危险有害因素分析

如题所述

（一）主要危险有害物质及特性

CO₂地质封存项目的主要任务是将CO₂灌注到地下一定深度的储层中封存起来，所以主要危险有害物质即为CO₂。CO₂的相关特性如下：

（1）可溶性：CO₂是弱双极性，极易溶于水，并与水反应生成碳酸。而且它溶解于多数原油，溶解后，原油膨胀，使地层原油体积略为增大，黏度降低。

（2）毒性：CO₂不属于有毒物质，但吸入时会对健康造成严重的不良影响。如吸入气体初期有轻微的眼及上呼吸道刺激症状，如长时间接触并吸入时会发生迟发性肺水肿、成人呼吸窘迫症，并引起支气管炎等病症，如果CO₂浓度过高，将导致人员窒息死亡。

（3）聚集性：CO₂气体比空气重，相对密度为1.101（-37℃），可以较高的浓度聚集在洼地、坑池、圆井等低洼区域。

（4）腐蚀性：CO₂和水反应生成弱腐蚀性物质——碳酸。碳酸对金属产生无硫腐蚀。

（5）升华性：CO₂的沸点是-78.5℃，在较低温度下极易升华为气体。CO₂在升华过程中大量吸收周围的热量，易造成冻伤事故。

（6）超临界特性：CO₂临界温度为31.1℃，临界压力为7.2 MPa。

（二）工程可能事故分析

1.井喷事故

在CO₂灌注过程中，灌注井井筒内的CO₂相态是极其复杂的，如果温、压条件发生变化，就有可能发生井喷，出现井筒内“结冰”等现象。对此要根据灌注工程区块地层压力高低，同时结合钻井时采用的防喷技术，考虑操作因素，分析井喷事故发生的可能性。

2.输气管道泄漏

输气管道的泄漏可能由于下述原因造成。

（1）不法分子钻孔盗气；

（2）管道上方违章施工，洪水、滑坡、地震等自然灾害等第三方破坏；

（3）管道的内外腐蚀以及施工中焊接、敷设、搬运及护坡等问题；

（4）管材存在质量缺陷、设计失误、或者运营过程中违章操作等；

（5）在项目运行过程中，可能发生CO₂酸性腐蚀、低温电化学腐蚀、应力腐蚀等，对设备、管道具有腐蚀性，容易构成对设备、管道的腐蚀，造成泄漏。

3.火灾爆炸

输气站场工艺装置区及线路截断阀室均为火灾危险区域、爆炸危险区域，管道输送含CH₄的CO₂气体时，为易燃易爆性气体。

管线一旦发生泄漏，有可能会在泄漏源周围形成爆炸性气云团，如遇明火、机械摩擦、碰撞火花等火源，便有可能引起火灾爆炸，危急设备及人身安全。

泄漏孔径的大小、泄漏方向、点火延迟时间等因素会导致管道泄漏引起的火灾爆炸形式的不同，有可能会引起垂直喷射火、水平喷射火、准池火、闪火等，当系统、压力容器或受压设备处在火灾发生的现场时，系统、压力容器或受压设备内的介质就会受热，体积膨胀，这些设备受火灾影

3.预危险性分析

预危险分析（PHA）也可称为危险性预先分析，是一种对系统存在的危险性类别、出现危险状态的条件、导致事故的后果，做一概略的分析而采取的分析方法。

（1）预先危险分析的功能：通过预先危险性分析，可以完成4个功能：(1)大体识别与系统有关的一切主要危险；(2)鉴别产生危险的原因；(3)预测事故出现时对人体及系统产生的影响；(4)判定已识别的危险分级，并提出削减与控制危险的措施。

（2）分级标准：在分析系统危险时，为了衡量危险性的大小及其对系统破坏程度，将各类危险性划分为4个等级，见表7-17。

表7-17 危险性等级划分

4.火灾爆炸危险指数（DOW）评价法

火灾爆炸危险指数评价法是依据工艺装置以往事故的统计资料、生产物料的潜在能量和现行安全防护措施，按逐步推算的方法，对装置及所含物料的潜在火灾、爆炸和反应性危险进行客观评价的预测方法。具体预测步骤如下：

（1）确定评价单元。包括评价单元的确定和评价设备的选择。

（2）求取单元内重要物质的物质系数MF。

重要物质是指单元中以较多数量（5％以上）存在的危险性潜能较大的物质。

物质系数MF是表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量大小的内在特性，它由物质可燃性NF和化学活泼性（不稳定性）NR求得。

（3）根据单元的工艺条件，采用适当的危险系数，求得单元一般工艺危险系数F₁和特殊工艺危险系数F₂。

一般工艺危险系数F₁是确定事故损害大小的主要因素。

特殊工艺危险系数F₂是影响事故发生概率的主要因素。

（4）求工艺单元危险系数F₃。F₃＝F₁×F₂。

（5）求火灾爆炸危险指数DOW。DOW＝F₃×MF。工艺单元危险系数（F₃）的正常范围是1.00～8.00，如果F₃的值大于8.00，则以最大值8.00作为最后的工艺单元危险系数。它可估计生产过程中事故可能造成的破坏。

（6）用火灾爆炸危险指数值查出单元的暴露区域半径R（m），并计算暴露面积A（m²）。

（7）确定评价单元危险等级（表7-18）。