?；?危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施外部安全防護(hù)距離方法分析

冀學(xué)剛(北京國(guó)信安科技術(shù)有限公司，北京 100160)

0 引言

針對(duì)不同類型的危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施，分別采用事故后果計(jì)算法、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法和危險(xiǎn)指數(shù)法確定危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施的外部安全防護(hù)距離[1]，評(píng)估其周邊是否涉及相對(duì)應(yīng)的防護(hù)目標(biāo)，并提出相應(yīng)的建議措施。

危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施確定外部安全防護(hù)距離的流程見圖1[2]。

1 事故后果計(jì)算法

事故后果計(jì)算法是以爆炸事故后果模型為基礎(chǔ)，選擇生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置內(nèi)最大爆炸品量的計(jì)算藥量同時(shí)發(fā)生爆炸的情景作為最嚴(yán)重事故情景進(jìn)行后果計(jì)算[3]，計(jì)算確定外部安全防護(hù)距離的方法；該方法適用于涉及爆炸類危險(xiǎn)物品(如：硝酸銨、三硝基甲苯、硝基胍)等裝置或設(shè)施。

事故后果計(jì)算法確定外部安全防護(hù)距離的計(jì)算步驟如下：

最嚴(yán)重爆炸事故情景下距爆炸點(diǎn)中心某距離處的沖擊波超壓按下式計(jì)算：

式中：ΔP為空氣沖擊波超壓值(105Pa)；Q為次爆炸梯恩梯當(dāng)量，根據(jù)計(jì)算藥量折算(kg)；R為爆炸點(diǎn)距防護(hù)目標(biāo)的距離(m)。

選取某民爆企業(yè)A 公司計(jì)算藥量為55 噸的工業(yè)炸藥庫(kù)作為模型分析爆炸沖擊波傷害事故后果：

依據(jù)《民用爆炸物品工程設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50089—2018)B.0.2，乳化炸藥的TNT 當(dāng)量為0.73，55 噸乳化炸藥的TNT當(dāng)量為Q=55×1000×0.73=40150kg；

圖1 危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施外部安全防護(hù)距離確定流程

表1 不同類型防護(hù)目標(biāo)的空氣沖擊波超壓閾值

依據(jù)表1，將不同等級(jí)防護(hù)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的空氣沖擊波超壓閾值ΔP、一次爆炸的梯恩梯(TNT)當(dāng)量Q 代入沖擊波超壓計(jì)算公式中，可得出A 公司計(jì)算藥量為55 噸的工業(yè)炸藥庫(kù)針對(duì)不同等級(jí)防護(hù)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的外部安全防護(hù)距離(R)見表2。

依據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可知，爆炸點(diǎn)4 號(hào)工業(yè)炸藥庫(kù)距離高敏感防護(hù)目標(biāo)、重要防護(hù)目標(biāo)、一般防護(hù)目標(biāo)中的一類防護(hù)目標(biāo)等外部安全防護(hù)距離為2015m；距離一般防護(hù)目標(biāo)中的二類防護(hù)目標(biāo)外部安全防護(hù)距離為882m；距離一般防護(hù)目標(biāo)中的三類防護(hù)目標(biāo)外部安全防護(hù)距離為543m；爆炸點(diǎn)4 號(hào)工業(yè)炸藥庫(kù)周邊外部安全防護(hù)距離內(nèi)不涉及高敏感防護(hù)目標(biāo)、重要防護(hù)目標(biāo)和一般防護(hù)目標(biāo)。

2 定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法

選取某危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)B 公司的液氯儲(chǔ)罐區(qū)(該公司液氯儲(chǔ)罐區(qū)單獨(dú)布置，設(shè)置4 臺(tái)101m3的液氯儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)為1 用1 備2應(yīng)急，液氯屬于毒性氣體，且液氯罐區(qū)構(gòu)成二級(jí)重大危險(xiǎn)源)，采用QRA 區(qū)域定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件(南京安元安全評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng)V2.0)，對(duì)其進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，確定危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施基于不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別下的外部安全防護(hù)距離。

2.1 氣象條件

所在區(qū)域：內(nèi)蒙古某市；大氣穩(wěn)定度：B；環(huán)境壓力(Pa)：88580；環(huán)境平均風(fēng)速(m/s)：4.6；環(huán)境大氣密度(kg/m3)：1.293；環(huán)境溫度(K)：298。

2.2 風(fēng)向

風(fēng)向玫瑰圖如圖2 所示。

圖2 B公司所在區(qū)域風(fēng)向玫瑰圖

2.3 儲(chǔ)存設(shè)施參數(shù)

裝置名稱：液氯儲(chǔ)罐；物料名稱：液氯；裝置類型：固定的帶壓容器和儲(chǔ)罐；泄漏模式：完全破裂；介質(zhì)相態(tài)：氣態(tài)；容器容積(m3)：202；液體絕對(duì)壓力(Pa)：1680000；液體壓縮系數(shù)(1/Pa)：0.1；泄漏類型：連續(xù)泄漏；泄漏物質(zhì)溫度(K)：248；泄漏系數(shù)：0.9；泄漏物質(zhì)密度(kg/m3)：2.48；毒性物質(zhì)性質(zhì)常數(shù)A：-6.35；毒性物質(zhì)性質(zhì)常數(shù)B：0.5；毒性物質(zhì)性質(zhì)常數(shù)N：2.75；容器壓力(Pa)：1680000；中毒濃度(mg/m3)：88；氣體絕熱指數(shù)：1.35；物質(zhì)分子量：70.9；是否采用HV 和CP 計(jì)算：否。

將上述參數(shù)輸入定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算，得出B 公司液氯儲(chǔ)罐區(qū)外部安全防護(hù)距離見表3。

表2 A公司工業(yè)炸藥庫(kù)外部安全防護(hù)距離(R)一覽表

表3 B公司液氯儲(chǔ)罐基于風(fēng)險(xiǎn)的外部安全防護(hù)距離

依據(jù)上述計(jì)算結(jié)果可知，B 公司液氯罐區(qū)在常年主導(dǎo)風(fēng)向東南風(fēng)下西北方向的基于三級(jí)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值3×10-6次/年的最大外部安全防護(hù)距離為41.22m，液氯罐區(qū)周邊外部安全防護(hù)距離內(nèi)不涉及高敏感防護(hù)目標(biāo)、重要防護(hù)目標(biāo)和一般防護(hù)目標(biāo)。

3 危險(xiǎn)指數(shù)法

選取某鋼鐵冶煉企業(yè)C 公司，該公司設(shè)置一座丙烷供氣站用于連鑄坯火焰切割，分別設(shè)置一座20m3和一座50m3的丙烷儲(chǔ)罐和儲(chǔ)存25 瓶左右丙烷氣瓶的氣站，通過(guò)電熱水浴式氣化器氣化后的丙烷氣體通過(guò)管道分別供給2 臺(tái)連鑄機(jī)火焰切割使用，丙烷氣站設(shè)置位置相對(duì)獨(dú)立；該公司廢鋼熔化爐、合金熔化爐、AOD 精煉爐、LF 鋼包精煉爐、VOD 精煉爐使用到的煤氣由相鄰公司供給煉鋼系統(tǒng)作燃料用，煤氣壓力約5000Pa；選取該公司煤氣主管道、丙烷氣站作為分析模型，計(jì)算其危險(xiǎn)指數(shù)，確定煤氣主管道、丙烷氣站的外部安全防護(hù)距離：

3.1 確定危險(xiǎn)化學(xué)品的危險(xiǎn)等級(jí)

通過(guò)查表可得到煤氣危險(xiǎn)貨物分類為2.3(氣體)PG Ⅱ，危險(xiǎn)等級(jí)為高；丙烷危險(xiǎn)貨物分類為2.1(易燃?xì)怏w)，危險(xiǎn)等級(jí)為高。

3.2 確定危險(xiǎn)化學(xué)品基準(zhǔn)量

通過(guò)查表可知煤氣人員健康基準(zhǔn)量為1t；丙烷火災(zāi)爆炸基準(zhǔn)量10t。

3.3 計(jì)算校正因子

各參數(shù)賦值：FH1=0.1(煤氣為氣體)、FH2=3(煤氣管道距離廠區(qū)邊界大于30m)、FH3=1(裝置類型為地面儲(chǔ)存裝置)；

由此得出最終煤氣人員健康校正因子：

各參數(shù)賦值：FF1=0.1(丙烷為氣體)、FF2=1(丙烷氣站距離廠區(qū)邊界小于30m)、FF3=1(裝置類型為地面儲(chǔ)存裝置)；

由此得出最終丙烷火災(zāi)爆炸校正因子：

3.4 計(jì)算危險(xiǎn)指數(shù)

3.5 確定外部安全防護(hù)距離

通過(guò)查表可知危險(xiǎn)指數(shù)10 ＜F ＜100，危險(xiǎn)程度屬于中等、標(biāo)識(shí)為Ⅱ，C 公司外部安全防護(hù)距離確定為50m，C 公司煤氣主管道、丙烷氣站周邊外部安全防護(hù)距離內(nèi)不涉及高敏感防護(hù)目標(biāo)、重要防護(hù)目標(biāo)和一般防護(hù)目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)不同類型的危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施，可分別采用事故后果計(jì)算法、定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法、危險(xiǎn)指數(shù)法確定危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施的外部安全防護(hù)距離，評(píng)估危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施周邊是否涉及相對(duì)應(yīng)的防護(hù)目標(biāo)；或依據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50160)、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016)、《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50414)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范評(píng)估危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施距離企業(yè)內(nèi)部和外部生產(chǎn)裝置和設(shè)施的防火間距是否滿足要求，對(duì)新、改、擴(kuò)建危險(xiǎn)化學(xué)品/危險(xiǎn)物品儲(chǔ)存設(shè)施的選址能夠合法合規(guī)具有指導(dǎo)性意義，同時(shí)可為已建成的不滿足外部安全防護(hù)距離或防火間距的儲(chǔ)存設(shè)施的整改提供理論依據(jù)。