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建築研究簡訊第103期 《業務報導》

石化工廠化學儲槽區火災警戒範圍之界定

       105年8月大陸天津化學品爆炸案,造成百餘人死亡,國內也曾發生如高雄林園石化工業區的北誼興業的LPG槽車爆炸、振興橋瓦斯管線洩漏爆炸、新竹福國化工爆炸、高雄81氣爆等危害性化學品重大災害案例,造成重大的民眾與救災人員的傷亡。國內外危害性化學品災害案例持續發生,為防範於未然,宜先掌握石化工廠儲槽區之分布區位,以利災害發生時工業區內員工及鄰近工業區週邊民宅居民、學校師生迅速疏散避難。由於不同類型的危險性化學物品儲槽,其外洩、火災、爆炸的類型並不相同,潛在危害類型可分為池火(Pool fire)、閃沸(Boil over)、噴流火焰(Jet fire)、蒸氣雲爆炸(VCE)及沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE)(如圖1所示),如何於災害發生初期做好區域警戒與隔離,是避免人員傷亡的最重要措施。

圖1.不同儲槽的潛在危害類型

(資料來源:Crowl與Louvar, 2012)

       台灣主要石化區位於高雄與雲林麥寮的台塑石化股份有限公司第六套輕油裂解廠,由於台塑第六套輕油裂解廠的規劃晚於高雄石化工業區,其在防護措施與消防設備皆優於高雄石化工業區,因次本研究著重收集林園、大社、大林等三個高雄石化工業區,以及高雄港周邊的化學儲運公司之儲槽資料,針對不同儲槽類型(高壓、常壓)、不同儲存物質(乙烯、丙烯、丁二烯、氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、液化石油氣等),利用ALOHA (Areal Location of Hazardous Atmospheres)軟體進行危害分析,逐一計算個別儲槽之警界距離,進而套疊繪製石化區儲槽危害潛勢圖。

圖2.研究流程圖

一、儲槽資料收集

       本計畫完成仁大工業區、林園工業區、大林工業區、前鎮區高雄港周邊共60家公司計27,825個儲槽/容器的資料收集,為了有效分析,將數據進一步篩選並把容量未達500 L的容器排除,500 L以下的容器多為非固定槽,危害不大故先排除,扣除後尚有1,123個。此外相同尺寸、相同物質的儲槽分析是相同的,篩選後尚有614個不同尺寸、不同物質的儲槽,其容量範圍介於0.5 ~ 271,688 m3間。

表1.高雄各工業區儲槽統計

二、ALOHA模擬假設

        ALOHA分析的環境設定以高雄歷年最高溫(37.2°C)及最低月平均風速(1.27 m/s)為基礎,儲槽液位假設為容積的80%,以模擬最嚴重狀況。對無防護的人員,危害標準設定如表2。而身著防護衣之消防人員,調整熱輻射為40 kW/m2分析。

表2.計畫選用之危害標準指標表

三、研究發現

  1. 常壓槽部分:在不考慮毒性危害下,非救災人員的火災警戒距離建議為儲槽直徑的5倍(可視為疏散距離);對救災人員,火災警戒距離建議為儲槽直徑+10m。
  2. 高壓槽部分:非救災人員的火災警戒距離建議為儲槽直徑的65倍(可視為疏散距離);對救災人員,火災警戒距離建議為儲槽直徑的25倍,此距離是高壓儲槽因外部火災或槽體有洩漏火災時,當有發現槽體壓力有上昇的狀況時如安全閥已開始噴發或洩漏噴射火焰變大時,不論槽體有無適當防護,所有救災人員應立即撤退至此距離之後;即便尚未觀察到槽體壓力有上昇的狀況,救災人員除架設必要的水線灑水冷卻外,也應盡量保持在此距離之外,以維護安全。
  3. 毒性危害部分:各應變人員應利用偵測器、風向判斷可能危害範圍,以穿著適當的防護裝備,並進行適當的疏散或就地避難。
  4. 單一化學儲槽火災警戒建議範圍彙整如表3,因並未考量連鎖事故,僅考慮單一儲槽的事故,若有連鎖事故應進一步加大火災警戒範圍。
  5.  依各儲槽危害距離套疊出四大工業區所有危害的累加潛勢圖(圖3),仁大工業區的毒性危害最大,高雄港毒性危害最小,高雄港最主要的危害為BLEVE。大林工業區雖然化學品存量最大,但主要是油品類,整體危害仍略低於林園與仁大,可提供高雄未來城市規劃參考。

 

表3.單一化學儲槽火災警戒建議範圍

 

圖3.四大工業區所有危害的累加潛勢圖