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摘要：本文以甲醇储罐为例，采用风险计算软件PHAST 对甲醇储罐泄漏事故后果进行模拟计算，得出发生火灾和爆炸的模拟结果。由此结合厂区平面布局及其地理位置特征，分析危险化学品扩散、火灾和爆炸等事故的后果。最后采取措施预防危化品储罐泄漏，阻碍或者削弱危化品泄漏导致的危害传播，从而为更加有效的预防和控制此类事故提供理论依据和参考。
关键词：PHAST，危险化学品，储罐，泄漏，扩散
一、概况及参数确定
1.PHAST简介
PHAST（Process Hazard Analysis Software Tool）软件是挪威船级社（DNV） 推出的石化厂过程危害后果分析工具，它是国内应用最为普遍的定量风险分析软件。PHAST能够应用于物料泄漏速率、气体＼液体及气液两相流的大气扩散、计算火灾后果、毒气泄漏后果等的后果评估。我国《石油库设计规范》的编制组也曾用该软件对火灾后果进行模拟分析，确定了油罐的安全设置距离。
2.介质危险性分析
本文以甲醇储罐为例进行数值模拟计算和分析。其中甲醇为常压储罐，体积为50m3，高4.5m，直径3.6m，有独立围堰，围堰高1m，直径6m。甲醇为甲类液态易燃易爆有毒物质，闪点为11℃，自燃点为464℃，相对密度为0.792（20/4℃），燃烧热725.76KJ/mol，蒸汽密度1.11，蒸气压13.33KPa，爆炸极限范围为6.0%～36.5%（体积比）。甲醇爆炸下限较低，范围广，与空气形成爆炸性混合物，一旦遇火源和高热就有可能发生火灾、爆炸事故，另外甲醇有毒，误食或吸入体内可能导致失明甚至死亡。
假定甲醇储罐发生泄漏，输入数据后应用不同的模型进行计算，得出火灾、爆炸及毒性事故的影响范围。
二、储罐点源泄漏扩散过程及结果分析
在日常的使用过程中，储罐泄漏事故往往是由于储罐出现裂缝或者小孔而引发的，属于持续性泄漏类型。利用PHAST软件中的泄漏模型能较好地模拟这种泄漏事故的特性。本次模拟将泄漏孔径设置为25mm，温度为25℃，泄漏點高度1m，压力为标准大气压。
1.泄漏源下风向中心线浓度分布
根据PHAST软件测算：
（1）当风速达3米/秒时，下风向4米处迅速扩散，浓度急剧下降，12米以外浓度将为0ppm。
（2）当风速达1.5米/秒时，下风向4米处迅速扩散，浓度急剧下降，23米以外浓度将为0ppm。
甲醇爆炸极限为6.0%-36.5%，根据计算结果，下风向3.6米—7.1米区域处于甲醇爆炸极限范围内遇火源有爆炸的危险。
2.浓度随时间变化
设定顺风距离10m为参考值，在风速1.5米/秒情况下，泄漏1000秒（17分钟）时，甲醇浓度达61000ppm，达到甲醇爆炸下限浓度。
3.小结
通过软件分析，应急救援人员可从罐区平面布置图上获取甲醇泄漏扩散的相关信息，并采取相应控制措施。如甲醇泄漏后，蒸汽云团会对南面两个MIBK储罐和一个95%乙醇储罐影响较大，此区域内应关注明火、静电等能量的产生，否则会发生火灾或爆炸事故。
三、储罐泄漏池火过程及结果分析
1.火灾伤害分区依据
危险化学品泄漏扩散模型必须确定预警的具体参量，掌握参量的变化规律， 设置合理的阈值，才能对事故威胁进行正确的预警报告。
在有火灾、爆炸危险的工厂，要确定人员和财产是否受到伤害，制定防护措施时，常需要知道可能的故事对他们的破坏程度。根据人员与财产可能遭受伤害、破坏的程度不同，将危险源周围划分成几个不同等级的伤害、破坏区域，是达到这一目的的一个简单而有效的方法。
火灾通过热辐射的方式影响周围环境。当火灾产生足够大的热辐射强度时， 强热辐射可导致火灾周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能会对设备和人员的生命造成伤害等。
2.火灾模拟结果分析
甲醇泄漏后，在围堰内会蓄积成池，遇到能量后有可能发生池火。模型针对甲醇泄漏发生池火进行结果分析，分别以37.5kw/m2、12.5kw/m2、4kw/m2的热辐射强度进行计算。
通过计算，发生池火后，下风向3米范围内辐射强度最强，达到27.5kw/m2，设备基本损坏，100%死亡（1min）。12.5kw/m2辐射强度范围约为3-5米，此范围内人员重大烧伤（10s），100%死亡（1min）。4kw/m2辐射强度范围约为5-9.5米，范围内人员安全或 1 度烧伤（10s）、1%死亡（1min）。
3.小结
通过软件计算，，4kw/m2辐射强度对南面的MIBK储罐、东面的无水乙醇储罐、西面的95%乙醇储罐影响较大，一旦发生池火，应急救援人员需重点对以上三个储罐进行降温处理，以防扩大事故影响范围。
四、防火、防爆控制措施
根据以上分析及模拟后果，要保证储罐的安全水平，建议从防止储罐泄漏及能量控制两方面加以落实，严格控制甲醇储罐与其周边设备的距离，防止二次事故及连带风险影响。
1.罐区与周围设施保持足够的安全距离
储罐与其周边设备或装置的距离必须严格按照国家的法律、法规的要求设置，除此之外还应充分考虑发生火灾、爆炸的模拟结果，保证足够的安全距离。
2.严格控制储罐的泄漏
（1）对设备、仪表、管线、机泵进行定期检查和保养;
（2）现场设置可燃气体报警器，并定期检测维护，保证好用;
（3）定期检查罐体状况，防止因腐蚀等原因造成罐体开裂、穿孔。
3.加强安全管理，严格控制点火源
罐区现场严格控制能量源，加强安全监管及日常检查;严格动火作业管理，按要求办理动火证，并落实各项安全防范措施;罐区采用防爆电气并定期维护、保养;操作过程采用不发火花工具，严禁使用钢制工具敲打设备或相互撞击、抛掷等其他操作;防雷、防静电设施应定期检查、检测，确保完好可靠。罐车、叉车等机动车辆加强管理，进入生产区及库区必须戴好阻火器。
五、结论
通过PHAST软件对甲醇储罐泄漏在大气空间内运动、扩散进行数值模拟，得出危险气体的分布范围、危害半径，从而为现场戒严、人员紧急疏散、灭火隔离冷却等提供了科学的依据，准确地确定危险区域和选择最佳疏散路径，避免和减少了人员伤亡，防止了盲目的采取应急措施而导致的社会稳定的不良影响。有效的提高了应急演练和救援的可靠性。
作者简介：徐超;性别：男;出生年月：1983.07;籍贯：浙江绍兴;民族;汉;最高学历：本科;目前职称：工程师;研究方向：安全管理
储振华 性别：男;出身年月：1982.04;籍贯：浙江建德;民族汉;学历硕士;职称工程师;研究方向安全管理。
关键词：PHAST，危险化学品，储罐，泄漏，扩散
一、概况及参数确定
1.PHAST简介
PHAST（Process Hazard Analysis Software Tool）软件是挪威船级社（DNV） 推出的石化厂过程危害后果分析工具，它是国内应用最为普遍的定量风险分析软件。PHAST能够应用于物料泄漏速率、气体＼液体及气液两相流的大气扩散、计算火灾后果、毒气泄漏后果等的后果评估。我国《石油库设计规范》的编制组也曾用该软件对火灾后果进行模拟分析，确定了油罐的安全设置距离。
2.介质危险性分析
本文以甲醇储罐为例进行数值模拟计算和分析。其中甲醇为常压储罐，体积为50m3，高4.5m，直径3.6m，有独立围堰，围堰高1m，直径6m。甲醇为甲类液态易燃易爆有毒物质，闪点为11℃，自燃点为464℃，相对密度为0.792（20/4℃），燃烧热725.76KJ/mol，蒸汽密度1.11，蒸气压13.33KPa，爆炸极限范围为6.0%～36.5%（体积比）。甲醇爆炸下限较低，范围广，与空气形成爆炸性混合物，一旦遇火源和高热就有可能发生火灾、爆炸事故，另外甲醇有毒，误食或吸入体内可能导致失明甚至死亡。
假定甲醇储罐发生泄漏，输入数据后应用不同的模型进行计算，得出火灾、爆炸及毒性事故的影响范围。
二、储罐点源泄漏扩散过程及结果分析
在日常的使用过程中，储罐泄漏事故往往是由于储罐出现裂缝或者小孔而引发的，属于持续性泄漏类型。利用PHAST软件中的泄漏模型能较好地模拟这种泄漏事故的特性。本次模拟将泄漏孔径设置为25mm，温度为25℃，泄漏點高度1m，压力为标准大气压。
1.泄漏源下风向中心线浓度分布
根据PHAST软件测算：
（1）当风速达3米/秒时，下风向4米处迅速扩散，浓度急剧下降，12米以外浓度将为0ppm。
（2）当风速达1.5米/秒时，下风向4米处迅速扩散，浓度急剧下降，23米以外浓度将为0ppm。
甲醇爆炸极限为6.0%-36.5%，根据计算结果，下风向3.6米—7.1米区域处于甲醇爆炸极限范围内遇火源有爆炸的危险。
2.浓度随时间变化
设定顺风距离10m为参考值，在风速1.5米/秒情况下，泄漏1000秒（17分钟）时，甲醇浓度达61000ppm，达到甲醇爆炸下限浓度。
3.小结
通过软件分析，应急救援人员可从罐区平面布置图上获取甲醇泄漏扩散的相关信息，并采取相应控制措施。如甲醇泄漏后，蒸汽云团会对南面两个MIBK储罐和一个95%乙醇储罐影响较大，此区域内应关注明火、静电等能量的产生，否则会发生火灾或爆炸事故。
三、储罐泄漏池火过程及结果分析
1.火灾伤害分区依据
危险化学品泄漏扩散模型必须确定预警的具体参量，掌握参量的变化规律， 设置合理的阈值，才能对事故威胁进行正确的预警报告。
在有火灾、爆炸危险的工厂，要确定人员和财产是否受到伤害，制定防护措施时，常需要知道可能的故事对他们的破坏程度。根据人员与财产可能遭受伤害、破坏的程度不同，将危险源周围划分成几个不同等级的伤害、破坏区域，是达到这一目的的一个简单而有效的方法。
火灾通过热辐射的方式影响周围环境。当火灾产生足够大的热辐射强度时， 强热辐射可导致火灾周围的物体燃烧或变形，强烈的热辐射可能会对设备和人员的生命造成伤害等。
2.火灾模拟结果分析
甲醇泄漏后，在围堰内会蓄积成池，遇到能量后有可能发生池火。模型针对甲醇泄漏发生池火进行结果分析，分别以37.5kw/m2、12.5kw/m2、4kw/m2的热辐射强度进行计算。
通过计算，发生池火后，下风向3米范围内辐射强度最强，达到27.5kw/m2，设备基本损坏，100%死亡（1min）。12.5kw/m2辐射强度范围约为3-5米，此范围内人员重大烧伤（10s），100%死亡（1min）。4kw/m2辐射强度范围约为5-9.5米，范围内人员安全或 1 度烧伤（10s）、1%死亡（1min）。
3.小结
通过软件计算，，4kw/m2辐射强度对南面的MIBK储罐、东面的无水乙醇储罐、西面的95%乙醇储罐影响较大，一旦发生池火，应急救援人员需重点对以上三个储罐进行降温处理，以防扩大事故影响范围。
四、防火、防爆控制措施
根据以上分析及模拟后果，要保证储罐的安全水平，建议从防止储罐泄漏及能量控制两方面加以落实，严格控制甲醇储罐与其周边设备的距离，防止二次事故及连带风险影响。
1.罐区与周围设施保持足够的安全距离
储罐与其周边设备或装置的距离必须严格按照国家的法律、法规的要求设置，除此之外还应充分考虑发生火灾、爆炸的模拟结果，保证足够的安全距离。
2.严格控制储罐的泄漏
（1）对设备、仪表、管线、机泵进行定期检查和保养;
（2）现场设置可燃气体报警器，并定期检测维护，保证好用;
（3）定期检查罐体状况，防止因腐蚀等原因造成罐体开裂、穿孔。
3.加强安全管理，严格控制点火源
罐区现场严格控制能量源，加强安全监管及日常检查;严格动火作业管理，按要求办理动火证，并落实各项安全防范措施;罐区采用防爆电气并定期维护、保养;操作过程采用不发火花工具，严禁使用钢制工具敲打设备或相互撞击、抛掷等其他操作;防雷、防静电设施应定期检查、检测，确保完好可靠。罐车、叉车等机动车辆加强管理，进入生产区及库区必须戴好阻火器。
五、结论
通过PHAST软件对甲醇储罐泄漏在大气空间内运动、扩散进行数值模拟，得出危险气体的分布范围、危害半径，从而为现场戒严、人员紧急疏散、灭火隔离冷却等提供了科学的依据，准确地确定危险区域和选择最佳疏散路径，避免和减少了人员伤亡，防止了盲目的采取应急措施而导致的社会稳定的不良影响。有效的提高了应急演练和救援的可靠性。
作者简介：徐超;性别：男;出生年月：1983.07;籍贯：浙江绍兴;民族;汉;最高学历：本科;目前职称：工程师;研究方向：安全管理
储振华 性别：男;出身年月：1982.04;籍贯：浙江建德;民族汉;学历硕士;职称工程师;研究方向安全管理。