煉化企業“防泄漏防著火爆炸”機制構建與實踐

丁海波

摘要：過去十多年來，煉化企業因泄漏先后發生過井噴失控、煉化裝置著火爆炸、輸油管道爆炸等重特大事故。文章針對煉化企業存在的重大火災爆炸危險，構建了一套“防泄漏防著火爆炸”機制，并利用定量分析軟件，計算了事故后果，有針對性地提出了相關預防措施，以期對同類企業具有借鑒作用。

關鍵詞：泄漏;著火;爆炸;預防機制;定量風險評估

過去十多年來，煉化企業因泄漏先后發生過井噴失控、煉化裝置著火爆炸、輸油管道爆炸等重特大事故，為了進一步壓實企業安全生產主體責任，國務院及各部門相繼印發了《地方黨政領導干部安全生產責任制規定》《全面實施危險化學品企業安全風險研判與公告承諾制度》《安全生產約談實施辦法》等一系列法規性文件，全國安全生產形勢總體平穩，事故總量、較大事故、重特大事故實現“三個繼續下降”，但重特大事故仍頻繁發生，特別是危化品事故多發頻發。例如，江蘇響水“3·21”特別重大爆炸事故深刻反映出當前安全生產形勢依然嚴峻復雜。為此建立健全油氣設施全生命周期泄漏風險管控機制，優化生產工藝，強化設計、建造、安裝、開停工等全過程油氣泄漏風險評估，確保設施本質安全是煉化企業重點工作之一。

1? “防泄漏防著火爆炸”機制構建

1.1? 領導重視，專業指導，全員參與

夯實各部門領導責任，層層簽訂安全生產責任書，并由主管專業部門牽頭，全面開展調查，分析原因，制定糾防措施，對應該發現泄漏而沒有發現的失職人員進行追責，升級追責管理失職的管理人員和集體。

1.2? 全方位運用科學技術指導“防泄漏防著火爆炸”風險管控

綜合運用定量風險評估（QRA）、基于風險的檢驗（RBI）、危險與可操作性分析（HAZOP）、保護層分析（LOPA）、安全完整性等級（SIL）、失效模式與影響分析（FMEA）、工作危險性分析（JHA）、泄漏檢測與修復（LDAR）等工具方法，對屬地內泄漏、著火爆炸風險逐項梳理、全面辨識評價、制定措施，對罐區全面系統開展數學建模和定量風險評估（QRA），科學管控罐區泄漏及火災爆炸風險。

后果分析：罐區泄漏著火爆炸事故的后果分析采用計算機模擬進行。例如一個單一的有毒物質的儲罐泄漏事故可能導致毒物擴散，從而使人員中毒傷亡;一個單一的可燃物質泄漏事故可能導致噴射火、閃火、火球或者爆炸，火災的熱輻射及爆炸沖擊波可能導致人員傷亡。

風險計算及評估：每個罐區泄漏著火爆炸模擬事故的頻率和后果評估出來后，進行風險計算。對不可接受的風險提出降低的辦法，包括降低事故頻率、降低事故后果和安全管理措施，列入每個屬地月度工作計劃中，運行PDCA循環，最終科學管控罐區泄漏著火爆炸風險。

以罐區風險最高的全壓力罐區發生著火爆炸及BLEVE（沸騰液體擴展蒸氣爆炸）的定量風險評估為例，全壓力罐區共35個儲罐，主要儲存有乙烯、丙烯、丁二烯、LPG、裂解C4、丁烯-1等介質。球罐區易發事故介質多為LPG，全壓力罐區乙烯儲罐12座，發生泄漏可能性大，綜合考慮，選取盛裝有LPG和乙烯介質的儲罐作為模擬事故儲罐，開展QRA定量風險評價。

頻率計算及修正：

（1）初始頻率修正

F修正=F經驗·FE·FM

式中：FE—設備修正因子;

FM—管理系統評價因子。

依據LOPA分析方法推薦范圍，結合API581，化工企業定量風險評價導則，取壓力容器災難性破裂概率F經驗=6×10-6y-1。

FE各項修正系數值。

（2）泄漏后點火概率分析

LPG主要成分為丙烷和正丁烷，連同乙烯均為中等反應活性。

乙烯、LPG球罐容積均為2000m3，一旦發生BLEVE，泄漏量遠大于10000 kg。

直接點火及發生BLEVE概率均從IPO標準中獲取。

此外，對瞬時泄漏進行初始點火，可能會發生BLEVE和火球，發生BLEVE和火球的概率等于：

固定裝置? ? ? ? ? ? ?PBLEVE=0.7;

設施中的傳輸單元? ? ?PBLEVE=1.0。

綜上：固定裝置發生BLEVE和火球的概率PBLEVE=0.7。

（3）場景1/2事故發生概率F1

F1LPG=F經驗·FE·FM·PBLEVE=6×10-6y-1·4·0.3·0.7=

5.04×10-6y-1;

F1乙烯=F經驗·FE·FM·PBLEVE=6×10-6y-1·6·0.3·0.7=

7.56×10-6y-1。

后果模擬。

（4）原料LPG儲罐發生BLEVE，如表2～5所示。

（5）LPG儲罐BLEVE延遲點火，形成蒸氣云爆炸，如表6所示。

經上述分析，可以得出以下結論：

原料LPG儲罐發生BLEVE，引燃形成火球，100%致死率半徑達378m，在三種環境下（年平均、夏季、冬季），夏季事故影響后果相對較小，為297m，冬季環境事故后果較為嚴重，達450m;原料LPG發生BLEVE，介質揮發沿下風向擴散，160m內濃度高達92230ppm（即9.22%）;下風向1270m處濃度17050ppm（1.7%），擴散范圍較遠;三種環境下對比，冬季由于風速較低，氣體不易擴散，致死濃度區域范圍相對較小，為112m，一旦引燃，氣體聚集密度大，事故后果相對也更嚴重;死亡區域覆蓋下風向140m內，外圓周處人員因沖擊波作用導致肺出血而死亡的概率為50%，防地震建筑物破壞或嚴重破壞;380m內重傷區域，外邊界處人員耳膜因沖擊波作用破裂的概率為50%，建筑物有顯著破壞;900m內輕傷區域，外邊界處人員耳膜因沖擊波作用破裂的概率為1%，建筑物部分輕微破壞。通過定量風險評估的應用，精確計算出了全壓力罐區泄漏的風險，為風險防范措施的制定提供了科學依據。

1.3? 建章立制，規范管理

制定“防泄漏防著火爆炸”專項整治方案，設立“防泄漏防著火爆炸”專題主頁，車間、分廠、專業部門分別在每月專題主頁發布月度防泄漏工作方案。明確各級主要領導親自安排部署，結合實際，突出風險管控，明確“防泄漏”具體內容和職責，扎扎實實落實。

1.4? 補短板、消瓶頸、夯實生產安全基礎

一是強化設備運行失效管控。如開展設備長周期運行攻關。排查瓶頸問題，統計分析歷年設備泄漏數據，確定易發生泄漏的重點設備、車間站隊、集中開展長周期運行攻關，全部完成攻關目標。

二是持續推進儀電聯鎖故障管控。建立深冷區控制閥門、卡套防泄漏檢查標準，固化對深冷區控制閥門、儀表接頭、卡套防泄漏檢查與防控，減少儀表閥門外泄故障的發生。持續完善氣體檢測報警系統，及時對照新標準安裝聲光報警燈、調整報警器安裝高度、實施固定式報警器接地線整改。

三是深入推進裝卸管控。每月開展火車、汽車裝卸車設備、設施完整性檢查、隱患排查和整改。罐區防雷防靜電檢測、接地電阻全部合格。充分利用RBI策略降低開罐和檢驗頻次，剛性減少罐區危險作業數量，按作業模板實施標準化作業，推行罐區作業“零違章”，確保罐區作業安全受控。

2? 結語

本文針對煉化企業存在的重大火災爆炸危險，構建了一套“防泄漏防著火爆炸”機制，利用定量分析軟件，計算事故后果，并有針對性地提出了相關預防措施。計算結果表明，原料LPG儲罐發生BLEVE，引燃形成火球，100%致死率半徑達378m，冬季由于風速較低，氣體不易擴散，致死濃度區域范圍相對較小，為112m，一旦引燃，氣體聚集密度大，事故后果相對也更嚴重。結果對于同類企業開展防火防爆工作具有很好地借鑒作用。

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[5]向波，李宏志，王壽佳.石油化工企業消防安全問題及防火對策解析[J].今日消防，2020，5（05）：53-54.

Construction and practice of "Leakage

Prevention， Fire and Explosion Prevention"

mechanism in refining and chemical enterprises

Ding Haibo

Qingdao Economic and Technological Development Zone Fire and Rescue Section

Abstract：Over the past decade， there have been major accidents such as blowout out of control， fire and explosion of refining equipment and explosion of oil pipelines in refining and chemical enterprises due to leakage. In view of the major fire and explosion risks in refining and chemical enterprises， this paper constructs a set of “Leakage Prevention， Fire and Explosion Prevention” mechanism， calculates the accident consequences by using quantitative analysis software， and puts forward relevant preventive measures for similar enterprises. It can be used as a reference for similar enterprises.

Keywords：leakage;fire;explosion;prevention mechanism;quantitative risk analysis