液體危險(xiǎn)貨物碼頭安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與對(duì)策

謝 鴻

（中檢集團(tuán)康泰安全科技有限公司，福建福州 350000）

隨著我國現(xiàn)代石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過水運(yùn)方式運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)貨物種類和運(yùn)量急劇增長。而危險(xiǎn)貨物種類繁雜、性質(zhì)各異，在運(yùn)輸、存儲(chǔ)過程中稍有不慎，極易導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失等事故。

1 液體危險(xiǎn)貨物港口作業(yè)安全特點(diǎn)

1.1 貨種危險(xiǎn)特性

貨種一般有以下危險(xiǎn)特性：①易燃、易爆、易揮發(fā)；②易產(chǎn)生和積聚靜電荷；③易擴(kuò)散、流淌；④忌接觸氧化劑、強(qiáng)酸等。

1.2 裝卸過程危險(xiǎn)性

液體危險(xiǎn)貨物碼頭涉及的貨物多為易燃和可燃貨物。這些物質(zhì)由碼頭通過管道輸送到罐區(qū)，并由罐區(qū)經(jīng)裝卸站裝車外運(yùn)，或通過槽車卸到罐區(qū)，再由罐區(qū)經(jīng)轉(zhuǎn)船泵輸送到船上。若防火措施不到位、違章動(dòng)火、外來人員帶入火種、吸煙、金屬撞擊、電氣火花、靜電、雷擊都有可能成為引起火災(zāi)爆炸事故的點(diǎn)火源因素，繼而引發(fā)火災(zāi)、爆炸。

2 危險(xiǎn)貨物事故后果影響分析

危險(xiǎn)貨物碼頭企業(yè)存儲(chǔ)的危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)量皆較大，部分貨物為液化烴等極易燃、易爆物質(zhì)，如未能控制事故后果，發(fā)展成燃爆事故，將產(chǎn)生極其嚴(yán)重的危害。

1）采用蒸氣云爆炸（VCE）模型對(duì)一家危險(xiǎn)貨物碼頭企業(yè)儲(chǔ)存的液化烴儲(chǔ)罐區(qū)事故影響進(jìn)行事故后果模擬分析。

2）采用模型模擬的條件為單罐泄漏，不考慮多罐疊加的情況。

3）考慮液化烴球罐發(fā)生泄漏燃燒爆炸的情況，當(dāng)液化烴泄漏物因摩擦靜電、電氣火花、明火等而發(fā)生立即點(diǎn)燃，則產(chǎn)生BLEVE火球；若延遲點(diǎn)火則發(fā)生閃火（FF）或蒸氣云爆（VCE），發(fā)生災(zāi)難性泄漏時(shí)，立即點(diǎn)燃的概率較低，多數(shù)情況下會(huì)隨著主導(dǎo)風(fēng)向一起漂移擴(kuò)散，可能結(jié)果如下：

以儲(chǔ)存丙烯的儲(chǔ)罐（球罐，容積為2 000m3）泄漏引發(fā)蒸氣云爆炸（VCE）為例：

（1）TNT當(dāng)量計(jì)算

TNT當(dāng)量的WTNT計(jì)算見式（1）：

式中：α為蒸氣云的TNT當(dāng)量系數(shù)，取值為0.02%～14.9%，取4%；Wf為蒸氣云中燃料的總質(zhì)量，kg；Qf為燃料的燃燒值，kJ/kg；QTNT為爆燃系數(shù)，取4 520kJ/kg。

1個(gè)2 000 m3丙烯球罐最大儲(chǔ)量可達(dá)900t，丙烯的燃燒熱Qf為45 887kJ/kg，計(jì)算得：

燃燒產(chǎn)生熱量：

E=WTNT×QTNT=365.5×1 000×4 520=1.65×109kJ。

（2）死亡半徑R1

蒸氣云爆燃模型的死亡半徑R1按式（2）計(jì)算：

計(jì)算得：R1=120.7m

（3）重傷半徑R2、輕傷半徑R3

重傷和輕傷按蒸氣云爆炸沖擊波超壓公式計(jì)算：

式（3）中：Z=R（p0/E）1/3；R為目標(biāo)到蒸氣云中心距離，m；p0為大氣壓（101.3kPa）；E為蒸氣云爆炸總能量，J。

蒸氣云爆炸沖擊波重傷超壓按44kPa計(jì)，輕傷超壓按17kPa計(jì)，根據(jù)蒸氣云爆炸沖擊波超壓計(jì)算公式得出：重傷半徑：R2=282.4m；輕傷半徑：R3=506.5m。

（4）財(cái)產(chǎn)破壞半徑R4

財(cái)產(chǎn)破壞半徑R4按式（4）計(jì)算：

式中：KⅡ?yàn)槎?jí)破壞系數(shù)，即損壞建筑物外壁，墻壁下部危險(xiǎn)，取KⅡ=4.6。代入式（4）計(jì)算得財(cái)產(chǎn)破壞半徑R4=328.9m。

（5）結(jié)果

計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 爆炸事故模擬計(jì)算結(jié)果

從表1看出：儲(chǔ)存的貨物，如丙烯儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸，則以儲(chǔ)罐位置為中心，死亡半徑約為120m、重傷半徑約為280m，在此范圍內(nèi)的人員將受到嚴(yán)重傷害；且爆炸后產(chǎn)生的沖擊波極易造成其他儲(chǔ)存設(shè)施（儲(chǔ)罐、管道）破損引發(fā)泄漏，引起二次燃燒爆炸，整個(gè)罐區(qū)陷入一片火海，還可能波及周邊環(huán)境（如居民區(qū)、公共設(shè)施等）。

3 安全技術(shù)措施

3.1 設(shè)計(jì)區(qū)域（范圍）邊界安全協(xié)調(diào)

建設(shè)項(xiàng)目業(yè)主在建設(shè)方案制定和委托相關(guān)設(shè)計(jì)方時(shí)，應(yīng)重視確認(rèn)相關(guān)設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)區(qū)域（范圍）邊界，如碼頭水工設(shè)施、危險(xiǎn)化學(xué)品的裝卸輸送管道及控制系統(tǒng)等，并應(yīng)以責(zé)任主體身份協(xié)調(diào)相關(guān)設(shè)計(jì)方在分界區(qū)域的安全設(shè)計(jì)內(nèi)容和責(zé)任。

3.2 工藝設(shè)備安全技術(shù)措施

3.2.1 危險(xiǎn)貨物經(jīng)營單位應(yīng)具備的基本安全技術(shù)措施（設(shè)施）

3.2.1 .1 碼頭安全措施

（1）系船安全設(shè)施：普通系船柱（系纜墩）、快速脫纜鉤。

（2）防沖安全設(shè)施：橡膠護(hù)舷、防撞設(shè)施/防撞墩（樁）。

（3）導(dǎo)、助航安全設(shè)施：視覺航標(biāo)、靠泊輔助系統(tǒng)/靠泊儀/靠岸測速儀。

（4）碼頭附屬安全設(shè)施：爬梯、護(hù)輪坎、護(hù)欄、人行通道和檢修通道、指示燈、紅燈信號(hào)、可燃?xì)怏w檢測報(bào)警儀（固定式和移動(dòng)式）。

（5）裝卸工藝系統(tǒng)安全設(shè)施：安全網(wǎng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、緊急切斷閥門、污水收集槽、圍堰。

（6）裝卸設(shè)備安全設(shè)施：移動(dòng)超限報(bào)警裝置、快速聯(lián)接器、國際通岸法蘭。

（7）防風(fēng)裝置：系拉裝置/緊固裝置。

（8）防雷、防靜電裝置：防雷接地裝置、防靜電接地裝置/船岸跨接防靜電接地裝置、消除人體靜電裝置、絕緣法蘭。

（9）安全防護(hù)措施：防滑措施、防水和排水措施。

（10）溢油應(yīng)急設(shè)備：阻燃型圍油欄、圍油欄、溢油監(jiān)視報(bào)警裝置、油拖網(wǎng)、收油機(jī)、吸油材料、溢油分散劑、溢油分散劑噴灑裝置、儲(chǔ)存裝置。

3.2.1 .2 庫場（儲(chǔ)罐區(qū)）安全措施（設(shè)施）

（1）總平面布置安全設(shè)施：圍墻/柵欄、安全出口、應(yīng)急疏散口/應(yīng)急通道、消防通道。

（2）工藝系統(tǒng)安全設(shè)施。液位計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力表/壓力監(jiān)測系統(tǒng)、自動(dòng)連鎖切斷進(jìn)油裝置、定量裝車控制設(shè)施、故障監(jiān)控和防護(hù)系統(tǒng)。

（3）設(shè)備設(shè)施——庫場安全設(shè)施。防火堤、隔堤、圍堰、防火墻、收集池、阻火器、水封裝置/水封井。

（4）設(shè)備設(shè)施——管道安全設(shè)施：管托、金屬波紋補(bǔ)償器、方形補(bǔ)償器等管道補(bǔ)償器，套管/其他防護(hù)措施，過濾器，撓性或柔性連接裝置，盲板，蒸汽伴熱，保溫層等防凝措施，防腐涂層等防腐蝕設(shè)施，防滲漏措施，排水阻油措施。

（5）設(shè)備設(shè)施——報(bào)警及警示裝置：高低液位報(bào)警器、可燃/有毒氣體濃度自動(dòng)檢測儀/報(bào)警裝置（固定式和移動(dòng)式）、聲光報(bào)警裝置、視頻監(jiān)控設(shè)施。

（6）設(shè)備設(shè)施——閥門：呼吸閥、緊急切斷閥、安全閥、止回閥。

（7）設(shè)備設(shè)施——泄壓、防爆、隔爆安全設(shè)施：泄爆裝置、泄壓裝置、泄壓措施。

（8）設(shè)備設(shè)施——防雷、防靜電安全設(shè)施：避雷針、避雷帶（網(wǎng)）、防雷接地裝置、防靜電接地裝置/靜電消除裝置、消除人體靜電裝置、電氣連接裝置、金屬線（跨接）。

（9）設(shè)備設(shè)施——密封安全設(shè)施：氮封系統(tǒng)、密閉管道系統(tǒng)。

（10）設(shè)備設(shè)施——油氣處理安全設(shè)施：油氣回收系統(tǒng)。

（11）設(shè)備設(shè)施——通氣、通風(fēng)、排煙安全設(shè)施：排放管、放空管、通氣管、強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施。

（12）設(shè)備設(shè)施——防火、降溫安全設(shè)施：火星熄滅裝置、噴淋設(shè)施。

（13）防護(hù)、隔離安全設(shè)施：防撞墩/防撞柱/防撞欄、護(hù)欄、外露部件防護(hù)裝置。

3.2.1 .3 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)安全設(shè)施（設(shè)施）

（1）供配電系統(tǒng)安全設(shè)施：三遙裝置、固定遮欄、絕緣墊、隔離開關(guān)、防鼠板/防護(hù)網(wǎng)罩、防止雨、雪飄入的措施、應(yīng)急電源、防爆燈具、事故照明/應(yīng)急照明設(shè)施、漏電保護(hù)裝置、防火隔離措施、電纜防水、排水措施、防止電纜火災(zāi)蔓延的阻燃/分隔措施、防雨裝置。

（2）給排水及含油污水處理設(shè)備設(shè)施：排水管閥門、水封井、蓋板。

（3）通信設(shè)備設(shè)施：語音廣播系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警電話。

（4）通風(fēng)裝置：排風(fēng)設(shè)施、強(qiáng)制通風(fēng)換氣設(shè)備。

3.2.1 .4 消防安全設(shè)施

（1）固定式消防設(shè)施：水炮、泡沫炮、水槍、泡沫槍、水幕、噴淋系統(tǒng)、消火栓。

（2）移動(dòng)式消防設(shè)施：滅火器、滅火沙、消防車、移動(dòng)式消防炮、消防水帶。

（3）消防供水、泡沫、干粉安全設(shè)施：消防泵房、消防泵、消防泡沫儲(chǔ)罐、消防儲(chǔ)水罐。

（4）火災(zāi)報(bào)警裝置：手動(dòng)報(bào)警按鈕、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

（5）其他消防安全設(shè)施：自動(dòng)滅火系統(tǒng)、防火門、疏散門、消防電源。

3.2.1 .5 個(gè)體防護(hù)設(shè)備設(shè)施

個(gè)體防護(hù)設(shè)備設(shè)施見表2。

表2 個(gè)體防護(hù)設(shè)備設(shè)施

3.2.2 重點(diǎn)注意的安全技術(shù)措施

（1）儲(chǔ)存甲B、乙A類原油和成品油，應(yīng)盡量采用浮頂式儲(chǔ)罐。

（2）容量大于100m3的儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置液位測量遠(yuǎn)傳儀表，應(yīng)符合下列規(guī)定：

①液位連續(xù)測量信號(hào)應(yīng)采用模擬信號(hào)或通信方式接入自動(dòng)控制系統(tǒng)。

②應(yīng)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)高、低液位報(bào)警。

③大型（5 000m3以上）可燃液體儲(chǔ)罐應(yīng)另設(shè)高高液位檢測報(bào)警及連鎖控制系統(tǒng)。

④甲B類液體固定頂罐或低壓儲(chǔ)罐應(yīng)采取減少日曬升溫的措施。

⑤引橋根部與陸域的交界處的切斷閥。

工藝管道應(yīng)在水陸域分界處附近設(shè)置緊急切斷閥，該閥門應(yīng)具有遙控和現(xiàn)場手動(dòng)操作功能。

該相關(guān)規(guī)定要求是考慮萬一碼頭或罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)等事故，可在碼頭和罐區(qū)之間切斷兩者的連通管路和關(guān)系，且該位置與碼頭前沿有一定的距離，發(fā)生火災(zāi)爆炸事故時(shí)閥門不易受火焰輻射等直接影響而受到損壞，應(yīng)急處置（關(guān)閉閥門）等人員也易于靠近。

由于發(fā)生事故時(shí)人員趕赴現(xiàn)場時(shí)需花費(fèi)一定時(shí)間，要求閥門具有遙控操作功能是便于遠(yuǎn)程快速切斷閥門；要求閥門具有現(xiàn)場手動(dòng)操作功能是為了異常情況下不能遙控操作時(shí)，進(jìn)行手動(dòng)操作。

⑥關(guān)于專用裝卸設(shè)施輸油臂等要求。裝卸甲A類和極度危害介質(zhì)的碼頭裝卸臂端部，應(yīng)設(shè)置緊急情況下可切斷管路并與船舶接口脫離的裝置。即裝卸液化烴及苯、硫酸等極度危害介質(zhì)物質(zhì)所用裝卸臂（輸油臂）或軟管應(yīng)裝有快速脫離裝置，裝卸臂應(yīng)設(shè)置移動(dòng)超限報(bào)警裝置。

⑦現(xiàn)場操作人員管理。多數(shù)事故是由于人員的管理不到位造成的，主要是作業(yè)現(xiàn)場安全管理不到位。危險(xiǎn)（液體）貨物裝卸時(shí)，通常操作延續(xù)時(shí)間較長，操作人員如責(zé)任心不足且遇到不良?xì)夂颦h(huán)境等原因，易導(dǎo)致操作人員未按規(guī)定巡視、脫崗等情況。建議同類企業(yè)裝卸操作時(shí)，應(yīng)制定嚴(yán)格的現(xiàn)場值守巡查規(guī)程并監(jiān)督落實(shí)（如電子巡更措施），應(yīng)對(duì)裝卸圍油欄防溶劑性進(jìn)行研究和技術(shù)開發(fā)。

4 結(jié)束語

隨著危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)業(yè)發(fā)展，其安全管理和技術(shù)管理措施應(yīng)得到各界的重視。各相關(guān)單位應(yīng)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求和技術(shù)更新?lián)Q代的結(jié)果，提高設(shè)備設(shè)施安全水平，結(jié)合行業(yè)安全事故教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)交流，提高安全管理水平。