原油码头泄漏事故风险分析

高建丰蔡雅雯（1.浙江海洋学院，浙江舟山316000；2.浙江省石油天然气储运技术工程实验室，浙江舟山316000）



原油码头泄漏事故风险分析

高建丰蔡雅雯
（1.浙江海洋学院，浙江舟山316000；2.浙江省石油天然气储运技术工程实验室，浙江舟山316000）

摘要：本文以舟山港口为例，分析舟山港地理位置，航道状况。结合PHAST软件，建立物理数学模型，对码头原油输送泄漏及爆炸事故进行了数值模拟，并对早期泄漏和晚期爆炸模拟分别进行了分析，提出了事故的预防措施。

关键词：舟山港口原油码头泄漏及爆炸事故PHAST软件模拟

根据习总书记2015年5月视察舟山时提出的“把我国石油储备搞上去”的重要指示，以及国务院提出的关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见，舟山依托区位优势、深水港口、物流条件等各种优势因素，正在积极筹备江海联运，建设石油仓储基础设施、发展石化仓储产业，努力创建国际级的石油仓储基地。随着石油库的储运需求量增加，码头原油收发量也随之变大。一旦发生原油管道油气泄漏，极易引发爆炸事故，如2013年青岛的11·23黄潍输油管线爆炸事故，带来灾难性的人员生命伤亡及大量的财产损失和严重的生态破坏。

1原油码头泄漏事故风险分析

1.1舟山原油码头运输现状

舟山拥有大量优良深水岸线资源，是石油中转仓储的天然良港。最近几年相继建成中化岙山油品中转基地，中石化册子油库及码头工程、国储一期等项目。2015年，舟山港原油及成品油吞吐量达到6000多万吨，有效地支持了本地经济和社会发展。随着中化、中石化等大型石化企业及其他企业的投资建设，舟山新区目前已配套3座30万吨原油码头，在建2座30万吨原油码头，待批4座30万吨原油码头，以及一批成品油码头，可停泊2万-45万吨载重吨原油船舶。配套甬沪宁原油管道和若干条成品油管道。

1.2原油油船泄漏及火灾爆炸事故的危害

原油属于甲B类易燃物质，含有较多的单体饱和烃，另外还有芳香烃，胶质和沥青质，相对分子质量相同的化合物也有很多异构体，原油的泄漏将会导致大气污染并且浪费资源。另外，泄漏导致的油气大量聚集也会给油船带来巨大安全隐患。油轮在装卸过程中，大量的原油油气从油舱的排气管或舱口直接排入大气，这些油气与空气混合导致油蒸气浓度迅速上升，很容易达到爆炸极限，一旦遇到火源就有可能产生着火或爆炸。

2基于PHAST软件的原油码头泄漏事故风险评价模拟

PHAST软件是挪威船级社（DNV）专门开发的一款用于石油化工和天然气领域危险分析和安全计算的软件，已经有超过20年的使用历史。本文主要借助PHAST软件进行仿真模拟，一般情况下，输入当地的地理条件与气象条件，再依次给每个模型输入基础参数、频率、时间、安全距离等，建立事故模型后进行计算，便可以由图像分析得出一系列结果，由这些结果分析危险源对周边社会人员，环境的影响与破坏。

2.1输入参数

这里以舟山原油码头为模拟地点，气候条件采用5/ D类别，如下图1：

图1输入参数

在原油中环状环烷烃类都是以四元碳环，五元碳环和六元碳环为主的化合物参数，本文选用正丁烷(N-BU⁃TANE)作为仿真模拟的物料，其他参数如下表2：

表2输入的参数

2.2仿真图示例

2.2.1早期泄漏

图2云团足迹

图3最大浓度足迹

2.2.2运行结果分析

图2和图3分别表示外界风速为5m/s时的云团足迹和最大浓度足迹，红色和绿色线段分别表示随时间泄漏时，浓度为7500ppm和浓度为15000ppm的泄漏扩散曲线，通过仿真模拟图与上表数据分析，早起的泄漏浓度扩散最远可以达到50m。

2.2.3喷射火焰及晚期爆炸

图4喷射火焰强度半径

图5喷射火焰辐射与距离

图6晚期爆炸最坏情况半径

2.2.4运行结果分析

图4，图5表示120mm孔径泄漏失效，原油射出遇火源或者高温物体发生喷射火，喷射火的危害主要在热辐射，而人体可接受的热辐射通量又极小，因此喷射火会对人身安全造成巨大威胁。其中，模拟图中的红线，绿线和蓝线分别表示火球热辐射通量为4 kw/㎡，12.5kw/㎡，37.5kw/㎡的喷射火焰强度半径，最大半径可达20m。

图6表示晚期爆炸最坏情况半径。火球由油蒸气与空气的混合气燃烧形成，具有爆炸特征，爆炸波影响范围比其他事故更广，4 kw/㎡的热辐射伤害范围达近90m。所以码头周围的工作人员都有受到伤害的可能。

3原油泄漏事故预防及处理措施

针对仿真结果，结合相关文献资料，提出以下几点预防及处理措施：

3.1从严管理，加强设备检查力度

依靠原油码头的各种警示牌和禁令来管理是远远不够的，更重要的是要严格要求作业人员养成良好的安全生产习惯。工作过程中做到有章可循，才能在应对危机事故时做到有备无患。另外，定期对设备进行检查维修保养也必不可少。

3.2加强对原油码头的油气浓度监控管理

码头应该安装油气浓度监测报警设备，一旦原油泄漏空气中浓度超出规定范围，设备便自动连接中央监控系统报警，提醒作业人员采取应急措施。

3.3安装油气回收装置

通过对油船油气挥发过程及油气危害的描述，以及目前国内油船现状和设置油气回收设施必要性的分析，结果表明应该从建立相关的国家标准、改造油船和码头设施入手，减少和避免油气对健康、环境、安全带来的影响。原油码头有机蒸气回收对于减少石化企业的废气排放、加强能源回收利用和保护沿海生态环境具有重要意义。一方面减少了能源的浪费，另一方面降低了含硫废气处理成本，加强了环境保护。实施油气回收装置后必然能产生良好的社会效益。

3.4定时清洗油轮

另外，由于本文研究的是原油运输，原油含有硫化氢。油轮在连续装运几次原油之后，内壁容易产生硫化物垢层。在温度足够高时，硫化铁自燃能起点火源作用。因此，要注意对油轮的定时清洗，以防发生爆炸事故。

DOI编码：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2016.01.010

中图分类号：U698.4

文献标识码：A

文章编号：1006－7973（2016）01－0039－02