定量風(fēng)險評價方法在化工園區(qū)項目安全準(zhǔn)入制度中的應(yīng)用

梁珊(北京國石安康科技有限公司，北京 100101)

0 引言

現(xiàn)階段化工園區(qū)的建設(shè)和發(fā)展已成為推動地方產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整、吸引投資、帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。一方面在實現(xiàn)資源優(yōu)化配置的同時，可以從總體上對于各類危險化學(xué)品及危險化學(xué)工藝實現(xiàn)有效監(jiān)控和統(tǒng)一管理，加強應(yīng)急資源儲備及應(yīng)急救援能力聯(lián)合，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)越的環(huán)境和條件。另一方面，隨著近年來化工園區(qū)的建設(shè)規(guī)模和生產(chǎn)儲存裝置不斷擴大，化工企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)、儲存、使用易燃易爆、有毒、有害化學(xué)品，涉及數(shù)量較大，同時企業(yè)之間關(guān)聯(lián)度越來越高，企業(yè)布局及隱患問題不斷加深，使得化工園區(qū)重大危險源集中，風(fēng)險管控難度加大，事故時有發(fā)生，對安全生產(chǎn)和管理帶來了極大壓力。

全球發(fā)達國家自上世紀(jì)70 年代開始研究土地使用的安全規(guī)劃問題，并取得了明顯的應(yīng)用效果。目前，美國、加拿大、澳大利亞、歐盟等國家，主要采用“基于后果”和“基于風(fēng)險”的兩種評價方法，支持土地使用的安全規(guī)劃決策?！盎诤蠊钡姆椒ㄊ腔谘芯繉ο罂赡馨l(fā)生的事故場景后果影響范圍的評估，以火災(zāi)、爆炸、中毒等事故后果的物理閾值(如擴散距離、面積、熱輻射、超壓強度影響范圍)作為規(guī)劃依據(jù)，但此方法沒有考慮事故可能性?！盎陲L(fēng)險”的方法是綜合評估研究對象事故后果“嚴(yán)重度”和“可能性”，以“個人風(fēng)險”和“社會風(fēng)險”兩個指標(biāo)作為規(guī)劃依據(jù)，更加全面地分析安全風(fēng)險各方面因素。自1974 年起，定量風(fēng)險評價(QRA)方法由拉姆遜教授(Rasmussen)應(yīng)用于美國民用核電站安全性評估后得以廣泛應(yīng)用。目前，定量風(fēng)險評價在土地使用安全規(guī)劃、項目風(fēng)險管理、應(yīng)急救援以及保險行業(yè)中都具有重要的實用價值[1]。

我國各級政府及相關(guān)部門高度重視化工園區(qū)的安全生產(chǎn)工作，國務(wù)院安委會辦公室于2012 年8 月7 日發(fā)布《關(guān)于進一步加強化工園區(qū)安全管理的指導(dǎo)意見》(安委辦(2012)37 號)，要求“化工園區(qū)要樹立安全風(fēng)險意識，科學(xué)評估園區(qū)安全風(fēng)險，提出消除、降低或控制安全風(fēng)險的對策措施，已建成投用的園區(qū)每5 年要開展一次園區(qū)整體性安全風(fēng)險評估”[2]?！笆濉逼陂g，推進化工園區(qū)和涉及危險化學(xué)品的重大風(fēng)險功能區(qū)區(qū)域定量風(fēng)險評估是安全生產(chǎn)工作的一項重要工作。在化工區(qū)整體性安全風(fēng)險評估和安全規(guī)劃中，定量風(fēng)險評價(QRA)可應(yīng)用于土地利用規(guī)劃、事故后果預(yù)測、項目安全準(zhǔn)入門檻等多方面，為決策者提供參考依據(jù)。在充分考慮化工園區(qū)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的科學(xué)性和安全性的情況下，把符合園區(qū)總體規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，構(gòu)成上下游產(chǎn)業(yè)鏈需求、符合區(qū)域安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和園區(qū)安全風(fēng)險容量要求作為危險化學(xué)品企業(yè)準(zhǔn)予入駐的前置條件，建立安全準(zhǔn)入門檻，通過篩選入駐危險化學(xué)品企業(yè)，大力支持產(chǎn)業(yè)相匹配、工藝設(shè)備先進的企業(yè)建設(shè)，嚴(yán)格禁止限制或淘汰類工藝、設(shè)備設(shè)施和自控水平落后、本質(zhì)安全水平低的項目入駐建設(shè)。這對有效預(yù)防區(qū)域性重大事故發(fā)生具有重要的理論價值和指導(dǎo)意義。

1 定量風(fēng)險評價方法簡介

1.1 區(qū)域性定量風(fēng)險評價的指標(biāo)及模型

區(qū)域性定量風(fēng)險評價的核心指標(biāo)為“整體個人風(fēng)險”和“整體社會風(fēng)險”。

“整體個人風(fēng)險”是指區(qū)域內(nèi)不同危險源在某一固定位置累計造成人員個體死亡的概率，可由式FK,oFEFMPwPiVK(x,y) 計算而得。

“整體社會風(fēng)險”是指能夠引起大于或等于N 人死亡的所有不同危險源的事故累積頻率(F)[2,3]，可由式FK,oFEFMPwPi，n≥N 計算而得。

上述公式中，R(x，y)表示區(qū)域地理位置(x，y)處產(chǎn)生的個人風(fēng)險；FN為造成N 人以上死亡的累計頻率；FK，o為第K 個設(shè)備失效概率；FE為設(shè)備修正系數(shù)；FM為安全管理、人員修正系數(shù)；Pw為氣象條件概率；Pi為點火源的點火概率；VK(x,y)為第K個危險源在位置(x,y)處引起個體死亡的概率，K 為設(shè)備泄漏事件的個數(shù)；W 為氣象條件的個數(shù)；i 為點火源的個數(shù)；n 為死亡人數(shù)。

“整體個人風(fēng)險”體現(xiàn)為區(qū)域地理圖上的風(fēng)險等值線[2,3](如圖l 所示)；“整體社會風(fēng)險”和區(qū)域內(nèi)人口密度和人口分布情況密切相關(guān)，體現(xiàn)為累計頻率FN與死亡人數(shù)N 之間作曲線(如圖2 所示)[3,4]。

另外，社會風(fēng)險還有一個重要指標(biāo)—潛在生命損失值[5]，是特定區(qū)域內(nèi)每年人員死亡數(shù)。

圖1 個人風(fēng)險等值線示意圖Figure 1 Schematic diagram of personal risk contour

圖2 社會風(fēng)險曲線示意圖Figure 2 Schematic diagram of social risk curve

1.2 區(qū)域性定量風(fēng)險評價準(zhǔn)則

目前，國內(nèi)外常采用ALARP(AsLowAsReasonablePractice)原則作為風(fēng)險可接受原則?！癆LARP”原則是指通過兩個風(fēng)險分界線將整體風(fēng)險劃分為3 個區(qū)，包括可容許區(qū)、合理可行的最低限度區(qū)(ALARP)和不可容許區(qū)(圖3)?！癆LARP”原則的兩個風(fēng)險分界線分別是可接受風(fēng)險水平線和可忽略風(fēng)險水平線。合理可行的最低限度區(qū)(ALARP)通常也稱為盡可能降低區(qū)，表示相關(guān)危險源在合理可行的情況下應(yīng)盡可能采取安全措施降低風(fēng)險，只有當(dāng)減少風(fēng)險的措施不可行或資金投入過大但風(fēng)險減少不明顯時，風(fēng)險才是可容忍的。

圖3 ALARP原則Figure 3Principle of ALARP

我國已制定個人風(fēng)險和社會風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)，《危險化學(xué)品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局令〔2011〕第40 號，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局令〔2015〕第79 號修訂)和《危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施風(fēng)險基準(zhǔn)》(GB 36894—2018)對我國危險化學(xué)品企業(yè)個人風(fēng)險和社會風(fēng)險進行相關(guān)要求。

1.2.1 個人風(fēng)險容許標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施風(fēng)險基準(zhǔn)》(GB 36894—2018)，危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施周邊防護目標(biāo)所承受的個人風(fēng)險應(yīng)不超過表1 中個人風(fēng)險基準(zhǔn)的要求。

1.2.2 社會風(fēng)險容許標(biāo)準(zhǔn)

Current–voltage characteristics were described by the thermionic emission theory[20]

通過定量風(fēng)險評價，危險化學(xué)品企業(yè)產(chǎn)生的社會風(fēng)險應(yīng)滿足圖4 中所示的可容許社會風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 中國制定的個人風(fēng)險基準(zhǔn)Table 1 Personal risk benchmark established in China

2 應(yīng)用實例

某市精細化工園區(qū)新建甲類廠房，為小微企業(yè)提供設(shè)施完善、成本低廉的生產(chǎn)環(huán)境，提供裝置檢維修、搶修服務(wù)，公用設(shè)施包括倉庫、辦公樓、泵房、變配電室以及門衛(wèi)等，助力小微企業(yè)的發(fā)展。擬入駐企業(yè)涉及較多易燃、易爆物品儲罐，易發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故，而且相鄰企業(yè)之間廠房安全距離已設(shè)定，為了避免事故發(fā)生多米諾效應(yīng)加大事故后果的嚴(yán)重性，降低多米諾事故發(fā)生的概率，在通過充分了解擬入駐企業(yè)生產(chǎn)工藝危險、有害因素的基礎(chǔ)上，對擬入駐企業(yè)進行危險化學(xué)品“兩重點一重大”辨識、分析可能發(fā)生的事故類型、計算事故后果和影響范圍分析，采用定量風(fēng)險評價(QRA)方法，對擬入駐企業(yè)進行篩選。在正確處理招商引資與企業(yè)安全準(zhǔn)入關(guān)系的基礎(chǔ)上，制定廠房企業(yè)安全準(zhǔn)入制度，規(guī)范企業(yè)安全準(zhǔn)入程序，嚴(yán)格項目準(zhǔn)入條件。

在該風(fēng)險評價對象研究過程中，根據(jù)各擬入駐企業(yè)提供的工藝操作條件及設(shè)備設(shè)施參數(shù)，采用定量風(fēng)險評價軟件，選取最大可信事故場景進行事故預(yù)測、模擬和分析。

(1)經(jīng)事故模擬結(jié)果分析，凡是多米諾事故半徑超出甲類廠房設(shè)計防火間距的企業(yè)，均不可入園，為入駐廠房企業(yè)安全準(zhǔn)入門檻的限定提供參考依據(jù)。

(2)從入駐項目個人風(fēng)險計算結(jié)果可見：依據(jù)《危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施風(fēng)險基準(zhǔn)》(GB 36894—2018)，擬入駐項目1×10-5、3×10-6風(fēng)險等值線內(nèi)無高敏感防護目標(biāo)、重要防護目標(biāo)、一般防護目標(biāo)中的一類防護目標(biāo)、二類防護目標(biāo)，風(fēng)險可接受。但3×10-7個人風(fēng)險等值線覆蓋范圍較廣，擬入駐項目周圍企業(yè)按照一般防護目標(biāo)中的三類防護目標(biāo)進行防護，則表明該風(fēng)險不可接受，進而說明各企業(yè)之間存在相互影響。

圖4 中國制定的社會風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)Figure 4 Social risk standards formulated by China

圖5 整體個人風(fēng)險計算結(jié)果Figure 5 personal risk calculation results

圖6 整體社會風(fēng)險計算結(jié)果Figure 6 Social risk calculation results

(4)評估過程還對各企業(yè)的事故后果影響范圍，PLL 累積結(jié)果以及各企業(yè)自身的社會風(fēng)險結(jié)果進行對比分析，通過篩選，18 家擬入駐企業(yè)中有3 家具有涉及到重點監(jiān)管工藝、涉及危險化學(xué)品種類和危險性大、潛在生命損失(PLL)累計值超過1×10-5、社會風(fēng)險值高等特點的企業(yè)，事故后果影響范圍遠大于甲類廠房間防火間距，且個人風(fēng)險較大，社會風(fēng)險值趨于不可接受或在盡可能降低區(qū)，對整體個人風(fēng)險和社會風(fēng)險影響最大。

因此，該項目建設(shè)單位撤銷3 家企業(yè)的入園意向簽約，隨后建立了入園企業(yè)準(zhǔn)入和退出機制，設(shè)立了園區(qū)安全準(zhǔn)入門檻，入駐項目安全準(zhǔn)入至少包括以下內(nèi)容：

①入駐企業(yè)要遵守國家和地方法律法規(guī)，并持續(xù)改進；

②入駐企業(yè)要嚴(yán)格履行安全許可手續(xù)，按程序辦事；凡入駐企業(yè)，應(yīng)依法實施建設(shè)項目安全條件審查，嚴(yán)格進行安全設(shè)計管理，嚴(yán)格控制涉及劇毒化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)的建設(shè)項目，從嚴(yán)審批涉及“兩重點一重大”生產(chǎn)儲存裝置的建設(shè)項目。

③入駐企業(yè)要開展精細化工反應(yīng)安全風(fēng)險評估；

④入駐企業(yè)要開展安全標(biāo)準(zhǔn)化達標(biāo)活動；

⑤入駐企業(yè)要對采用危險化工工藝的裝置進行HAZOP分析和SIL 分析；

⑥入駐企業(yè)類型要符合精細化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，在園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈確定的項目之內(nèi)；

⑦項目引入時進行定量風(fēng)險評估，確定項目個人風(fēng)險和社會風(fēng)險；

⑧入駐企業(yè)到周邊廠房的安全防護距離滿足甲類廠房防火間距要求；

⑨入駐企業(yè)到周邊企業(yè)的個人風(fēng)險值控制在1×10-5以下；

⑩入駐企業(yè)到居民區(qū)等高密度場所的個人風(fēng)險值控制在3×10-6以下；

?入駐企業(yè)到高敏感場所的個人風(fēng)險值控制在3×10-7以下；

?危險品道路運輸產(chǎn)生的個人風(fēng)險必須小于1×10-4。

3 結(jié)語

化工園區(qū)要科學(xué)健康、可持續(xù)發(fā)展，引進企業(yè)則要有能力跨越合理的準(zhǔn)入門檻。在充分考慮化工園區(qū)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的科學(xué)性和安全性的情況下，把符合園區(qū)總體規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，構(gòu)成上下游產(chǎn)業(yè)鏈需求、符合區(qū)域安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和園區(qū)安全風(fēng)險容量要求作為危險化學(xué)品企業(yè)準(zhǔn)予入駐的前置條件，建立安全準(zhǔn)入門檻，通過篩選入駐危險化學(xué)品企業(yè)，大力支持產(chǎn)業(yè)相匹配、工藝設(shè)備先進的企業(yè)建設(shè)，嚴(yán)格禁止限制或淘汰類工藝、設(shè)備設(shè)施和自控水平落后、本質(zhì)安全水平低的項目入駐建設(shè)。定量風(fēng)險評價(QRA)方法為化工園區(qū)優(yōu)化引入項目提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法，對制定項目安全準(zhǔn)入制度工作具有一定的技術(shù)支撐作用。