1　研究方向

事故氯气泄漏的设防的定义应该分为两类：

事故氯气泄漏的设防：容器、设备和工艺管道中氯气向大气中泄漏，应设计监视、监控和事故氯气泄漏处置装置，防止事故氯气无序排放，减少事故氯气对环境的危害。

事故氯气危害的设防：预防事故氯气对现场作业人员的危害，应设计气防站(避险功能)，以提供现场应急救援专业保障，减少人员伤害。

1•1　设防技术的完整性

1•1•1　氯气泄漏的设防形式

增压系统。

当氯气泄漏时，系统内的氯气不能得到抑制或关闭时，氯气引至事故氯气吸收塔(碱液吸收无害化处理)，应设计正压系统氯气泄漏的操作系统；安全阀释放。当液氯储罐(罐车)安全阀起跳氯气释放时，氯气引至事故氯气吸收塔，现场应设计氯气排放管路系统；液氯罐车(移动式压力容器)当接卸时发生氯气泄漏，启动设置在罐车周边的喷淋装置(水幕墙或水炮)，最大程度洗消散发在空气中的氯气(禁止直接向泄漏点或罐体喷水)，抑制或减缓氯气的扩散，应设计供水(加碱液)系统。

液氯气瓶。

当氯气泄漏时，不能堵漏时应采用事故气瓶处理密闭房(不推荐事故池)，氯气引至事故氯气吸收塔，应设计气瓶事故密闭房(负压系统)；液氯(氯气)使用车间(敞开式、半敞开式)。周围设置喷淋装置(水幕墙)，最大程度洗消散发在空气中的事故氯气，应设计供水(加碱液)系统；

密闭厂房。当液氯储槽(罐车)、设备或管道氯气泄漏时，联锁启动事故氯引风系统，室内释放的氯气引至事故氯气吸收塔，应设计自动控制系统；任何泄漏点。当少量氯气泄漏时，应采用移动(软管)吸风罩捕集，氯气引至事故氯气吸收塔(或文丘里吸收)，应设计负压系统；

堵漏工具。

涉氯企业根据氯气使用形式设计适用的堵漏专用工具，应设专用堵漏工具器材柜，器材柜设置在安全地点或气防室内；氯气泄漏检测报警仪：用于检测空气中对人体有毒有害的氯气的仪器(包括检测仪、报警仪、检测报警仪)；

其他任何有效的泄漏设防形式：

1•2　氯气危害的设防形式

1•2•1　个体防护措施标准应用

个体防护措施是指在生产、操作处置、搬运和使用液氯(氯气)作业过程中，为保护作业人员免受化学危害而采取的保护方法和手段。主要包括工程呼吸系统防护、眼睛防护、手、脚和全身防护。

A 级防护：接触未知化合物、未知浓度、有害物浓度达到可立即威胁生命和健康(IDLH)浓度、缺氧环境，大量液态毒物泼溅浸润等极端危险环境。

B级防护：种类确知的气态化学物质、未知浓度或达到(IDLH)浓度、但不需要气密性防护；缺氧。

C级防护：毒物种类和浓度已知，非(IDLH)浓度，不缺氧，不需要气密性皮肤防护，有适合的过滤手段，并建立有定时更换滤毒罐的时间表。国内曾制定的某标准(报批)虽然未获批准实施，但是具有参考应用价值，相应的氯气防护措施应采用其中的7、8、9级。

1•2•2　气防站标准应用研究

本标准适用于大量生产和使用有毒有害气体的化肥、氯碱、纯碱、硫酸以及有机合成等大中型企业。其他化工企业根据需要，可参照本标准单独或联合设立气防站。小型化肥、氯碱、纯碱、硫酸以及有机合成企业，可根据本标准要求设立救护室。

本研究为：

构成液氯重大危险源企业，必须单独或联合(应急车辆5分钟路径到达范围)设立气防站；各液氯重大危险源点，应设立气防室；鉴于标准中“气防站”的定义，本研究补充氯气“气防室”定义和技术要求：

设立在作业场所15米范围的气防室，主要用于现场作业人员应急避险和安全实施现场应急处置；气防室在应急状态下可以密闭并保持空气正压(正压室和过度室设隔离门)；

应急器材柜设置在正压室，确保现场人员能安全获取和完成个体防护；

气防室设置在重大危险源常年主导风向两侧位置或各设一套(防范不同风向)；

增压气源设在安全区域高处，并应设有备用供气管线或室内设立压缩空气柜(罐、气瓶组)，并至少确保连续安全供气1小时以上；

气防室备有移动通讯器材、移动(有线)电视监控探头，应急人员可以移动、临时固定于泄漏位置，实时提供泄漏点的现场观察信息，为企业或政府应急平台体系提供技术支持；

气防室备有不间断应急电源(照明)、清洁水和必要的急救药品，以供应急人员自救、中毒人员临时救护(转运)等。

2　应用和研究

2•1　氯气泄漏的设防应用

2•1•1　液氯行业

在GB11984－2008 «氯气安全规程» 和AQ3014－2008 «液氯使用安全技术要求»施行以来，对氯气生产和使用等涉氯企业安全生产起到了一定的规范作用。同时，一些企业学习、借鉴国内外先进技术，在氯气安全设施和应急技术方面进一步改进，对贯彻上述标准又有了新的要求。但是，上述两项标准施行以来，有些设计单位、安全评价机构及政府监管部门仅局限于符合标准、满足基本的要求，对于氯碱行业现代安全技术的发展关注不够；对于上述标准的基本要求以及标准条款未明确的事项，认识不足；尤其是低标准、低要求的一些技术设计，对提高化工生产装置和危险化学品储存设施本质安全水平，对应急救援工作将会产生不良影响。

为此，作者参与起草了«关于氯气安全设施和应急技术的指导意见»，在行业内推行了氯气泄漏设防工作。关于«移动式压力容器充装许可规则»(TSGR4002－2011)中液氯充装安全设施的具体实施指导意见，在附件A «充装许可资源条件»：

A3•1基本要求：“(15)充装有毒介质，应当配备泄漏介质处理装置。如液氯充装单位应当配备碱喷淋装置”但是，规范条款没有明确的设计细则，部分企业错误理解标准条款，导致相反效果，不利于设防设施建设和应急救援工作。作者参与起草了«关于氯气安全设施和应急技术的补充指导意见»，纠正了一些企业、建设项目设计的错误做法。

2•2　长输管道液氯泄漏设防研究

2•2•1　合规性

(1)应符合国家安全生产监督管理总局令第43号«危险化学品输送管道安全管理规定»：禁止氯气等剧毒气体化学品管道穿(跨)越公共区域(本规定所称公共区域是指厂区包括化工园区、工业园区以外的区域)。

(2)发生危险化学品管道生产安全事故，管道单位应当立即启动应急预案及响应程序，采取有效措施进行紧急处置，消除或者减轻事故危害。

(3)在一些化工园区内，确实需要采用管道氯技术，如某化工园区已经有数条管线(共10KM)运行多年。

2•2•2　管道泄漏事故设防

上述“规定”所称“应急预案及响应程序”，鉴于管道输送液氯的特殊性，本研究认为设防设施与以下主要设计技术问题有关：

(1)气锁堵塞。通常在开车阶段最难处理氯的相变。向管道中导入液氯时，在导入液氯的边缘处会使液相闪蒸为气相。这种相变将在管道中产生“气锁”堵塞，液氯管道中存在氯气的气化物能导致流动受限。

(2)液体膨胀。液氯有很高的热膨胀系数。如果有液氯截留在两个阀门之间，随着管道温度的升高，堵塞部分的压力会升很高。当压力可能超过该管道的设计压力时，就会导致管道的泄漏或破裂。

(3) “水锤”危险。当温度、压力、流速、流量等参数不稳定时，特别是管道高低差、气囊、气－液相交变会产生“水锤”危险，所处低温(脆性)管道段容易断裂，导致液氯泄漏。

(4)设防设计要求。水平布置，最少低点，水平管段必需有一定倾斜度使液氯能够向供方或需方的贮罐方向倒流；膨胀弯水平布置，膨胀弯头应采用大半径；相变温度基准为：最低温度－34℃、最高温度40℃；管道材质应具有良好的低温性和低温冲击；管架、支撑应足够抵抗水锤所带来的冲击；紧急切断阀慢关闭速率，供、需方关联部分操作系统联锁装置等。

(5)响应程序。在管道设计中，如果没有很好地解决以上问题，当液氯管道泄漏时，响应程序的有效性是不确定的；所以，管道输送液氯，在设计中采用恰当的设防技术至关重要，它决定了响应程序的制定和有效性。

2•2•3　氯气管道次声波监控系统

长输管道氯气泄漏的设防在第一时间寻找到管道泄漏点，不同于一般泄漏控制，利用泄漏检测报警仪可以检测到面或局部空间的泄漏状况，不能根本解决管道沿线泄漏点的定位；所以，长输管道氯气泄漏的设防，应采用新的技术———氯气管道次声波监控系统。

(1)次声波。频率低于20 Hz的声波，叫做次声波。次声波的特点是频率低、波长长、穿透力极强，它可传播至极远处而能量衰减很小，10Hz以下的次声波可以跨山越洋，传播数千米以远。

(2)液氯泄漏监测原理。泄漏监测仪采用能实现低频声波动态测量的声波传感器，监测管道运行过程中由于氯泄漏产生的次声波。该次声波信号以管道内部介质为载体，以声速向管道两端传播。由于次声波信号频率低，因此可以实现远距离传播。次声波管道泄漏监测仪安装在管道的首、末两端，捕捉泄漏次声波信号；并根据泄漏次声波到达管道首、末端次声波管道泄漏监测仪的时间差(这个时间由GPS授时)，计算出泄漏点的具体位置。

(3)问题探讨。该方法用于长输管道输送其他物质已有好的案例，但是在长输管液氯泄漏检测处在开发试用阶段，由于液氯在管道中受气液相交变、高底落差、弯头过多等因素，次声波传播衰减不均匀(首、末端次声波管道泄漏监测仪的时间差)可能会导致漏点定位偏差，估计在50 米至100米(建议提高测量精度或达到视觉目测偏差20米以内的精度)，以便在定位指示下迅速发现现场漏点。在目前状况下，建议配备液氯管道泄漏人工巡检仪，辅助解决偏差问题，同时解决因管道保温，影响视觉查找泄漏点。

3　结论

通过上述研究分析，改进涉氯企业的现状，采取完整的设防技术，技术条件、经济条件是具备的，研究结论如下：

(1)本研究方向符合国家安全监管总局安监总应急〔2012〕114号«关于进一步加强安全生产应急平台体系建设的意见»，对于全国各地应急平台体系建设提出了支持性技术要求；

(2)设防技术(设施)在氯气泄漏应急救援中，能充分发挥企业自主救援的能力；能为政府部门启动应急救援预案，赢得时间和技术支持；

(3)设防技术(设施)在氯气泄漏事故中，能最大程度减少危害，降低依赖人力救援的高风险；

(4)气防室(避险功能)的研究具有创新意义，具有非常大的安全实用性；

(5)长输管液氯泄漏次声波监控系统，是首次在液氯介质管道中应用，虽有偏差，可以通过管道合理设计予以改善，配备液氯管道泄漏人工巡检仪辅助解决偏差问题，能够达到预期效果；

(6)液氯汽车罐车(集装箱)运输，物流业发展势在必行，应规范监管，制定技术«标准»：据统计，近年来全国液氯产量高达2600－2700万吨，其中约30％商品量采用液氯气瓶包装运输已经不能满足社会需求，液氯汽车罐车运输10万吨/年以上耗氯大户也越来越多。加强对这些涉氯企业的氯气安全设防尤为重要。

(7)本研究成果，足以影响全国涉氯行业、有关设计领域及政府监管部门设立安全审查工作，足以改进目前的政府应急响应的效果。

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