易燃易爆液體儲罐區(qū)火災(zāi)、爆炸事故安全評價

1、易燃易爆液體儲罐區(qū)火災(zāi)、爆炸事故安全評價易燃易爆液體作為原料或產(chǎn)品普遍存在于化工生產(chǎn)過程中，因此，大部分化工企業(yè)普遍分布著或大或小的易燃易爆液體儲罐區(qū)。如石化生產(chǎn)企業(yè)的石腦油、乙烷、甲醇、乙醇、汽油、丙酮等儲罐區(qū)；儲存企業(yè)的石油庫、危險化學(xué)品倉庫等儲罐區(qū)。由于易燃易爆液體儲存構(gòu)成危險源的臨界量僅 20t ，因此上述儲罐區(qū)一般都屬于重大危險源。這些場所，事故發(fā)生的風(fēng)險值高，波及面廣，事故后果嚴重，必須重點進行安全評價。 大量事故案例表明，火災(zāi)爆炸事故是易燃易爆液體儲罐區(qū)多發(fā)事故，究其原因，主要是易燃易爆液體本身固有的危險性以及儲存設(shè)施不健全和安全管理不利造成的。 對一系統(tǒng)的安全評價，要想使得出的

2、結(jié)論準確、清晰、全面，就必須選擇恰當?shù)脑u價方法。目前已開發(fā)出數(shù)十種安全評價方法，由于每種評價方法均具有不同的特點和不同的適用范圍，因此，如果評價方法選擇不當，就可能得出不切合實際的評價結(jié)論。 對一種可能發(fā)生的事故不但要知道其后果，而且要查明引起事故發(fā)生的直接原因，只有這樣，對其評價才有意義。因此，針對易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故，應(yīng)從事故后果的嚴重程度、事故發(fā)生的概率以及導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因三方面入手進行評價，得出的結(jié)論才算完整。對易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故進行定量評價，要綜合各種評價方法的特點和實用性，如采用美國道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)法，可以評價出火災(zāi)爆炸事故發(fā)生后的影響

3、范圍，即暴露區(qū)域面積，并可以計算出暴露區(qū)域的財產(chǎn)和停工損失；還可采用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法，從另一角度評價事故發(fā)生后其熱輻射強度對周圍設(shè)施、人員的傷害程度。采用這2 種評價方法同時進行定量評價，可以從不同角度評判事故發(fā)生后的嚴重程度，并可以相互印證其評價結(jié)果的準確性。利用道化學(xué)和池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法定量分析事故的影響范圍和傷害程度后，還要尋找一種方法，評價導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因和求出事故發(fā)生的概率，事故樹分析法最具上述特點。因此，可利用事故樹分析法評價分析易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故原因。通過采用上述 3 種安全評價方法，對易燃易爆液體儲罐火災(zāi)爆炸事故從不同角度進行評價，基本可以得出

4、全面、清晰、準確的評價結(jié)論。 下面以某瀝青廠汽油儲罐區(qū)的安全評價為例， 采用以上 3 種方法對易燃易爆液體儲罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故進行分析。 某瀝清廠輕質(zhì)油罐區(qū)的防火堤長 105m 、寬 64m ，防火堤內(nèi)有8 個 3000m 3 儲罐。其中 2 個汽油儲罐， 6 個柴油儲罐，防火堤中間的隔提將2 個汽油儲罐和2 個柴油儲罐分割為一個區(qū)域。汽油泄漏易引起火災(zāi)爆炸事故， 而且事故后果很嚴重， 本文以汽油泄漏引起的火災(zāi)爆炸事故進行安全評價。 1火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法采用道化學(xué)公司（ DOW ）火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法（第 7 版） ，確定火災(zāi)、爆炸的影響范圍。下面所有參數(shù)取值均來自該方法對應(yīng)的參數(shù)取

5、值表，由于篇幅受限，表格略。物質(zhì)系MF的選取：查物質(zhì)系數(shù)和特性表，MF取16。一般工藝危險系數(shù)Fi的選?。喊ā盎鞠禂?shù)、防熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理與輸送、封閉單元或室內(nèi)單元、通道以及排放和泄漏控制” 7 個取值項。對應(yīng)的取值分別為： 1 、 0、 0、 0.85 、 0.45 、 0 、 0.50 。 F1 為 7 個取值之和， F 1 取 2.80 。特殊工藝危險系數(shù) F2 的選取：包括基本系數(shù)、毒性物質(zhì)、負壓操作、粉塵操作、壓力釋放等13 個取值項。就汽油儲罐各項取值為： 1 、 0.2 、 0 、 0.50 、 0 、 0.2 、 0 、 1.2 、 0.1 、0.1 、 0 、 0

6、、 0 。 F2 為 13 個取值項之和， F2 取 3.30 。單元危險系數(shù)F3 的計算：單元危險系數(shù)F3的值為一般工藝危險系數(shù)Fi與特殊工藝危險系數(shù)F2的乘積。計算F3為9.24?；馂?zāi)、爆炸指數(shù) F&EI 的計算：火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)F&EI 是工藝單元危險系數(shù) F3 和物質(zhì)系數(shù)MF 的乘積。計算F&EI 為 i47.84 。查該方法相應(yīng)的火災(zāi)、爆炸指數(shù)與危險等級的對應(yīng)關(guān)系表，得出，汽油儲罐一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，其危險等級屬于很大。爆炸影響半徑計算：爆炸半徑計算公式為：R=0.256 X （F&EI）=0.256 X 147.84=37.84m。爆炸影響面積計

7、算：爆炸影 響面積S=3.i4R 2 =4498.43 m 2。 由于事故影響范圍內(nèi)的財產(chǎn)價值估計有困難， 所以一般只評價到影響面積即可。安全措施補償：安全措施可以分類3類，分別為工藝控制、物質(zhì)隔離和防火措施。查安全措施補償系數(shù)表，經(jīng)過計算，采取補償措施后，汽油儲罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的損失可以降低到未采取安全措施損失的 70% 。2 池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法采用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法進一步確定影響程度，被評價的汽油罐區(qū)防火堤長 105m 、寬 32m 、高約 1.2m 。罐體一旦破裂池火火焰高度計算式中：h 火焰高度，m;r液池或操作失誤外溢，液體將立即沿著地面擴散，將一直流到防火堤邊，形成液

8、池。遇明火將形成池火。p。一gdm/dt-一周圍空氣密度，p o=1.293kg/m 重力加速度，9.8m/s 2 ;3;（標準狀態(tài)）；經(jīng)計算，燃燒速度，dm/dt=0.086kg/m池火燃燒火焰高度h=77.74m2 s （查可然液體燃燒速度表）池火燃燒時放出的總熱輻射通量當量園半徑，r= (105 X 32/3.14 ) 0.5 =32.71m;汽袖敷竺史T4猛 < 地刻摩杵贏aXu式中：Q 總熱輻射通量，W;效率因子，可取 0.130.35 ;he 液體燃燒熱，查物質(zhì)系數(shù)和特性表，汽油燃燒熱hc=43.7 X 10 6J計算后得 Q=276291.5kW。目標入射熱輻射強度距離池中

9、心某一距離（x）處的人射熱輻射強度為：I=Qt c/4 Ttx2 式中：I 熱輻射強度， W/ m 2;Q 總熱輻射通量，W;tc 熱傳導(dǎo)系數(shù)，取值為1 ；x 目標點到液7中心距離，m。汽油罐區(qū)東北25m處為加壓泵房系統(tǒng)，西北 100m 處為廠區(qū)鍋爐房，其余鄰面無設(shè)施，因此取x=25、100m 計算I值。為了進一步查明其影響范圍程度以及驗證前述道化學(xué)方法評價結(jié)論的準確性，再取x=30、37.85、45、55、65、75、85、100計算其對應(yīng)的I值。計算結(jié)果見表 1。表1不同距離下熱輻射強度模擬值距離（m）熱輻射強度（kW/m2）2535.23024.437.515.44510.9557.36

10、55.2753.9853.01002.2火災(zāi)損失：火災(zāi)通過熱輻射方式影響周圍環(huán)境。當火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強度足夠大時，可使周圍 的物體燃燒或變形，強烈的熱輻射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員傷亡等?；馂?zāi)損失估算建立在熱輻射強度與損失等級的相應(yīng)關(guān)系上，池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法介紹了不同熱輻射強度造成傷害和損失的關(guān)系，其關(guān)系見表2。表2不同熱輻射強度所造成的傷害和損失熱輻射強度kw/m2對設(shè)備的損壞對人的傷害37.5操作設(shè)備全部損壞1% 死亡(10s)100% 死亡(1min)25在無火焰，長時間輻射下，木材燃 燒的最小能量。重大燒傷（10s）100% 死亡（1min）12.5有火焰時，木材燃燒，塑料熔化的

11、最低能量。1度燒傷（10s）1%死亡（1min）4.020s以上感覺疼痛，未必起泡1.6長期輻射無不舒服感根據(jù)前面計算所得I值，對照表2,可得出如下結(jié)論：汽油罐區(qū)東北方向 25m處的加壓泵房將被燒毀，人員在 1min內(nèi)不及時撤離，將會造成全部死亡； 而西北方向100m處的鍋爐房，幾乎不受影響。同時也驗證了半徑在37.85m內(nèi)的設(shè)施和人員將嚴重被破壞和燒傷。半徑在 37.8555m以內(nèi)的設(shè)施和人員也將受到不同程度損傷，半徑在 5585m以 內(nèi)的設(shè)施和人員會受到輕微損傷。半徑在85m以外的設(shè)施和人員幾乎不受影響。該評價結(jié)論和道化學(xué)方法的評價結(jié)論基本吻合，但又進一步進行了廣泛分析。3火災(zāi)、爆炸原因事

12、故樹分析事故樹評價最突出的優(yōu)點是可以評價出事故發(fā)生的概率和找出事故的直接原因事件，并可以分析出事故的潛在原因事件。由于事故的直接原因事件概率不易統(tǒng)計，所以目前一般不作事故概率計算，1。但可以進行定性分析，找出事故原因事件，這是十分重要的。汽油罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故樹見圖 評價分析如下：R曲噓火招理歲TrSQi1以加利爆抨取s_A/Kt圖1汽油罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故樹結(jié)構(gòu)函數(shù)式：T - ABaaXXi + tfX.A1H+ df w + q/貓 + <l¥.X*X* +aX,Xb + ttX9Xt + oXvX| + aXX4 + 井兒X，+ 口占0儲 + aXwX2 + aXlttA3

13、+ aXif)Xt + 工鶯(，九十。*匐兒耳 + dXuM 十 %¥X, * 6Ml X3 + M 11 工 + X5 + aX1|Xol +aX|aXj +aTiaXj + aXi2XA + al?X5 '+%幾最小割集通過分析該事故樹12個基本事件，可以得出下列30個最小割集：結(jié)構(gòu)重要度分析根據(jù)以上結(jié)果，運用結(jié)構(gòu)重要度近似判別式，可以計算出12個基本事件和1個條件事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)。計算結(jié)果如下：由于條件事件a存在于每一個割集中，因此其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)I（a）最大：事件X8、X9、Xi。、Xii、X12、是5個3階割集和1個4階割集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)I（8）、I

14、 （9）、I （10）、I （11）、I （12）相等；事件X1、X2、X3、X4、X5、是5個3階割集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)I（1）、I（2）、I（3）、I （4）、I （5）相等；事件X6、X7是5個4階割集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)I（6）、I（7）相等；由此得出結(jié)構(gòu)重要順序：I （a） >I （8） =I （9） =I （10） =I （11） =I （12） > I （1） =I （2） =I （3） =I （4） =I （5） > I （6） = I 由圖1事故樹分析可知，火源與達到爆炸極限的混合油氣構(gòu)成油罐區(qū)燃爆事故發(fā)生的要素。條 件事件a （達到爆炸極限濃

15、度）結(jié)構(gòu)重要系數(shù)最大，是燃爆事故發(fā)生的最重要條件，這就要求采取 針對措施，如在儲罐附近安裝氣體報警裝置，對混合氣濃度進行監(jiān)測，一旦接近危險濃度即行報警， 使管理人員立刻采取預(yù)防措施，可避免事故發(fā)生。構(gòu)成油品泄漏的基本事件結(jié)構(gòu)重要度次之，由此 可知，油罐的密封是否良好在防止燃爆事故發(fā)生中占據(jù)著十分重要的地位。另外，加強油罐區(qū)安全 管理，嚴禁吸煙和動用明火，防止鐵器撞擊，防止產(chǎn)生靜電火花以及罐區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備要符合防火防 爆要求等，也是防止燃爆事故發(fā)生的必要條件。對于重大事故的安全評價，如果只采用一種方法來分析，往往帶有局限性和片面性，如果結(jié)合評價 方法的特點、使用范圍和應(yīng)用條件，對危險因素從不同角度，采用不同的評價方法進行評價分析， 評價結(jié)論比較完整和全面。通過不同的評價方法進行評價，即可以對事故的風(fēng)險進行定量評估，又 能定性的找出導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因事件，從而有針對性的制定安全對策措施，最大限度地避免 事故發(fā)生。以上通過汽油罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故案例，對易燃易爆液體儲罐區(qū)火災(zāi)爆炸