基于定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離計(jì)算

王 淞

福建省重大危險(xiǎn)源監(jiān)控中心

基于定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離計(jì)算

王 淞

福建省重大危險(xiǎn)源監(jiān)控中心

結(jié)合筆者日常工作實(shí)踐，介紹采用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法計(jì)算重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離的計(jì)算步驟。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)質(zhì)為事故發(fā)生概率和后果嚴(yán)重性的乘積，對(duì)于外部安全防護(hù)距離不足的重大危險(xiǎn)源企業(yè)，從降低事故發(fā)生概率和后果嚴(yán)重性?xún)煞矫嫣岢鼋档惋L(fēng)險(xiǎn)的措施。

重大危險(xiǎn)源；外部安全防護(hù)距離；定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)；社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》GB 18218-2009，危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源是指長(zhǎng)期地或臨時(shí)地生產(chǎn)、加工、使用或儲(chǔ)存危險(xiǎn)化學(xué)品，且危險(xiǎn)化學(xué)品的數(shù)量等于或超過(guò)臨界量的單元。若是危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源發(fā)生火災(zāi)、爆炸、毒氣泄漏等事故，將對(duì)周邊人員的生命健康安全及周邊企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，石化、化工產(chǎn)業(yè)布局與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的矛盾日益突出，城區(qū)、居民區(qū)與部分構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的?；髽I(yè)的外部安全防護(hù)距離不足帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)有不斷加劇趨勢(shì)［1］。依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（國(guó)家安監(jiān)總局公告2014年第13號(hào)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《標(biāo)準(zhǔn)》”），外部安全防護(hù)距離是指危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置危險(xiǎn)源在發(fā)生火災(zāi)、爆炸、有毒氣體泄漏時(shí)，為避免事故造成防護(hù)目標(biāo)處人員傷亡而設(shè)定的安全防護(hù)距離。相較于安全評(píng)價(jià)中常采用的防火間距（主要針對(duì)非爆炸性的火災(zāi)事故）和衛(wèi)生防護(hù)距離（指產(chǎn)生有害因素的生產(chǎn)車(chē)間或作業(yè)場(chǎng)所的邊界至居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等敏感區(qū)邊界的最小距離），外部安全防護(hù)距離較全面地考慮了火災(zāi)、爆炸、有毒氣體泄漏的影響，因而在預(yù)防重特大事故時(shí)有其科學(xué)性和合理性。

1　危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離計(jì)算的適用方法

危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源可采用事故后果計(jì)算法、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法和危險(xiǎn)指數(shù)法三種方法來(lái)計(jì)算外部安全防護(hù)距離。

事故后果計(jì)算法適用于涉及爆炸品類(lèi)危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置，若采用危險(xiǎn)指數(shù)法需同時(shí)滿足一系列條件（詳見(jiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》），上述兩種方法適用面較窄。對(duì)于化工企業(yè)重大危險(xiǎn)源常采用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法計(jì)算外部安全防護(hù)距離。定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法是對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置發(fā)生事故頻率和后果進(jìn)行定量分析和計(jì)算，以可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)確定外部安全防護(hù)距離的方法。定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法適用面較廣，重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝裝置及部分構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的化工裝置均適用（適用范圍詳見(jiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》）。

但是對(duì)于上述三種應(yīng)用情形之外較為常見(jiàn)的構(gòu)成三級(jí)或四級(jí)重大危險(xiǎn)源的化工企業(yè)易燃液體儲(chǔ)罐區(qū)，《標(biāo)準(zhǔn)》未說(shuō)明計(jì)算其外部安全防護(hù)距離的方法，造成安全監(jiān)管部門(mén)日常監(jiān)管及企業(yè)隱患排查“無(wú)據(jù)可依”。筆者認(rèn)為從嚴(yán)參照使用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法適用條件之一的“構(gòu)成一級(jí)、二級(jí)重大危險(xiǎn)源，且涉及國(guó)家安全監(jiān)管總局公布的重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品的”可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，采用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法計(jì)算外部安全防護(hù)距離是可行的。

2　采用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法計(jì)算重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離的計(jì)算步驟

根據(jù)《化工企業(yè)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》AQ/T 3046-2013提出的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)基本程序，結(jié)合筆者日常工作實(shí)踐，重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離的計(jì)算步驟簡(jiǎn)要描述如下：

（1）需準(zhǔn)備的資料包括企業(yè)區(qū)域位置圖、總平面布置圖、人口分布數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)貧庀鬆顩r、工藝設(shè)備參數(shù)、周?chē)c(diǎn)火源等，同時(shí)對(duì)重大危險(xiǎn)源企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的邊界進(jìn)行界定。

（2）危險(xiǎn)辨識(shí)。

（3）失效概率估算。導(dǎo)致重大危險(xiǎn)源發(fā)生泄漏的設(shè)備（或設(shè)施）主要包括管線、儲(chǔ)罐、容器、泵、壓縮機(jī)、閥門(mén)等，上述設(shè)施泄漏概率不易獲取，實(shí)際運(yùn)用中需對(duì)基礎(chǔ)泄漏頻率進(jìn)行設(shè)備和管理修正［2］，相關(guān)泄漏概率常整合于專(zhuān)業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件中。將多個(gè)泄漏概率進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，得重大危險(xiǎn)源的失效概率。

（4）失效后果分析。采用池火災(zāi)、沸騰液體擴(kuò)展為蒸氣云爆炸（BLEVE）、蒸氣云爆炸、壓力容器物理爆炸、有毒氣體擴(kuò)散等相關(guān)模型計(jì)算出各類(lèi)事故的影響范圍。

（5）個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》說(shuō)明，個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)是指因危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置各種潛在的火災(zāi)、爆炸、有毒氣體泄漏事故造成區(qū)域內(nèi)某一固定位置人員的個(gè)體死亡概率，即單位時(shí)間內(nèi)（通常為一年）的個(gè)體死亡率。通常用個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線表示。

通過(guò)給定時(shí)間下熱輻射強(qiáng)度、沖擊波超壓、毒物擴(kuò)散濃度的概率函數(shù)法可計(jì)算出火災(zāi)、爆炸、有毒氣體泄漏事故的死亡概率。

對(duì)于區(qū)域內(nèi)的任一重大危險(xiǎn)源，其在區(qū)域內(nèi)某一空間地理坐標(biāo)為（x，y）處產(chǎn)生的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)可由式（1）［3］計(jì)算。

式中：

R（x，y）—重大危險(xiǎn)源在位置（x，y）處產(chǎn)生的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)；

Fs，o—第s個(gè)容器設(shè)備泄漏事件發(fā)生的原始頻率；

FE—設(shè)備修正系數(shù)；

FM—安全管理人員修正系數(shù)；

Pw—?dú)庀髼l件概率；

Pi—點(diǎn)火源的點(diǎn)火概率；

Vs（x，y）—第s個(gè)事故情景在位置（x，y）處引起個(gè)體死亡的概率；

S—容器設(shè)備泄漏事件的個(gè)數(shù)；

W—?dú)庀髼l件的個(gè)數(shù)；

I—點(diǎn)火源的個(gè)數(shù)。

在頻率和后果分析的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的演算可得到個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值。失效后果及個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算量較大，實(shí)際常需借助專(zhuān)業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件實(shí)現(xiàn)。

（6）外部安全防護(hù)距離計(jì)算及符合性評(píng)價(jià)。依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》中可容許個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)繪制的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線，結(jié)合地圖比例尺可測(cè)得重大危險(xiǎn)源至相應(yīng)的重要目標(biāo)和敏感場(chǎng)所所需的外部安全防護(hù)距離。個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線覆蓋的范圍越廣說(shuō)明重大危險(xiǎn)源外部安全防護(hù)距離越大。若個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線范圍內(nèi)包含相應(yīng)的重要目標(biāo)和敏感場(chǎng)所，則該位置的外部安全防護(hù)距離為不可接受。

外部安全防護(hù)距離符合性評(píng)價(jià)還需考慮到社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的大小。依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》說(shuō)明，若社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)曲線位于《標(biāo)準(zhǔn)》中我國(guó)社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)圖“不可接受區(qū)”，則根據(jù)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線計(jì)算的外部安全防護(hù)距離亦不可接受。

3　可采取的降低風(fēng)險(xiǎn)的措施

無(wú)論是個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)還是建立在個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)之上的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)質(zhì)均為事故發(fā)生概率和后果嚴(yán)重性的乘積。對(duì)于外部安全防護(hù)距離不足的重大危險(xiǎn)源企業(yè)，在限制危險(xiǎn)化學(xué)品存量的基礎(chǔ)上可從降低事故發(fā)生概率和后果嚴(yán)重性?xún)煞矫娼档惋L(fēng)險(xiǎn)。

降低事故發(fā)生概率可以從安全管理和工程技術(shù)措施兩方面著手：

（1）建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制和安全生產(chǎn)規(guī)章制度，尤其應(yīng)建立健全生產(chǎn)安全事故隱患排查治理制度，對(duì)安全基礎(chǔ)管理、區(qū)域位置和總圖布置、工藝設(shè)備、電氣系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、危險(xiǎn)化學(xué)品管理、儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、公用工程、消防系統(tǒng)等方面開(kāi)展隱患排查，及時(shí)進(jìn)行隱患治理。對(duì)于外部安全防護(hù)距離不足的事故隱患應(yīng)當(dāng)及時(shí)上報(bào)當(dāng)?shù)匕踩O(jiān)管部門(mén)。

（2）完善安全設(shè)施配置，建立健全工藝參數(shù)不間斷采集和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、可燃?xì)怏w和有毒有害氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、緊急停車(chē)系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系，完善設(shè)備安全防護(hù)設(shè)施、防爆設(shè)施、安全警示標(biāo)志、泄壓和止逆設(shè)施、防止火災(zāi)蔓延設(shè)施、滅火設(shè)施、應(yīng)急救援設(shè)施等安全設(shè)施配置。

若通過(guò)上述努力外部安全防護(hù)距離仍不符合要求，需從降低事故后果嚴(yán)重性考慮：搬遷企業(yè)或遷移周邊重要目標(biāo)和敏感場(chǎng)所。遷移孤立的重要目標(biāo)和敏感場(chǎng)所或許可行，但是城市建成區(qū)中成片搬遷居民區(qū)或其他人員密集場(chǎng)所花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本較高。2014年國(guó)家安全監(jiān)管總局向社會(huì)各界征求意見(jiàn)，目前尚未正式出臺(tái)的《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理規(guī)定》要求：新建化工企業(yè)、周邊距離不足和城區(qū)內(nèi)的化工企業(yè)必須按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)入化工園區(qū)（或集中區(qū)）。這為城市化進(jìn)程中被居民區(qū)包圍的受外部安全防護(hù)距離不足困擾的重大危險(xiǎn)源企業(yè)指明了一條出路。

［1］ 國(guó)家安全監(jiān)管總局監(jiān)管三司.解讀《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》［J］.勞動(dòng)保護(hù)，2014，（8）：44-46

［2］ 武志峰，黨文義，于安峰，等.石油化工企業(yè)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序探討［J］.安全、健康和環(huán)境，2010，（10）：35-38

［3］ 吳宗之，魏立軍，王如君，許銘，等.化工園區(qū)安全規(guī)劃方法與應(yīng)用研究［J］.中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，（8增刊）：46-51