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研究生: 褚謙信
Chu, Chian-Shin
論文名稱: 台南市仁德區三燕兄弟液化石油氣分裝廠丙烷氣洩漏危害之模擬研究
Simulation of Propane Gas Leakage in Sanyan Brothers Liquefied Petroleum Gas Production Plant in Rende District, Tainan City
指導教授: 羅尚德
Luo, Shang-De
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 地球科學系碩士在職專班
Department of Earth Sciences (on the job class)
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 災害距離外洩ALOHA
外文關鍵詞: hazard distance, leak, ALOHA
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  • 臺灣人口密度高居世界第二位,隨著時代演進,丙烷氣早已是家庭必備能源選項之一。但是, 隨著都市化的程度,對於丙烷氣的需求提高,但使用上也須小心謹慎, 因丙烷氣之特性具有高度的公共安全危害風險;當操作人員未按照正常順序卸載丙烷氣,而造成氣體外洩、火災及氣爆等公安意外時,造成的災害及傷亡更為慘重,所以,必須迅速掌握狀況,達到避免災害和損失。
    本論文是以台南市仁德區三燕兄弟丙烷氣分裝場為研究對象,該廠存放的危險品 LPG(液化石油氣即丙烷氣)外洩,以電腦軟體 ( Areal Locations of Hazardous Atmospheres ) ALOHA,探討溼度、氣溫、風向…等不同的參數,模擬災害所造成的影響,並分析居民的引導疏散以及分裝場周遭是否安全。依據模擬結果加以探討,並將數據整合,以提升工作人員在儲氣槽的本職學能,並提出建言。
    依照模擬結果顯示,丙烷氣外洩時,風速是最主要的因素,而災害的嚴重與否,由風速的大或小來決定,也就是風速愈大,會讓發生災害的 距離減少。所以在空氣中,風速的大或小,會是儲氣槽破裂,導致丙烷氣外洩、發生蒸汽雲爆炸以及火災熱輻射時,影響災害距離的遠或近;以後,若有相關類似事件的時候, 這份參數資料也可以用來研究及探討災害之風險,並成為防災人員和相關部門在災害發生時的狀況立即處理、防災安全距離的參考、以及緊急事件的應變計劃,讓災害風險發生機率為零,共同維護且增進公共安全。

    Due to the large population of villagers in Taiwan, as the economy develops, propane gas has become an important necessity. However, with the improvement of quality of life, the demand for fossil fuels has increased relatively. People's perceptions of safety must also keep pace with the times. The liquefied petroleum gas (LPG) poses a high risk of catastrophe. When on-site staff do not unload liquefied petroleum gas In the event of an emergency such as a spill, fire and explosion, the harms and injuries caused by the accident are harder to estimate. Therefore, prompt and correct measures must be taken to reduce injuries and losses in a timely manner.
    In this study, a case of propane gas in South Asia Sanyan brothers in Rende District of Tainan City was taken as an example. LPG (liquefied petroleum gas), a dangerous substance stored in the plant, leaked. ALOHA software was used to simulate different temperatures , Wind direction, humidity and other hazardous areas and to explore and use the data of the simulation results to evaluate the evacuation of the surrounding population and the safety of neighboring factories. According to the simulation results and analysis, the analysis of information will be integrated, used to strengthen the factory staff on the storage tank and other related knowledge, at the same time put forward improvements and suggestions, implementation of professional training and enhance emergency response ability of emergency and so on.
    According to ALOHA software diffusion simulation results, when the propane gas leaks, it is mainly affected by the wind speed. The wind speed is the main factor that determines the strength of the hazard, that is, the greater the wind speed will reduce the hazard distance. Therefore, in the atmospheric environment, if the wind speed is larger or smaller, it will be the influential factor that determines the distance between the leak and the thermal radiation of steam and the explosion of steam cloud. If similar incidents occur in the future This data can also be used to analyze and evaluate the hazard risk as a reference for emergency response planning and disaster relief distance between disaster relief personnel and relevant units so as to reduce risks and safeguard public safety.

    目錄 摘要 I EXTENDED ABSTRACT II 誌謝 V 目錄 VI 表目錄 X 圖目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究流程 3 第二章 文獻回顧 4 2.1 台灣丙烷氣營運安全管理的現況以及相關法令規範 4 2.2 國外丙烷氣營運安全管理的現況以及相關法令規範 6 2.2.1 美國 6 2.2.2 日本 8 2.3 丙烷氣物質安全資料表 9 2.3.1 化學物質之危害特性 9 2.3.2 丙烷氣之物理及化學特性 10 2.4 國內外丙烷氣外洩災害之案例分析 12 2.4.1 後果分析 16 2.4.2 效應分析 16 2.4.3 後果分析軟體 22 2.4.4 ALOHA 軟體簡介 22 2.5 台灣模擬洩漏的文獻回顧 25 第三章 研究方法……………………………………………………………………………27 3.1 背景資料之蒐集 27 3.1.1 環境資訊 27 3.1.2 人口資訊 29 3.1.3 交通資訊 30 3.1.4 產業概況 31 3.2 廠區地理位置 32 3.2.1 廠區資料介紹 32 3.2.2 廠區製程條件及作業 36 3.2.3灌裝區作業流程說明 36 3.3 氣象資料 38 3.4 應用軟體 40 3.4.1 ALOHA 擴散模擬軟體 40 3.4.2 擴散模擬情境之參數設定 42 3.5 後果分析流程 44 第四章 結果與討論 47 4.1 最嚴重意外情況 47 4.1.1 最嚴重意外情況結果 49 4.2 其他意外情況 55 4.2.1 其他意外情況分析結果 57 4.3 丙烷氣洩漏火災搶救程序以及疏散避難作業指導原則 60 4.3.1 丙烷氣洩漏火災之搶救程序 60 4.3.2 疏散避難作業原則 63 4.4 分裝廠緊急應變計畫 65 4.5 分裝廠鄰近防救災資源 67 第五章 結論與建議 76 5.1 結論 76 5.2 建議 77 參考文獻 79 附錄 87 表 2.1 丙烷氣物質安全資料表-用途及危害辨識資料 87 表 2.2 丙烷氣物質安全資料表-成分辨識資料 88 表 2.3 丙烷氣物質安全資料表-物理及化學性質 88 表 2.4 丙烷氣物質安全資料表-控制參數 89 表 2.5 丙烷氣物質安全資料表-安定性及反應性 86 表 2.6 丙烷氣物質安全資料表-毒性資料 90 表 2.7 丙烷氣物質安全資料表-滅火措施 91 表 4.7 達到人體疼痛限值所暴露之輻射強度 92 表 4.8 爆炸所產生的過壓危害 92 表目錄 表 3.1 仁德區各里人口總數統計表 29 表 3.2 仁德各工業區產業概況表 31 表 3.3 氣溫及濕度資料表 38 表 3.4 風速及風向資料表 39 表 3.5 ALOHA 模擬之大氣條件表 43 表 3.6 儲槽大小與破孔大小尺寸關係 44 表 3.7 儲槽形式之破孔發生機率 44 表 4.1 儲槽破裂洩漏「最嚴重意外情境」ALOHA 模擬結果 47 表 4.2 火災熱輻射「最嚴重意外情境」ALOHA 模擬結果 48 表 4.3 蒸氣雲爆炸「最嚴重意外情境」ALOHA 模擬結果 48 表 4.4 儲槽破裂洩漏「其他意外情境」ALOHA 模擬結果 55 表 4.5 火災熱輻射「其他意外情境」ALOHA 模擬結果 56 表 4.6 蒸氣雲爆炸「其他意外情境」ALOHA 模擬結果 57 表 4.9 仁德區及鄰近消防單位救災聯絡資源清冊 69 表 4.10 仁德區警察單位救災聯絡資源清冊 71 表 4.11 仁德區及鄰近緊急醫療單位聯絡清冊 72 表 4.12 仁德區避難收容場所清冊 74 表 4.13 仁德區及鄰近救難團體相關聯絡清冊 75 圖目錄 圖 1.1 危害分析模擬之研究流程 3 圖 2.1 美國風險管理之計畫架構圖 7 圖 2.2 頂蓋打斷輸油之管線引起火災 13 圖 2.3 現場爆炸之毀損情形 14 圖2.4 危險物質洩漏與散布模式 15 圖 2.5 ALOHA操作架構圖 16 圖 2.6 危險物質洩漏與散布模式 17 圖 3.1仁德區行政區域圖 27 圖 3.2二仁溪及其支流與仁德區相對位置圖 28 圖 3.3仁德區重要道路分布圖 30 圖 3.4 分裝廠周界區域圖 32 圖 3.5 臺灣丙烷氣銷售通路 33 圖 3.6 分裝廠內步驟流程圖 34 圖 3.7 廠內灌裝區域圖 35 圖 3.8 鋼瓶灌裝臺及磅秤圖 37 圖 3.9三燕兄弟丙烷氣分裝廠儲存區域圖 38 圖 3.10 ALOHA 模擬分析流程圖 42 圖 3.11 各種型態之洩放方式 45 圖 4.1 儲槽破孔尺吋與洩漏量之關係 49 圖 4.2 儲槽破孔尺吋與影響距離之關係 50 圖 4.3 最嚴重災害情境-儲槽洩漏所模擬之示意圖 50 圖 4.4 熱輻射與危害影響範圍之關係 52 圖 4.5 最嚴重災害情境-儲槽火災熱輻射所模擬之示意圖 52 圖 4.6 破孔尺寸與爆壓影響範圍之關係 54 圖 4.7 最嚴重災害情境-儲槽蒸氣雲爆炸所模擬之示意圖 55 圖 4.8 風速與影響範圍之關係 58 圖 4.9 熱輻射與危害影響範圍之關係 59 圖 4.10 其他災害情境-儲槽洩漏所模擬之示意圖 59 圖 4.11丙烷氣分裝廠洩漏及火災搶救標準作業程序流程圖 63 圖 4.12 毒性化學物質疏散範圍示意圖 64 圖 4.13 毒性化學物質危險區域圖 64 圖 4.14 仁德區及鄰近消防單位分布圖 68 圖 4.15 仁德區警察單位分布圖 71 圖 4.16 仁德區及鄰近緊急醫療醫院分布圖 73 圖 4.17 仁德區避難收容場所分布圖 75

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