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第 一 節 資 料 分 析 收 集

本計畫目前已完成仁大工業區、林園工業區、大林工業區、前鎮區高雄港周 邊共 60 家公司,如表 4-1 所示,共 27,825 個儲槽/容器的資料收集,儲槽資料收 集包含類型、尺寸、儲存物質、儲存條件、儲存狀態等,如圖 4-1 所示。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,固可扣除,扣除後尚有 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,其中,271,688 m3的最大儲槽是為台 灣中油股份有限公司煉製事業部大林煉油廠原油與燃料油儲槽,直徑長達 84.65 公尺。500 L 以上的儲槽總容積達 7,550,096m3,以台灣中油股份有限公司煉製事 業部大林煉油廠的總容積 6,180,378.8 m3 為最大,主要儲存物質為易燃性油料 類,顯見煉油與一般下游石化業的易燃與毒性危害特性仍有不同。這四個區域的 高壓儲槽總數達 175 個,約佔 1,123 個 500 L 以上儲槽的 15%,這些高壓儲槽危 害遠高於常壓儲槽,是應變救災人員最需注意的設施。

表 4-1 各工業區資料來源公司

大林工業區

>500L 儲 槽總數

>500L 不 同類型

>500L 儲槽 總容積(m3)

圖 4-1 儲槽資料收集。

(資料來源:本研究成果)

第 二 節 參 數 設 定

壹 、 環 境 設 定

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,以模擬最嚴重狀況。

貳 、 洩 漏 狀 況 模 擬 設 定

若大氣條件與洩漏狀況都以最嚴重狀況進行模擬,其模擬結果可能與實際狀 況產生較大的誤差,因此洩漏狀況是選用較真實的狀況(Crowl 與 Louvar, 2012),

此較真實的狀況亦是美國環保署風險管理法案(Risk Management Plan, RMP; US EPA, 2018)所訂定的標準,如下表所示,並且將儲槽液位假設為容積的 80%。

表 4-3 較真實狀況的洩漏孔徑。

連接管徑(in) 破孔面積估算

連接管徑 > 4” 20%連接管面積 2”< 連接管徑 < 4” 2”管面積

連接管徑 < 2” 管面積

(資料來源:Crowl 與 Louvar, 2012)

參 、 危 害 標 準 設 定

ALOHA 軟體最後的分析需輸入各項危害標準指標,以模擬出的危害距離。

危害標準選用,本計畫目前在危害標準指標選用如表 4-3 所示。

表 4-4 計畫選用之危害標準指標表

危害分析 危害標準指標

毒性氣雲危害範圍

AEGL-3, ERPG-3, PAC-3 (Protective Action Criteria)或 IDLH (Immediate Danger

to Life and Health) 可燃性蒸氣雲危害範圍 60 %LEL 蒸氣雲爆炸過壓危害區域 3.5 psi

池火熱危害區域 10 kW/m2

BLEVE 火球熱危害區域 10 kW/m2 噴射火焰熱危害區域 10 kW/m2

(資料來源:本研究成果)

第 三 節 危 害 距 離 之 初 步 結 果

壹 、 高 壓 儲 槽 之 ALOHA 模 擬 結 果

高壓儲槽之 ALOHA 模擬結果是以一直徑為 12.514m 的丙烯球槽為例,其連 接管線為 6 吋,分別計算 ALOHA 軟體模擬出之毒性氣雲危害範圍、可燃性蒸氣 雲危害範圍、爆炸過壓危害範圍、噴射火焰熱危害範圍及 BLEVE 火球熱危害範 圍如下:

1. 毒性氣雲危害範圍。如圖 4-2 所示。

圖 4-2 丙烯之毒性氣雲危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

2. 可燃性蒸氣雲危害範圍。如圖 4-3 示。

圖 4-3 丙烯之可燃性蒸氣雲危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

3. 蒸氣雲爆炸過壓危害範圍。如圖 4-4 示。

圖 4-4 丙烯之蒸氣雲爆炸過壓危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

4. 噴射火焰熱危害範圍。如圖 4-5 示。

圖 4-5 丙烯之噴射火焰熱危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

5. BLEVE 火球熱危害範圍。如圖 4-6 示。

圖 4-6 丙烯之 BLEVE 火球熱危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

6. 危害範圍結果討論

整理丙烯高壓儲槽之 ALOHA 模擬結果,毒性氣雲危害範圍是 331m、可燃 性蒸氣雲危害範圍 380m、爆炸過壓危害範圍 311m、噴射火焰熱危害範圍 62m 及 BLEVE 火球熱危害範圍 861m,此範圍仍偏大,應用於救災人員有困難。

貳 、 常 壓 儲 槽 之 ALOHA 模 擬 結 果

常壓儲槽之 ALOHA 模擬結果是以以一直徑為 10.95m、高為 7.05m 的甲苯 儲槽為例,分別列出 ALOHA 軟體模擬出之毒性氣雲危害範圍、可燃性蒸氣雲危 害範圍、爆炸過壓危害範圍、池火熱危害範圍及 BLEVE 火球熱危害範圍。

1. 毒性氣雲危害範圍。如圖 4-7 示。

圖 4-7 甲苯之毒性氣雲危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

2. 可燃性蒸氣雲危害範圍。如圖 4-8 示。

圖 4-8 甲苯之可燃性蒸氣雲危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

3. 蒸氣雲爆炸過壓危害範圍。如圖 4-9 示。

圖 4-9 甲苯之蒸氣雲爆炸過壓危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

4. 池火熱危害範圍。如圖 4-10。

圖 4-10 甲苯之池火熱危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

5. BLEVE 火球熱危害範圍。如圖 4-11。

圖 4-11 甲苯之 BLEVE 火球熱危害範圍。

(資料來源:本研究成果)

6. 危害範圍結果討論

整理甲苯儲槽之 ALOHA 模擬結果,毒性氣雲危害範圍是 46m、可燃性蒸氣 雲危害範圍 30m、池火熱危害範圍 13m 及 BLEVE 火球熱危害範圍 750m,此範 圍除了 BLEVE 火球熱危害範仍偏大之外,尚屬合理。

參 、 儲 槽 警 戒 距 離 之 初 步 分 析 結 果

本計畫目前已完成四大工業區共 60 家公司之儲槽資料收集與 ALOHA 模 擬,將目前研究設定之各項危害標準指標而模擬出的危害距離,與相對應之儲槽 容積、儲槽直徑作圖,如下所示。

1. 以 PAC-3 危害標準之毒性危害

本計畫選用之毒性危害標準是 PAC-3 (Protective Action Criteria,防 護作為標準-3),相當於急性暴露指引濃度(AEGL)-3、緊急應變指引

(ERPG)-3、或立即健康危害標準(IDLH),通常是指暴露於此濃度 1 小時

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000

危害距離(m)

y = 6.2887x VCE/3.5 psi 線性(VCE/3.5 …

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000

危害距離(m)

儲槽容積 (m3)

VCE/3.5 psi

圖 4-13 四大工業區蒸氣雲爆炸的過壓危害距離。

Pool fire/10 kW/m2

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000

危害距離(m)

儲槽容積 (m3)

Pool fire/10 kW/m2

圖 4-14 四大工業區池火熱危害距離。

(資料來源:本研究成果)

4. 以 10 kW/m2危害標準之 BLEVE 火球熱危害。

如圖 4-15,BLEVE 火球熱危害距離皆為偏大,其中最大危害距離甚 至達 1.9 公里,但與儲槽容積略呈正比。

y = 46.057x

BLEVE Fire ball/10 kW/m2 線性(BLEVE Fire ball/10 kW/m2)

0

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000

危害距離(m)

儲槽容積 (m3)

BLEVE Fire ball/10 kW/m2

圖 4-15 四大工業區 BLEVE 火球熱危害距離。 Jet fire/10 kW/m2 線性(Jet fire/10 kW/m2)

0

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

危害距離(m)

儲槽容積 (m3)

Jet fire/10 kW/m2

圖 4-16 四大工業區噴射火焰熱危害距離。

第 四 節 儲 槽 警 戒 距 離 之 修 正 分 析 度應更高。Mandal 與 Song(2014)對不同消防衣的熱輻射測試,發現在 50 kW/m2 的熱輻射下,要達到 2 級燒傷的時間都超過 2 秒鐘,考量可能的著裝變數,本計

BLEVE Fire ball/40 kW/m2 線性(BLEVE Fire ball/40 kW/m2)

圖 4-17 四大工業區修正之 BLEVE 火球熱危害距離。

(資料來源:本研究成果)

由於常壓儲槽發生 BLEVE 的機率遠低於高壓槽,圖 4-18 將常壓槽的數據排

BLEVE Fire ball/40 kW/m2 線性(BLEVE Fire ball/40 kW/m2)

圖 4-18 四大工業區高壓槽 BLEVE 火球熱危害修正距離。

(資料來源:本研究成果)

y = 14.164x

VCE/3.5 psi 線性(VCE/3.5 psi)

圖 4-19 四大工業區高壓槽蒸氣雲爆炸的過壓危害距離。

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。對於非救災人員或是未著消防衣的救災人員,其危害標準仍 是 10 kW/m2,危害距離如圖 4-21 所示,應盡量保持在 65 倍的儲槽直徑距離之 外,以維持人員安全。

y = 22.396x R² = 0.7808

0 100 200 300 400 500 600 700

0 5 10 15 20 25 30 35

危害距離(m)

儲槽直徑 (m)

BLEVE 30% Fire ball 40kw/m2 線性(BLEVE 30% Fire ball …

圖 4-20

大工業區高壓槽 BLEVE 火球熱危害救災人員的最終修正 距離。(資料來源:本研究成果)

y = 65.566x R² = 0.8394

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

危害距離(m)

儲槽直徑 (m)

BLEVE Fire ball/10 kW/m2 線性(BLEVE Fire ball/10 kW/m2)

圖 4-21

大工業區高壓槽 BLEVE 火球熱危害非救災人員的最終修 正距離。(資料來源:本研究成果)

常壓槽部分若不考慮毒性與 BLEVE、蒸氣雲爆炸,則危害僅剩池火熱輻射,

圖 4-22 為重新繪製分析的危害距離,但水平軸縮小,可看出危害距離的上限約 為儲槽直徑的 5 倍,可視為非救災人員的危害距離,對救災人員,熱危害標準可 以提高到 40 kW/m2,危害距離如圖 4-23 所示皆在 30m 以下,簡易的估算方法可 用儲槽直徑+10m 作為救災人員的警戒距離。

0 Pool fire/10 kW/m2

上限, 5倍

Pool fire/40 kW/m2 上限, 1倍+10m

圖 4-23 四大工業區池火熱危害救災人員的最終修正距離。

(資料來源:本研究成果)

第 五 節 各 工 業 區 的 儲 槽 危 害 潛 勢 分 析

由前述結果已將各工業區各儲槽的所有可能的危害距離都分析出來,本部分 進一步將各儲槽的危害距離以 GIS 地理資訊系統匯整,以繪製各工業區的儲槽危 害潛勢圖。本計畫以 SuperGIS 軟體,依照每一公司的位置為圓心,按其儲槽的 危害距離繪製一圓形,每一種危害以一個圓形表示,重疊越多的區域代表其危害 越大,此種危害累加的方式雖不易完全呈現各儲槽的絕對風險,但仍可作為相對 風險的比較。

圖 4-24~28 為五種不同類型危害的各別累加潛勢圖,分別為毒性、蒸氣雲爆 炸過壓、池火熱危害、噴射火焰熱危害、BLEVE 火球熱危害,圖 4-29 為五種不 同類型危害的同時累加潛勢圖。

圖 4-24 四大工業區毒性危害的累加潛勢圖。

(資料來源:本研究成果)

圖 4-25 四大工業區蒸氣雲爆炸危害的累加潛勢圖。

(資料來源:本研究成果)

圖 4-26 四大工業區池火熱危害的累加潛勢圖。

(資料來源:本研究成果)

圖 4-27 四大工業區噴射火焰熱危害的累加潛勢圖。

(資料來源:本研究成果)

圖 4-28 四大工業區 BLEVE 火球熱危害的累加潛勢圖。

(資料來源:本研究成果)

Toxic BLEVE Pool Fire

VCE Jet Fire

圖 4-29 四大工業區所有危害的累加潛勢圖。

(資料來源:本研究成果)

由圖 4-29 可看出各工業區的危害特性並不相同,仁大工業區的毒性危害最 大,高雄港的毒性危害則是四區中最小的,高雄港的最主要危害則是 BLEVE,

主要與區內有許多高壓化學物質如丙烯、氯乙烯等的進出口有關。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,林園與仁 大的危害大約為伯仲之間,但仁大工業區的毒性危害較高,主要來自於幾家廠的 特殊物質如中石化的氰化氫、台塑仁武廠的氯氣等。圖 4-29 也可看出整個高雄

主要與區內有許多高壓化學物質如丙烯、氯乙烯等的進出口有關。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,林園與仁 大的危害大約為伯仲之間,但仁大工業區的毒性危害較高,主要來自於幾家廠的 特殊物質如中石化的氰化氫、台塑仁武廠的氯氣等。圖 4-29 也可看出整個高雄

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