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事故簡介
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，氫氣由長管拖車運輸至站點，內(nèi)部儲罐最大壓力為 95 MPa。
事故發(fā)生時加氫站附近人員較少，事故造成的后果包括：
?爆炸超壓導致路旁汽車安全氣囊啟動，車上兩人受傷；
?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公司關閉挪威10余家加氫站點，豐田和現(xiàn)代公司關閉挪威燃料電池車銷售，Uni – X暫停當?shù)丶託錁I(yè)務。
圖 2為本次風險評估中的加氫站布局，該加氫站無制氫功能，氫由長管拖車輸送至加氫站內(nèi)。整個場站可分為運行與安全控制中心、氫氣充裝區(qū)、壓縮區(qū)、儲氣區(qū)、燃料汽車加氫區(qū)這五個區(qū)域。
圖1 奧斯陸郊外Sandvika加氫站
圖2 加氫站的布局
后果和風險分析
泄漏流量
本次事故由GEXCON提供事故調(diào)查報告，相關文獻中有CFD計算得到的事故泄漏量。用C-SAT計算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（見表 1）。
表1 泄漏流量對比
后果分析
圖 3展示了以 48200 Pa、15800 Pa和 6900 Pa為傷害準則的超壓范圍，各閾值代表含義見表 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]）仍未覆蓋南部寫字樓；90 MPa工況下，淺黃色等值線覆蓋部分寫字樓，該閾值可造成建筑窗體破碎。后果分析結(jié)果與實際事故情況相符（窗體破碎）。
考慮超壓對人體影響，可近似認為15800 Pa（橘色等值線）以外為輕傷區(qū)域。實際案例中，附近道路一汽車安全氣囊彈出，表明汽車傳感器識別該區(qū)域壓力可造成人員受傷，與C-SAT軟件計算結(jié)果較為一致。
表2 爆炸超壓基準
圖3 不同壓力下氫氣爆炸范圍超壓（左：35 MPa；中：70 MPa；右：95 MPa）
個人與社會風險
輸入上述工況條件后，個人風險計算結(jié)果頁面如圖 4所示。分析選用的標準來源為GB 36894－2018，表 3給出了各個閾值的具體數(shù)值。
圖4 個人風險計算結(jié)果頁面展示
C-SAT結(jié)果顯示（圖 5），三種壓力下，加氫站對周圍建筑風險均滿足最低標準（3×10-6 次/年）。該加氫站已驗收并運行，軟件對其風險范圍的計算結(jié)果，與加氫站實際運行情況相符。
表3 個人風險基準
圖5 不同壓力下個人風險等值線（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）的社會風險曲線。繪制前，根據(jù)實際情況，在C-SAT上設置不同區(qū)域人口密度，用于社會風險分析的計算。圖中，綠色線顯示了至少 x 人死亡事件的累積頻率（社會風險）?？傮w社會風險位于ALARP（盡量降低風險）之內(nèi)，表示總體的風險雖然可以接受，但仍需考慮提升加氫站安全的可能性，加強加氫站的安全管理，嘗試將社會風險的數(shù)值降低到風險下限以下。
圖6 95 MPa壓力下的社會風險曲線
結(jié)論
本事故案例通過對挪威加氫站爆炸事故進行后果和風險計算，驗證了軟件計算結(jié)果和實際案例的一致性，證明了C-SAT軟件對氫設施事故后果和安全風險計算結(jié)果的可靠性。
根據(jù)Olav Roald Hansen報告提供的泄漏孔徑，作為C—SAT的初始輸入數(shù)據(jù)并在結(jié)果上進行比較，初始流量計算與報告提供結(jié)果相符。
在工況條件為95 MPa時，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，與實際辦公樓受損情況相符；結(jié)合ICHS標準與個人受傷情況，15800 Pa等值線以外為輕傷區(qū)域，計算結(jié)果與實際情況相符（車道內(nèi)汽車安全氣囊感應到可致人員受傷的壓力波動而動作）。
