重大危险源风险评价研究及应用

林 艺，张志国，吴保朝

（福州市公安消防支队，福建福州 350001）

一、重大危险源风险评价

（一）重大危险源风险评价的一般步骤

进行重大危险源辨识与确认之后，就应该进行风险评估或安全评价工作。重大危险源风险评价的一般步骤包括下述几个方面：

1.分析各类危险因素及其存在原因；2.依次评价已识别的危险事件发生的概率；3.评价危险事件的后果，估计发生火灾、爆炸或毒物泄漏的物质数量、事故影响范围；4.进行风险评价与分级，即评价危险事件发生概率与发生后果的联合作用。

（二）重大危险源风险评价的一般方法

目前，城市危险源评价的方法一般有三种：安全距离法、基于后果的方法和基于风险的方法。安全距离法用于规划的依据仅仅是距离指标，比较适用于单一危险源周边的安全规划，不适用于进行大范围的整体的安全规划。基于后果法是基于对假定事故后果的评估，以事故后果物理量的阈值作为规划依据，不考虑事故的可能性。基于风险法综合评估潜在事故后果的严重度和可能性，以个人和社会风险作为规划依据，在风险分析方面更全面。

二、风险评价实例研究

（一）评价对象的基本情况

某液化天然气储备站征地面积28800m2，厂区用地面积23120m2。建构筑物用地面积5178.6m2。消防水池1500m3。12个LNG储罐，每个储罐容积150m3。液化天然气密度：0.42～0.46g/cm3。

（二）对评价对象的危险源辨识

从以下几个方面进行厂区危险源辨识：

1.厂址及环境条件。2.厂区平面布局：（1）总图。（2）运输线路及码头。3.建（构）筑物。4.生产工艺过程。5.生产设备、装置。6.粉尘、毒物、噪声、振动、辐射、高温、低温等有害作业部位。7.管理设施、事故应急抢救设施和辅助生产、生活卫生设施。8.劳动组织生理、心理因素人机工程学因素等。

从以上几个方面并根据国家有关标准判断，液化天然气储罐区是厂区内潜在危险性最大的危险源，就此对象进行风险评价。

（三）固有危险性评价

1.事故易发性评价。（1）危险物质事故易发性。甲烷最大安全缝隙取分10，最小点燃电流取分20，引燃温度取分5，爆炸极限取分8，最小点燃能量取分17。总分G为60。易发性系数α=1.0。事故易发性的评分值B111=α×G=60。（2）工艺过程事故易发性.工艺过程中的易发性与过程中的反应形式、物料处理过程、操作方式、工作环境和工艺过程有关。（3）事故易发性。事故易发性B11计算为：

表2.1给出了罐区工艺过程事故易发性评价结果。

表2.1 罐区工艺过程事故易发性评价结果

0.5～1.0mm/年泄漏 设备泄漏 20 0.9静电 液体流动 30 0.0

2.罐区的伤害模型及破坏半径。罐区的火灾爆炸风险是液化天然气的燃烧爆炸，其伤害模型有两种：(1)蒸气云爆炸(VCE)模型；(2)沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)模型。

（1）蒸气云爆炸(VCE)。取液化天然气密度为440㎏/m3。罐区一个罐贮存质量为：Wf=440×150=66000(㎏)

TNT当量为：

利用丙烷当量法来计算伤害区域。

式中PW=αWfQf/Qp，Qp为丙烷的燃烧热，取 50290kJ/㎏。计算得：R1=70.1(m)

2）重伤半径R2

3）轻伤半径R3

4）财产损失半径财R

式中KII—二级破坏系数，KII=5.6。计算得：财R=217.3(m)

（2）沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)

液化天然气用多罐储存，所以W=0.9×440×150=59400(㎏)

火球半径：R=2.9W1/3=113.2(m)

火球持续时间：t=2.6W1/6=16.2(s)

当伤害几率Pr=5时，伤害百分数D=50%，死亡、一度、二度烧伤及烧毁财物，都以D=50%定义。

1）不同伤害、破坏时的热辐射通量。

财产损失：4q=6730t-4/5+25400=26125.1W/m2

式中0q—对圆柱罐取270000W，将前述数据代入公式2.1得：

死亡半径R1=245.6(m)

二度烧伤（重伤）半径R2=315.0(m)

一度烧伤（轻伤）半径R3=490.9(m)

财产损失半径财R=263.7(m)

表2.2和表2.3给出了上述事故后果预测结果。

表2.2 罐区莊气云爆炸/沸腾液体扩展莊气爆炸事故后果预测结果(1)

表2.3 罐区莊气云爆炸/沸腾液体扩展莊气爆炸事故后果预测结果(2)

3.事故严重度评价

事故严重度B12用符号S表示，反映发生事故造成的经济损失大小。它包括人员伤害和财产损失两方面，均折算为经济损失(按万元计)，表示为：S=C+20(N1+0.5N2+105N3/6000)

式中，C为财产破坏价值，直接财产损失为8034.5万元；N1，N2，N3为事故造成的人员死亡、重伤、轻伤人数。

事故严重度B12取决于破坏半径构成圆面积中财产价值和死伤人数。由于液化天然气罐区爆炸伤害模型是两个，即蒸气云爆炸和扩展蒸气爆炸，并可能同时发生，则储罐爆炸事故严重度应是两种严重度加权求和：

式中S1，S2—分别为两种爆炸事故后果；

A，1－A—分别为两种爆炸的发生概率，A=0.9，1－A=0.1。蒸气云爆炸的可能性远大于扩展蒸气爆炸，蒸气云爆炸是主要的。

事故严重度的计算结果为：

S=0.9S1+0.1S2=9363.95(万元)

4.固有危险性评价

罐区固有危险性评价结果为：B1=B11×B12=3780×9363.95=35395731

危险性等级为：A*=g1 (B1/105)=2.55，2.5＜A*＜3.5，属于二级重大危险源。

（四）评价结果的比较

对重大危险源风险评价指标体系加以改进后，单元固有危险性A*的评价结果如表2.4所示。由表2.4可见，由于改进后的评价方法引入了恐怖袭击造成事故的风险指标，按改进后的评价方法，评价对象的固有危险性B1的绝对值增加了0.64倍。这说明除了厂内固有的危险性对发生事故灾难有很大影响外，诸如人为蓄意破坏之类的恐怖袭击是一个不容忽视的因素。

表2.4 指标体系修正前后储罐区固有危险性的评价结果比较

（五）储罐区评价结论

储罐区的安危关系到整个厂区的存亡，罐区的安全装备、安全管理至关重要。评价结果显示储罐区是二级重大危险源，一旦发生爆炸可能导致全厂绝大多数人员死亡或重伤，站区大部分财产毁于一旦。

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