石油液化氣儲罐區(qū)風險評價及預防對策研究

王波夏

（北京國信安科技術(shù)有限公司，北京 100160）

當今世界正處于經(jīng)濟高速增長時期，新市場、新能源開拓的同時，安全問題也如雨后春筍般浮現(xiàn)，這種趨勢在LPG 得到廣泛應用之后尤甚。在現(xiàn)代生活和化學工業(yè)中，由于LPG是將丙烷為主的石油氣通過加高壓形成的，在儲存過程中具有較大的燃燒與爆炸危險性，相關(guān)的事故國內(nèi)外都有多次報道。例如：1989年德克薩斯州的一個LPG廠因密封爆裂引起大規(guī)模易燃氣體溢出引起起火爆炸，其中23人死亡，建筑很大程度損壞；1996年北美洲墨西哥的一個石油公司儲罐區(qū)因一個閥門失效引起爆炸，造成5000人被遣散，4個人死亡，19個人受傷，財產(chǎn)損失500萬美元；1999泰國LPG儲罐區(qū)著火，5個油罐受損，一天中死傷近一百人，后期汽油爆炸，死傷53人，其中受傷49人，死亡4人，損壞兩個裝置。據(jù)統(tǒng)計分析，在美國，一年由于LPG罐區(qū)竟造成的200億美元損失。

對比國外發(fā)達國家的LPG 事故發(fā)生起數(shù)及損失，我國的事故發(fā)生起數(shù)居高不下、損失慘重。經(jīng)過分析我國近30年發(fā)生的LPG 事故，發(fā)現(xiàn)造成事故的原因多樣，由設(shè)備故障引起的，比例為43%；誤操作其次，占21%；流程原因占11%；設(shè)計結(jié)構(gòu)占5%；自然災害占5%；人為原因1%；其他14%。在這些原因中，設(shè)備故障可通過定期維修檢查控制，誤操作可以通過技術(shù)和管理控制等降低，因此制訂有效的安全措施能有效防止安全事故。本文以浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司為例，通過LPG 企業(yè)中常用的定量安全評價方法-道化學火災爆炸指數(shù)評價方法，計算物料潛在的固有危險性，并結(jié)合企業(yè)現(xiàn)為降低危險性采取的安全措施，對比分析降低的危險性，論證企業(yè)采取安全措施可以增加LPG 儲罐區(qū)安全性，進而為該廠罐區(qū)HSE（健康安全與環(huán)境管理體系）管理及安全操作規(guī)程供了一定的理論依據(jù)。

1 方法評價流程

針對一次事故，為了保證分析的量化，特選用道化學對LPG儲罐區(qū)的爆炸損害程度提供數(shù)字支持。道化學火災、爆炸指數(shù)法的應用范圍：具有爆炸和火災危險性的石油化工企業(yè)生產(chǎn)、儲存設(shè)備裝置的危險性。優(yōu)勢：用定量（概率）研究方法描述復雜系統(tǒng)的火災爆炸危險性。該指數(shù)方法避免了火災爆炸事故常見的后果估算困難、無法統(tǒng)計事故概率的問題，具有操作性強的特點。同時，該方法程序簡潔，易懂，線上工人只要有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗，就能掌握用道化學評價法進行評價。以下是DOW 指數(shù)法的兩個評價方面：一是評價造成的事故損失；二是評價火災爆炸的危險性。

圖1 道化學風險分析計算程序

2 諸暨某石油液化氣公司LPG儲罐區(qū)風險評價

針對浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司LPG儲罐區(qū)的具體情況，為了詳細分析該企業(yè)的危險狀況，確定事故發(fā)生的概率和危險的嚴重程度。特選用事故樹和道化學對企業(yè)的LPG儲罐區(qū)危險性進行分析。

2.1 LPG儲罐區(qū)情況簡介

浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司有長方形立儲罐區(qū)，有立式儲罐4個，從縱向依次分布為A 到D 號儲罐。A 號儲罐和B 號儲罐：d=12m，h=10m，V=1 000m3；C、D罐：d=8m，h=10m，V=500m3，充裝系數(shù)均為0.80，有防火堤設(shè)置在罐四周。

2.2 劃分單元

依據(jù)單元劃分方法，將罐區(qū)整體劃成單獨的評價單元。LPG 為混合氣體，規(guī)定的原則為“實際危險最大物質(zhì)”來定。

2.3 道化學火災、爆炸指數(shù)評價

2.3.1 物質(zhì)系數(shù)的確定

查詢各種資料，選用LPG的物質(zhì)系數(shù)為21。

2.3.2 一般工藝危險系數(shù)（F1）的確定

由于該油罐區(qū)位于郊區(qū)，罐區(qū)旁有一條近30米寬的江，出口窄小，不易通行和撲救，選通道系數(shù)0.35。防火堤設(shè)置在罐四周，但罐區(qū)露天設(shè)置，無遮掩措施，泄漏排放與控制系數(shù)選取0.50。

2.3.3 確定F2：特殊工藝危險系數(shù)

依據(jù)設(shè)計，并結(jié)合罐區(qū)實際情況，F(xiàn)2定為3.2。

2.3.4 確定F3：工藝單元危險系數(shù)

F3=F1*F2 代入，求出F3=2.35*3.2=7.52。DOW 指數(shù)法規(guī)定，F(xiàn)3最高值為8，因此此處的F3的值只能取8。

2.3.5 確定F&EI：火災爆炸危險指數(shù)

依據(jù)公式F&EI=MF×F3，代入數(shù)據(jù)得F&EI=21×8 得到，F(xiàn)&EI為168。

F&EI 用途：估算火災爆炸事故的損壞。F&EI 為168，表明該LPG儲罐區(qū)R＞159，風險等級非常大。

2.3.6 確定C：安全措施補償系數(shù)

該補償系數(shù)由三部分組成：工藝控制、物質(zhì)隔離補償系數(shù)。

結(jié)合該企業(yè)儲罐區(qū)實際情況，選擇補償系數(shù)：防火措施系數(shù)為0.815；物質(zhì)隔離系數(shù)定為0.876；工藝控制補償系數(shù)定為0.765。

計算總體系數(shù)：C=C1*C2*C3，代入得到結(jié)果為0.546。

通過安全措施補償后，計算實際的指數(shù)， F&EI＇：F&EI×C=169·0.546=92.274。對比風險表，等級降低為“較輕”。

2.3.7 危害程度確定

暴露半徑（R）的計算。LPG儲罐區(qū)暴露半徑：F&EI*0.256≈43.26 米。加上罐體d，實際半徑：43.26+7.5 等于50.76米。

2.3.8 暴露區(qū)域A

汽油罐區(qū)暴露區(qū)域A=π·50.7642=8 091m2

2.3.9 求A范圍內(nèi)的財產(chǎn)價值

所有A 內(nèi)設(shè)備設(shè)施物料費用1100 萬元，增長系數(shù)取1.2。則更換價值=成本*0.82*增長系數(shù)（1.2）=1 100×1.2×0.82=1 082.4 萬元。其中，0.82 是因火災爆炸事故發(fā)生后，一些設(shè)備設(shè)施物料可能不會造成損失和更換。例如，地下管線等。

2.3.10 危害系數(shù)的選取

危害系數(shù)由F3和MF查圖或計算得到。若F3數(shù)值超過8.00，則以8.00 計算。由2 查得，LPG 儲罐區(qū)的系數(shù)最終確定為0.83。

2.3.11 求實際MPPD、基本最大可能財產(chǎn)損失

基本最大可能財產(chǎn)損失為：1082.4×0.83=898.392 萬元。實際最大可能財產(chǎn)損失為：898.392×0.546≈490.522萬元。

2.3.12 求MPDO

可能性基本確定65%，滿足公式如下：

但實際情況通常與正常情況不符，可用下列方程：

浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司大部分設(shè)備均有備品。因此，由方程式（2）求取：logY=1.045515+0.610426（log0.6949），求得Y=9天。

2.3.13 求BI

式中：每月產(chǎn)值Vpm，固定成本和利潤為0.65。

按照裝置的負荷為100%計算，年產(chǎn)值為860萬元，月產(chǎn)值為71.67 萬美元。BI=（9/30）×71.67×0.65=13.975 萬美元。

3 結(jié)論

選用道化學火災爆炸指數(shù)方法對LPG儲罐區(qū)的泄漏爆炸風險開展評價，結(jié)果表明：LPG 儲罐區(qū)一旦發(fā)生事故，帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失巨大，但是采取安全措施后這些損失是可以減小或避免的。由計算初期的危險等級“非常大”，采取安全措施后，危險等級降為“較輕”。可見通過評價確定LPG 火災爆炸危險性，采取針對性的防護措施，從而調(diào)節(jié)安全補償系數(shù)，具體如提高生產(chǎn)工藝的自動化水平，加強安全管理和安全檢測和做好應急預案工作，選用可靠性高的設(shè)備和零件等。最終為我國安全執(zhí)法部門和企業(yè)提供了參考依據(jù)。

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