液体危险货物码头安全风险识别与对策

谢 鸿

（中检集团康泰安全科技有限公司，福建福州 350000）

随着我国现代石油化工产业的发展，通过水运方式运输的危险货物种类和运量急剧增长。而危险货物种类繁杂、性质各异，在运输、存储过程中稍有不慎，极易导致严重的人身伤亡和财产损失等事故。

1 液体危险货物港口作业安全特点

1.1 货种危险特性

货种一般有以下危险特性：①易燃、易爆、易挥发；②易产生和积聚静电荷；③易扩散、流淌；④忌接触氧化剂、强酸等。

1.2 装卸过程危险性

液体危险货物码头涉及的货物多为易燃和可燃货物。这些物质由码头通过管道输送到罐区，并由罐区经装卸站装车外运，或通过槽车卸到罐区，再由罐区经转船泵输送到船上。若防火措施不到位、违章动火、外来人员带入火种、吸烟、金属撞击、电气火花、静电、雷击都有可能成为引起火灾爆炸事故的点火源因素，继而引发火灾、爆炸。

2 危险货物事故后果影响分析

危险货物码头企业存储的危险货物储量皆较大，部分货物为液化烃等极易燃、易爆物质，如未能控制事故后果，发展成燃爆事故，将产生极其严重的危害。

1）采用蒸气云爆炸（VCE）模型对一家危险货物码头企业储存的液化烃储罐区事故影响进行事故后果模拟分析。

2）采用模型模拟的条件为单罐泄漏，不考虑多罐叠加的情况。

3）考虑液化烃球罐发生泄漏燃烧爆炸的情况，当液化烃泄漏物因摩擦静电、电气火花、明火等而发生立即点燃，则产生BLEVE火球；若延迟点火则发生闪火（FF）或蒸气云爆（VCE），发生灾难性泄漏时，立即点燃的概率较低，多数情况下会随着主导风向一起漂移扩散，可能结果如下：

以储存丙烯的储罐（球罐，容积为2 000m3）泄漏引发蒸气云爆炸（VCE）为例：

（1）TNT当量计算

TNT当量的WTNT计算见式（1）：

式中：α为蒸气云的TNT当量系数，取值为0.02%～14.9%，取4%；Wf为蒸气云中燃料的总质量，kg；Qf为燃料的燃烧值，kJ/kg；QTNT为爆燃系数，取4 520kJ/kg。

1个2 000 m3丙烯球罐最大储量可达900t，丙烯的燃烧热Qf为45 887kJ/kg，计算得：

燃烧产生热量：

E=WTNT×QTNT=365.5×1 000×4 520=1.65×109kJ。

（2）死亡半径R1

蒸气云爆燃模型的死亡半径R1按式（2）计算：

计算得：R1=120.7m

（3）重伤半径R2、轻伤半径R3

重伤和轻伤按蒸气云爆炸冲击波超压公式计算：

式（3）中：Z=R（p0/E）1/3；R为目标到蒸气云中心距离，m；p0为大气压（101.3kPa）；E为蒸气云爆炸总能量，J。

蒸气云爆炸冲击波重伤超压按44kPa计，轻伤超压按17kPa计，根据蒸气云爆炸冲击波超压计算公式得出：重伤半径：R2=282.4m；轻伤半径：R3=506.5m。

（4）财产破坏半径R4

财产破坏半径R4按式（4）计算：

式中：KⅡ为二级破坏系数，即损坏建筑物外壁，墙壁下部危险，取KⅡ=4.6。代入式（4）计算得财产破坏半径R4=328.9m。

（5）结果

计算结果见表1。

表1 爆炸事故模拟计算结果

从表1看出：储存的货物，如丙烯储罐发生爆炸，则以储罐位置为中心，死亡半径约为120m、重伤半径约为280m，在此范围内的人员将受到严重伤害；且爆炸后产生的冲击波极易造成其他储存设施（储罐、管道）破损引发泄漏，引起二次燃烧爆炸，整个罐区陷入一片火海，还可能波及周边环境（如居民区、公共设施等）。

3 安全技术措施

3.1 设计区域（范围）边界安全协调

建设项目业主在建设方案制定和委托相关设计方时，应重视确认相关设计方的设计区域（范围）边界，如码头水工设施、危险化学品的装卸输送管道及控制系统等，并应以责任主体身份协调相关设计方在分界区域的安全设计内容和责任。

3.2 工艺设备安全技术措施

3.2.1 危险货物经营单位应具备的基本安全技术措施（设施）

3.2.1 .1 码头安全措施

（1）系船安全设施：普通系船柱（系缆墩）、快速脱缆钩。

（2）防冲安全设施：橡胶护舷、防撞设施/防撞墩（桩）。

（3）导、助航安全设施：视觉航标、靠泊辅助系统/靠泊仪/靠岸测速仪。

（4）码头附属安全设施：爬梯、护轮坎、护栏、人行通道和检修通道、指示灯、红灯信号、可燃气体检测报警仪（固定式和移动式）。

（5）装卸工艺系统安全设施：安全网、视频监控系统、紧急切断阀门、污水收集槽、围堰。

（6）装卸设备安全设施：移动超限报警装置、快速联接器、国际通岸法兰。

（7）防风装置：系拉装置/紧固装置。

（8）防雷、防静电装置：防雷接地装置、防静电接地装置/船岸跨接防静电接地装置、消除人体静电装置、绝缘法兰。

（9）安全防护措施：防滑措施、防水和排水措施。

（10）溢油应急设备：阻燃型围油栏、围油栏、溢油监视报警装置、油拖网、收油机、吸油材料、溢油分散剂、溢油分散剂喷洒装置、储存装置。

3.2.1 .2 库场（储罐区）安全措施（设施）

（1）总平面布置安全设施：围墙/栅栏、安全出口、应急疏散口/应急通道、消防通道。

（2）工艺系统安全设施。液位计、流量计、温度计、压力表/压力监测系统、自动连锁切断进油装置、定量装车控制设施、故障监控和防护系统。

（3）设备设施——库场安全设施。防火堤、隔堤、围堰、防火墙、收集池、阻火器、水封装置/水封井。

（4）设备设施——管道安全设施：管托、金属波纹补偿器、方形补偿器等管道补偿器，套管/其他防护措施，过滤器，挠性或柔性连接装置，盲板，蒸汽伴热，保温层等防凝措施，防腐涂层等防腐蚀设施，防渗漏措施，排水阻油措施。

（5）设备设施——报警及警示装置：高低液位报警器、可燃/有毒气体浓度自动检测仪/报警装置（固定式和移动式）、声光报警装置、视频监控设施。

（6）设备设施——阀门：呼吸阀、紧急切断阀、安全阀、止回阀。

（7）设备设施——泄压、防爆、隔爆安全设施：泄爆装置、泄压装置、泄压措施。

（8）设备设施——防雷、防静电安全设施：避雷针、避雷带（网）、防雷接地装置、防静电接地装置/静电消除装置、消除人体静电装置、电气连接装置、金属线（跨接）。

（9）设备设施——密封安全设施：氮封系统、密闭管道系统。

（10）设备设施——油气处理安全设施：油气回收系统。

（11）设备设施——通气、通风、排烟安全设施：排放管、放空管、通气管、强制通风设施。

（12）设备设施——防火、降温安全设施：火星熄灭装置、喷淋设施。

（13）防护、隔离安全设施：防撞墩/防撞柱/防撞栏、护栏、外露部件防护装置。

3.2.1 .3 辅助生产系统安全设施（设施）

（1）供配电系统安全设施：三遥装置、固定遮栏、绝缘垫、隔离开关、防鼠板/防护网罩、防止雨、雪飘入的措施、应急电源、防爆灯具、事故照明/应急照明设施、漏电保护装置、防火隔离措施、电缆防水、排水措施、防止电缆火灾蔓延的阻燃/分隔措施、防雨装置。

（2）给排水及含油污水处理设备设施：排水管阀门、水封井、盖板。

（3）通信设备设施：语音广播系统、火灾报警电话。

（4）通风装置：排风设施、强制通风换气设备。

3.2.1 .4 消防安全设施

（1）固定式消防设施：水炮、泡沫炮、水枪、泡沫枪、水幕、喷淋系统、消火栓。

（2）移动式消防设施：灭火器、灭火沙、消防车、移动式消防炮、消防水带。

（3）消防供水、泡沫、干粉安全设施：消防泵房、消防泵、消防泡沫储罐、消防储水罐。

（4）火灾报警装置：手动报警按钮、火灾自动报警系统。

（5）其他消防安全设施：自动灭火系统、防火门、疏散门、消防电源。

3.2.1 .5 个体防护设备设施

个体防护设备设施见表2。

表2 个体防护设备设施

3.2.2 重点注意的安全技术措施

（1）储存甲B、乙A类原油和成品油，应尽量采用浮顶式储罐。

（2）容量大于100m3的储罐应设置液位测量远传仪表，应符合下列规定：

①液位连续测量信号应采用模拟信号或通信方式接入自动控制系统。

②应在自动控制系统中设高、低液位报警。

③大型（5 000m3以上）可燃液体储罐应另设高高液位检测报警及连锁控制系统。

④甲B类液体固定顶罐或低压储罐应采取减少日晒升温的措施。

⑤引桥根部与陆域的交界处的切断阀。

工艺管道应在水陆域分界处附近设置紧急切断阀，该阀门应具有遥控和现场手动操作功能。

该相关规定要求是考虑万一码头或罐区发生火灾等事故，可在码头和罐区之间切断两者的连通管路和关系，且该位置与码头前沿有一定的距离，发生火灾爆炸事故时阀门不易受火焰辐射等直接影响而受到损坏，应急处置（关闭阀门）等人员也易于靠近。

由于发生事故时人员赶赴现场时需花费一定时间，要求阀门具有遥控操作功能是便于远程快速切断阀门；要求阀门具有现场手动操作功能是为了异常情况下不能遥控操作时，进行手动操作。

⑥关于专用装卸设施输油臂等要求。装卸甲A类和极度危害介质的码头装卸臂端部，应设置紧急情况下可切断管路并与船舶接口脱离的装置。即装卸液化烃及苯、硫酸等极度危害介质物质所用装卸臂（输油臂）或软管应装有快速脱离装置，装卸臂应设置移动超限报警装置。

⑦现场操作人员管理。多数事故是由于人员的管理不到位造成的，主要是作业现场安全管理不到位。危险（液体）货物装卸时，通常操作延续时间较长，操作人员如责任心不足且遇到不良气候环境等原因，易导致操作人员未按规定巡视、脱岗等情况。建议同类企业装卸操作时，应制定严格的现场值守巡查规程并监督落实（如电子巡更措施），应对装卸围油栏防溶剂性进行研究和技术开发。

4 结束语

随着危险货物储运业发展，其安全管理和技术管理措施应得到各界的重视。各相关单位应结合标准规范的要求和技术更新换代的结果，提高设备设施安全水平，结合行业安全事故教训和经验交流，提高安全管理水平。