基于Phast Risk危險化學(xué)品事故風險預(yù)測

文┃劉毅（湖南有色金屬研究院）

關(guān)鍵字：Phast Risk；危險化學(xué)品；個人風險；社會風險

1 概述

隨著國民經(jīng)濟的不斷增長，“十三五”期間，國內(nèi)化工園區(qū)數(shù)量不斷增長，最近幾年由于危險化學(xué)品發(fā)生重特大事故數(shù)量增加[1-2]?；@區(qū)的發(fā)展，在一定程度上帶動了當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，然而由于園區(qū)內(nèi)化學(xué)品品類繁多，存在易燃、易爆危險化學(xué)品，一旦發(fā)生事故將產(chǎn)生惡劣的影響，甚至發(fā)生連鎖反應(yīng)，最近幾年由于化學(xué)品泄漏事故，發(fā)生園區(qū)的爆炸事故，對人民的生命財產(chǎn)產(chǎn)生較大的影響。因此，對危險化學(xué)品泄漏事故的社會風險分析研究具有十分重要的意義[3-5]。本文采用基于Phast Risk軟件對某企業(yè)氟化氫儲罐泄漏事件的個人風險與社會風險進行預(yù)測，以達到提高化工園區(qū)預(yù)防危險化學(xué)品泄漏爆炸等突發(fā)事件的能力。

2 項目概況

某化工企業(yè)主要從事氫氟酸生產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)12000噸超凈氫氟酸。生產(chǎn)產(chǎn)品主要為優(yōu)級純氫氟酸（40%）4800t/a、分析純氫氟酸（40%）900t/a、化學(xué)純氫氟酸（40%）300t/a、工業(yè)級氫氟酸（40%）6000t/a，項目位于攸縣縣城西側(cè)的攸州工業(yè)園內(nèi)。園區(qū)橫跨3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、6個村、94個村民小組。

根據(jù)廠區(qū)內(nèi)各建構(gòu)筑物的性質(zhì)，將地塊共分為三個功能區(qū)——非生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、儲罐區(qū)。非生產(chǎn)區(qū)主要位于廠區(qū)的生產(chǎn)區(qū)的北面，緊鄰支路三，設(shè)有綜合辦公樓。生產(chǎn)區(qū)位于廠區(qū)中部，設(shè)有丙類倉庫、消防水池、公用工程、氫氟酸車間和應(yīng)急事故池。儲存區(qū)位于生產(chǎn)區(qū)南部。由西至東設(shè)有裝卸區(qū)、氟化氫儲罐區(qū)、氫氟酸中間儲罐區(qū)。裝卸區(qū)在廠區(qū)的西側(cè)，提高了物流運輸效率并且緊鄰主要物流出入口，與道路相接。

3 基于Phast Risk 軟件風險分析計算

3.1 計算原理

本論文運用Phast Risk 軟件對某企業(yè)氟化氫儲罐泄漏進行危險化學(xué)品事故社會風險預(yù)測，其預(yù)測的原理為：基于Phast 軟件的結(jié)果，在Phast Risk軟件建立白天和夜晚有毒兩個Run Rows。其計算的基本理論參數(shù)如下表3.1-1。

3.2 計算基本假設(shè)

假設(shè)某企業(yè)氟化氫罐區(qū)南面甲類倉庫發(fā)生可燃液體泄漏火災(zāi)爆炸連鎖反應(yīng)，將導(dǎo)致該企業(yè)氟化氫罐區(qū)儲罐的破損和自動噴淋系統(tǒng)等應(yīng)急處置設(shè)施的損壞，使氟化氫泄漏后無法正常被吸收掉，從而大量擴散到大氣環(huán)境中，對周邊敏感目標形成中毒事故的風險。本論文擬對該企業(yè)氟化氫儲罐進行計算和分析基本假設(shè)條件如下：

①假設(shè)氟化氫自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施正常運行；

②假設(shè)甲類倉庫發(fā)生火災(zāi)爆炸聯(lián)鎖事故，導(dǎo)致氟化氫儲罐破裂、自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施無法正常運行。

3.3 計算過程

計算主要分為6步進行：①輸入基本參數(shù)（氟化氫的物理特性參數(shù)）；②輸入失效頻率（包括設(shè)備的失效概率及修正后的設(shè)備失效頻率）；③輸入天氣參數(shù)（地區(qū)全年風向參數(shù)）；④輸入點火概率；⑤輸入周圍敏感人口參數(shù)；⑥輸入周圍敏感目標的風險觀測點；⑦運行得到計算結(jié)果（計算得出發(fā)生危險化學(xué)品事故的個人風險等高線和社會風險曲線。）。

表3.1-1風險計算輸入基本參數(shù)表

4 計算結(jié)果分析

4.1 個人風險計算結(jié)果分析

4.1.1自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施正常運行計算結(jié)果分析

根據(jù) Phast Risk 軟件運行結(jié)果，可得到該企業(yè)氟化氫罐區(qū)自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施正常運行時，氟化氫泄漏中毒風險事故產(chǎn)生的個人風險等高線圖。根據(jù)個人風險等高線圖及個人風險計算報告得到企業(yè)周邊敏感設(shè)施個人風險匯總情況見表4.1-1。

由上表可知，若氟化氫儲罐發(fā)生泄漏，罐區(qū)自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施正常運行，公司西北面的2個居民點個人風險為 2.81×10-7（小于3×10-7），個人風險值可以接受；

另外根據(jù)計算得出該企業(yè)辦公樓、企業(yè)南面壹諾生物辦公樓、華升化工辦公樓等均位于1×10-6的個人風險等高線內(nèi)。

根據(jù)軟件的個人風險計算結(jié)果，計算得到以氟化氫儲罐防火堤中心線為控制起點，英東實業(yè)外部安全防護距離控制表見下表所示。

表4.1-1 企業(yè)周邊敏感設(shè)施個人風險匯總

表 4.1-2 英東實業(yè)外部安全防護距離控制表

4.1.2 自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施無法正常運行計算結(jié)果分析

根據(jù) Phast Risk 軟件運行結(jié)果，可得到企業(yè)氟化氫罐區(qū)自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施無法正常運行時，氟化氫泄漏中毒風險事故產(chǎn)生的個人風險等高線圖。根據(jù)個人風險等高線圖及個人風險計算報告得到企業(yè)周邊敏感設(shè)施個人風險匯總情況見表4.1-3。

由上表可知，若氟化氫儲罐發(fā)生泄漏，罐區(qū)自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施無法正常運行，公司西北面的謝家垅村新屋組、塘角上組居民的個人風險為3.55×10-6（大于3×10-7），公司西南面的謝家垅村居民的個人風險為1.95×10-6（大于1×10-6），個人風險不可接受。

4.2 社會風險計算結(jié)果分析

4.2.1 自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施正常運行結(jié)果分析

由上圖結(jié)果可知，氟化氫罐區(qū)若發(fā)生氟化氫泄漏中毒事故，罐區(qū)自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施正常運行的條件下，其社會風險曲線（上圖中藍線）處于“盡可能降低區(qū)”，對照企業(yè)周邊敏感設(shè)施得出：①企業(yè)應(yīng)對周邊的居民敏感目標進行氟化氫泄漏危害的告知，并制定周邊居民事故狀態(tài)下的應(yīng)急疏散措施，并定期演練；②企業(yè)應(yīng)加強與周邊化工企業(yè)的應(yīng)急聯(lián)動，并進行氟化氫泄漏事故的應(yīng)急聯(lián)合演練。

4.2.2 自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施非正常運行結(jié)果分析

由上圖可知，氟化氫罐區(qū)若發(fā)生氟化氫泄漏中毒事故，罐區(qū)自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施無法正常運行條件下，其社會風險曲線（上圖中藍線）處于“盡可能降低區(qū)”，對照企業(yè)周邊敏感設(shè)施得出：①企業(yè)應(yīng)嚴格按照危險化學(xué)品一級重大危險源的要求，加強對氟化氫罐區(qū)的管理；②企業(yè)應(yīng)加強罐區(qū)安全投入，按規(guī)范要求定期對氟化氫儲罐及罐區(qū)噴淋裝置及應(yīng)急處置設(shè)施進行定期檢測、并加強應(yīng)急設(shè)施維護和保養(yǎng)、定期進行人員培訓(xùn)等，以確保罐區(qū)社會風險進一步下降。

表4.1-3 英東實業(yè)周邊敏感設(shè)施個人風險匯總

圖4.2-1對周邊敏感設(shè)施形成的社會風險標準（F-N）曲線（噴淋裝置正常運行）

圖4.2-2對周邊敏感設(shè)施形成的社會風險標準（F-N）曲線（噴淋裝置失效）

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

本文采用基于Phast Risk 軟件計算了氟化氫儲罐發(fā)生泄漏事故，自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施在正常運行與無法正常運行兩種工況條件下的個人風險與社會風險的影響后果分析，通過分析得出以下結(jié)論：

①當企業(yè)的自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施能夠正常運行時，發(fā)生氟化氫儲罐泄漏事故，企業(yè)周圍居民的個人風險小于規(guī)范最低限值，表明發(fā)生氟化氫儲罐泄漏事故風險值在可接受范圍之內(nèi)，但企業(yè)的辦公樓及周圍企業(yè)辦公樓的個人風險值大于規(guī)范的最低限值，表明氟化氫儲罐泄漏事故對周圍企業(yè)及辦公樓有一定影響；

②若企業(yè)的自動噴淋裝置等應(yīng)急處置設(shè)施失效，無法正常運行，則發(fā)生氟化氫儲罐泄漏事故，企業(yè)周圍居民的個人風險值大于規(guī)范要求的最低限值，表明氟化氫儲罐泄漏事故在防控應(yīng)急措施失效的情況下，泄漏事故對周圍居民產(chǎn)生一定影響；

③當企業(yè)發(fā)生氟化氫泄漏中毒事故，其社會風險曲線處于“盡可能降低區(qū)”。

5.2 建議

①企業(yè)應(yīng)與園區(qū)管理部門進行溝通，嚴格禁止在氟化氫罐區(qū)安全防護距離范圍內(nèi)新建居民房屋，同時不應(yīng)在安全防護距離內(nèi)新建黨政機關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、體育館、福利院、養(yǎng)老院、圖書館等重要公共設(shè)施；

②企業(yè)應(yīng)對氟化氫罐區(qū)外部安全防護距離內(nèi)居民進行危害告知，應(yīng)急預(yù)案中細化周邊居民的應(yīng)急疏散方案和應(yīng)急措施，并定期演練；

③企業(yè)應(yīng)與周圍同類化工企業(yè)建立應(yīng)急救援聯(lián)動機制，并進行氟化氫泄漏事故或其他類型事故的應(yīng)急聯(lián)動演練；

④企業(yè)應(yīng)與壹諾生物公司進行溝通，建議壹諾生物公司在建甲類倉庫改變用途或進行抗爆設(shè)計，從而減少對企業(yè)氟化氫儲罐及應(yīng)急處置設(shè)施造成破壞的風險；

⑤加強企業(yè)危險化學(xué)品的管理，加強對自動防護設(shè)備設(shè)施的管理，盡可能地降低社會風險。