FLACS软件对石化、半导体过程中危害后果分析的应用

随著地球人口的持续增加，全世界对于石化相关产品的需求也更为殷切，这些效应反映在过程设备的结果是：体积更为庞大、数量更为众多、控制更为复杂且操作更趋近于安全临界点，由台塑六轻与中国大陆华北、华中、华南新兴的石化工业区内的众多过程即可看到此种趋势。这些大型石化园区内的工厂由于设备复杂且数量众多，一旦发生意外事故，其损失可能如骨牌效应般一发不可收拾。另一方面，在人类生活水准不断提升的刺激之下，使得全世界半导体相关产品的需求量也日益扩大。由于一般半导体及光电产业应用到许多具有毒性及易燃、易爆之化学物质，再加上12吋晶圆及7.5代过程之后，所有厂内的设备及化学品用量均变得甚为庞大、过程亦更趋复杂。若是操作或维修不当，即有可能造成危害物质外泄，进而危及工厂及员工之安全，联瑞半导体及茂迪光电事故之鉴不远，任谁也不敢保证类似事故不会再度发生！

根据美国M&M Protection Consultants 所发行的「化学工业一百大财产损失之三十年回顾」一文中指出，造成化学工厂巨大损失的主要事故类型首推蒸气云爆炸、其次是火灾，两者合占所有事故类型的三分之二；而机械故障与操作错误，则是引起上述事故的首要两项原因，同样合占约所有原因的三分之二；至于肇因于管路系统与储槽的损失，则占了所有与硬件相关损失的一半。有鉴于此，国外相关先进法规均已将损失预防纳为工作重点。此外，预先针对可能的危害进行后果模拟，以作为损失防阻设计之参考，就紧急应变规划及工安教育训练而言，亦有其必要性。

一般由过程中洩漏之流体运动本身同时具备三维性、时变性与非线性等特质，因此其物理现象非常复杂。传统之半经验式模式根本无法解析此种充斥著众多设备管线之复杂环境状况下，局部区域之流体流动与扩散现象；此外，光电/半导体过程的密闭式厂房及循环回风特性，亦非一般石化业常用之后果分析软体（如SAFETI等）所能模拟的。因此采用更为先进之计算流体力学（CFD）工具来描述此种复杂流体流动与火灾爆炸现象，实有其必要性。

目前能够模拟火灾爆炸行为之CFD软体为数并不少，然而由挪威Gexcon公司所开发的FLACS软件却是其中的佼佼者，该软件由于经过众多的实场测试与验证，因此曾被应用在英国北海Piper Alpha钻油平台事故及美国TWA-800波音747飞安事故等重大意外灾害的调查工作上。目前FLACS软件可模拟自然/强制通风气流流动、多种混和气体扩散、气体/粉尘爆炸、爆震波传递等现象，同时具备有撒水、惰性气体、洩压闸门、防爆牆等防火防爆系统设计之功能，因此适用于各种复杂空间（地形）中毒性气体洩漏与火灾爆炸行为之描述。除可用在一般工业之危害后果模拟、风险分析、事故调查外，亦可做为政府部门在执行重大设施之反恐任务时，作为紧急应变规划、损失防阻设计之辅助工具。

关于FLACS软件

FLACS是一个用有限体积法在三维笛卡尔网格下求解可压N-S方程的CFD软件。FLACS使用标准的k-ε湍流模型，并采用了一些重要的修正。FLACS采用一个描述火焰发展的模型实现对燃烧和爆炸的建模，研究局部反应随浓度、温度、压力、湍流等参数的变化。对复杂几何形状的准确描述以及将几何形状和流动、湍流和火焰相结合是建模的关键因素之一，也是FLACS的一个重要优势。

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