危险化学品泄漏区域应急疏散的研究

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危险化学品泄漏区域应急疏散的研究

学 生：肖遥 学 号：10031040219 专 业：安全工程 班 级：2010级2班 指导教师：陈星

四川理工学院材料与化学工程学院

二O一四年六月

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摘 要

应急疏散是一个庞大的系统工程。目前，国内外对应急疏散的研究,包括火灾应急疏散,地震应急疏散和一些其它突发事故的应急疏散。然而，关于危险化学品泄漏应急疏散的相关研究较少，随着全球世界各国在工业方面的飞速发展，现有的研究成果是远远不够的。本文在现有研究成果的基础上继续对危险化学品泄漏应急疏散进行研究。

危险化学品泄漏尤其是毒气的泄漏，具有扩散速度快，危害程度大，疏散人数多等特点。因次，对危险化学品泄漏区域应急疏散的研究具有十分重要的意义。如何科学的选择疏散路径以及合理的选择避难点，直接关系到应急疏散能否有效进行和事故的损失的大小。

为了解决上述问题，本文以某生物化工厂为例，以该厂作为应急疏散的模拟区域，以该区域内的所有员工为应急疏散的模拟对象。同时以氨气泄漏为例，计算氨气的毒害区域以及对毒害区域分区。本论文针对该生物化工企业的基本情况,讨论了避难所、疏散方式和疏散路径的选择问题。本结果对区域疏散应急救援预案的科学制定和城市避难点的科学规划具有一定的意义。

关键词：泄漏事故，应急疏散，氨气泄漏

Abstract

.Emergency evacuation is a huge project. At present, domestic and foreign research on emergency evacuation, including fire emergency evacuation, earthquake emergency evacuation and other emergency incidents emergency evacuation. However, research on hazardous chemical spill emergency evacuation less, with the rapid development of countries in the world in the industrial world, the existing research is not enough. Based on existing research continues to leak dangerous

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chemicals emergency evacuation study.

Hazardous chemical spills, especially gas leak, with the proliferation of high speed, large degree of harm to evacuate persons and more features. Dimensionless, the study of the leakage of dangerous chemicals emergency evacuation area has very important significance. How to choose a scientific and rational choice evacuation route evacuation point is directly related to emergency evacuation and loss of ability to effectively carry out the size of the accident.

In order to solve the above problems, this paper as an example of a bio-chemical

plant to plant as a regional emergency evacuation simulation to all employees in the region for emergency evacuation simulation objects. While ammonia leak, for example, to calculate the area as well as toxic ammonia poisoning regional district. In this thesis, the basic situation of the bio-chemical companies, on the selection of shelters, evacuation methods and evacuation path. The result has some significance to the regional emergency rescue plan for the evacuation of scientific development and the scientific planning of urban refuge point.

Keywords：leakage accident; emergency evacuation; ammonia leakage

1 绪论

1.1 研究背景 1.2 研究目的及意义 1.2.1 研究目的 1.2.2 研究意义 1.3 研究现状

1.3.1 危险化学品泄漏研究现状 1.3.2 事故应急疏散的研究现状

1.3 事故应急疏散人员心理及行为特征研究现状 1.4 本文主要研究内容 1.5 章节安排

目录

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2 危险化学品及其泄漏

2.1危险化学品及其分类 2.1.2 国外分类介绍 2.2.2 国内分类介绍 2.2 危险化学品的泄漏 2.2.1液体的泄漏

2.2.3 有毒气体泄漏及其泄漏机理 2.2.4 气体泄漏模式

3 应急疏散过程分析

3.1 避难所的选择

3.1.1 应急避难所定义及分类 3.1.2 避难所的选择原则 3.2 疏散路径的选择 3.3 疏散方式的选择

4 实例研究：某工厂氨气泄漏区域应急疏散的研究

4.1 氨气泄漏区域模拟 4.2 氨气的理化性质 4.2.1 氨气的物理性质 4.3.2.2 氨气的化学性质 4.3 氨气的理化危害 4.4 氨气泄漏量的计算 4.4.1 计算方法简述 4.4.2 氨气泄漏量计算 4.5 氨气泄漏毒害区域的估算 4.6 危险区域的划分 4.6.1 危险区域的划分方法 3.6.2 氨气泄漏危险区域的划分 4.7 应急疏散问题分析

4.8 疏散过程中的影响因素分析

5 结论及展望

5.1 结论 5.2 展望

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

化学工业是从19世纪初开始形成，并发展较快的一个工业部门。随着化学工业的飞速发展，人们面临着一系列挑战人类安全的问题。其中，危险化学品的意外泄漏的控制以及泄漏区域人员的应急疏散是急需解决的重大课题。

《危险化学品安全管理条例》第三条指出危险化学品，是指具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。危险化学品一旦发生爆炸或者泄漏，与其他安全事故相比其造成的危害和损失更大。

由于化学物品的独特理化性质，其泄漏可能会迅速导致人员的伤亡，同时还可能造成环境的污染，进而威胁到人类的健康。近几十年来，世界各国已经发生了数百次危险化学品泄漏事故，造成的数千万人次伤亡人。例如，1984年12月3日凌晨，印度中央邦的博帕尔市的美国联合碳化物属下的联合碳化物（印度）有限公司设于贫民区附近一所农药厂发生氰化物泄漏，引发了严重的后果。大灾难造成了2.5万人直接致死，55万人间接致死，另外有20多万人永久残废的人间惨剧。现在当地居民的患癌率及儿童夭折率，仍然因这灾难远比其他印度城市为高。这是迄今为止世界上最大的一起毒气泄漏事故1。2004年4月，位于重庆市江北区的重庆天原化工总厂15日晚发生氯气泄漏事件，16日凌晨发生局部爆炸，造成9人失踪死亡，3人受伤，有15万名群众被疏散。再如2013年8月31日，上海宝山区翁牌冷藏实业有限公司发生液氨泄漏事故，造成15人死亡，30余人受伤，直接经济损失达2500多万元。因次，对危险化学品泄漏区域应急疏散的研究是必要的。

1.2 研究目的及意义

1.2.2 研究目的

本文以某生物化工厂的氨气泄漏为例，计算氨气的扩散范围，分析其伤害区域，同时对应急疏散中的几个常见问题进行讨论，为该类事故的应急疏散提供相应的支持，增强救援工作的目的性和主动性，最大限度的减少人员的伤亡和控制事故的损失。通过分析人员心理行为影响因素和实际疏散过程中可能遇到的不确

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定情况来提高应急疏散的工作效率。通过研究疏散路径和避难所的选择问题，对同类事故提供相应的技术支持。

1.2.2 研究意义

在日常生活中,仅仅依靠制定一些预防措施并不能完全阻止事故的发生。危险化学品尤其是毒气泄漏事故一旦发生,轻者污染环境、影响人们的生活；重者则可能会造成人员伤亡和巨大的财产损失。当发生有毒气体泄漏后，毒气可能会迅速扩散，整个扩散过程又是极其复杂的，影响因素很多。因此,十分有必要事先预测有毒气体扩散范围和伤害区域并制定相应的人员应急疏散措施。例如,2007年1月16日位于成都市双流县阳某化工总厂发生高浓度甲醛泄漏事故,华阳一中和邻近一所小学、幼儿园的4000多名学生普遍感到胸闷、恶心，一名老师还差点晕倒。两所学校及幼儿园果断启动紧急预案，火速将4000多名学生安全转移，有效地减少了事故损失及防止了人员伤亡。本论文通过分析有毒气体扩散范围和伤害区域并制定相应的人员应急疏散措施,最后对避难点和疏散路径的选择方面提供技术支持。

1.3 研究现状

1.3.1 危险化学品泄漏研究现状

随着化学工业在国内外的迅速发展，它一方面促进国民生产推动社会进

步，另一方面也出现一些威胁人类安全的问题。在众多问题中，对于危险化学品泄漏的研究也逐步受到了重视。从20世纪80年代起，欧美等发达国家进行了相关危险化学品泄漏的研究，同时开展了大量的现场试验，包括索岛进行的麦布林沙地溢流试验、在加利福尼亚进行的液化气试验、阿肯色大学开展的气体扩散试验等,对危险化学品泄漏的研究起到了极大的促进作用2。

国内对相关方面的研究比欧美国家稍晚，我国于20世纪90年代才有了关

于危险化学品泄漏的研究。同时，化工部也开发了危险化学品泄漏危害分析的仿真软件,国内部分高校也开展了相关方面的研究。另外,北京城市危险源控制技术研究中心,长期致力于关于危险化学品泄漏的计算机仿真技术研究,不断地开展风洞模拟实验和泄漏扩散模型的研究,先后完成“危险化学品泄漏扩散数值模拟研究综述”、“危险化学品泄漏扩散研究探讨”、“常见危险化学品泄漏处置方法研究”等论文对危险化学品泄漏以及对泄漏的处置方法的研究3。

目前国内外对危险化学品泄漏的研究，主要分为数字模型和计算机仿真

模拟两种4。

1.3.2 事故应急疏散的研究现状

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1.3.2.1 国外研究现状

关于应急疏散的研究，国外发展较早，最早出现在二十世纪中期。2001

年美国东部发生“9.11”恐怖事件之后，世界各国政府不同力度加强了预防。与此同时，关于应急疏散的研究也加大了力度，建立突发事故应急疏散预案，尽可能的减少事故的财产损失和人员伤亡。现从建筑物内、外疏散、疏散过程中人员的行为、计算机仿真模拟这四个方面概括国外关于应急疏散的研究情况5。 (1)建筑内疏散

关于这种确定区域内的应急疏散，国外的研究成果比较多。柏林充分利用模糊理论，认为人员对危险区的识别是模糊的，并将此纳入为人的模糊因素建立应急疏散模型，这样仿真的结果更加真实可靠。Owen等研发了网络流模型,该模型能够模拟和追踪全部应急疏散人员的疏散行为。Ketchell N.研发的运动学模型假设确定内部区域的全部人员拥有完全同等的行动能力,能够按照应急疏散计划有条不紊地进行疏散。

(2)建筑物外疏散

建筑物以外的疏散主要包括城市区域范围疏散，是指由于受到洪灾、台风、危险化学品泄漏、恐怖袭击等突发事件事件的影响，需要对建筑外受灾害影响的人员进行应急疏散。由于2001年的“9.11”以及之后恐怖袭击事件时有发生和频繁遭受到洪水、台风等灾害的摧残，欧美等发达国家不同程度的加强了对城市区域应急疏散的研究。首当其冲的是，对相关方面研究较为成功的是美国。Chen 等运用智能体模型仿真了佛罗里达州飓风到来时九千多人的应急疏散过程，得出开始疏散的最优时间，以及当道路遭受损坏时，给灾区内人员供给的应急物资数量。 同时，F.Benjamin Zhan和Chen还分别对环状、棋盘状、真实路网在情况紧急下的同时疏散和分批疏散进行了仿真模拟，得到了两个重要结论：当交通状况自然分布同时道路流畅不拥挤时，分批疏散更慢，同时疏散更快；当交通呈现拥挤时，个别时段在棋盘状路网上分批疏散比同时疏散更快，在和真实路网和环状路网上分批疏散与同时疏散效率差异不明显。

(3)疏散中人员的行为

二十世纪中期学术界就进行研究应急疏散过程中人员的行为对疏散过程的影响。与此同时，有人针对应急情况的仿真研究中，提出了应急疏散人员的“集聚行为”理论。自从2001年9.11事件之后，关于城市突发事故应急疏散的研究明显增多，开始大多致力于高层建筑内部的应急疏散研究，随后有学者认为城市中建筑物群及相互之间的交通网络在实施应急疏散时也应该纳入其研究范围内。关于“9.11”恐怖袭击的教训的文章中，调查人员对世贸中心的环境以及当时的人员行为和心理进行了分析，得知多数人在逃离大楼后并没有立即步撤离至安全区域，而是停留在周围的不安全区域内观望事态的发展，这使得部分转移了工作人员的精力，也使得即将糟糕的交通变得更加脆弱。有学者在2003年在其论文中细致地研究了紧急情况下交痛道路的可靠性，被疏散人员的行为对应急疏散过程产

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生的影响，以及最佳疏散路径的选择问题。该学者的论文重点得到了两个结论：一方面路网处于应急情况下难以发挥其原本作用；另一方面指出若要更加准确的评估应急疏散交通流量就必须考虑以家庭为单位的应急疏散人员的行为。另外，在该学者的论文中也明确指出：现阶段关于应急疏散仿真模型和仿真软件的缺陷在于忽略了人员在逃离建筑物后所面临的周围交通道路上的困扰。

(4)计算机仿真模拟

由于突发事件具有突发性、偶然性等特征，应急疏散针对的又是非常态交通状况和心理行为，因此很难采集到真实的数据，也很难从历年的统计资料中获取有关疏散时间、逃生路线等具体资料。随着微观仿真技术的发展，计算机仿真模拟技术被越来越多地应用到紧急交通疏散研究中。依靠应急疏散模型和仿真模拟平台，对非常态的交通行为进行分析并对疏散过程进行模拟，以仿真技术作为研究手段已经逐渐成为研究应急疏散的主要方法。1990 年以前关于紧急交通疏散仿真模拟的文献还很少。这是因为受到当时计算机软、硬件技术的限制，一方面应用交通流模型来计算个体车辆的运行特性需要很大的计算量，计算机的计算能力无法达到；另一方面也没有先进的软件来模拟紧急事件时的交通状况。近十年来，计算机技术的迅猛发展大大推进了交通流的仿真模拟研究。Sinuany-Stern 运用基于行为（behavioral-based）的微观交通仿真模型，在发生放射性危险事件情况下进行应急疏散，对路网疏散时间相对于行人、车辆保有量、交叉口行程时间和路径选择变化的敏感性进行了研究，研究认为在疏散行程分布均匀的假定下，行人与道路交通之间的相互作用对路网疏散时间的影响较大[6]。Church 和 Sexton 研究了在不同紧急事件情景下，各种交通条件如逃生出口位置、交通控制、车辆数量是如何影响疏散逃生时间的[17]；Cova 和Johnson 对野火邻近地区的家庭疏散规划进行了模拟，并对以家庭为单位的人员撤退的时间进行了估算[18]；在 Batty 对节日集会的应急疏散研究中，模拟了应急疏散时小范围内的车辆行为是如何逐渐演变为大规模的群体行为的，同时演示了交通控制措施在应急疏散中是如何缓解交通拥挤、提高交通安全的[19]；Lee D. Han 用 VISSIM 模拟了田纳西州核电站的紧急交通疏散，详细论述了路网疏散仿真模型的建立、数据准备、和仿真结果。VISSIM 是目前使用较多的一个基于时间（time-step）和行为（behavioral-based）的微观交通仿真系统[20]。该系统有内置的动态交通分配模型，能响应有关路径选择的要求，并能够对车道结构、交叉口控制、以及管理偏好进行分析。这些特征使 VISSIM 成为模拟和评价紧急交通疏散方案的一个有利工具。Lee D. Han 的研究表明：在紧急交通疏散中运用动态交通分配模型（Dynamic TrafficAssignment, DTA）选择疏散路径和以基于最短行程时间考虑的最佳目的地选择模型来进行交通疏散，对于缩短总体疏散时间，效果要显著优于静态交通分配和静态目的地选择方法。尽管现在已开发出很多应急疏散规划的仿真系统，但是由于每种紧急事件的发生都有其特定的场景和特征，在交通疏散过程中需要根据人口、车辆、路网结构等条件的不同而制定不同的规划方案，这些规划方案在仿真系统中均要通过一个初始基础方案进行变量的调整才能得

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到。Ying Liu 通过研究，提出了一个双目标综合优化疏散模型，用于在应急疏散仿真平台上生成最优的初始方案[21]。该模型的优化目标分为两个层次，即最高目标是将疏散期间的所有有利成果最大化；最低目标是减小整个系统在疏散过程中的行程时间和等候时间。Ying Liu 的研究具有较高的实用价值，有助于规划者在各种情况下较快得到优化的疏散方案。

1.3.2.2国内研究现状

我国对应急条件下人员安全疏散的研究尚属起步阶段，迄今为止仅有

一、二家研究机构在国内消防刊物上发表过有关人员安全疏散模型的论文。对突发事件人员应急疏散的研究范围仍集中在建筑物及运动场馆等确定空间。 (1)建筑物、运动场馆内疏散

目前国内对于建筑物内人员疏散行为规律的研究方向可分为对随机疏散

行为规律的研究和有计划疏散行为规律的研究。随机行为应用到行为学模型，目前较为成熟的软件为 Exodus、Simulex 等。东北大学的研究人员主要致力于研究建筑物内人员的疏散，提出人员疏散群集行为规律模型，最初先是建立了人员有计划疏散行为规律的数学模型，然后研究了人员的随机疏散行为规律6。武汉大学方正等人建立了人员疏散的网络模型7。香港城市大学的研究人员提出了利用计算机虚拟现实技术收集人员在火灾中行为量化数据的调查方法，并结合火灾后的问卷调查及疏散演习等手段收集了大量有关火灾中人员行为的数据。比较详细地研究了建筑物防火通道内的标识（如灯光、张贴、指引、广播等）对人员疏散行为的影响，建立了网络疏散模型(SGEM)8，该模型在几何空间上将建筑物划分成能反映人员具体位置的细网络，利用拉格朗日方法分析每个人员在建筑物内的移动速度。采用此模型对香港的一些实际工程进行了较为成功的疏散模拟。中国建筑科学研究院的研究人员建立了地下商业街人员疏散模型（粗网格群体描述的最优化模型）。中国矿业大学的王德明、王省身等人提出了根据灾情变化确定煤矿内避灾路线可通行性的方法9。陈艳艳教授针对北奥运对大型活动期间的交通组织进行了研究，并发表了一系列关于奥运场馆内人员疏散的文章。清华大学的刘强、陆化普等建立了运动场馆内人流疏散模型并对其进行求解10。 (2)建筑物外的区域疏散

目前国内对受突发事件影响范围较大的区域疏散研究较少。武汉大学的袁建平、方正等人提出应建立一个集成了仿真模型和优化模型的综合性疏散规划模型来应对大范围内的人员疏散的构想。东北大学的温丽敏对受毒气威胁的街区内人员疏散进行预测，主要是针对其最佳疏散路径选择方面进行研究，并且采用当量系数反映路径的运输能力和地形条件对疏散的影响。 (3)计算机仿真

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北京交通大学的李伏京在现有元胞自动机模型和行人流模型基础上，建

立了一种基于车辆环境约束以及人员行为特性的元胞自动机模型，以北京地铁某型号车辆为仿真对象，仿真车辆布局对于车辆内人员安全疏散性能的影响11。北京工业大学交通研究中心实验室提出了奥运应急疏散时间估计模型，利用OREMS 中观仿真软件承担了奥运应急疏散预案仿真研究12。西南交通大学的徐高，在比较分析了不同的微观仿真模型之后，提出了更为灵活的微观离散真模型，仿真地铁站内的人员疏散13。

1.3 事故应急疏散人员心理及行为特征研究现状

紧急事故发生时,人们往往会陷入恐慌当中,而害怕和恐慌的程度是因人而

异的14。不同的人在事故中的心理行为特点有很大的差别\"年龄大小!身体状况!文化程度!个人习惯等因素均有重要影响15。加之紧急事故种类繁多,因此对于不同的事故,不同的人员心理行为特征更是大为不同\"

国际上人员疏散行为研究开始于1956年,美国马里兰大学Bryan,J.L.首次对某火灾事故幸存者的行为进行了事后调查\"随着人员疏散研究的逐步深入,人的心理行为对疏散过程的影响及其模拟方法越来越成为疏散研究的热点和难点\"国外在该领域目前的研究已经不仅限于人们在疏散过程中所表现出来的外在行为(如群聚性!趋光性等),外在行为下的心理分析决策机理和过程以及特定群体(如认知缺陷人群)的疏散行为特点已经逐渐成为当前该领域的热点问题。

国内从20世纪90年代开始进行疏散过程中的人员心理行为的相关研究16,在开始阶段,国内许多关于疏散过程中的人员心理行为研究还处于引用汇总和分析国外已有的关于人员疏散行为特征的研究结果17,现在逐渐转向结合国外研究结果在国内进行一些实证性研究。

由此可以看出,目前,国内外对于事故人员心理行为的调查研究主要集中

在研究火灾中人的行为,而对于毒气泄漏扩散事故中人员的心理行为特征的研究几乎没有\"毒气泄漏事故较之火灾事故不同的是,它影响力大,感知慢,涉及人员多,并且人员情况复杂,这些都不利于应急救援行动的展开\"因此,对毒气泄漏事故中人员的心理行为特征的研究是十分必要的\"。

1.4 本文主要研究内容

本文先介绍了有毒气体的泄漏机理和泄漏模式以及应急疏散的相关问题，然后以氨气泄漏为例，确定泄漏后的扩散区域和疏散范围。并以某生物化工厂氨气

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泄漏事故为研究对象，确定氨气泄漏时，应急疏散的最佳路径以及讨论避难所和疏散方式的选择问题，为有毒气体泄漏事故提供科学有效的方案，具体研究内容如下：

（1）以一支氨气钢瓶的瞬时破裂为条件，研究氨气的伤害范围，同时参照人员中毒阀限值，对危险区域进行较细的划分，进而确定疏散范围；

（2）根据氨气的扩散浓度和伤害范围，讨论避难所和疏散方式的选择问题； （3）引入疏散路径当量长度的概念，确定某点人员疏散路径的选择优先次序。

1.5 章节安排

本论文共包括五章，现将各章节的内容安排作如下介绍：

第一章 该章是文章的绪论部分，主要说明研究该课题的目的和意义，分别介绍危险化学品泄漏和应急疏散的国内外研究现状。

第二章 该章主要介绍危险化学的定义、分类以及不同的分类标准，阐述液体、可燃性气体和有毒气体的泄漏特点，分析有毒气的泄漏机理和泄漏模式。

第三章 该章重点介绍应急疏散中的两个重要问题：避难所的选择和疏散路径的选择问题。具体阐述应急疏散避难所的定义和选择原则，提出使用当量长度的方法研究最佳疏散路径。

第四章 该章进行实例分析，计算氨气发生瞬时泄漏时的扩散半径以及分析伤害范围，确定避难所的位置，并运用当量长度法确定某点人员的疏散路径的优先次序，分析人员心理行为影响因素。

第五章 该章给出课题的研究结论和对未来的展望。

第二章 危险化学品及其泄漏

2.1 危险化学品及其分类

凡有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等危险性质,在运输、装卸、生产、使用、储存、保管过程中,在一定的条件下能引起燃烧、爆炸,导致人身伤亡和财产损失等事故的化学物品,统称为危险化学品。危险化学品分类是化学品安全管理的基础。随着科学的进步和经济的发展,人们对人体健康和环境保护越来越重视,因此,对危险品的生产、销售、使用、运输及危险品的管理等已成为当今经济

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社会普遍关注的重要问题18。 2.1.2 国外分类介绍

有关危险品的国际规章很多,有联合国范围内的规章,有政府间国际组织和非政府间国际组织的规章等,被我国采用和接受的主要是联合国和有关国际组织的规章,这些规章具有权威性,普遍被世界各国采用。在这些规章中主要有[3]:联合国危险货物运输专家委员会编写的《关于危险货物运输的建议书#规章范本》、国际海事组织(IMO)制定的《国际海运危险货物规则》(IMDG Code)、国际航空组织(ICAO)制定的《空运危险货物安全运输技术》、欧洲铁路运输中心局(OCTI)制定的《国际铁路运输危险货物技术规则》(RID)、联合国欧洲经济委员会(ECE)制定的《国际公路运输危险货物协定》(ADR)和《国际内河运输危险货物协定》(ADN) ,这六部规则都简称为《国际危规》,其对危险品的分类、包装和标签等基本一致,但是由于运输方式和运载工具的不同,对于运输作业程序的要求也不同。六部《国际危规》最常用的是《关于危险货物运输的建议书#规章范本》、《国际海运危险货物规则》和《空运危险货物安全运输技术》,其中《关于危险货物运输的建议书#规章范本》最具有权威性。因此,下面主要介绍《关于危险货物运输的建议书#规章范本》。目前所谈及的危险品分类主要依据是联合国危险货物运输专家委员会编写的《关于危险货物运输的建议书#规章范本》(Recommendations on the Transport of Dangerous Goods#Model Regula-tions),以下简称桔皮书。1956年桔皮书首次出版,但是为了反应技术的发展和使用者不断变化的需要,桔皮书每半年进行一次修订,每两年出版新的版本,今年已经出版了第十四修订版。桔皮书是联合国经济及社会理事会危险货物运输专家委员会根据技术发展情况、新物质和新材料的出现、现代运输系统的要求,特别是确保人民、财产和环境安全的需要编写的。其目的是提出一套基本规定,使有关各种运输方式的国家和国际规章能够统一的发展;然而规定仍然足够灵活,使之能够兼容可能需要满足的任何特殊要求。希望各国政府、政府间组织和其他国际组织在修改和制订他们负责的规章时,遵守本规定的原则,从而对这方面在世界范围内的统一作出贡献。

桔皮书共分七个部分,包括危险货物的分类原则和各类别的定义、主要危险货物的列表、一般包装要求、试验程序、标记、标签或揭示牌、运输单据。此外,还有与特定类别货物有关的特殊要求。根据危险货物所具有的危险性质或主要的危险性质,桔皮书将危险品分为9大类:爆炸品、气体、易燃液体、易燃固体和易于自燃的物质以及遇水放出易燃气体的物质、氧化性物质和有机过氧化物、毒性

物质和感染性物质、放射性物质、腐蚀性物质、杂项危险物质和物品,其中有些类别再细分为几小项,最后将危险物品分为9大类20项。桔皮书是迄今为止国

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际上比较完整地将危险货物进行分类的国际规章,已广泛地被危险品生产、销售、运输和管理部门所接受。

2.2.2 国内分类介绍

我国关于危险化学品的安全标准主要有:①《危险货物分类和品名编号》(GB6944-2005);②《危险货物命名原则》(GB7694-87);③《危险货物品名表》(GB12268-2005);④《常用危险化学品的分类及标志》(GB13690-92);⑤《危险货物包装标志》(GB190-90);⑥《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044-85);⑦《危险货物运输包装类别划分原则》(GB/T 15098-94);⑧《化学品安全技术说明书编写规定》(GB16483-2000);⑨《化学品安全标签编写规定》(GB15258-1999);⑩《常用化学危险品贮存通则》(GB15603-95)。下面主要介绍《常用危险化学品的分类及标志》(GB13690-92),此标准由劳动部提出、化工部标准化研究所起草。它规定了常用危险化学品的分类、危险标志及危险特性,还对1 074种常用危险化学品进行了分类,规定了危险性类别、危险标志及危险特性等内容。此标准适用于常用危险化学品的生产、使用、贮存和运输,也适用于其他化学品。此标准按化学品的危险特性将常用危险化学品分为8类:爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、毒害品、放射性物品、腐蚀品,每一类又分为若干项,最后将危险物品分为8类17项19。

2.2 危险化学品的泄漏

2.2.1 液体的泄漏

一般情况下，泄漏的液体在空气中蒸发而形成气体，泄漏后果取决于液体蒸发生成的气体量。液体蒸发生成的气体量与泄漏液体种类有关。

（1）常温常压液体泄漏 液体泄漏后聚集在防液堤内或地势低洼处形成夜池，夜池表面发生缓慢蒸发。

（2）加压液化气体泄漏 液体在泄漏瞬间迅速气化蒸发。没来得及蒸发的液体形成夜池，吸收周围热量继续蒸发。

（3）低温液体泄漏 液体泄漏后形成夜池，吸收周围热量蒸发，液体蒸发速度低于液体泄漏速度。

2.2.2 可燃性气体的泄漏

可燃气体泄漏后与空气混合达到燃烧界限，遇到引火源就会发生燃烧或爆炸。泄漏后发火时间的不同，泄漏后果也不相同。

（1）立即发火 可燃气体泄漏后立即发火，发生扩散燃烧产生喷射性火焰或

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形成火球，影响范围较小。

（2）滞后发火 可燃气体泄漏后与周围空气混合形成可燃云团，遇到引火源发生爆燃或爆炸，破坏范围较大。

2.2.3 有毒气体泄漏及其泄漏机理

1 法兰连接泄漏

在石油化工设备和化工管道中，由于生产工艺的要求，或是为了制造!运输!安装和检修的方便，常用可拆的连接方式，即用法兰连接或是螺纹连接\"因为法兰连接在设备和管道中用得最多，量又很大，故设备法兰和管道法兰均已标准化和系列化\"按其公称直径和公称压力就可查到规格和尺寸，一般无须进行设计\"1.1 法兰的密封原理\"法兰连接是由一对法兰!若干螺栓螺母和一个垫片组成的\"为了防止连接处的泄漏，在连接接口处应想方设法增加流体的流动阻力，即使泄漏介质在接口处的流动阻力降大于设备内外的压力差，设备就不会漏了\"这个流体阻力的增加，是靠密封面上的密封比压的增加来实现的\"法兰在螺栓预紧力的作用下，将两法兰之间的垫片压紧\"这个施加于单位面积上的压力必须达到一定的值才能使垫片变形，从而填满微观缝隙，形成初始而必要的密封条件\"这个压紧力称为垫片的密封比压\"这个密封比压力的大小，主要取决于垫片的材料!尺寸和法兰压紧面的形状\"法兰压紧面形式的选择既要考虑垫片的形状及材料，也要考虑操作的压力!温度!介质腐蚀性等工艺条件和设备的尺寸\"1.2 法兰的泄漏\"1）界面性泄漏\"被密封介质通过垫片与两法兰之间的间隙产生的泄漏称为界面泄漏，泄漏原因可能是密封垫片压紧力不足，即比压达不到要求；也可能是垫片长期使用，发生老化变形!龟裂!失去回弹力等，这些都会引起界面泄漏\"2）渗透性泄漏\"因为设备或管道内外压差的存在，被密封的介质通过垫片内部微小的间隙而从内部 高压侧渗到外部低压侧的现象称为渗漏，当前，垫片的常用材料有植物纤维!动物毛纤维!化学纤维!矿物纤维等\"这些材料的组成成分比较疏松，致密性较差，纤维与纤维间存有无数的小缝隙，极易被介质浸透，造成介质从高压侧渗透到低压侧\"渗透性泄漏与被密封的介质压力和黏度有关\"介质压力越高!黏度越低，越容易发生渗漏\"3）人为性泄漏\"若将垫片与法兰装得不同心，螺栓预紧力过小，造成密封比压达不到密封要求；或预紧力过大，使垫片失去回弹力；或是在连接螺栓中预紧力大小不一致，均会造成泄漏\"因为这种泄漏是安装质量造成的， 放称人为泄漏，也称为破坏性泄漏\"以上三种泄漏中，除渗透泄漏与时间关系不大外，其余两种泄漏都将随时间的推移而严重\"故发现泄漏后，应立即采取措施，以免给堵漏作业带来不便\"有毒气体泄漏后形成云团在空气中扩散，有毒气体浓度较大的浓密云团将笼罩很大范围，影响范围较大。

2.2.4 气体泄漏模式

管道泄漏和储罐泄漏是化工生产过程中两种常见的泄漏模式。也是泄漏事故后果分析的重要依据。

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（1）管道泄漏分为无限源泄漏和有限源泄漏。与管道连接反应装置持续在生产有毒气体或者储罐的储量非常大的管道泄漏称为无限源泄漏，此类泄漏造成泄漏的气体无限多，将发生速率一定时间较长的泄漏，造成极大的危害。当发现泄漏后及时关闭阀门或停止生产，泄漏仅为管道内的气体，此类泄漏称为有限源泄漏，它在泄漏后较短的时间内，管道内气体将泄漏完毕，造成的危害较小。

（2）罐体泄漏分为瞬时泄漏、小孔连续泄漏和大孔有限时间泄漏。瞬时泄漏是指罐体完全破裂，如罐体发生爆炸所导致的泄漏，此类泄漏气体在非常短的时间内泄漏完毕，造成的危害较大。由于外力操作不当、磨损等造成的小孔、裂缝导致的泄漏称为小孔连续泄漏，它的泄漏量受泄漏空的面积影响，连续泄漏的时间较长，在一定的时间内泄漏速率基本保持不变。大孔有限时间泄漏时指阀门、部件失效故障或外物打击等导致的泄漏，此类泄漏在一段时间内，泄漏得到控制或罐体中的气体泄漏完毕。

第三章 应急疏散过程分析

3.1 避难所的选择

3.1.1应急避难所定义及分类

应急避难所是指利用公园、绿地、广场、学校操场等场地，经过科学的规划、

建设与规范化管理，能为疏散人群提供安全避难、满足基本生活保障及救援、指挥的场所。

根据突发事件的类型不同，避难所按照功能可以分为临时型避难所和驻留型避难所[33]。临时型避难所是指提供被疏散人员临时避难、集合的场所，在临时避难所内的应急疏散人员被进一步组织后，再转移到其他安全地点。临时型避难所主要是居民区附近的小面积空地或公共设施，包括小公园、小花园、小广场、以及专用绿化用地。驻留型避难所是指能够保证被疏散人员的基本生活，并帮助他们顺利度过应急期的场所，通常为容量和面积较大的公园、广场、体育场、停车场、空地等。这两类避难所承担的功能有所区别，临时型避难所更多的是暂时庇护，组织再疏散的功能，而驻留型避难所偏重的是安全度过灾害期，维持生命的避难功能，制定疏散计划时要根据突发事件影响持续时间选择不同类型的避难所进行避难。

3.1.2避难所的选择原则

合理的选择某些场地作为应急条件下的避难所，对于提高疏散效率有重大意义。避难所的选择应根据突发事件的类型、发生地点、影响范围，并结合周边

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的疏散道路网来进行。一般来说，应急避难所的选择应避开不良工程地质区域，场地的长宽比应适当，还应避开自然、人为易灾区，远离危险品仓储区，具有良好的可达性，周围不宜有高大建筑物或危房。结合居民区周边环境，一般选择居民区周边视野开阔的小公园、广场等有一至两条疏散通道、能容纳一定数量人员的场所作为临时避难所。选择原则如下：

(1)安全原则

应急疏散的目的是将人员从不安全的地点转移到安全地点，所以作为疏散

目的地的避难所一定要保证安全性，安全性是选择避难所的首要条件。首先，避难所必须在突发事件危险范围以外；其次，要保证避难所内的安全，不易发生次发事件；最后，避难所内应配备一定的警力以维持秩序，确保安全。

(2)就近原则

考虑到人体活动的空间需求，避难场所一般按人均 2m2~4m2（困难地区最

小按人均 1.5m2）的标准进行建设。2000m2左右的学校操场、露天停车场等都可作为社区级应急避难场所，是附近居民的临时应急避难场地，也是避难中转地点。临时型应急避难场所的服务半径应控制在步行范围内，不宜超过500m。因为一般居民区内的道路较为狭窄，且疏散时道路上人数较多，乘坐私人汽车到达避难所可能要消耗更多的时间，冒更大的风险，因此在服务半径范围内的居民采用步行作为疏散方式。

(3)容量限制原则

疏散时应根据突发事件的级别和类型选择不同服务水平的避难所。避难所

容量是避难所服务水平的决定性因素之一，确定避难所容量时应尽可能考虑到所有影响因素以及各种不确定因素。为确保避难所可以容纳所有受灾人员，一般选择占地面积在 10000m2以上的区域作为避难所，并按照应急疏散人员数量的 1.2~1.5 倍作为选择避难所容量的依据，而且通常要选择 3~5 个避难所作为备用或替代避难所。

(4)平灾结合原则

居民生活区周边有条件作为避难所的用地有公共绿地、广场、体育场、学

校的运动场、停车场及居民活动区等。为充分利用土地，被选择作为避难所的用地功能不宜过分单一，平时应可供居民休闲，突发事件发生时可供其避难。另外，从节约用地、节省投资的角度出发，应急避难所不能仅用于应对单一灾种，还要尽可能应对多种灾难。

3.2 疏散路径的选择

3.2.1 疏散路径的分类

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疏散路径是指将处于危险区的人员从所在位置转移到安全区域的路径。根据人员受伤害情况的发展以及对疏散路径的影响，可将疏散路径分为三类：

（1）理想疏散路径：理想的疏散路径是指不受灾情影响的疏散路径，一般为境界区以外的区域；

（2）可行疏散路径：是指一定安全程度的路径，当所有的疏散路径都达不到理想疏散路径的标准时，可考虑毒气扩散浓度不足以威胁到人员的生命的路径作为疏散路径，一般为中度和轻度去的疏散路径；

（3）逃生疏散路径：当人在重度区停留时间超过30分钟时，就会有生命危险，因此，把重度区视为逃生疏散路径。逃生疏散路径是以人员对毒气的最大承受能力作为判别条件。

3.2.2 疏散路径的当量长度

在危险化学品尤其是有毒气体的泄漏事故中，疏散人员所处的毒害区域

不同，毒气对疏散人员造成的影响和伤害就不同，进而使得不同路径疏散难易程度不同，这将直接影响疏散效率。因次，本文引入疏散路径当量长度的概念。本文所指的当量长度是指对疏散路线的实际长度引入修正系数，并使之与疏散路线

l的实际长度s相乘得到的长度，由于有毒气体对疏散过程影响较大，本文只考虑

这一因素，用危险系数表示，其值取决于疏散路线所在的区域。

表3 不同区域的危险系数取值

危险区 重度区 轻度去 吸入反应区 外围警戒区 10000 1000 100 10 0 则疏散路径的当量长度可表示为：

l•ls 3-1

本文以疏散路径当量长度的大小作为疏散路径的选择标准，由疏散路径当量长度的定义易知，其值越小越好。

显然，由疏散路径当量长度的定义可知，最佳疏散路径不一定是疏散时间最短的路径，也不一定是长度最短的路径。需要注意的是，疏散路径当量长度的比较仅路径选择的优先次序，并不表明某路径可行或不可行。

3.3疏散方式的选择

根据事件严重程度以及影响范围可以将居民区内居民的疏散方式分为徒步

疏散和车辆疏散。疏散方式的选择主要是根据突发事件影响区域是否扩散以及居

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民所处位置与避难所之间的距离共同决定的。

(1)居民徒步疏散：指在接到疏散命令时，应急疏散人员只需通过步行逃离危险区域到安全区域即可，徒步疏散适用于时间充足的短距离疏散。通常居民生活区内道路通行能力较小，调动车辆进行疏散反而降低疏散效率，因此通常居民区内的人员疏散都采取徒步疏散方式。

(2)车辆疏散：当突发事件不断的升级，导致事件影响范围不断扩大时，单靠居民步行逃离危险区域是不现实的，这时就需要有救援车辆的参与，协助危险区域内的人员逃生到安全区域，车辆疏散也包括发生突发事件时在危险区域内正常行驶的各种车辆。

(3)混合疏散：是指突发事件发生比较紧急，且突发事件影响范围不断扩大，此时应急疏散人员需要先采用徒步方式由一级危险区疏散到二级危险区，再由救援车辆疏散到安全区域，采用徒步疏散与车辆疏散相结合的疏散方式。

第四章 实例分析某工厂氨气泄漏区域应急疏散的研究

4.1氨气泄漏区域模拟

如下图3-1所示，为该生物化工厂的具体平面图。本文将该厂作为氨气泄漏应急疏散的模拟区域。

该厂近似为400×180m的矩形区域。其中9个矩形厂房，大小分别为：1号厂房113×30m，2号厂房105×35m，3号厂房95×45m，4号厂房88×25m，5号厂房130×30m，6号厂房40×35m，7号厂房80×35m，8号厂房130×30m，9号厂房130×45m。1栋科研中心135×55m。一栋职工宿舍55×50m。一栋综合办公楼70×30m。另外

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有一形状不规则的污水处理站。该厂区拥有两个出口，出口1,2分别宽15m。氨气泄漏点位于3号厂房。

4.2 氨气的理化性质

氨气，无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水，氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨(NH3·H2O)，一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。氨与酸作用得可到铵盐，氨气主要用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。 4.2.1 氨气的物理性质

（1）有刺激性气味的气体 氨对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用，接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛。

（2）密度小 氨气的密度为0.771g/L（标准状况下）

（3）沸点较高 氨很容易液化，在常压下冷却至-33.5℃或在常温下加压至700KPa至800KPa，气态氨就液化成无色液体，同时放出大量的热。液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围物质的温度急剧下降，所以氨常作为制冷剂。 [1]

（4）易溶于水 氨极易溶于水，在常温、常压下，1体积水能溶解约700体积的氨。

3.2.2 氨气的化学性质

（1）NH3（挥发性）遇HCl（挥发性）气体有白烟产生,可与氯气反应。 （2）氨水（一水合氨，NH3·H2O）可腐蚀许多金属，一般若用铁桶装氨水，铁桶应内涂沥青。

(3)氨的催化氧化是放热反应，产物是NO，是工业制硝酸的重要反应，NH3也可以被氧化成N2。

(4)NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 程式在水中产生少量氢氧根离子，呈弱碱性.

(5)氨与酸反应生成铵盐：NH3+HCI=NH4CI 氨在英文中有时会被称作 anhydrous ammonia（译为无水氨），以和在英文中与它名称类似的氨水区别。中文中很少有人会把氨气和氨水混为一谈。

一水合氨或称氨水是氨的水溶液，氨的水溶液为碱性： NH3+ H2O ⇌ NH4+ OH

其性质和氨气完全不一样。实验室的稀氨水一的浓度一般为1M至2M。氨的饱和水溶液（大约18M）的密度是0.880g cm，故可称之为 .880 Ammonia。

电离方

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4.3 氨气的理化危害

（1）吸入的危害表现

氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲劳，长期接触后对低浓度的氨会难以察觉。吸入是接触的主要途径，吸入氨气后的中毒表现主要有以下几个方面。

轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、喉痛、发音嘶哑。氨进入气管、支气管会引起咳嗽、咯痰、痰内有血。严重时可咯血及肺水肿，呼吸困难、咯白色或血性泡沫痰，双肺布满大、中水泡音。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后疼痛等。

急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道破裂、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其症状根据氨的浓度、吸入时间以及个人感受性等而轻重不同。

急性轻度中毒：咽干、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咳痰，胸闷及轻度头痛，头晕、乏力，支气管炎和支气管周围炎。

急性中度中毒上述症状加重，呼吸困难，有时痰中带血丝，轻度发绀，眼结膜充血明显，喉水肿，肺部有干湿性哕音。

急性重度中毒：剧咳，咯大量粉红色泡沫样痰，气急、心悸、呼吸困难，喉水肿进一步加重，明显发绀，或出现急性呼吸窘迫综合症、较重的气胸和纵隔气肿等。

严重吸入中毒可出现喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管阻塞，引起窒息。吸入高浓度的氨可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿，可诱发惊厥、抽搐、嗜睡、昏迷等意识障碍。个别病人吸入极浓的氨气可发生呼吸心跳停止。

（2）皮肤和眼睛接触的危害表现。

低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。急性轻度中毒：流泪、畏光、视物模糊、眼结膜充血。

皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。

高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起疼痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严重病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症。多次或持续接触氨会导致结膜炎。

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4.4氨气泄漏毒害区域模拟 4.4.1氨气泄漏量的计算 4.4.1.1计算方法简述 0t(假设液氨的质量为W（kg）,容器在破裂前液氨的温度为C),液氨的比热容0c(kJ/kg•C),当容器发生瞬时破裂时，为压力瞬间降至常压，液氨从过热状态迅速降至沸点温度t0(0C),此时全部液氨所释放的热量为： QW•c(tt0) 3-1 假设上述热量全部用于液氨的蒸发，液氨的汽化热为q(kJ/kg)，则液氨的蒸发量为： W1QW•c(tt0)qq 3-2 设氨的相对分子质量为M,则液氨在沸点下蒸发的体积为： Vg22.4W1273t0M273 22.4W•c(tt0)273t0Mq273 3-3 需注意的是，该计算方法的适用范围是容器发生瞬时破裂。 4.4.1.2氨气泄漏量计算 假设一只液氨钢瓶发生瞬间破裂，钢瓶的最大液氨容量为500kg,外界环（1) 由公式3-1可得液氨全部降至沸点所释放的热： 境温度为25摄氏度，液氨的沸点为零下33.5摄氏度。则氨气的泄漏量计算如下： QW•c(tt0)5004.62533.5134550kJ（2）由公式3-2可得液氨的蒸发量为： W1Q13455098.21kg3q1.3710 （3）由公式3-3可得液氨蒸发氨气的体积为：

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Vg22.4W1273t022.498.2127333.5113.53m3M27317273 4.4.2 氨气泄漏毒害区域的估算 假设在静风条件下氨气初始云团按半球状在地面扩散，并忽略任一时刻14R3•CW123 3-4 氨气的浓度梯度。由质量守恒可得： 则氨气的扩散半径为： R33W12C 3-4 则不同氨气浓度扩散半径如下： （1) 扩散后氨气浓度为3500mg/m的半径为： R133 3W12C13398.2110624m23.1435003 （2) 扩散后氨气浓度为700mg/m的半径为： R2363W1398.2110341m2C223.147003 （3) 扩散后氨气浓度为1400mg/m的半径为： R3363W398.2110370m2C323.141403 （4) 扩散后氨气浓度为30mg/m的半径为： 3R43W1398.211063116m2C423.1430 4.4.3危险区域的划分 4.4.3.1 危险区域的划分方法 根据历次有毒气体泄漏事故表明，人群与高浓度毒气接触时间在半个小时内就会造成严重的伤害，事故的全部影响时间大概在一个小时内，人群离泄漏源越近，有毒气体浓度就越高，造成的伤亡人数就越多。因此，根据有毒气体的

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扩散浓度，把受伤害区域划分为以下几个区：

（1）致死区：在该区内人员无任何防毒措施且没有迅速逃离，有半数或（2）重伤区：在该区内的人员将遭受中毒或者重度中毒，需医药康复，（3）轻伤区：在该区内的绝大多数人员会有吸入反应症状、轻度或者重（4）吸入反应区：在该区内的一部分人员有吸入反应症，通常情况下在

超过半数人员中毒死亡； 某些个别情况会中毒死亡； 度重度，经简单治疗即能康复； 脱离该区24小时内即可恢复正常。 4.4.3.1氨气泄漏危险区域的划分

由3.5中的不同氨气浓度的半径计算可

得氨气泄漏毒害区域的分区如下图：

图3-1氨气毒害区域分区

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图3-2氨气毒害区域模拟

4.5 应急疏散问题分析

4.5.1 确定避难场所

在氨气泄漏区域的模拟中，氨气泄漏点位于如图所示的 号厂房，已计算得氨气的泄漏量、扩散半径，进而得到了氨气的伤害范围。如图3-2所示，氨气的伤害区域大致为以A点为圆心，半径为120米的圆域内，离圆心即泄漏点越近伤害程度越大。较为安全的区域为①出口1以外的区域；②出口2以内、科研中心、职工宿舍和综合办公楼之间的区域；③出口2以外的区域。其中，出口1、2以外是公路旁，足够宽。显然，区域①②③是距离伤害区域较近的安全场所，同时

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也足以容纳该厂的所有人员。

综上所述，结合安全原则、就近原则、容量限制原则将避难场所确定为①②区域。

4.5.2 确定疏散路径

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现对处于N点或到达N点的人员（简称a点人员）的疏散路径进行分析，分析方法采用3.2中所介绍的疏散路径当量长度法。如图 所示，可供N点人员选择的疏散路径有如下5条：

① N→C→E→D→J→S ② N→C→E→D→K→T ③ N→B→I→L→U ④ N→A→F→H→M→X ⑤ N→A→F→G→P→Q→W 在cad中得知各路段的长度：

① (NC 9.4),(CE 19.3),(ED 21.3),(DJ 8.7),(JS 30.3) ② (NC 9.4),(CE 19.3),(ED 21.3),(DK 22.1)，(KT 43.6) ③ (NB 7.3),(BI 17.9),(IL 29.5),(LU 21.0)

④ (NA 28.6),(AF 16.4),(FH 6.0),(HM 39.7),(MX 33.1)

⑤ (NA 28.6),(AF 16.4),(FG 2.9),(GP 30.2),(PQ 21.0),(QW 30.1) 各区域对应的危险系数值如下表

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表4 不同区域的危险系数取值 死亡区 重伤区 轻伤去 吸入反应区 外围警戒区 10000 1000 100 10 0 则疏散路径的当量长度可表示为： l•ls 因次，当量每一天疏散路径的总当量长度L可表示为： Llil1l2i1nln 则可由公式4-1和4-2计算得： L110000NC1000CE100ED100DJ10JS100009.4100019.310021.31008.71030.3116603(m) 同理可计算得： L2118076mL394060m L4312701mL5308831m由此可得五条疏散路径的当量长度的大小为： L3L1L2L5L4

因次，N点人员疏散路径的优先选择次序为：

L3,L1,L2,L5,L4

4.5.3 确定疏散方式

在3.3中已经介绍了根据事故的危害程度以及伤害范围，人员的疏散方式有徒步疏散和车辆疏散两种方式可供选择。选择疏散方式需要考虑的主要因素有：

① 毒气伤害区域是否扩散以及伤害程度的变化； ② 被疏散人员所处的位置与避难所之间的距离； ③ 道路条件是否符合车辆疏散。

由于该厂的氨气泄漏伤害区域疏散路径最长约为600米，人员徒步以1米每秒前进，则大约需要十分钟到达避难所，远小于30分钟（30分钟为人员接触毒

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气污染区域以致相应不良症状所需的时间），另一方面，该厂区内厂房之间道路较宽，提供了车辆疏散的条件。

综述分析，该厂区的人员疏散方式，主要采用徒步疏散，当然，在一定特殊情况下，可采取小规模的车辆疏散。

4.6人员心理行为影响因素

有毒气体泄露事故具有突发性强,伤害时间长,泄露不易被发泄等特点,同时,受伤人数和被疏散的人数远高于其他事故。因此,在事故应急疏散过程中能否做到快速有效，更多的取决于人员的心理和行为因素。

本文将影响被疏散人员的心理及行为因素分为三大类：人员基本信息；人员的安全意识和素质；人员得知发生毒气泄漏后的心理行为反应。

(1)人员基本信息：①性别 ②年龄 ③受教育程度 ④工作职务； (2)人员的安全意识和素质： ①是否知道毒气的性质和泄漏点 ②是否知道毒气泄漏的自救常识 ③是否参加过应急疏散演习 ④是否接受过应急疏散的安全教育 ⑤是否清楚避难点的位置 ⑥是否熟悉厂内各条疏散路径 ⑦对毒气的敏感程度；

(3)人员得知发生毒气泄漏后的心理行为反应： ①得知毒气泄漏后的第一心理反应 ②闻到异味时的行为 ③确定泄漏后的第一行为反应 ④疏散过程中的行为反应 ⑤疏散路径的选择。

4.6 该厂疏散过程中的影响因素分析

过 靠

疏散时间，除了明确整个疏散过程外，还要分析模拟疏散过程中会对疏散时

研究应急疏散过程，通常用疏散时间来衡量疏散效率。建筑物外的疏散程相对于建筑物内来说更复杂，影响疏散时间的因素也更多。最终要得到可

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间 范 发 环

境的影响。在突发事件后果分析中，按突发事件发生与人员伤害间的时间关(1)事件发生的瞬间人员即受伤害，且不能自行采取避难措施，这种情况不(2)距离事件发生有一段的预警时间，人员有时间采取避难行动。例如，在系，突发事件可分为 2 种[28]： 在应急疏散范围考虑之内。

发生火灾和有毒物质泄漏等灾害场合，处于现场的可能受到伤害的人员，可以根据具体情况采取“就地”避难或者应急疏散等相应措施，而本文交通疏散仿真所要研究的内容正是基于这种情况之上。

事件后受影响范围和受影响程度，包括对事故现场及现场周围人员，设备和围要依靠突发事件后果分析来确定。所谓突发事件后果分析，指分析发生突产生影响的其它因素，分析这些影响因素有利于制定更有效的疏散计划。 危险区域的确定和突发事件的影响范围有直接联系，而突发事件的影响

第五章 结论及展望

5.1 结论

本文对危险化学品的泄漏作了详细的阐述，对有毒气体的泄漏机理和泄漏模式进行了具体的介绍。分析了应急疏散过程中的几个常见问题，包括避难所的选择原则、如何确定疏散路径以及疏散方式的选择，讨论了影响应急疏散的因素。同时，本文以某生物化工厂为实例，对氨气泄漏区域的应急疏散进行研究，计算了氨气的扩散量、扩散浓度和扩散范围，确定了氨气的伤害区域，并将伤害区域按伤害程度不同划分为致死区、重伤区、轻伤区和吸入反应区等4个区。在此基础上对应急疏散作具体分析，重点研究了疏散路径和疏散方式的选择。由本文所做的研究可以得到如下结论:

(1)有毒气体扩散速度受泄漏方式的影响，当发生瞬时泄漏时，例如钢瓶破裂，气体将会迅速扩散，产生较严重的后果；

(2)最佳疏散路径不一定是疏散时间最短的路径，也不一定是长度最短的路径，它是由人员受伤害程度等因素综合考虑得到的；

(3)在该生物化工厂的应急疏散过程中，疏散方式的选择上主要采用徒步疏

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散；

(4)影响应急疏散效率的因素有性别、年龄、受教育程度等。

5.2 展望

本文虽然对危险化学品泄漏区域的应急疏散问题提供了一个较为成熟的思路框架，也对一些重点问题进行了分析，但对危险化学泄漏和应急疏散的研究仍然是一个长期的过程，还需要在行为心理分析、扩散范围和疏散模拟软件的开发上作出研究，具体如下：

（1）有毒气体有多种泄漏和扩散模式，应讨论各种笔筒泄漏和扩散模式下造成的危害以及伤害范围，同时还应考虑一些实际因素的影响，如风的大小和方向、天气情况和高层建筑物的影响；

（2）应对应急疏散的人员做心里行为调查研究，调查工作需要投入大量的物力和人力，显然这样可以使结果更加可靠有利。

（3）在众多应急疏散软件中，多是针对火灾疏散，很少有软件专门适用于毒气泄漏区域的应急疏散。

致谢辞

感谢我的导师陈星老师对本文自始至终的悉心指导,本文自开题至定稿,每一阶段都凝聚着老师的心血\"四年的大学生生涯,陈老师老师给予了我无限的关心与帮助,他勤奋的工作方式、严谨的治学态度和独特的创新意识更是深深的影响，值此毕业之际向我的导师致以最真挚的感谢。

感谢安全工程专业的所有老师,感谢你们曾经给予我的帮助,特别感谢专业课老师们给予我无私的帮助和热心的关怀。

感谢给予我帮助的同学们,和你们在一起的四年,是最幸福的四年,值此毕业之际,祝大家前程似锦。

感谢父母多年的培育之恩和谆谆教导,是他们的无私奉献和默默支持激励我 顺利地完成各级学业,他们在生活上给予我无微不至的关心,使我得以顺利完成论文的写作。

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四川理工学院毕业论文

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