为Ⅳ+级,地表水环境风险潜势为IV级,地下水环境风险潜势为III级。因此,环境风险大气评价等级为一级、环境风险地表水评价等级为一级、环境风险地下水环境等级为二级。 2、评价范围 (1)大气环境风险 大气环境风险评价范围为厂区边界外半径5km的范围。 (2)地表水环境风险 项目事故状态下采用泡沫及干粉灭火,泡沫淹没深度为2m,泡沫收集后进入厂区集液池。消防水用于其余设施的降温,事故废水基本不含污染物,流入地表水体环境影响较小,因此本项目不设地表水环境风险评价范围。 (3)地下水环境风险 地下水环境风险评价范围为厂区及周边地下水。 1.5风险识别 1、事故统计资料 (1)本项目一期项目于2009年建成运行,二期项目于2019年建成。根据调查了解,运行历史上尚未发生突发环境事件及生产安全事故。 (2)2011年2月8日晚19时07分,江苏徐州市LNG加气站大火,大火从 8日19时07分开始,9日16时30分扑灭,历时21小时21分钟,最高火焰高度达到20余米。 (3)2017年11月24日晚上8时许,11月24日晚8时50分许,陕西液化天然气LNG加注站发生管道轻微液体泄露,并起火引燃管道外保温材料,事发现场浓烟滚滚,并伴有火光。事故造成2人轻伤。 2、物质危险性识别 根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169-2018)附录B,识别本项目危险物质为液化天然气(主要成分为甲烷)、柴油、四氢噻吩。 (1)LNG LNG 属于液化烃,天然气经过低温液化后即得到液化天然气,其组成绝大部分为甲烷,液化天然气具有低温、易挥发、易燃易爆,并且具有热膨胀性、汽化性、易扩散性以及静电荷集聚性。泄露的天然气容易挥发,单位体积的液化天然气气化后,体积将扩大613倍,当天然气的体积浓度为 5%~14%时就可以被引燃或引爆。 液化天然气属于低毒性物质,但空气中甲烷含量过高可使人因缺氧引发窒息。天然气具体特性如下。 易燃性:天然气中主要组份闪点低、最小点火能小、燃烧速率快,是燃烧危险性很大的货种。根据《石油化工企业设计防火规范》,天然气火灾危险等级为甲类。易爆性:天然气能与空气形成爆炸性混合物,且爆炸极限范围宽,爆炸下限较低,由于本工程天然气储罐出液压力为0.8MPa,一旦发生泄漏,短时间内会有大量天然气泄漏到空气中,在特定条件下,在泄漏源周围有可能形成爆炸性天然气团,遇火源将发生爆炸甚至“爆轰”。 易扩散性:天然气中主要组份甲烷气体密度比空气小,泄漏后不易留在低凹处,有较好的扩散性,一旦发生泄漏,泄漏的天然气将迅速扩散,并随空气流动,扩散距离远,扩散面宽,一处点燃波及一片,并向泄漏点扩散燃烧。 液化天然气主要成分为甲烷,甲烷主要理化性质见表7。 (2)四氢噻吩 (3)柴油 表9柴油的理化性质及危险特性表 (4)二氧化氮 在21.1℃温度时为棕红色刺鼻气体,有毒气体,密度比空气大,易液化。难溶于水,在 21.1℃以下时呈暗褐色液体。在-11.2℃以下温度时为无色固体,加压液体为四氧化二氮。蒸汽压101.31KPa(21℃),溶于碱、二氧化硫和氯仿,能溶于水。性质较稳定。不燃。剧毒、有刺激性,LC50:126mg/m3(大鼠吸入,4小时)。 3、生产系统危险性识别 (1)生产工艺危险性识别 本项目的工艺过程包括 LNG 储存、气化等。本项目一期采用子母罐,子母罐为双层罐,内设7个小罐,外面设置外层;二期采用常压罐,为立式双空三壁储罐,内层出现泄漏后,中间层的空间可继续容纳天然气。根据分析,本项目LNG储罐不易发生泄漏。但是,由于LNG储罐顶部设置多个阀门,LNG管廊为单层,比较容易发生泄漏。 a)天然气泄漏事故 本项目生产过程中发生天然气泄漏事故的原因主要有:LNG 顶部阀门或管廊发生的泄漏; BOG 压缩机、高压输送泵、再冷凝器、气化器、计量器及燃气加热器等设备设施发生的泄漏;取样、化验等辅助作业过程中发生的泄漏;本项目危险物质在事故情形下对环境的影响途径主要是 LNG 顶部阀门发生泄露、泄漏后发生火灾情形下通过大气对周围环境产生影响。 b)天然气火灾爆炸事故 泄漏后的天然气在遇到明火源时会发生火灾爆炸事故,主要类型包括:天然气泄漏到地面或水面上形成液池后,被点燃产生的池火;天然气管道和压缩、冷凝、气化、计量及外输工艺设备等因介质泄漏而被点燃产生的喷射火;天然气泄漏后经蒸发、扩散,在开阔地带形成可燃性蒸气云,然后遇到点火源而引发的闪火;障碍/密闭空间内(如外输装置区、罐区等)LNG 蒸气云被点燃产生的蒸气云爆炸事故;LNG 容器(如再冷凝器)由于外部火灾烘烤或其他原因,猛然破裂时可能引发的火球(BLEVE)事。 c)四氢噻吩泄露事故 四氢噻吩储罐破裂,导致四氢噻吩泄露,对周围大气环境的影响。四氢噻吩 属于易燃物质,泄露后,遇到明火源会发生火灾事故。 (2)辅助用房危险性识别 柴油桶破裂发生泄露事故,遇到明火发生火灾或爆炸事故风险。 1.6、重点风险源识别 根据风险识别结果,筛选同类物质同类风险事故下存在量最大危险源,同时考虑相同危害途径中有毒有害物质释放量较大者,筛选可能造成环境影响最大的风险源为重点风险源,列表如下: 辅助用 房 25000m 3储罐 1750m 3储罐 1750m 3储罐 装卸区 加臭装置 加臭装置 储油库 加气储罐 气化区 气化区 办公楼 消防水池 危险单元 图2 本项目危险单元分布图 1.7、风险事故情形分析 (1)风险事故情形设定 根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169-2018),设定风险事故情形发生可能性应处于合理的区间,发生频率小于10-6/年的事件是极小概率事件。事故情形的设定应在环境风险识别的基础上筛选,设定的事故情形应具有危险物质、环境危害、影响途径等方面的代表性。 结合本工程涉及物料的危险性、事故统计资料、危险性分析,确定风险事故情形为废液储罐泄漏及火灾爆炸引发的伴生/次生污染污排放事故和焚烧装置故障引起废气污染物直排,具体为: a)LNG 储罐或气化工艺阀门连接部位损坏,造成LNG 泄露; b)LNG 泄露后遇明火发生闪火,火灾事故产生NO2 等伴生/次生污染物。 c)LNG 泄露后泄露后,引发火灾爆炸,灭火过程中产生的消防泡沫对厂区地下水的影响。 d)储油库泄露对地下水的影响。 (2)大气环境风险事故源强 典型泄漏主要发生在卸料臂、储罐输入管线、储罐输出管线、BOG管线、再冷凝器管线、高压泵管线、气化器入口管线、计量站输入管线等与阀门连接部位,LNG 储罐输入/输出管线在各类管线中高度最大,因此该部分管线与管廊中LNG 管线相连接的直立管线下端发生泄露时的源强最大,本次评价假定该段直立管线下端发生LNG 泄漏计算源强。液化天然气(LNG)的泄漏参照《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169-2018)附录 F 中液体泄露进行计算: 式中:Q—液体泄漏速度,kg/s; Cd—液体泄漏系数,裂口为圆形,取0.65; A—裂口面积,取0.m2; ρ—泄漏液体密度,429kg/m3; P—容器内介质压力,Pa,常压; P0—环境压力,Pa; g―重力加速度,9.81m/s2; h―裂口之上液位高度,本次主要考虑LNG储罐顶部管廊泄露,取0.2m。 参考 DNV、Crossthwaite et al 和 COVO study 的统计数据,LNG 储罐泄漏时孔径为 1mm(小型泄漏)的概率为 5×10-4次/年,10mm(中型泄漏)的概率为 1×10-5 次/年,泄漏孔径为 50mm(大型泄漏)的概率为 5×10-6 次/年,根据《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ169-2018),将泄漏孔径为 50mm(大型泄漏)设定为最大可信事故。 通过计算,接收站 LNG 发生大型泄漏(泄露孔径 50mm)时泄漏速率为1.083kg/s,泄漏时间持续 30min 时,总的泄漏量约为 1949.4kg。 (2)LNG火灾伴生/次生污染物产生量估算 LNG 泄露后会挥发为天然气,天然气被点燃引发闪火,产生的伴生/次生污染物主要为NO2。NO2产生量参照《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》,天然气燃烧后NOx 产污系数为18.71kg/万立方米燃料,LNG 发生大型泄露后的泄漏量为1949.4kg,折合天然气约为2784.86Nm3,则燃烧后NOx 的产生量为5.21kg,NO2 产生量取90%,即4.69kg。 (3)LNG生产区产生废水的区域主要有LNG罐区、工艺装置区、装车区。LNG无毒、无腐蚀性。发生泄露或火灾时,高倍数泡沫灭火系统向罐区内喷泡沫,其余为发生事故罐区启动喷水冷却。在此过程如有降雨,事故区降雨进入集液池,其余区事故水与消防水产生同样效果。根据安评核算,按照储罐区降温6小时计,消防用水为8837.6m3。 根据源项分析,本项目事故源强汇总见表11。 (3)废水事故源强 LNG 泄露产生火灾后,灭火主要采用泡沫灭火和干粉灭火,针对其他未泄露储罐,采用水喷淋防护。泡沫灭火中的泡沫,不会进入周边地表水体中;水喷淋防护系统产生的消防废水,进入雨水管道。 (4)地下水事故源强 储油间油桶破裂,柴油泄漏,同时地面防渗层出现裂缝,柴油泄漏到土壤中,进而进入地下水。本项目单桶170kg ,以全部泄漏,则泄漏量为170kg ,泄漏后采用水冲洗,冲洗水量2m 3计,则石油类的浓度为85g/L 。 柴油泄漏入渗量按泄露量的1%估算,即石油类产生源强为1.7kg ,石油类浓度为0.85g/L 。 1.8、环境风险事故预测与评价 1大气环境风险事故预测与评价 (1)LNG 泄露导致甲烷扩散预测与评价 ①预测模型筛选 厂区距离最近的蓝图慧谷小区为900m ,平均风速2.0m/s ,污染物到蓝图慧谷小区的时间T 按下式计算: r U X T /2= 式中:X —事故发生地与计算点的距离,m ; U r —10m 高风速,m/s 。 则T=15min<30min ,本项目泄露及火灾爆炸排放时间T d 为30min ,确定火灾爆炸次生污染物排放形式为连续排放。 采用理查德森数(R i )判定烟团/烟羽气体性质,对于连续排放,R i ≥1/6为重质气体,R i <1/6为轻质气体。 气体连续排放R i 计算公式为: ()r a a rel rel rel i U D Q g R 3 1/?? ? ?? ????? ??-?=ρρρρ 式中:rel ρ—排放物质进入大气的初始密度,kg/m 3。 a ρ—环境空气密度,kg/m 3,取1.29; Q —连续排放烟羽的排放速率,kg/s ; D rel —初始的烟团宽度,即源直径,m ,本项目以集液池面积确定计算直径,为2.264m ; U r —10m 高处风速,m/s ,取2.0。 本项目大气风险预测模型筛选结果见表12。 ②气象参数 本项目大气风险预测主要气象参数见表13。 ③大气毒性终点浓度值选取 大气毒性终点浓度即预测评价标准,分为1、2级。其中1级为当大气中危险物质浓度低于该限值时,绝大多数人员暴露1h不会对生命造成威胁,当超过该限值时,有可能对人群造成生命威胁;2级为当大气中危险物质浓度低于该限值时,暴露1h一般不会对人体造成不可逆的伤害,或出现的症状一般不会损伤该个体采取有效防护措施的能力。本项目危险物质大气毒性终点浓度见表14。 ④预测时段 预测时段为泄漏事故开始后的30min。 ⑤最不利气象条件下LNG泄露预测结果 a)下风向不同距离处甲烷浓度变化情况及最大影响范围 LNG泄露导致空气中甲烷浓度上升,采用SLAB模式预测,下风向不同距离处甲烷浓度见表15,变化趋势见图3。根据预测,下风向浓度最高点位位于下风向10m处,甲烷浓度为130380mg/m3,预测浓度均小于甲烷1级大气毒性终点浓度和2级大气毒性终点浓度,预测浓度达到不同毒性终点浓度的最大影响范围见图4。