基于火灾风险分析的石化园区消防安全规划

张春元，苟紫娟，刘锦萍(山东垦利石化集团有限公司，山东 东营 257500)

0 引言

我国是一个石油化工生产和消费大国。石油化工行业是我国国民经济的支柱产业，近年来，随着我国经济的快速发展和产业结构的持续的优化调整，石油化工产业呈现出规模化集约化发展的态势来，其中，在我国的东南沿海，以及长三角、珠三角地区以及环渤海周边地区，相继的一大批石油炼制存储群设施投入了使用，大大的提升了石油生产炼制的产能，产业集聚也在不断扩大，形成了2 000万吨级别的精制炼化和100万吨以上级别的烯烃产业基地，目前，我国的规模以上石油化工企业接近4万家，总产值超过1 000亿元。90%以上的石油化工产品在全球的产量位居前三之列[1]。

石油化工行业主要生产、储存和运输大量易燃易爆化学品，其生产过程具有高温高压的特点。且化工、石化设施相对密集，物流量大，一旦发生火灾爆炸，将产生严重的连锁反应，对，对园区及周边的建筑设施、环境、居民生命财产构成严重威胁。近年来，石化工业园区的火灾爆炸事故普遍增加。2005年，吉林石化公司“11.13”火灾爆炸事故，造成松花江流域严重财产损失和水污染。2015年8月12日，天津滨海新区天津港化工原料储存区发生大爆炸，波及范围超过3 km，死亡人数达165人，798人受伤，爆炸威力超过400吨TNT的当量。2019年3月21日，江苏盐城响水化工园区危险化学品储区发生剧烈爆炸，死亡78人，受伤640人，其中84人伤势较为严重，经济损失超过20亿元[2]。在这样严峻的消防形势面前，很多大型化工企业和石化工业园区的消防规划方面遇到了许多问题，大多数化工园区没有具体的消防规划和消防标准,,一些化工园区消防安全设施和保障建设混乱。鉴于此，科学合理的消防规划对石化企业和石化工业园区的消防水平提升，并对石化行业长效发展具有举足轻重的意义。

1 石化园区消防安全规划现状

近年来，化工园区事故在中国屡见不鲜。由于缺乏科学的安全预案，老厂安全问题悬而未决，大量新建化工厂又产生了重大风险。据相关研究统计，在8 875个化工石化项目中，约77%建在河流流域、人口稠密地区等环境敏感地区。约38%的项目存在不同程度的环境和安全风险，相应的防范机制存在明显缺陷[3]。目前，西方发达国家在化工园区风险评估中主要通过三大方法实施对于石化园区的安全风险评估的决策办法。一是结果依赖于方法。这被称为“基于风险的安全规划方法”；二是基于事故现场的后果和发生概率，这种方法必须对相关区域内的事故结果进行分析，估计出事故发生之概率，以明确对产生风险之程度或区域的可接受的范围；三是通过一种以基于安全距离，以及事故风险分类的类型进行总体分析和评估的方法[4]。

目前，国内的石油化工企业的土地利用规划和建设主要依据《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183—2015)和《油田设计规范》(GB 50074—2014)、《建筑设计防火规范》(GB 50016—2018)，化工园区的总体概念和布局主要基于标准火灾风险和20~120 m之间的安全距离。与发达国家相比，安全距离相对较低。近年来，化工园区安全规划的研究引起了广泛关注。根据国外科学家的研究成果，国内科学家认为我国消防安全规划存在的突出问题主要有[5]：

(1)相当数量的石化园区的消防规划科学性和持久性缺失，消防安全设施布局存在安全隐患；(2)部分石化园区的消防设计与规划，对消防安全规划的系统理解比较缺失，没有很充分的去顾及到化工火灾风险和化学事故的特点，针对性较差；(3)部分石化园区尚未建成应急响应中心，已建成的应急响应中心的功能也存在一定的短板，导致应急响应和系统决策水准不足；(4)对于石化园区多数存在着对园区周边的隔离与防护措施做的还不到位，规划和布局不够合理，表现在重大安全隐患往往呈集中分布之态势，这更容易引发连锁事故隐患，甚至会引发灾难性的后果。

2 石油化工园区火灾危险性与危害性分析

根据相关的火灾安全试验研究发现，石油化工园区火灾无论是发生的概率风险还是发生之后的危害后果都远不是城市居民区火灾可以相提并论的。首先，石油化工园区生产石油的无论是原料，还是成品、半成品，抑或是中间产物，副产物等等，绝大部分都是具有较高火灾安全风险性的易燃易爆物质，而且石油化工园区生产采用的很多工艺流程在高温或高压下进行，容易发生泄漏事故而引发燃烧爆炸的危险，因此，石化工业区的火灾风险远高于城市居民区。其次，在火灾发生后，其燃烧速度也远远快于居民区火灾，还会导致相邻设备和易燃物发生爆炸和着火，引发“连锁反应”，造成灾难性的后果。另外，石化园区发生的火灾与普通建筑火灾在扑救难度上也要困难很多，普通的泡沫灭火剂对于很多石油化工原料火灾往往显得束手无策，一些有机物质甚至可以在二氧化碳灭火剂的作用下继续燃烧，明火扑灭后还往往较容易复燃[6]。上述几点导致了石油化工园区的火灾危险性和危害性要远远的高于城市居民区火灾。

3 化工园区消防安全规划内容与方法

石化园区消防规划包括消防加固、消防设置、消防器材、消防器材、供水、消防通信消防、预警监测、废水处理等公共资源。安全计划应主要基于对车队的危害和风险因素的分析。通过对园区地方性和流动性灾害的研究和分析，确定化学灾害类型和发生灾害的可能性。在对化工园区进行个体和社会风险评估的基础上，采用风险分析的定量方法，对化工园区的功能进行规划。石化园区火灾爆炸的发展态势不仅与事故原因、设备类型、规模、可燃性、易爆化学品储存、区域安全计划有关，还与消防技术和设备等技术突发事件有关。因素。因此，对于火灾风险的定量和动态分析，采用危害识别、火灾/爆炸情景分析和ETA方法求解事故过程和设备，使用FTA方法求解危险因素和事故情景，分析原因。经过各种事故模式、火灾爆炸事故的趋势和结果、火灾爆炸发展动力学理论、事故现场模型、风险和过程模拟与预测分析、相关应急设备和火灾效率的组合可以预测不同的技术分析。通过对不同场景的火灾事故统计数据进行分析，对石油化工火灾的风险因素和发生可能性进行了调查。结合石化、固定式灭火和石化装置的效率分析，可以根据发生的可能性来分析火灾现场的灾害过程[7]。石化园区消防规划通过定量和定性的方法，具体的实施重大危险监督和监测、消防设施的有效管理以及化工园区的监督和管理。救援和安全消防备份和紧急疏散计划以及公园消防疏散程序、指南、应用和响应设备、典型处理设备和公园中典型危险场所的救援和灾害演变。派驻一名保安，并制定一个演习计划。应急救援、消防器材和化学消防队包括公共消防队设施，如公园内消防队的建立和分配、灭火供水、通信和消防站以及紧急出口。以及消防设备。优化消防资源和有效地制定防火计划对整个石化园区的安全至关重要。

4 消防安全规划评价体系

化工园区消防安全规划是否科学合理，需要通过适当的方法进行科学的评价和分析，分析安全规划的内容、要求和指标，划分不同的安全等级，而消防技术和措施则作为风险控制因素。一些常用的化学火灾危险性评估方法主要包括经验系统分析、逻辑演绎分析、失效分析和其他类型的方法，如假设/检查表分析法、失效模式影响分析(FMEA)、事件树分析(ETA)、故障树分析(FTA)等。这些方法可以通过专家对化工厂过程和事故演变的定性或定量结果，或利用累积的故障数据计算事故概率，并计算风险。根据评估结果的形式，化学火灾风险评估方法可分为定性、半定量、定量等多种评估方法，如基于指数的评估方法、陶氏化学法(Dow)、ICI Mond火灾、爆炸、毒性指数评估方法(Mond)，日本劳动省六阶段法，单位风险快速分类法。陶氏化学公司火灾和爆炸危险指数法(第7版)和ICI-Mond法均基于先前的事故统计数据、物质势能和现有安全措施。这些评价方法侧重于化工过程、装置及其风险分析。作为整个园区不可分割的一部分，园区消防安全规划应建立在整体和局部风险防控的基础上。结合全园意见，园区消防安全布局、总体安全规划远景和消防设备设置设计应重点关注防火、火灾预警、火灾及应急响应和消防，包括应急救援处置方法。园区消防安全规划分为设计和建设两个阶段，相应的园区消防安全规划评价也分为设计规划评价和建设规划评价。园区消防安全规划评价方法包括：方案规范化评价、风险分层分析、专家评分风险分析评价，消防安全规划完成后，通过与园区允许风险标准的对比分析，对石化园区火灾爆炸风险评估，以评价消防安全规划设置的有效性和科学性[8]。

5 结语

通过对我国石化园区火灾事故模式和消防安全规划现状的分析，基于石化园区火灾风险评估方法，提出了火灾现场分析的消防安全规划和规划有效性评估程序和方法。通过对化工园区规划体系和评价方法的研究，可以为石化园区安全规划和消防设施设置提供理论和技术支持。