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事故简介

  2019年6月10日下午17:40，挪威奥斯陆一加氢站发生爆炸，位置信息如图 1所示。该站距离道路边缘 12 m，距离南侧办公楼等建筑 65 m，距离高速公路 50 m。该站可以在加氢机压力为 35 MPa和 70 MPa下的压力工作。该站为外供型加氢站，氢气由长管拖车运输至站点，内部储罐最大压力为 95 MPa。

  事故发生时加氢站附近人员较少，事故造成的后果包括：

  ❖爆炸超压导致路旁汽车安全气囊启动，车上两人受伤；

  ❖临近办公楼玻璃破碎；

  ❖站外围墙破碎造成碎片抛射；

  ❖间接后果：Nel ASA公司关闭挪威10余家加氢站点，丰田和现代公司关闭挪威燃料电池车销售，Uni – X暂停当地加氢业务。

  图 2为本次风险评估中的加氢站布局，该加氢站无制氢功能，氢由长管拖车输送至加氢站内。整个场站可分为运行与安全控制中心、氢气充装区、压缩区、储气区、燃料汽车加氢区这五个区域。

图1 奥斯陆郊外Sandvika加氢站

图2 加氢站的布局

后果和风险分析

  泄漏流量

  本次事故由GEXCON提供事故调查报告，相关文献中有CFD计算得到的事故泄漏量。用C-SAT计算95 MPa压力下三组不同泄漏口径的流量值，其结果与CFD相仿（见表 1）。

表1 泄漏流量对比

  后果分析

  图 3展示了以 48200 Pa、15800 Pa和 6900 Pa为伤害准则的超压范围，各阈值代表含义见表 2。

  35 MPa工况下，超压主要损伤范围分布在加氢站附近的道路；70 MPa工况下，损伤范围相较 35 MPa增大，但浅黄色等值线（“窗户破碎 [6900 Pa]）仍未覆盖南部写字楼；90 MPa工况下，浅黄色等值线覆盖部分写字楼，该阈值可造成建筑窗体破碎。后果分析结果与实际事故情况相符（窗体破碎）。

  考虑超压对人体影响，可近似认为15800 Pa（橘色等值线）以外为轻伤区域。实际案例中，附近道路一汽车安全气囊弹出，表明汽车传感器识别该区域压力可造成人员受伤，与C-SAT软件计算结果较为一致。

表2 爆炸超压基准

图3 不同压力下氢气爆炸范围超压（左：35 MPa；中：70 MPa；右：95 MPa）

个人与社会风险

  输入上述工况条件后，个人风险计算结果页面如图 4所示。分析选用的标准来源为GB 36894－2018，表 3给出了各个阈值的具体数值。

图4 个人风险计算结果页面展示

  C-SAT结果显示（图 5），三种压力下，加氢站对周围建筑风险均满足最低标准（3×10-6 次/年）。该加氢站已验收并运行，软件对其风险范围的计算结果，与加氢站实际运行情况相符。

表3 个人风险基准

图5 不同压力下个人风险等值线（左上：35 MPa；左下：70 MPa；右：95 MPa）

  图 6展示了基于最不利工况条件（95 MPa操作压力）的社会风险曲线。绘制前，根据实际情况，在C-SAT上设置不同区域人口密度，用于社会风险分析的计算。图中，绿色线显示了至少 x 人死亡事件的累积频率（社会风险）。总体社会风险位于ALARP（尽量降低风险）之内，表示总体的风险虽然可以接受，但仍需考虑提升加氢站安全的可能性，加强加氢站的安全管理，尝试将社会风险的数值降低到风险下限以下。

图6 95 MPa压力下的社会风险曲线

结论

  本事故案例通过对挪威加氢站爆炸事故进行后果和风险计算，验证了软件计算结果和实际案例的一致性，证明了C-SAT软件对氢设施事故后果和安全风险计算结果的可靠性。

  根据Olav Roald Hansen报告提供的泄漏孔径，作为C—SAT的初始输入数据并在结果上进行比较，初始流量计算与报告提供结果相符。

  在工况条件为95 MPa时，结合GB/T 37243-2019与建筑受损情况，6900 Pa（窗体破裂）的等值线区域覆盖南侧大楼，与实际办公楼受损情况相符；结合ICHS标准与个人受伤情况，15800 Pa等值线以外为轻伤区域，计算结果与实际情况相符（车道内汽车安全气囊感应到可致人员受伤的压力波动而动作）。