淺析化工企業(yè)重大危險源定量風(fēng)險評估

趙 敏

廣州市安益職業(yè)安全事務(wù)咨詢有限公司

淺析化工企業(yè)重大危險源定量風(fēng)險評估

趙 敏

廣州市安益職業(yè)安全事務(wù)咨詢有限公司

由于化工企業(yè)往往涉及種類眾多的有毒、易燃、易爆危險化學(xué)品，因此極易發(fā)生火災(zāi)、爆炸和中毒等生產(chǎn)安全事故。本文對化工企業(yè)重大危險源的事故發(fā)生原理、定量風(fēng)險評估流程、風(fēng)險評估原理等進行了分析，以期為一線安全評估人員提供理論指導(dǎo)與借鑒。

化工企業(yè)；重大危險源；風(fēng)險評估；個人風(fēng)險；社會風(fēng)險

1 前言

化工企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中，往往存在一些危險性較高的危險源，對周邊環(huán)境、人員產(chǎn)生極大的安全隱患。為此，需要對化工企業(yè)的重大危險源進行定量風(fēng)險評估，查找、分析化工企業(yè)構(gòu)成危險化學(xué)品重大危險源的倉儲區(qū)在生產(chǎn)、儲存過程中可能存在的危險、有害因素及可能導(dǎo)致的危險、危害后果和程度，提出切實可行的安全對策措施，指導(dǎo)化工公司對倉儲區(qū)進行監(jiān)控和事故預(yù)防，以達到最低事故率、最少損失和最優(yōu)的安全生產(chǎn)效益。

2 化工企業(yè)重大生產(chǎn)安全事故分析

2.1 化工企業(yè)重大生產(chǎn)安全事故分類

常見的化工企業(yè)重大生產(chǎn)安全事故主要有泄漏、火災(zāi)、爆炸和中毒事故。

（1）重大泄漏事故。在化工企業(yè)內(nèi)危險化學(xué)品在生產(chǎn)、儲存和運輸過程中，往往會發(fā)生泄漏事故，向空氣中釋放大量易燃、易爆、有毒的物質(zhì)。重大泄漏事故一般可以分為連續(xù)液體泄漏、氣體泄漏和兩相泄漏。具體的泄漏事故后果與泄漏物質(zhì)的壓力、相態(tài)、溫度等狀態(tài)，以及物質(zhì)的易燃性、毒性、數(shù)量等因素有關(guān)[1]。

（2）重大火災(zāi)事故。如果發(fā)生泄漏的為易燃物質(zhì)，那么在適當(dāng)?shù)臈l件和點火源情況下，則可能會發(fā)生火災(zāi)事故。易燃物質(zhì)泄漏通常由于儲存容器、運輸管道或其他聯(lián)結(jié)頭的失效導(dǎo)致的。根據(jù)化工企業(yè)火災(zāi)的發(fā)生條件及特點，易燃易爆氣體、液體泄漏后被點燃的燃燒方式有四種：噴射火（Jet Fire）、池火（Pool Fire）、火球（Fire Ball）、閃火（Flash Fire）。

（3）重大爆炸事故。如果泄漏的物質(zhì)為易燃、易爆品，那么在合適的條件和點火源情況下，則會發(fā)生爆炸事故。化學(xué)工業(yè)園區(qū)重大爆炸事故主要有VCE、機械物理爆炸和BLEVE。a）當(dāng)大量的易燃、易爆氣體泄漏后與周圍空氣混合形成蒸氣云，在受約束的空間內(nèi)遇到點火源，就會發(fā)生VCE。b）BLEVE是由于裝有液化氣體的儲存容器發(fā)生災(zāi)難性破裂時，瞬間釋放大量的易燃易爆液化氣體到空氣中形成球形蒸氣云，當(dāng)球形蒸氣云達到燃燒極限時遇到點火源時就會劇烈的湍動燃燒，即發(fā)生沸騰液體擴展蒸氣爆炸。

2.2 化工企業(yè)重大生產(chǎn)安全事故機理

所謂機理是指事故在發(fā)生、發(fā)展和形成過程中所遵循的內(nèi)在規(guī)律與邏輯。通過對化學(xué)工業(yè)園區(qū)重大生產(chǎn)安全事故的機理分析，就可以找到事故發(fā)生的源頭，從而就能在事故的預(yù)防、處理中爭取主動地位。總的來說，化工企業(yè)生產(chǎn)安全事故的致因過程是：在企業(yè)社會因素的缺陷（基本原因）導(dǎo)致的企業(yè)內(nèi)人、物、環(huán)境等各種缺陷因素（間接原因）的相互作用下，導(dǎo)致員工（企業(yè)老板）產(chǎn)生偶然的不安全行為和物的不安全狀態(tài)（直接原因）等，兩者相互作用，又由于法制、技術(shù)、教育、企業(yè)管理等控制措施的缺陷（基本原因，間接原因）使得這種不安全行為和不安全狀態(tài)沒有及時得到有效的控制和解決，從而進一步發(fā)展、擴大、蔓延，最終形成企業(yè)生產(chǎn)安全事故。

3 化工企業(yè)定量風(fēng)險評估概述

3.1 化工企業(yè)定量風(fēng)險評估起源

最早的風(fēng)險評價起源于20世紀(jì)30年代的保險業(yè)。但關(guān)于企業(yè)風(fēng)險評價則是從20世紀(jì)60年代的化工行業(yè)開始的。1964年，美國道爾化學(xué)公司（DOW）提出了火災(zāi)、爆炸指數(shù)法。1974年，英國帝國化學(xué)公司（ICI）蒙德（MOND）分部根據(jù)化工行業(yè)的特點，在道爾（DOW）指數(shù)法的基礎(chǔ)上，補充了毒性指標(biāo)，并引進了補償系數(shù)的概念，進一步完善了道爾指數(shù)法。20世紀(jì)70年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，石油化工等企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模也越來越大。于此同時，火災(zāi)、爆炸和有毒氣體泄漏等重大事故也越來越多，造成了巨大的財產(chǎn)損失、環(huán)境損害以及化工園區(qū)內(nèi)外大量的人員傷亡。重大生產(chǎn)安全事故所造成的嚴(yán)重后果引起了世界各國的高度重視，制定了許多有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和公約，來強化危險化學(xué)品的管理[2]。

我國關(guān)于安全評價的研究開始的比較晚。國家在1991年的“八五”科技攻關(guān)課題中提出了重大生產(chǎn)安全事故的評價方法和控制思想，同時把研究安全評價方法列為了重點的攻關(guān)項目。其中，“八五”、“九五”期間關(guān)于“有毒、易燃、易爆重大危險源辨識、評價技術(shù)研究”課題的研究為我國跨行業(yè)重大危險源評價方法提供了極大的參考依據(jù)。

3.2 化工企業(yè)定量風(fēng)險評估軟件介紹

為了適應(yīng)定量安全評價的需要，最近幾年，世界各國開發(fā)了許多包括危險源辨識、事故概率分析、事故模型、風(fēng)險分析以及定量綜合危險分析等內(nèi)容的安全評價軟件組。應(yīng)用最多的有：CASST-QRA區(qū)域定量風(fēng)險評價軟件、SAFETI、IRMSS、SAVE II、WHAZAN、SIGEM、EFFECTS、SAFEMODE、RISKCURVES、STRA等系統(tǒng)。這些定量的安全評估軟件組都具有非常全的危險品數(shù)據(jù)庫和事故的模型，使安全評價的過程變得更自動化和科學(xué)化，也使得評價結(jié)果更加客觀和合理。但由于安全評價涉及到很多方面的知識，而且安全評價指標(biāo)及其權(quán)值的選取與很多細節(jié)方面的因素都有關(guān)系，因此所有的安全評價方法都有其使用限度和范圍[3]。

定量風(fēng)險評價是一種技術(shù)復(fù)雜的風(fēng)險評估方法，不僅要針對事故的原因、場景等進行定性分析，還要對事故發(fā)生的頻率和后果進行定量計算，并將量化的風(fēng)險結(jié)果值與可接受風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)進行對比，對不可接受的危險源區(qū)域，提出針對性的降低或減緩風(fēng)險措施。

3.3 化工企業(yè)定量風(fēng)險評估原理

基于CASST-QRA區(qū)域定量風(fēng)險評價軟件的定量風(fēng)險分析計算主要分為兩部分：

（1）定性分析及參數(shù)收集，構(gòu)建事故模型；資料收集主要包括：企業(yè)及周邊平面布置圖、工藝流程圖、工藝介質(zhì)數(shù)據(jù)表、設(shè)備及管道數(shù)據(jù)表、安全附件資料、建筑物明細表、人口分布數(shù)據(jù)、潛在點火源數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)等。

（2）模型計算。包括事故后果嚴(yán)重程度計算、個人風(fēng)險及社會風(fēng)險計算。重大危險源泄漏后，園區(qū)內(nèi)員工、園區(qū)外居民暴露在有毒物質(zhì)的蒸氣云、火災(zāi)熱輻射和爆炸沖擊波可能擴散到的范圍內(nèi)會有一定的個人風(fēng)險，同時也會造成一定的社會風(fēng)險。個人風(fēng)險是指沒有采取任何保護措施，在一個特定的地方長期生活的人員遭受特定的傷害頻率。定量風(fēng)險分析得出的個人風(fēng)險數(shù)據(jù)是以等值線圖的形式在地圖上給出的。

4 化工企業(yè)定量風(fēng)險管理

4.1 個人風(fēng)險和社會風(fēng)險概念

社會風(fēng)險和個人風(fēng)險的計算結(jié)果所代表的物理意義不同，個人風(fēng)險表示的是化工企業(yè)某一地點的個人死亡概率，社會風(fēng)險則表示的是某一區(qū)域的總體情況，它的取值與區(qū)域內(nèi)人口密度相關(guān)。社會風(fēng)險是指某個事故或某組事故所造成的嚴(yán)重程度不低于某個值時，在一定時間（一年）內(nèi)發(fā)生的概率。因此在化工企業(yè)內(nèi)沒有人員出現(xiàn)的危險源區(qū)域，個人風(fēng)險值可能很高，而不存在社會風(fēng)險。

4.2 風(fēng)險可容許標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險并不是越低越好，因為降低風(fēng)險需要采取措施，措施的實施需要付出代價，因此通常需要定義一個風(fēng)險可接受準(zhǔn)則，將風(fēng)險限制在一個可接受的水平。風(fēng)險可接受標(biāo)準(zhǔn)是一個“多安全才是足夠安全”的問題，它是指人們主觀愿望上對風(fēng)險水平的接受程度，風(fēng)險值的確定是一個極其復(fù)雜的過程，需受政治、經(jīng)濟、人文環(huán)境、社會等諸多因素的影響。在計算得到個人風(fēng)險和社會風(fēng)險的計算結(jié)果后，需要與社會風(fēng)險和個人風(fēng)險的可接受標(biāo)準(zhǔn)進行對比，以此作為風(fēng)險控制決策的依據(jù)。

個人風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)目前廣泛采用的是ALARP（As Low As Reasonably Practicable）準(zhǔn)則。ALARP準(zhǔn)則是目前國際上廣泛采用的用以判別風(fēng)險是否可接受的標(biāo)準(zhǔn)。ALARP準(zhǔn)則把風(fēng)險劃分為風(fēng)險可忽略區(qū)（下限及下限以下區(qū)域）、合理可接受區(qū)（上下限之間的區(qū)域）和不可忍受區(qū)（上限及上限以上區(qū)域）。其中，當(dāng)風(fēng)險在合理可接受區(qū)域內(nèi)時，需要對危險設(shè)備進行安全效益分析。如果分析結(jié)果認為增加安全投入不能有效地降低風(fēng)險，則可以允許該風(fēng)險的存在。我國則主要依據(jù)《危險化學(xué)品生產(chǎn)、儲存裝置個人可接受風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)和社會可接受風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)（試行）》進行評估。

5 結(jié)論

化工企業(yè)常見的重大生產(chǎn)安全事故包括：泄漏、火災(zāi)、中毒、爆炸四種，一旦化工企業(yè)發(fā)生安全事故，不僅會造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失，還會嚴(yán)重影響經(jīng)濟社會穩(wěn)定有序發(fā)展。因此，亟需對存在重大危險源的化工企業(yè)進行風(fēng)險評估的研究，做好風(fēng)險防范措施，切實保護周邊人群的生命及財產(chǎn)安全。

[1]中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院.石化裝置定量評估指南[M].北京:中國石化出版社,2007.

[2]譚光成.某化工企業(yè)危險化學(xué)品重大危險源定量風(fēng)險計算[J].企業(yè)科技與發(fā)展,2014(13):83～85.

[3]郭群.CASST-QRA定量風(fēng)險評價法在重大危險源評估中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2015,34(6):296～298.