原油油庫的安全評價(jià)

1、原油油庫的安全評價(jià)1 引言油庫是儲存、輸轉(zhuǎn)和供應(yīng)石油及石油產(chǎn)品的專業(yè)性倉庫，是協(xié)調(diào)原油生產(chǎn)和加工、成品油運(yùn)輸及供應(yīng)的紐帶，也是國家石油儲存和供應(yīng)的基地。油品儲存設(shè)施發(fā)生泄漏事故后，易發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，并導(dǎo)致環(huán)境污染，會造成十分嚴(yán)重的后果。例如：在1988年，殼牌石油公司在加利福尼亞的一家工廠發(fā)生地面儲罐泄漏，導(dǎo)致400000加侖原油釋放到了排雨水的溝渠中，污染了15英畝受保護(hù)的濕地和11公里的海岸線。國內(nèi)也發(fā)生過黃島油庫雷電引起的火災(zāi)和爆炸等重大事故。在能源建設(shè)和原油儲備日益受到重視的今天，對油庫進(jìn)行安全評價(jià)，保障油庫的安全運(yùn)行，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。安全評價(jià)是企業(yè)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的技術(shù)手段和管理

2、依據(jù)，已被國際、國內(nèi)廣泛采用和重視。安全評價(jià)的目的是采用科學(xué)的分析方法來確認(rèn)裝置或系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)性，并根據(jù)形成事故的風(fēng)險(xiǎn)大小和損失程度，提出相應(yīng)的安全措施建議，將事故率和損失降到最低，獲得最佳的安全投資效益。盡管安全評價(jià)的方法很多，但在原油油庫的安全管理中怎樣應(yīng)用這些方法仍然需要深入地探討和不斷實(shí)踐。筆者采用安全檢查表和風(fēng)險(xiǎn)矩陣評價(jià)方法對某原油油庫進(jìn)行了安全評價(jià)。安全檢查表方法是油庫安全評價(jià)的傳統(tǒng)方法，易于為油庫安全管理人員所掌握。而風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是近年來迅速發(fā)展起來的一種評價(jià)方法，已在石油、石化以及壓力容器與管道等工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代初，美國石油協(xié)會先后頒布了兩個(gè)推薦標(biāo)準(zhǔn)AP15

3、81和APl580，作為在石油和石化裝置風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的指導(dǎo)文件，進(jìn)而完善了基于風(fēng)險(xiǎn)檢測的規(guī)范體系。對油庫的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，也可以為油庫安全管理提供新的思路。2 油庫的安全評價(jià)運(yùn)用安全系統(tǒng)工程中的檢查表法，根據(jù)油庫整體功能，采取“整、分、合”的原則，建立儲油系統(tǒng)、裝卸油和輸油系統(tǒng)、輔助作業(yè)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、防護(hù)搶救系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)等6個(gè)安全度評估系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)又包含若干個(gè)評測單元。對每一評測單元，以設(shè)備條件為主，作為每項(xiàng)的評估要素進(jìn)行打分，按照評價(jià)分值范圍予以危險(xiǎn)程度分級。評測單元的建立以油庫設(shè)備、設(shè)施能自成獨(dú)立的單元為原則，具體劃分如下：1)儲油系統(tǒng)：油庫以儲油罐組為一個(gè)評測單元。即以同一防火堤內(nèi)所有

4、儲油罐為一個(gè)評測單元。2)裝卸油、輸油系統(tǒng)：裝卸油作業(yè)設(shè)備、設(shè)施以每處為一個(gè)評測單元：輸油泵房評測單元；輸油管路評測單元；計(jì)量間。3)輔助作業(yè)系統(tǒng)：鍋爐房評測單元；變、配電室評測單元；輸電線路和電纜評測單元；輔助作業(yè)場所評測單元。4)消防設(shè)施系統(tǒng)：固定消防設(shè)施評測單元；移動(dòng)消防器材評測單元5)防護(hù)、搶救系統(tǒng)：基本檢測儀表、工具及防護(hù)裝具評測單元；應(yīng)急設(shè)備及器材評測單元。6)安全管理系統(tǒng)作為一個(gè)評測單元評估要點(diǎn)包括：收集油庫的信息和資料，現(xiàn)場調(diào)查和評估，評測單元的安全等級劃分等。2.1 收集油庫的信息和資料被評裝置、系統(tǒng)以及危險(xiǎn)介質(zhì)的原始資料的準(zhǔn)確性和完整性，對安全評價(jià)結(jié)果的真實(shí)性有很大影響，否

5、則會產(chǎn)生偏差，因此，收集油庫的信息和資料是安全評價(jià)中的一項(xiàng)最具基礎(chǔ)性的工作，直接影響到安全評價(jià)結(jié)果的可靠程度。有關(guān)資料包括以下內(nèi)容：1)油庫事故以及設(shè)備故障記錄。2)油庫功能單元的員工組織結(jié)構(gòu)。3)油庫整體平面布置圖。4)工藝流程圖，需標(biāo)明工藝壓力、溫度和關(guān)鍵的遠(yuǎn)距離遙控操作隔斷閥。5)設(shè)備清單，標(biāo)明其類型、投產(chǎn)時(shí)間和運(yùn)行記錄。6)工藝裝置、系統(tǒng)原油存量體積計(jì)算。7)消防資料。包括列出一份可移動(dòng)式消防滅火器材設(shè)備、內(nèi)裝滅火劑品種和數(shù)量及噴射速度清單；現(xiàn)場總消防泡沫和干粉量；消防泵以及消防供水系統(tǒng)的詳細(xì)情況。8)現(xiàn)場填寫若干調(diào)查表2.2 現(xiàn)場調(diào)查和評估按事先約定的評價(jià)日程和檢查表目錄，調(diào)查人員采

6、用查閱、核對、記錄、交流、考試、測試等形式，現(xiàn)場實(shí)際考察，并借助必要的儀表、工具。根據(jù)推薦精選“安全度評估表”所列評測項(xiàng)目和考評內(nèi)容逐項(xiàng)評測、判分。評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1 油庫安全度評估判分標(biāo)準(zhǔn)類別/程度不符合要求有嚴(yán)重缺陷基本符合要求符合要求高危險(xiǎn)性0148中危險(xiǎn)性0135低危險(xiǎn)性01232.3 安全等級評定根據(jù)安全度值的大小將油庫安全分為A，B，C，D，E等5個(gè)等級。其標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。表2 油庫安全度分級標(biāo)準(zhǔn)級別A級B級C級D級E級優(yōu)良安全型安全型基本安全型臨界安全型不安全型安全度值0.950.900.850.800.8通過對各評價(jià)單元、系統(tǒng)安全情況匯總，確定整個(gè)油庫的最終評價(jià)得分和等級

7、(見表3)。最終確定了油庫的最終安全度評價(jià)為0.855，屬基本安全型，說明油庫的安全生產(chǎn)和安全管理方面遵循國家有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，基本符合安全要求。表3 安全度評價(jià)結(jié)果分析評估系統(tǒng)系統(tǒng)裝、卸油、輸油系統(tǒng)輔助作業(yè)系統(tǒng)消防設(shè)施系統(tǒng)防護(hù)、搶救系統(tǒng)安全管理系統(tǒng)單元儲油罐泵房輸油管路計(jì)量間變、配電室輔助作業(yè)場所鍋爐固定消防設(shè)施移動(dòng)設(shè)施檢測防護(hù)裝具應(yīng)急器材安全管理單元分值0.9170.7300.5700.9171.0000.8000.9280.8570.8670.7300.9000.886系統(tǒng)分值0.9170.7390.9090.8620.8150.886推薦精選油庫評估值0.855安全度等級基本安全型但同時(shí)，

8、通過安全度的評價(jià)查出了一些不完善或隱患內(nèi)容，如油罐基礎(chǔ)周圍有不同程度裂縫，泵房局部基礎(chǔ)沉陷、裂縫、房屋頂部漏雨水等幾十余項(xiàng)不同程度的隱患。為最大限度降低事故的發(fā)生，建議油庫管理部門對存在的隱患逐項(xiàng)進(jìn)行整改。3 庫區(qū)單項(xiàng)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)安全檢查表法的優(yōu)點(diǎn)是評價(jià)技術(shù)成熟、可靠，易于操作。但缺點(diǎn)是評價(jià)結(jié)果不是定量的，不適用于對庫區(qū)設(shè)備或評測單元的風(fēng)險(xiǎn)排序。3.1 風(fēng)險(xiǎn)矩陣評價(jià)方法對油庫區(qū)單項(xiàng)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣的分析方法，該方法是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的定義，將評價(jià)的結(jié)果放入5 5的矩陣中(見圖1)，按高、較高、中等、較低及低風(fēng)險(xiǎn)來分級的，垂直軸代表可能性的大小，水平軸代表失效后果的嚴(yán)重程度。采用美國石油學(xué)會

9、(API)對石油及石油化工設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，對油庫區(qū)各功能單元的原油泄漏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。關(guān)于APl581的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法簡述如下。3.1.1 可能性分析可能性分析是以設(shè)備類型劃分的通用失效頻率或概率為基礎(chǔ)，然后用2個(gè)因子設(shè)備修正因子(FE)和管理修正因子(FM)進(jìn)行修正，得到經(jīng)過調(diào)整的設(shè)備失效頻率或概率如下：設(shè)備失效頻率或概率=通用失效頻率或概率FEFM其中，通用失效頻率或概率來自于多種工業(yè)部門的設(shè)備失效歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)備修正因子(FE)要識別對指定設(shè)備的失效頻率或概率起主要影響的特定條件。管理系統(tǒng)修正系數(shù)(FM)是根據(jù)具體的安全管理體系來判斷其對通用失效頻率或概率的影響，該系數(shù)區(qū)分了

10、不同管理體系對設(shè)備安全狀況的影響。設(shè)備修正因子(FE)可以劃分為4個(gè)次級因子(子因子)：1)技術(shù)模量因子，用于檢查結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)、生產(chǎn)過程環(huán)境和損傷檢驗(yàn)程序；2)通用子因子，對所有的設(shè)備均有影響；3)機(jī)械子因子，每個(gè)設(shè)備都不一樣；4)工藝子因子，生產(chǎn)工藝過程可以影響設(shè)備的完整性。技術(shù)模量對于風(fēng)險(xiǎn)和檢測程序優(yōu)化是很關(guān)鍵的，是用于評價(jià)特定的失效機(jī)制對失效頻率或概率影響的系統(tǒng)方法。技術(shù)模量用于評價(jià)兩類信息，由于運(yùn)行環(huán)境所致該設(shè)備損傷或材料性能的退化率；在失效發(fā)生前設(shè)備的檢測程序?qū)τ谶\(yùn)行損傷機(jī)制的識別和監(jiān)視的有效性。分析服役中的損傷和檢測兩者對失效頻率或失效概率的影響包括如下7個(gè)步驟：1)查明損傷機(jī)制并

11、建立預(yù)期損傷速率；2)確定損傷速率的置信度水平；3)在一定置信度的損傷水平和損傷速率基礎(chǔ)上確定檢測程序的有效性；4)計(jì)算檢測程序?qū)τ诟倪M(jìn)損傷速率置信水平的影響；5)計(jì)算在給定損傷水平時(shí)會導(dǎo)致設(shè)備失效的損傷容限的概率(這可以通過概率適用性評價(jià)進(jìn)行)；6)計(jì)算技術(shù)模量子因子：7)計(jì)算對于所有運(yùn)行損傷機(jī)制的綜合的技術(shù)模量子因子。推薦精選3.1.2 后果分析失效后果計(jì)算的概況如圖2表示，按以下7個(gè)步驟估計(jì)：1)確定有代表性的流體及其性質(zhì)；2)選擇一套孔洞的尺寸，以得到風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算中后果的可能范圍：3)估計(jì)流體可能釋放的總量；4)估計(jì)潛在的釋放速率；5)確定釋放的類型以確定模擬擴(kuò)散和后果的方法；6)確認(rèn)流體

12、的最終相態(tài)，是液態(tài)還是氣態(tài)：確定潛在的受流體釋放影響的區(qū)域面積或泄漏的費(fèi)用，即燃燒或爆炸、毒害、環(huán)境污染以及生產(chǎn)中斷的后果等。3.2 油庫設(shè)備的定量風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)通過對單項(xiàng)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)、排序，可以找出油庫安全中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，合理配置檢測、監(jiān)測和維修資源。該油庫有5個(gè)10萬立方米的原油儲罐及其配套設(shè)施，如泵房、閥組間、計(jì)量間等。罐區(qū)5個(gè)罐的泄漏可能性如圖3所示，儲油罐區(qū)泄漏可能性最大的設(shè)備為儲罐，其中以推薦精選1英寸孔徑泄漏的可能性最大。并且破裂的可能性要大于4英寸泄漏的可能性。在5個(gè)儲罐中，1#，2#和3#儲罐的各種情形的泄漏可能性均大于4#和5#罐，主要是因?yàn)?#和5#罐建造得比較晚，無論是建造工

13、藝還是材料均比前幾個(gè)儲罐好，所以其泄漏的可能性要小。油罐的風(fēng)險(xiǎn)后果如圖4所示，經(jīng)過比較，儲油罐區(qū)內(nèi)設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)值最大的設(shè)備為5個(gè)儲罐，其風(fēng)險(xiǎn)值遠(yuǎn)大于其他設(shè)備。究其原因，主要是因?yàn)閮薜目尚狗帕黧w總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他設(shè)備。另外，在計(jì)算時(shí)處于保守的原則，考慮的泄漏情景均為儲罐裝滿液體時(shí)罐底的泄漏，也就是說計(jì)算出的各種風(fēng)險(xiǎn)值均為儲罐的最大風(fēng)險(xiǎn)值，這也是造成這5個(gè)儲罐的各種風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果大致相同的一個(gè)重要原因。推薦精選整個(gè)庫區(qū)風(fēng)險(xiǎn)較高的前30個(gè)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)后果如圖5所示，其中15是儲罐，6，7是兩臺熱油循環(huán)泵，811是5臺輸油泵，其余是油庫中的各種管線。從圖5可以看出儲罐的風(fēng)險(xiǎn)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油庫中的其他設(shè)備，其次是熱油循

14、環(huán)泵和輸油泵，再次是計(jì)量間內(nèi)的各種管線。按照意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家維爾佛雷德帕雷圖(Vilfredo Pareto)提出的帕雷圖二八規(guī)則(20%的大客戶貢獻(xiàn)了公司80%的利潤)相對大比例風(fēng)險(xiǎn)集中在相對小比例的設(shè)備上，80%的風(fēng)險(xiǎn)集中在20%的設(shè)備上。所以，從整個(gè)庫區(qū)的角度考慮，這些設(shè)備屬于風(fēng)險(xiǎn)較高的設(shè)備，比其他設(shè)備需要更多的維護(hù)與監(jiān)測。4 油庫風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件為了方便在油庫中應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)矩陣的分析方法，筆者開發(fā)了應(yīng)用軟件，該軟件為油庫設(shè)備建立數(shù)據(jù)庫，可以及時(shí)計(jì)算設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，并排序、用戶可以實(shí)時(shí)瀏覽每個(gè)評估過程中的各種數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)是只讀的)和中間結(jié)果，并可以從風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖形上直觀地看到該設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)情況，允許用戶瀏覽該設(shè)備的上下游設(shè)備，如圖6所示的是油庫風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件的