化工聚集區(qū)一體化安全風(fēng)險評估研究

李書娜(上海建科檢驗有限公司，上海 201108)

0 引言

目前，隨著化工企業(yè)入園政策的推行，國內(nèi)化工園區(qū)數(shù)量已達(dá)600多個，化工園區(qū)具有化工企業(yè)集中，發(fā)生事故的后果嚴(yán)重等特點，為防范重特大事故發(fā)生，提高化工園區(qū)管理的系統(tǒng)性和科學(xué)性，國內(nèi)一些化工聚集區(qū)率先引進(jìn)化工一體化管理制度，國內(nèi)的化工一體化起源于煉化一體化，可實現(xiàn)煉油與化工的優(yōu)化集成。國外，巴斯夫總部最早在19世紀(jì)末開始推行一體化化工管理模式[1]。

國內(nèi)目前已經(jīng)建成或正在籌建的有巴斯夫湛江一體化基地、鎮(zhèn)海煉化一體化基地、科思創(chuàng)漕涇一體化基地、張家港化工供應(yīng)鏈一體化基地等，一體化基地在化工行業(yè)發(fā)展中越來越發(fā)揮重要的作用。

化工集聚區(qū)風(fēng)險具有如下特點：(1)廠與廠之間相互比鄰，企業(yè)密集，一家企業(yè)發(fā)生事故，可能波及周邊企業(yè)；(2)涉及多種高?；すに?，工藝復(fù)雜程度高；(3)化學(xué)品生產(chǎn)、儲存裝置自動化程度較高，化學(xué)品在線量巨大；(4)特殊化學(xué)品(光氣、苯)等具有毒害性，環(huán)境風(fēng)險指數(shù)高，公眾關(guān)注度高。因此化工集聚區(qū)事故災(zāi)害影響極大：如天津港“8·12事故”，造成 165人遇難，798人受傷，江蘇響水“3·21”爆炸事故，造成78人遇難，76人重傷，640人輕傷。

為防范化工集聚區(qū)重特大事故，國務(wù)院提出對所有化工園區(qū)均需進(jìn)行風(fēng)險評估，各省先后出臺了關(guān)于化工園區(qū)安全風(fēng)險評估導(dǎo)則，如：江蘇省的DB 32/T 2916—2016《化工園區(qū)(集中區(qū))安全風(fēng)險評估導(dǎo)則》、廣東省的DB 44/T 2281—2021《化工園區(qū)區(qū)域安全風(fēng)險評估導(dǎo)則》、山西省的DB 14/T 2126—2020《化工園區(qū)風(fēng)險評估規(guī)范》、山東省的DB 37/T 4213—2020《化工園區(qū)整體性安全風(fēng)險評價導(dǎo)則》等。這些標(biāo)準(zhǔn)針對的化工園區(qū)內(nèi)企業(yè)均為相互獨立的企業(yè)，實際應(yīng)用中，對于采取一體化管理，上下游之間有關(guān)聯(lián)，安全管理已一體化的化工集聚區(qū)，尚無相關(guān)風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)。本文旨在針對化工集聚區(qū)一體化特點，探索提出一條基于本質(zhì)安全的化工集聚區(qū)一體化安全風(fēng)險評估方法[2]。

1 化工集聚區(qū)一體化布置要求

一體化布置主要包括辦公生活區(qū)、生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、儲存區(qū)、公共工程和配套設(shè)施由化工集聚區(qū)管委會統(tǒng)一進(jìn)行總體規(guī)劃和總體布局，建設(shè)項目均由化工集聚區(qū)管委會審批后實施。

一體化布置的要求：

(1)化工集聚區(qū)中的生產(chǎn)、公用輔助設(shè)置、交通運輸、倉儲等設(shè)施及“三廢”處置設(shè)施等，應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局。

(2)總體布置應(yīng)根據(jù)化工集聚區(qū)管委會在化工集聚區(qū)生產(chǎn)的上下游廠之間的物流流向，生產(chǎn)關(guān)聯(lián)密切的企業(yè)裝置應(yīng)靠近布置，保證生產(chǎn)流程順暢、減少折返迂回，并應(yīng)滿足相互間對安全、環(huán)保及職業(yè)衛(wèi)生等要求。

(3)公用工程設(shè)施應(yīng)在化工集聚區(qū)內(nèi)相對集中布置，并宜就近高能耗裝置或設(shè)備布置，合理布置管線，便于使用點引入引出各類管線。

(4)化工集聚區(qū)內(nèi)道路與聚集區(qū)外道路或規(guī)劃道路應(yīng)合理銜接，盡量做到路線短捷。

(5)倉儲設(shè)施應(yīng)靠近碼頭陸域區(qū)集中布置，且所在地段應(yīng)便于貨流出入。

(6)分期建設(shè)時，應(yīng)考慮發(fā)展需求，在滿足近期建設(shè)需求的條件下，合理規(guī)劃，預(yù)留足夠的發(fā)展用地。

2 化工集聚區(qū)一體化管理要求

(1)公共服務(wù)一體化。設(shè)立化工集聚區(qū)一體化管理服務(wù)中心，服務(wù)中心主要為入駐化工集聚區(qū)的各企業(yè)提供服務(wù)、支持和一體化管理協(xié)同。一體化管理服務(wù)中心職能包含公共與行政、法務(wù)、財務(wù)、人事、信息化、應(yīng)急一體化管理等六大模塊。

(2)項目管理一體化。嚴(yán)格項目準(zhǔn)入，對化工集聚區(qū)內(nèi)計劃引入的新項目，考慮上下游產(chǎn)業(yè)鏈一體化、工藝設(shè)備先進(jìn)性等，杜絕不符合安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、不成熟及淘汰落后工藝、淘汰設(shè)備、高能耗低標(biāo)準(zhǔn)、禁限控等項目進(jìn)入基地；科學(xué)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)鏈上下游空間布局，合理布置廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、公用工程配套、消防應(yīng)急、職業(yè)健康等功能區(qū)域，集約資源、能源、有利于應(yīng)急救援快速響應(yīng)，做到產(chǎn)業(yè)集聚、布局集中、用地集約、安全環(huán)保；嚴(yán)控項目安全風(fēng)險，在規(guī)劃階段在項目風(fēng)險評估基礎(chǔ)上，考慮對集聚區(qū)內(nèi)其他已建或在建項目造成的風(fēng)險疊加影響，實現(xiàn)化工集聚區(qū)一體化整體安全風(fēng)險可控，從源頭防止危險化學(xué)品重特大安全事故。

(3)安全管理一體化。在管理模式上，各法人企業(yè)履行法定安全管理職責(zé)?；ぜ蹍^(qū)一體化應(yīng)急聯(lián)動中心對各企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督和支持，并對公共界區(qū)進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理。

(4)人員、車輛管理一體化?；ぜ蹍^(qū)內(nèi)統(tǒng)一進(jìn)行安保管理。分區(qū)實行封閉化管理(結(jié)合產(chǎn)業(yè)園區(qū)封閉化管理的推行進(jìn)度適時做好與園區(qū)的銜接工作)，加強界區(qū)監(jiān)控，對出入基地人員、車輛實行權(quán)限管理、辦理出入證、訪客預(yù)約登記入園等。建立門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)、身份識別系統(tǒng)、人臉識別、車輛識別系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、危險化學(xué)品智能發(fā)貨等系統(tǒng)，合理規(guī)劃區(qū)分人流、物流出入口，充分做好人、車、危險物料進(jìn)出全過程管理。對危險品運輸車輛運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實施全過程監(jiān)控，同時落實危險品運輸車輛專車專道、限速行駛等安全要求。

(5)環(huán)保一體化。實施區(qū)域環(huán)境風(fēng)險評估、基地排污總量控制、“三廢”處置一體化管理、基地環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控等；配套建設(shè)工業(yè)水、循環(huán)水、污水處理設(shè)施，合理利用水資源，提高水循環(huán)利用率；同時科學(xué)計算事故水量，推廣建立聯(lián)合事故水池，節(jié)約土地資源的同時，確保事故水池容積滿足最大事故水量需求；對一般固廢、危廢等統(tǒng)一進(jìn)行平臺管理，專業(yè)運營，實現(xiàn)環(huán)保全過程風(fēng)險可控。

(6)實訓(xùn)教培一體化。建立實訓(xùn)教培APP，強化安全教育培訓(xùn)的在線化管理。各企業(yè)建設(shè)或共享HSE教育培訓(xùn)中心、實訓(xùn)基地、消防應(yīng)急培訓(xùn)中心。對于在集聚區(qū)內(nèi)開展業(yè)務(wù)活動的供應(yīng)商人員，進(jìn)行1+3安全教育，即在企業(yè)三級教育的基礎(chǔ)上，集聚區(qū)內(nèi)員工(含承包商)進(jìn)入基地必須接受統(tǒng)一的安全培訓(xùn)，每年接受再教育等。

(7)檢維修和承包商管理一體化。加強對高風(fēng)險作業(yè)的管理與協(xié)調(diào)。協(xié)調(diào)企業(yè)間的檢維修管理，對高風(fēng)險作業(yè)，按照與應(yīng)急能力相匹配的要求實施計劃控制和總量控制，同時對各企業(yè)間實行高風(fēng)險作業(yè)信息互通、風(fēng)險告知和應(yīng)急協(xié)同工作。對涉及公共區(qū)域的檢維修作業(yè)，基地牽頭三方共同審批和監(jiān)管?；亟⒊邪虦?zhǔn)入和退出機制，建立合格供應(yīng)商名錄和臨時供應(yīng)商審核機制，實行承包商備案，實行黑名單管理。對承包商進(jìn)行基地級安全教育，明確入場管理要求，對承包商的活動區(qū)域進(jìn)行權(quán)限管理。要求各企業(yè)與承包商簽訂安全管理協(xié)議，明確安全管理范圍與責(zé)任。

3 定量安全風(fēng)險分析方法模擬

本文選取定量計算方法進(jìn)行事故后果模擬。

化工聚集區(qū)內(nèi)發(fā)生重特大事故的影響范圍既與化學(xué)品的物理化學(xué)特性有關(guān)，又與生產(chǎn)工藝、介質(zhì)的存在狀態(tài)及溫度壓力有關(guān)。化工集聚區(qū)內(nèi)涉及化學(xué)品的種類中，工藝條件復(fù)雜，設(shè)備設(shè)施高度集中，發(fā)生重大事故的影響范圍較大。某化工集聚區(qū)采用一體化管理后的安全風(fēng)險定量計算過程，從本質(zhì)安全角度出發(fā)，選取集聚區(qū)內(nèi)典型的，發(fā)生事故后果較嚴(yán)重的生產(chǎn)儲存裝置，如液化烴類壓力儲罐、毒性氣體生產(chǎn)儲存設(shè)施、油品儲罐，計算模擬極端事故情景下的事故后果[3-4]。

3.1 典型事故后果模擬

(1)火災(zāi)爆炸事故后果

選取集聚區(qū)內(nèi)某公司丁醇裝置加氫反應(yīng)器發(fā)生BLEVE事故后，后果模擬結(jié)果如表1所示。

表1 加氫反應(yīng)器事故影響范圍

(2)有毒氣體裝置事故后果

選取集聚區(qū)內(nèi)氯乙烯生產(chǎn)裝置氯化塔進(jìn)行毒氣泄漏擴散中毒事故后果分析。工作壓力為0.96 MPa，操作溫度為190 ℃，連續(xù)泄漏時間設(shè)定為10 m。在大孔(100 mm)中孔(25 mm)、小孔(5 mm)等模式下，發(fā)生泄漏擴散后引起的中毒、物理爆炸等事故的事故后果如表2所示，事故后果圖如圖1所示。

表2 輕組分氯化塔事故影響范圍

(3)易燃液體儲罐事故后果

選取集聚區(qū)內(nèi)50 000 m3甲醇內(nèi)浮頂儲罐進(jìn)行事故后果計算分析。操作條件為常溫常壓，連續(xù)泄漏時間設(shè)定為10 m，事故后果見表3。從中可以看出，可能發(fā)生的最為嚴(yán)重的事故后果為儲罐整體破裂后發(fā)生池火事故。

表3 甲醇儲罐事故后果計算模擬

4.2 多米諾效應(yīng)分析

多米諾效應(yīng)是指一個初始單元或設(shè)備發(fā)生事故導(dǎo)致的物理效應(yīng)，觸發(fā)鄰近的一個或多個設(shè)備相繼發(fā)生二級及以上事故，從而增加了后果嚴(yán)重度的現(xiàn)象。許多化工企業(yè)的重大事故都伴隨有多米諾效應(yīng)發(fā)生。多米諾效應(yīng)是造成重大事故損失加劇、災(zāi)難升級的一個重要原因?；@區(qū)企業(yè)密集聚集，相鄰企業(yè)間雖然保持有一定的安全距離，但由于化工集聚區(qū)內(nèi)可能同時存在較多個危險性極高的危險源，其中一個危險源在事故狀態(tài)下產(chǎn)生的能量可能波及臨近危險源，繼而引發(fā)臨近危險源的疊加事故，造成事故后果的二次擴大化，這一效應(yīng)稱之為事故的多米諾效應(yīng)[5]。

4.3 個人風(fēng)險和社會風(fēng)險分析

個人風(fēng)險的計算結(jié)果表明某化工一體化集聚區(qū)內(nèi)個人風(fēng)險可以滿足相關(guān)風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的要求，1×10-5個人風(fēng)險等值線和3×10-6個人風(fēng)險等值線主要落在基地范圍內(nèi)，企業(yè)新建辦公樓和中心控制室應(yīng)避開圖1中的紅色和黑色區(qū)域。

圖1 化工一體化集聚區(qū)個人風(fēng)險計算圖

將個人風(fēng)險與某化工一體化集聚區(qū)內(nèi)外人員的人口密度相結(jié)合，繪制了某化工一體化集聚區(qū)的社會風(fēng)險曲線，社會風(fēng)險曲線的繪制基于某化工一體化集聚區(qū)的規(guī)劃在建項目的整體情況。社會風(fēng)險具體計算的結(jié)果如圖2所示。計算結(jié)果表明沒有企業(yè)的社會風(fēng)險曲線進(jìn)入不可容許區(qū)。

圖2 某化工一體化集聚區(qū)社會風(fēng)險計算圖

4 結(jié)語

綜上所述，化工集聚區(qū)采用一體化管理模式進(jìn)行同一區(qū)域統(tǒng)一規(guī)劃布局、統(tǒng)一管理(包括人員、安全、生產(chǎn)、檢維修)，公用工程系統(tǒng)共用，統(tǒng)一配備消防和安全設(shè)施，統(tǒng)一監(jiān)控系統(tǒng)，建立應(yīng)急管理、安全監(jiān)控、安全信息共享和日常管理的統(tǒng)一規(guī)定，并嚴(yán)格實施的情況下，根據(jù)具體項目特點、投資主體、管理模式等因地制宜進(jìn)行基地規(guī)劃和項目總平面布置，強化功能分區(qū)和物流組織，盡量減少項目之間的相互影響，合理確定一體化條件下各企業(yè)之間間距，在風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上合理布置，不低于GB 50160 《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》同一企業(yè)不同設(shè)施之間的防火間距，并取得相關(guān)方同意和認(rèn)可的情況下，實行一體化管理的總體風(fēng)險可接受。