重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究及應(yīng)用

林 藝，張志國(guó)，吳保朝

（福州市公安消防支隊(duì)，福建福州 350001）

一、重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

（一）重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一般步驟

進(jìn)行重大危險(xiǎn)源辨識(shí)與確認(rèn)之后，就應(yīng)該進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或安全評(píng)價(jià)工作。重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一般步驟包括下述幾個(gè)方面：

1.分析各類危險(xiǎn)因素及其存在原因；2.依次評(píng)價(jià)已識(shí)別的危險(xiǎn)事件發(fā)生的概率；3.評(píng)價(jià)危險(xiǎn)事件的后果，估計(jì)發(fā)生火災(zāi)、爆炸或毒物泄漏的物質(zhì)數(shù)量、事故影響范圍；4.進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與分級(jí)，即評(píng)價(jià)危險(xiǎn)事件發(fā)生概率與發(fā)生后果的聯(lián)合作用。

（二）重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一般方法

目前，城市危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)的方法一般有三種：安全距離法、基于后果的方法和基于風(fēng)險(xiǎn)的方法。安全距離法用于規(guī)劃的依據(jù)僅僅是距離指標(biāo)，比較適用于單一危險(xiǎn)源周邊的安全規(guī)劃，不適用于進(jìn)行大范圍的整體的安全規(guī)劃?；诤蠊ㄊ腔趯?duì)假定事故后果的評(píng)估，以事故后果物理量的閾值作為規(guī)劃依據(jù)，不考慮事故的可能性?；陲L(fēng)險(xiǎn)法綜合評(píng)估潛在事故后果的嚴(yán)重度和可能性，以個(gè)人和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)作為規(guī)劃依據(jù)，在風(fēng)險(xiǎn)分析方面更全面。

二、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)實(shí)例研究

（一）評(píng)價(jià)對(duì)象的基本情況

某液化天然氣儲(chǔ)備站征地面積28800m2，廠區(qū)用地面積23120m2。建構(gòu)筑物用地面積5178.6m2。消防水池1500m3。12個(gè)LNG儲(chǔ)罐，每個(gè)儲(chǔ)罐容積150m3。液化天然氣密度：0.42～0.46g/cm3。

（二）對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的危險(xiǎn)源辨識(shí)

從以下幾個(gè)方面進(jìn)行廠區(qū)危險(xiǎn)源辨識(shí)：

1.廠址及環(huán)境條件。2.廠區(qū)平面布局：（1）總圖。（2）運(yùn)輸線路及碼頭。3.建（構(gòu)）筑物。4.生產(chǎn)工藝過(guò)程。5.生產(chǎn)設(shè)備、裝置。6.粉塵、毒物、噪聲、振動(dòng)、輻射、高溫、低溫等有害作業(yè)部位。7.管理設(shè)施、事故應(yīng)急搶救設(shè)施和輔助生產(chǎn)、生活衛(wèi)生設(shè)施。8.勞動(dòng)組織生理、心理因素人機(jī)工程學(xué)因素等。

從以上幾個(gè)方面并根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)判斷，液化天然氣儲(chǔ)罐區(qū)是廠區(qū)內(nèi)潛在危險(xiǎn)性最大的危險(xiǎn)源，就此對(duì)象進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

（三）固有危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

1.事故易發(fā)性評(píng)價(jià)。（1）危險(xiǎn)物質(zhì)事故易發(fā)性。甲烷最大安全縫隙取分10，最小點(diǎn)燃電流取分20，引燃溫度取分5，爆炸極限取分8，最小點(diǎn)燃能量取分17?？偡諫為60。易發(fā)性系數(shù)α=1.0。事故易發(fā)性的評(píng)分值B111=α×G=60。（2）工藝過(guò)程事故易發(fā)性.工藝過(guò)程中的易發(fā)性與過(guò)程中的反應(yīng)形式、物料處理過(guò)程、操作方式、工作環(huán)境和工藝過(guò)程有關(guān)。（3）事故易發(fā)性。事故易發(fā)性B11計(jì)算為：

表2.1給出了罐區(qū)工藝過(guò)程事故易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果。

表2.1 罐區(qū)工藝過(guò)程事故易發(fā)性評(píng)價(jià)結(jié)果

0.5～1.0mm/年泄漏 設(shè)備泄漏 20 0.9靜電 液體流動(dòng) 30 0.0

2.罐區(qū)的傷害模型及破壞半徑。罐區(qū)的火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)是液化天然氣的燃燒爆炸，其傷害模型有兩種：(1)蒸氣云爆炸(VCE)模型；(2)沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE)模型。

（1）蒸氣云爆炸(VCE)。取液化天然氣密度為440㎏/m3。罐區(qū)一個(gè)罐貯存質(zhì)量為：Wf=440×150=66000(㎏)

TNT當(dāng)量為：

利用丙烷當(dāng)量法來(lái)計(jì)算傷害區(qū)域。

式中PW=αWfQf/Qp，Qp為丙烷的燃燒熱，取 50290kJ/㎏。計(jì)算得：R1=70.1(m)

2）重傷半徑R2

3）輕傷半徑R3

4）財(cái)產(chǎn)損失半徑財(cái)R

式中KII—二級(jí)破壞系數(shù)，KII=5.6。計(jì)算得：財(cái)R=217.3(m)

（2）沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE)

液化天然氣用多罐儲(chǔ)存，所以W=0.9×440×150=59400(㎏)

火球半徑：R=2.9W1/3=113.2(m)

火球持續(xù)時(shí)間：t=2.6W1/6=16.2(s)

當(dāng)傷害幾率Pr=5時(shí)，傷害百分?jǐn)?shù)D=50%，死亡、一度、二度燒傷及燒毀財(cái)物，都以D=50%定義。

1）不同傷害、破壞時(shí)的熱輻射通量。

財(cái)產(chǎn)損失：4q=6730t-4/5+25400=26125.1W/m2

式中0q—對(duì)圓柱罐取270000W，將前述數(shù)據(jù)代入公式2.1得：

死亡半徑R1=245.6(m)

二度燒傷（重傷）半徑R2=315.0(m)

一度燒傷（輕傷）半徑R3=490.9(m)

財(cái)產(chǎn)損失半徑財(cái)R=263.7(m)

表2.2和表2.3給出了上述事故后果預(yù)測(cè)結(jié)果。

表2.2 罐區(qū)莊氣云爆炸/沸騰液體擴(kuò)展莊氣爆炸事故后果預(yù)測(cè)結(jié)果(1)

表2.3 罐區(qū)莊氣云爆炸/沸騰液體擴(kuò)展莊氣爆炸事故后果預(yù)測(cè)結(jié)果(2)

3.事故嚴(yán)重度評(píng)價(jià)

事故嚴(yán)重度B12用符號(hào)S表示，反映發(fā)生事故造成的經(jīng)濟(jì)損失大小。它包括人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失兩方面，均折算為經(jīng)濟(jì)損失(按萬(wàn)元計(jì))，表示為：S=C+20(N1+0.5N2+105N3/6000)

式中，C為財(cái)產(chǎn)破壞價(jià)值，直接財(cái)產(chǎn)損失為8034.5萬(wàn)元；N1，N2，N3為事故造成的人員死亡、重傷、輕傷人數(shù)。

事故嚴(yán)重度B12取決于破壞半徑構(gòu)成圓面積中財(cái)產(chǎn)價(jià)值和死傷人數(shù)。由于液化天然氣罐區(qū)爆炸傷害模型是兩個(gè)，即蒸氣云爆炸和擴(kuò)展蒸氣爆炸，并可能同時(shí)發(fā)生，則儲(chǔ)罐爆炸事故嚴(yán)重度應(yīng)是兩種嚴(yán)重度加權(quán)求和：

式中S1，S2—分別為兩種爆炸事故后果；

A，1－A—分別為兩種爆炸的發(fā)生概率，A=0.9，1－A=0.1。蒸氣云爆炸的可能性遠(yuǎn)大于擴(kuò)展蒸氣爆炸，蒸氣云爆炸是主要的。

事故嚴(yán)重度的計(jì)算結(jié)果為：

S=0.9S1+0.1S2=9363.95(萬(wàn)元)

4.固有危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

罐區(qū)固有危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果為：B1=B11×B12=3780×9363.95=35395731

危險(xiǎn)性等級(jí)為：A*=g1 (B1/105)=2.55，2.5＜A*＜3.5，屬于二級(jí)重大危險(xiǎn)源。

（四）評(píng)價(jià)結(jié)果的比較

對(duì)重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系加以改進(jìn)后，單元固有危險(xiǎn)性A*的評(píng)價(jià)結(jié)果如表2.4所示。由表2.4可見(jiàn)，由于改進(jìn)后的評(píng)價(jià)方法引入了恐怖襲擊造成事故的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，按改進(jìn)后的評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)對(duì)象的固有危險(xiǎn)性B1的絕對(duì)值增加了0.64倍。這說(shuō)明除了廠內(nèi)固有的危險(xiǎn)性對(duì)發(fā)生事故災(zāi)難有很大影響外，諸如人為蓄意破壞之類的恐怖襲擊是一個(gè)不容忽視的因素。

表2.4 指標(biāo)體系修正前后儲(chǔ)罐區(qū)固有危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)結(jié)果比較

（五）儲(chǔ)罐區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)論

儲(chǔ)罐區(qū)的安危關(guān)系到整個(gè)廠區(qū)的存亡，罐區(qū)的安全裝備、安全管理至關(guān)重要。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示儲(chǔ)罐區(qū)是二級(jí)重大危險(xiǎn)源，一旦發(fā)生爆炸可能導(dǎo)致全廠絕大多數(shù)人員死亡或重傷，站區(qū)大部分財(cái)產(chǎn)毀于一旦。

[1]李爭(zhēng)峰.對(duì)危險(xiǎn)源辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)方法的應(yīng)用探討[J].石油化工安全技術(shù),2005,3：3-6.

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