第三章 研究方法
3.2 研究架構
3.2.1 最嚴重災害情境
氣象條件，風速/大氣穩定度(Wind Speed/Atmospheric Stability)考量惡 劣情境之洩漏時，採用分析之風速為1.5m/sec、大氣穩定度為 F 級，大氣 溫度/濕度(Ambient Temperature/Humidity) 考慮最惡劣洩漏情境時，採用
模擬工業區當地附近氣象站之近三年的氣象資料中之平均濕度為79％與
最高之每日最高溫度(highest daily max. temperature)34.7℃﹝35﹞。
以某工業區二硫化碳製造工場的二硫化碳儲槽洩漏作模擬，以毒性氣 體外洩、火災、蒸汽雲爆炸三種模式，進行廠外後果分析。二硫化碳儲槽 規格有15 噸、30 噸、50 噸三種，因受到不明原因損害，各產生 1 吋、2 吋、4 吋三種不同尺寸之破洞。
3.2.2、其他可能發生情境：
氣象條件，風速/大氣穩定度(Wind Speed/Atmospheric Stability)分為三 種：1. 風速 3 米/秒、大氣穩定度 D、2. 風速 5 米/秒、大氣穩定度 D 3. 風速 7 米/秒、大氣穩定度 D﹝35﹞。
大氣溫度/濕度(Ambient Temperature/Humidity) ：氣溫為 25℃、濕度 為50％。洩漏條件，以 24 噸二硫化碳卸料槽車碰撞，模擬發生 1 吋、2 吋、4 吋破裂孔徑，產生毒性氣體外洩、火災、蒸汽雲爆炸三種模式，進 行廠外後果分析。
表3.1 ALOHA 之「最嚴重事件模擬」及「其他可能發生情境」之使用條件
Scenario 1
Scenario 1
3.2.3、ALOHA 執行儲槽外洩操作步驟：
(操作畫面如附錄三) 1.進入 ALOHA 操作畫面。. 2.確認 ALOHA 使用條件之限制。
非常低風速、多變風向、非常穩定大氣條件及濃度不均勻情境下，模擬
會受到限制，模擬的結果會不具可靠性。
3.地點選擇
可從位置資訊(Location information)畫面選擇地點，或從增加欄位內輸入地點名 稱。
4.建物型態及建物周圍環境
.建物包括關閉辦公室、單層建築物、雙層建築物；建物周圍環境包括有遮蔽物 包圍(如樹木、灌木--等)、無遮蔽物包圍。
5.選擇使用化學物質
從內鍵約 1000 種化學物質，選擇使用化學物質。
6.大氣背景資料 1
選擇風速、風向、地表粗糙度、雲覆蓋率。
7.大氣背景資料 2
選擇氣溫、大氣穩定度(A、B、C、D、E、F)、是否逆轉、濕度。
大氣穩定度：A 極不穩定、B 不穩定、C 稍微不穩定、D 中性、
E 穩定、F 極穩定。
8.槽體形式、尺寸
選擇槽體形式，有橫式儲槽、立式儲槽、球型槽；輸入直徑、長度可得體 積。
9.化學物質狀態、貯存溫度
化學物質狀態有液態或氣態；輸入化學物質貯存溫度。
10.物質容量與貯存容積(佔貯槽％)
輸入物質在槽內之容量，即可得到貯存容積及物質容積佔貯槽容積％。
11.選擇儲槽失誤模式 A.槽體破洩，化學物質沒燃燒而形成蒸發液池。
B.槽體破洩，化學物質燃燒而形成池火。
C.BLEVE(液體沸騰蒸氣膨脹爆炸)。
12.破洞形狀(圓形、矩形)、尺寸
破洞形狀圓形之直徑、矩形之長寬。
13.破洩位置離底部之高度
輸入數字，即可從槽體看出破洩高度。
14.洩漏地面形態、溫度
混凝土、沙質乾燥土壤、沙質潮濕土壤、水體。
15.選擇危害分析第一種情境
A：毒性蒸汽雲區域、B：可燃性蒸汽雲區域、C：爆炸性蒸汽雲區域。
16. 毒性氣體 LOC(關心濃度限值)
紅色區域：ERPG3、橘色區域：ERPG2、黃色區域：ERPG1。
17. 毒性氣體危害區域
以紅色、橘色、黃色，含蓋區域顯示危害區域。
18. 選擇危害分析第二種情境---化學物質洩漏燃燒而且形成池火 19.輻射熱 LOC(關心濃度限值)
紅色區域：ERPG3、橘色區域：ERPG2、黃色區域：ERPG1。
20. 輻射熱危害區域
21. 選擇危害分析第三種情境---蒸汽雲爆炸 22.蒸汽雲點燃形式
選擇火花或爆炸點燃。
23.爆壓 LOC(關心濃度限值)
紅色區域：ERPG3、橘色區域：ERPG2、黃色區域：ERPG1。
24.爆壓危害區域
以紅色、橘色、黃色，含蓋區域顯示危害區域。
第四章 結果與討論
4.1 最嚴重災害情境：
使用後果分析軟體ALOHA 模式，模擬二硫化碳儲槽發生破洩，產生
毒性氣體外洩、火災、蒸汽雲爆炸三種模式，進行廠外後果分析。二硫化 碳儲槽規格有15 噸、30 噸、50 噸三種，因受到不明原因損害，各產生 1 吋、2 吋、4 吋三種不同尺寸之破洞，破孔在儲槽高度中間處；氣象條件：
風速為1.5m/sec、大氣穩定度為 F 級，大氣溫度 34.7℃、濕度為 79％。模 擬27 種不同之情境，包括毒性氣體外洩 9 種、火災熱輻射 9 種、蒸汽雲爆 炸9 種。(摘要如附錄四)
4.1.1 毒性氣體外洩：
表4.1 毒性氣體外洩「最嚴重意外情境」ALOHA 模擬結果 情 境 貯槽容量
(噸)
破洩孔徑 (吋)
洩漏時間 (小時)
洩漏量 (公斤)
影響範圍 (公尺)
Scenario 1 15 1 1 1099 557
Scenario 2 15 2 1 4194 1100
Scenario 3 15 4 1 5889 1500
Scenario4 30 1 1 1099 557
Scenario 5 30 2 1 4318 1100
Scenario 6 30 4 1 12066 1900
Scenario 7 50 1 1 1099 557
Scenario 8 50 2 1 4318 1100
Scenario 9 50 4 1 13859 1900
由表4.1 結果發現：
正比關係。如同樣50 噸儲槽，破破孔尺寸分別為 1 吋、2 吋、4 吋，其 洩漏量分別為1099 公斤、4318 公斤、13859 公斤，二硫化碳濃度終點限 值(Endpoint)50ppm 影響範圍從 557 公尺、1100 公尺、增加至 1900 公尺，
其關係圖如圖4.1、圖 4.2 所示。
度終點限值(Endpoint)50ppm，影響範圍同樣為 557 公尺，三種不同規格 儲槽同樣破孔尺寸為2 吋時，影響範圍同樣為 1100 公尺，三種不同規格 儲槽同樣破孔尺寸為4 吋時，影響範圍稍微變化，分別為 1500 公尺、1900 公尺、1900 公尺。
3、針對情境 9(Scenario 9) 50 噸儲槽破破孔尺寸為4 吋，持續洩漏一小時，
以 ALOHA 模擬毒性氣體洩漏，受威脅區域範圍如下圖。
圖 4.3 毒性氣體威脅區域 1.嚴重危害區域(紅色)：545 公尺 ( 500ppm＝EPG-3)
2.中度危害區域(橘色)：1900 公尺 ( 50ppm＝EPG-2)，危害最遠距離。
3.輕度危害區域(黃色)：超過 10 公里 ( 1ppm＝EPG-1) (ALOHA 模擬毒性氣體洩漏影響區域最遠以 10 公里為限)
4、針對情境 9(Scenario 9) 50 噸儲槽破破孔尺寸為4 吋，破孔高度在 1.4 公尺(在
儲槽高度中間處)持續洩漏一小時，以ALOHA 模擬下風處不同距離毒性氣
體洩漏，室內室外濃度。
表 4.2 Scenario 9 洩漏點下風處不同距離室內室外濃度 洩漏點下風處
(公尺)
場 所 室內濃度 (ppm)
室外濃度 (ppm)
備 註 (室外÷室內)
500 廠內 124 555 4.8 倍
1000 住宅區 23.3 152 6.5 倍
1500 學校 6.09 64 10.5 倍
2000 醫院 1.39 23.8 17.1 倍
圖4.4 下風500 公尺處室內、室外二硫化碳濃度變化
圖4.5 下風1000 公尺處室內、室外二硫化碳濃度變化
圖4.6 下風處 1500 公尺處室內、室外二硫化碳濃度變化
圖4.7 下風 2000 公尺處室內、室外二硫化碳濃度變化 由定點(500 公尺、1000 公尺、1500 公尺、2000 公尺)濃度模擬得知：
1、當二硫化碳洩漏時，其下風愈遠，濃度愈低，故當洩漏發生時，應儘速對影 響範圍居民緊急疏散。
2、又室外濃度比室內濃度多出好幾倍，對於影響範圍居民應儘量在室內，避免外 出活動為宜，並將窗戶及空調設備關閉，直到濃度降低到才可解除警報。
4.1.2 火災熱輻射：
圖 4.8 火災熱輻射威脅區域 1.嚴重危害區域(紅色)：12 公尺 (10.0 kW/㎡)＝EPG-3)
2.中度危害區域(橘色)：19 公尺 (5.0 kW/㎡)＝EPG-2)，危害最遠距離。
3.輕度危害區域(黃色)：32 公尺(2.0kW/㎡)＝EPG-1)
4.、火災熱輻射影響範圍最多32 公尺，僅對廠內會影響，熱輻射不會對廠
外受到影響，不必對廠外居民疏散。但是廠內人員避免火災熱輻射危害
應退到19 公尺(危害最遠距離)之外，甚至應退到32 公尺沒有熱輻射之地點。
5、對於第一線滅火人員應退到12 公尺熱輻射嚴重危害區域之外，滅火時並應
穿著防熱輻射消防衣。
4.1.3 蒸汽雲爆炸：
3、針對情境 27(Scenario 27) 50 噸儲槽破破孔尺寸為4 吋，持續洩漏一小時，
以 ALOHA 模擬火災爆炸爆壓，受威脅區域範圍如下圖。
圖 4.10 蒸汽雲爆炸爆壓威脅區域 1.嚴重危害區域(紅色)：不會形成。
2.中度危害區域(橘色)：106 公尺 (3.5psi＝EPG-2)，終點極限距離。
3.輕度危害區域(黃色)：144 公尺(1.0psi＝EPG-1)
4.爆壓在 1psi 時，其影響範圍在 144 公尺以內，不會影響到廠外，但對
廠內會造成中度及輕度危害，故當火災發生時，除應將廠內人員撤退
至安全距離，並針對火災有效控制，避免引起爆炸發生。
5.爆壓在3.5psi 時，其影響範圍在 106 公尺，爆壓在 1psi 時，其影響範
4.2 其他可能發生情境：
1378 1322
1194
1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400
3米/D 5米/D 7米/D 風速/ 穩定度
洩漏量(公斤)
169 143 365
0 100 200 300 400
3米/D 5米/D 7米/D 風速/ 穩定度
影響範圍(公尺)
增加，但影響範圍會漸增減少。
如破洩尺寸為1 吋時，同樣洩漏 60 分鐘，風速穩定度改變為 3 米/D、5 米/D、
7 米/D，其洩漏量由 1194 公斤、1322 公斤、1378 公斤，影響範圍由 365 公 尺、169 公尺、143 公尺，其關係圖如下：
圖 4.11 二硫化碳槽車洩漏--風速與洩漏量關係圖
圖4.12 二硫化碳槽車洩漏--風速與影響範圍關係圖
4.2.2 火災熱輻射：
圖 4.13 火災熱輻射威脅區域
1、嚴重危害區域(紅色)：21 公尺 (10.0 kW/㎡)＝EPG-3)
2、中度危害區域(橘色)：27 公尺 (5.0 kW/㎡)＝EPG-2)，終點極限距離。
3、輕度危害區域(黃色)：37 公尺(2.0kW/㎡)＝EPG-1)
4.、火災熱輻射影響範圍最多37 公尺，僅對廠內會影響，熱輻射不會對
廠外受到影響，不必對廠外居民疏散。但是廠內人員避免火災熱輻 射危害應退到27 公尺(終點極限距離)之外，甚至應退到37 公尺沒有熱 輻射之地點。
5、針對情境 18(Scenario 18) 24 噸槽車破破孔尺寸為4 吋，池火燃燒持續
22 分鐘，以ALOHA 模擬下風處不同距離熱輻射。
表 4.7 Scenario 18 洩漏點下風處不同距離室之熱輻射
圖4.15 下風處 10 公尺處輻射熱之時間變化
圖4.16 下風處 20 公尺處輻射熱之時間變化
圖4.17 下風處 30 公尺處輻射熱之時間變化
圖4.18 下風處 40 公尺處輻射熱之時間變化
4.2.3 蒸汽雲爆炸：
1、Scenario20(情境20)、Scenario21(情境21)、Scenario23(情境23)、Scenario24 (情境24) 、Scenario27(情境27) 由於風速較大，蒸汽雲在任何時間都在爆炸 下限以下，故不會產生爆炸，因此也沒有爆壓危害。
2、如以同樣破洩尺寸，在不同風速下，在較低之風速，蒸汽雲比較容易在爆炸界 形成，故風速愈小時危害愈大，風速愈大時危害愈小。
第五章 結論與建議
本研究以二硫化碳製程為對象，模擬二硫化碳儲槽發生破洩，最嚴重災
害情境及其他可能發生情境，使用後果分析軟體ALOHA 模擬，以毒性氣體
外洩、火災、蒸汽雲爆炸三種模式，進行廠外後果分析，根據模擬結果提出 結論與建議：
5.1 結論：
一、由ALOHA 模擬同樣規格儲槽破孔尺寸愈大，其洩漏量愈大，毒性氣體、
火災熱危害、爆壓危害愈大，影響範圍也愈遠，而成正比關係。
二、同樣規格儲槽破孔尺寸相同，其洩漏量相同，當其距離愈遠時，不管是 毒性氣體、熱危害、爆壓，影響也愈小，而成反比關係。
三、一般而言，風速愈大愈能增加空氣稀釋之速度，因此毒性氣體危害及爆 炸危害，會隨風速增加而降低，但是熱輻射會隨風速提升而增加；反之 在相同之大氣穩定度下，風速愈小會增加毒性氣體及爆炸危害，而降低 熱輻射危害。
四、由ALOHA 模擬毒性氣體外洩「最嚴重災害情境」結果，其二硫化碳濃
度終點限值(Endpoint)50ppm，影響範圍為下風 1900 公尺，已超出廠外 周界，當二硫化碳洩漏時，其下風愈遠，濃度愈低，故當洩漏發生時，
應儘速對下風影響範圍居民緊急疏散。
又室外濃度比室內濃度多出好幾倍，對於影響範圍居民應儘量在室內並 緊閉門窗及關閉空調設備，避免外出活動為宜，直到濃度降低到才可解
五、由ALOHA 模擬火災熱輻射、蒸汽雲爆炸之「最嚴重災害情境」及「其 他可能災害情境」結果，其危害最遠影響範圍均不會超出廠外，對廠外 居民不會造成危害，但對廠內會造成中度及輕度危害，故當火災發生 時，除應將廠內人員撤退至安全距離，並針對火災有效控制，避免引起 爆炸發生。
六、藉由後果分析可評估毒性氣體濃度擴散、輻射熱、爆壓最嚴重的後果情
六、藉由後果分析可評估毒性氣體濃度擴散、輻射熱、爆壓最嚴重的後果情