中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
事故簡(jiǎn)介
2019年6月10日下午17:40，挪威奧斯陸一加氫站發(fā)生爆炸，位置信息如圖 1所示。該站距離道路邊緣 12 m，距離南側(cè)辦公樓等建筑 65 m，距離高速公路 50 m。該站可以在加氫機(jī)壓力為 35 MPa和 70 MPa下的壓力工作。該站為外供型加氫站，氫氣由長(zhǎng)管拖車(chē)運(yùn)輸至站點(diǎn)，內(nèi)部?jī)?chǔ)罐最大壓力為 95 MPa。
事故發(fā)生時(shí)加氫站附近人員較少，事故造成的后果包括：
?爆炸超壓導(dǎo)致路旁汽車(chē)安全氣囊啟動(dòng)，車(chē)上兩人受傷；
?臨近辦公樓玻璃破碎；
?站外圍墻破碎造成碎片拋射；
?間接后果：Nel ASA公司關(guān)閉挪威10余家加氫站點(diǎn)，豐田和現(xiàn)代公司關(guān)閉挪威燃料電池車(chē)銷(xiāo)售，Uni – X暫停當(dāng)?shù)丶託錁I(yè)務(wù)。
圖 2為本次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的加氫站布局，該加氫站無(wú)制氫功能，氫由長(zhǎng)管拖車(chē)輸送至加氫站內(nèi)。整個(gè)場(chǎng)站可分為運(yùn)行與安全控制中心、氫氣充裝區(qū)、壓縮區(qū)、儲(chǔ)氣區(qū)、燃料汽車(chē)加氫區(qū)這五個(gè)區(qū)域。
圖1 奧斯陸郊外Sandvika加氫站
圖2 加氫站的布局
后果和風(fēng)險(xiǎn)分析
泄漏流量
本次事故由GEXCON提供事故調(diào)查報(bào)告，相關(guān)文獻(xiàn)中有CFD計(jì)算得到的事故泄漏量。用C-SAT計(jì)算95 MPa壓力下三組不同泄漏口徑的流量值，其結(jié)果與CFD相仿（見(jiàn)表 1）。
表1 泄漏流量對(duì)比
后果分析
圖 3展示了以 48200 Pa、15800 Pa和 6900 Pa為傷害準(zhǔn)則的超壓范圍，各閾值代表含義見(jiàn)表 2。
35 MPa工況下，超壓主要損傷范圍分布在加氫站附近的道路；70 MPa工況下，損傷范圍相較 35 MPa增大，但淺黃色等值線（“窗戶破碎 [6900 Pa]）仍未覆蓋南部寫(xiě)字樓；90 MPa工況下，淺黃色等值線覆蓋部分寫(xiě)字樓，該閾值可造成建筑窗體破碎。后果分析結(jié)果與實(shí)際事故情況相符（窗體破碎）。
考慮超壓對(duì)人體影響，可近似認(rèn)為15800 Pa（橘色等值線）以外為輕傷區(qū)域。實(shí)際案例中，附近道路一汽車(chē)安全氣囊彈出，表明汽車(chē)傳感器識(shí)別該區(qū)域壓力可造成人員受傷，與C-SAT軟件計(jì)算結(jié)果較為一致。
表2 爆炸超壓基準(zhǔn)
圖3 不同壓力下氫氣爆炸范圍超壓（左：35 MPa；中：70 MPa；右：95 MPa）
個(gè)人與社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)
輸入上述工況條件后，個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果頁(yè)面如圖 4所示。分析選用的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源為GB 36894－2018，表 3給出了各個(gè)閾值的具體數(shù)值。
圖4 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果頁(yè)面展示
C-SAT結(jié)果顯示（圖 5），三種壓力下，加氫站對(duì)周?chē)ㄖL(fēng)險(xiǎn)均滿足最低標(biāo)準(zhǔn)（3×10-6 次/年）。該加氫站已驗(yàn)收并運(yùn)行，軟件對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)范圍的計(jì)算結(jié)果，與加氫站實(shí)際運(yùn)行情況相符。
表3 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)
圖5 不同壓力下個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線（左上：35 MPa；左下：70 MPa；右：95 MPa）
圖 6展示了基于最不利工況條件（95 MPa操作壓力）的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)曲線。繪制前，根據(jù)實(shí)際情況，在C-SAT上設(shè)置不同區(qū)域人口密度，用于社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)分析的計(jì)算。圖中，綠色線顯示了至少 x 人死亡事件的累積頻率（社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)）?？傮w社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)位于ALARP（盡量降低風(fēng)險(xiǎn)）之內(nèi)，表示總體的風(fēng)險(xiǎn)雖然可以接受，但仍需考慮提升加氫站安全的可能性，加強(qiáng)加氫站的安全管理，嘗試將社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)值降低到風(fēng)險(xiǎn)下限以下。
圖6 95 MPa壓力下的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)曲線
結(jié)論
本事故案例通過(guò)對(duì)挪威加氫站爆炸事故進(jìn)行后果和風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，驗(yàn)證了軟件計(jì)算結(jié)果和實(shí)際案例的一致性，證明了C-SAT軟件對(duì)氫設(shè)施事故后果和安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果的可靠性。
根據(jù)Olav Roald Hansen報(bào)告提供的泄漏孔徑，作為C—SAT的初始輸入數(shù)據(jù)并在結(jié)果上進(jìn)行比較，初始流量計(jì)算與報(bào)告提供結(jié)果相符。
在工況條件為95 MPa時(shí)，結(jié)合GB/T 37243-2019與建筑受損情況，6900 Pa（窗體破裂）的等值線區(qū)域覆蓋南側(cè)大樓，與實(shí)際辦公樓受損情況相符；結(jié)合ICHS標(biāo)準(zhǔn)與個(gè)人受傷情況，15800 Pa等值線以外為輕傷區(qū)域，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相符（車(chē)道內(nèi)汽車(chē)安全氣囊感應(yīng)到可致人員受傷的壓力波動(dòng)而動(dòng)作）。
