LPG儲(chǔ)罐泄漏起火事故情景構(gòu)建研究

韓增，李新松，臧泉龍，王憲鑫，李濤，趙翔海

[中海石油環(huán)保服務(wù)（天津）有限公司，天津 300452]

0 引言

“十八大”以來(lái)，黨和國(guó)家始終把維護(hù)公共安全放在首要位置。當(dāng)前我國(guó)的整體安全形勢(shì)有所好轉(zhuǎn)[1]，但重特大事故仍然時(shí)有發(fā)生，如江蘇響水“3·21”特大爆炸事故、山東濟(jì)南“4·15”重大著火中毒事故、江西豐城“11·24”坍塌事故等。從上述事故可以看出，我國(guó)大部分企業(yè)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)管控能力仍有欠缺，同時(shí)也暴露出企業(yè)在應(yīng)對(duì)巨災(zāi)方面存在的不足。而針對(duì)企業(yè)開(kāi)展重大事故情景構(gòu)建研究與應(yīng)用，不僅可以改變“事先預(yù)防、事后應(yīng)急”的弊端，也有利于開(kāi)展有針對(duì)性的預(yù)防及應(yīng)急準(zhǔn)備，提升企業(yè)應(yīng)急管理能力[2]。本文將采用情景構(gòu)建技術(shù)手段，構(gòu)建LPG 儲(chǔ)罐泄漏起火事故情景，分析企業(yè)在面對(duì)巨災(zāi)情況下，應(yīng)急救援能力方面存在的差距，并提出下一步工作方向。

1 情景構(gòu)建基本流程

情景構(gòu)建起源于美國(guó)“9·11”恐怖襲擊之后，后期在德國(guó)、英國(guó)及日本普遍得到推廣，實(shí)質(zhì)上是在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)某一類(lèi)或多類(lèi)突發(fā)事件進(jìn)行的全景性描述[3-7]。情景的演化過(guò)程需結(jié)合大量的歷史真實(shí)案例、背景資料及數(shù)據(jù)分析，要充分體現(xiàn)各類(lèi)事件的共性，基于構(gòu)建的事故場(chǎng)景，開(kāi)展應(yīng)急能力差距分析。流程圖[5]如圖1所示。

圖1 重大事故情景構(gòu)建工作流程

2 LPG儲(chǔ)罐泄漏火災(zāi)事故情景構(gòu)建研究

2.1 企業(yè)簡(jiǎn)介

A 公 司 現(xiàn) 有LPG 儲(chǔ) 罐3 臺(tái)100 m3（ 其 中1 臺(tái)100 m3儲(chǔ)罐作為備用罐）和1 臺(tái)50 m3的LPG 儲(chǔ)罐，罐區(qū)另設(shè)1 臺(tái)50 m3儲(chǔ)罐儲(chǔ)存液化石油氣殘液（主要成分為戊烷），為四級(jí)重大危險(xiǎn)源單位。該企業(yè)擁有充裝管線1 條，卸車(chē)管線1 條，殘液回收管線1 條；擁有完整的液化石油氣充裝及卸車(chē)設(shè)施。

2.2 情景描述

A 公司在充裝作業(yè)期間，1#儲(chǔ)罐第一道法蘭與儲(chǔ)罐連接處發(fā)生泄漏，值班領(lǐng)導(dǎo)發(fā)現(xiàn)后立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，各職能組按照職責(zé)分工開(kāi)展搶險(xiǎn)救援行動(dòng)。由于泄漏速度過(guò)快，產(chǎn)生靜電，周邊混合氣體遇靜電發(fā)生閃爆，閃爆導(dǎo)致法蘭與儲(chǔ)罐連接處泄漏口增大，大量液化石油氣泄漏，并形成噴射火，2 名現(xiàn)場(chǎng)人員受傷。罐區(qū)火勢(shì)在廠內(nèi)消防力量及外部消防力量共同撲救下，得到控制并最終熄滅。廠區(qū)員工及周邊公眾為避免事故繼續(xù)擴(kuò)大而被迫疏散。

2.3 事故數(shù)值模擬

LPG 儲(chǔ)罐泄漏起火后產(chǎn)生的有毒有害氣體，不僅會(huì)對(duì)人身造傷害，同時(shí)也會(huì)對(duì)周邊儲(chǔ)罐、管線、儀表等設(shè)施造成損壞。本文采用Phast 事故后果定量分析軟件，分別模擬噴射火熱輻射及泄漏氣體擴(kuò)散范圍。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件及場(chǎng)景模擬，選取天氣參數(shù)作為計(jì)算的典型工況（風(fēng)向：西北風(fēng)，風(fēng)速：4 m/s）；LPG儲(chǔ)罐泄漏時(shí)的儲(chǔ)量為40 t；物料參數(shù)為液化石油氣（壓力：0.3 MPa）；泄漏孔徑為4 cm。

2.3.1 儲(chǔ)罐泄漏噴射火定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果分析

假定噴射火半徑用字母r 表示，從圖2 可以看出，當(dāng)r ＜56 m 時(shí)，操作設(shè)備損壞，人員100%死亡（1 min）；56 m ≤r ≤69 m 時(shí)，木材燃燒或塑料熔化所需最低能量（有火焰），重大燒傷（10 s）；69 m ＜r ≤92 m 時(shí)，裸露皮膚有痛感，穿防護(hù)服可停留幾分鐘。

2.3.2 液化石油氣泄漏定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果分析

假定液化石油氣泄漏半徑用字母s 表示，從圖3 可以看出，當(dāng)s ＜15 m 時(shí)，該范圍為熱區(qū)、禁區(qū)，需進(jìn)行強(qiáng)制疏散；15 m ≤s ≤104 m 時(shí)，該范圍為暖區(qū)，需做適當(dāng)?shù)木偷乇茈y；104 m ＜s ≤146 m 時(shí)，該范圍為冷區(qū)，發(fā)布警戒管制區(qū)報(bào)警。

2.4 事故演化過(guò)程

圖2 噴射火源強(qiáng)度半徑

圖3 泄漏氣體云團(tuán)俯視圖

2.4.1 孕育階段

2020 年1 月20 日，氣溫驟降，達(dá)到-5 ℃，A 公司值班人員忘記對(duì)周邊儲(chǔ)罐底部進(jìn)行排凝。

11：50，A 公司充裝間2 名員工正在充裝鋼瓶，廠區(qū)卸車(chē)點(diǎn)1 輛液化石油氣的槽車(chē)正在進(jìn)行卸車(chē)作業(yè)。由于人手有限，作業(yè)過(guò)程中值班室沒(méi)有人。

2.4.2 發(fā)生階段

12：20，作業(yè)人員聽(tīng)到吱吱的聲響，實(shí)地查看后發(fā)現(xiàn)1#儲(chǔ)罐第一道法蘭與儲(chǔ)罐連接處發(fā)生泄漏，立即向值班負(fù)責(zé)人報(bào)告。

12：01，值班負(fù)責(zé)人接到報(bào)告后，立即啟動(dòng)《儲(chǔ)罐液相第一道法蘭泄漏現(xiàn)場(chǎng)處置方案》，指令現(xiàn)場(chǎng)人員立即關(guān)閉1#儲(chǔ)罐所有閥門(mén)及充裝儲(chǔ)罐出液、回流閥門(mén)；關(guān)閉壓縮機(jī)及槽車(chē)氣液相閥門(mén)，組織槽車(chē)離開(kāi)廠區(qū)；暫停一切作業(yè)，疏散無(wú)關(guān)人員撤離。

12：03，值班負(fù)責(zé)人啟動(dòng)電鈴，通知所有在崗人員迅速到“集合點(diǎn)”集合，并立即向B 公司及屬地主管部門(mén)報(bào)告事故情況，B 公司接到報(bào)警后，立即啟動(dòng)B 公司級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，同時(shí)第一時(shí)間向C 公司報(bào)告事故情況。

12：05，指揮長(zhǎng)宣布啟動(dòng)A 公司級(jí)應(yīng)急預(yù)案，成立現(xiàn)場(chǎng)指揮部，指令消防搶險(xiǎn)組切斷儲(chǔ)罐區(qū)電源，啟動(dòng)罐區(qū)消防系統(tǒng)，組織人員開(kāi)展應(yīng)急堵漏工作；安全警戒組對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行警戒隔離，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)無(wú)關(guān)人員撤離；通信聯(lián)絡(luò)組及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)救援進(jìn)展并上報(bào)。

12：07，消防搶險(xiǎn)組到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，關(guān)閉儲(chǔ)罐區(qū)所有電源，啟動(dòng)罐區(qū)消防噴淋，利用消防水龍帶對(duì)泄漏點(diǎn)周?chē)M(jìn)行稀釋，并在泄漏點(diǎn)下風(fēng)向防火墻處設(shè)置便攜式氣體檢測(cè)儀，同時(shí)，利用鋼卡對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行堵漏。

12：09，安全警戒組封鎖廠內(nèi)外交通車(chē)輛，設(shè)置警戒路障和隔離帶，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)無(wú)關(guān)人員撤離，同時(shí)做好引導(dǎo)救援車(chē)輛準(zhǔn)備。

12：12，非應(yīng)急人員撤離至緊急集合地點(diǎn)，安全警戒組進(jìn)行人數(shù)清點(diǎn)工作，同時(shí)，對(duì)集合點(diǎn)的可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并隨時(shí)向指揮長(zhǎng)匯報(bào)。

12：25，現(xiàn)場(chǎng)仍未堵漏成功，為避免事故影響進(jìn)一步擴(kuò)大，指揮長(zhǎng)指令通信聯(lián)絡(luò)組，告知周邊企業(yè)及村委會(huì)做好人員疏散準(zhǔn)備，同時(shí)向?qū)俚蒯t(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)系，提前做好救援準(zhǔn)備。

2.4.3 擴(kuò)大階段

12：30，在應(yīng)急堵漏過(guò)程中，1#儲(chǔ)罐第一道法蘭與儲(chǔ)罐連接處泄漏口突然增大，產(chǎn)生靜電，周邊混合氣體遇靜電發(fā)生閃爆，閃爆導(dǎo)致大量液化石油氣泄漏，并形成噴射火，2 名搶險(xiǎn)人員受傷（1 人燒傷，1 人昏迷）。

12：32，指揮長(zhǎng)指令消防搶險(xiǎn)組立即啟動(dòng)高壓注水裝置，開(kāi)啟1#儲(chǔ)罐鄰近消防水栓進(jìn)行集中滅火，并迅速轉(zhuǎn)移受傷人員；通訊聯(lián)組向B 公司報(bào)告事故情況；安全警戒組對(duì)受傷人員進(jìn)行初期救治。

12：34，B 公司接到報(bào)告后，立即向C 公司報(bào)告事故情況，C 公司立即啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)，部署應(yīng)急救援策略。

12：37，受傷人員被轉(zhuǎn)移至上風(fēng)向安全區(qū)域。

12：45，地方消防隊(duì)和地方政府領(lǐng)導(dǎo)趕到事故現(xiàn)場(chǎng)并了解情況，成立現(xiàn)場(chǎng)指揮部，A 公司應(yīng)急指揮權(quán)移交地方政府，A 公司協(xié)助政府進(jìn)行應(yīng)急救援工作。

12：47，屬地消防隊(duì)組織多輛消防車(chē)對(duì)著火設(shè)施進(jìn)行滅火，并對(duì)周邊儲(chǔ)罐進(jìn)行降溫保護(hù)。

12：49，政府應(yīng)急指揮部安排人員對(duì)周邊半徑1 km范圍內(nèi)可能受影響的企業(yè)和村莊進(jìn)行疏散。

13：15，120 救護(hù)車(chē)抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，將受傷人員轉(zhuǎn)移至周邊醫(yī)院。

13：20，罐區(qū)火勢(shì)在廠內(nèi)消防力量及外部消防力量共同撲救下，得到控制并最終熄滅。

13：40，經(jīng)氣體監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)，罐區(qū)周邊區(qū)域混合氣體濃度處于爆炸下限濃度以下。

2.4.4 應(yīng)急結(jié)束階段

第二日：

9：00，罐區(qū)消防廢水檢測(cè)合格后，被轉(zhuǎn)入事故水池。

9：30，政府應(yīng)急指揮中心宣布現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急結(jié)束，開(kāi)展事故調(diào)查工作。

一周后，消防廢水處置基本完成。兩周后，責(zé)任認(rèn)定、開(kāi)展災(zāi)后恢復(fù)工作。一個(gè)月后，受損設(shè)施設(shè)備更換完畢，廠區(qū)恢復(fù)正常工作。

2.5 事故影響

LPG 儲(chǔ)罐泄漏起火導(dǎo)致的事故后果是：傷亡情況是1 人燒傷，1 人昏迷；基礎(chǔ)設(shè)施損壞為1#儲(chǔ)罐第一道法蘭及周邊管線、儀表?yè)p壞；疏散/遷移100 多人；大氣局部污染；經(jīng)濟(jì)損失約100 萬(wàn)人民幣；發(fā)生多次事件的可能性較小；恢復(fù)時(shí)間需要數(shù)月。

2.5.1 次生衍生災(zāi)害

若廠區(qū)雨水排放閥沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉或消防廢水過(guò)多，都會(huì)導(dǎo)致消防廢水進(jìn)入周邊區(qū)域，造成環(huán)境污染事故；有毒有害氣體隨風(fēng)大面積擴(kuò)散，嚴(yán)重威脅周邊人員的人身安全；噴射火造成的熱輻射及爆炸沖擊波，會(huì)在不同程度上對(duì)設(shè)備和人員造成永久性或臨時(shí)性傷害。

2.5.2 財(cái)產(chǎn)損失

LPG 儲(chǔ)罐、管線及廠區(qū)其他設(shè)備設(shè)施嚴(yán)重?fù)p壞產(chǎn)生的費(fèi)用；儲(chǔ)存的液化石油氣大量泄漏產(chǎn)生的費(fèi)用；動(dòng)用本單位、外部單位應(yīng)急資源產(chǎn)生的費(fèi)用；人員救護(hù)、賠償費(fèi)用；政府罰款等。

2.5.3 經(jīng)濟(jì)影響

無(wú)法按照合同要求完成工作，造成的違約金賠償；公司聲譽(yù)受損，引發(fā)資金鏈斷裂，財(cái)務(wù)狀況惡化。

2.5.4 健康問(wèn)題

爆炸沖擊波及噴射火熱輻射對(duì)員工身體健康造成的直接影響。另外，在事故中吸入過(guò)量的有毒有害氣體，大大增大了員工患病的概率。

表1 應(yīng)急能力差距分析表

3 應(yīng)急能力差距分析

以構(gòu)建的事故場(chǎng)景為基礎(chǔ)，梳理應(yīng)急任務(wù)，分析完成每個(gè)應(yīng)急任務(wù)所需的應(yīng)急資源，與現(xiàn)有資源進(jìn)行差距分析，并提出下一步的工作方向。以液化石油氣泄漏、閃爆起火階段的差距分析為例，詳見(jiàn)表1。

4 結(jié)語(yǔ)

重大事故情景構(gòu)建技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)的應(yīng)急管理，具有重要意義，一是可以加強(qiáng)企業(yè)對(duì)巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)知程度，對(duì)小概率、高后果事件的重視度；二是強(qiáng)化了企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層和主要崗位人員主體責(zé)任；三是反省應(yīng)急能力體系脆弱性，明確巨災(zāi)應(yīng)急準(zhǔn)備能力建設(shè)主要目標(biāo)；四是作為巨災(zāi)事件應(yīng)急演練情景設(shè)計(jì)的依據(jù)。