浅论大型石油罐区风险评价

引言（1）

     石油生产中的物料是具有易燃易爆、腐蚀毒害等危险性，物质的这些潜在危险生决定了在生产、使用、储存、运输过程中必须严格加强管理，稍有不慎就会酿成事故，给人们的生命财产造成破坏和损失。随着国民经济的迅猛发展，对石油产品的需求量与日俱增，油品储罐也向着大型化方向发展，10×104m3以上的储罐屡见不鲜。大型装置一旦发生故障，所带来的损失就会更加严重，甚至可能是灾难性的。因此，对大型罐区进行风险评价是显得尤为重要。

     我们采用安全检查表分析法、危险指数法、重大事故仿真分析方法，对某油库的大型石油罐区进行了风险评价，现介绍如下。
 
油库概况（2）

     该油库存分为两部分：一部分为油港油库，另一部分为老油库。油港油库属于特大型油库，现有一期和二期2个原油码头，3个泊位，设计年卸油能力3000万t，是目前我国最大的原油集输、中转港。共有钢制双盘式浮顶油罐32座，总储存容量180×104m3，其中5×104m3油罐28座，10×104m3油罐4座。另有输油泵房3座，3个原油泵房的流程是连通的，均可以进行装船作业和原油输转。老油库总年容45×104m3，其中5×104m3油罐6座、15×104m3地下油库1座。另有输油泵房2座。

     黄岛油库所储存的原油主要为进口原油。进口原油相对于国产原油，具有凝点低、含硫高、危险性大等特点，属于甲B类火灾危险性物质。
 
安全评价方法（3）

     1 安全检查表分析法

     安全检查表分析法是使用书面列出的项目或程序去辨识一个系统状况的方法。它常用作衡量是否符合现行标准和法规的依据。检查表分析方法简单易用，可适用于工艺项目的多个阶段。应用检查表可以使经验不足的人将工艺状况与检查表所列的条款逐项对比，从而熟悉工艺。检查表还为分析人员的工艺或操作评价的管理审查提供了一般基准方法。

     该油库安全检查表检查内容分为8个部分：

     1）单罐安全检查表检查，包括：储罐造型、储罐本体、储罐附件、储罐消防设施、储罐监控设施。

     2）分罐区安全检查表检查，包括：罐组布置、防火堤、排水系统、消防设施。

     3）油泵房安全检查表检查。

     4）操作及安全管理安全检查表检查，包括：安全操作、安全管理。

     5）总罐区总体布置安全检查表检查。

     6）总罐区消防设施安全检查表检查。

     7）总罐区消防给水设施安全检查表检查。

     8）综合安全管理检查表检查，包括：安全管理组织机构、安全制度和执行情况、安全目标管理、安全教育、安全检查、“三同时”、“五同时”、安全及措施管理、安全技术进步、外来施工人员安全管理、基础资料、票证管理、事故管理、事故指标。

     由于篇幅有限，安全检查表的具体内容就不在这里一一列举了。通过安全检查表检查得出：该企业从安全机构到安全设施都存在着一定的问题，为了保证生产安全运行，保障职工安全和健康，针对检查发现的问题，提出了一些建议和对策措施。

     2 危险指数法

     危险指数法，是通过对系统物质、工艺条件和操作参数等的危险性进行比较，将作业现场或装置进行危险性分级的方法。通常，指数法是以作业现场危险度、事故几率和事故严重度为基础，对不同作业现场的危险性进行鉴别的。此方法使用起来形式多样，既可定性、又可定量。指数法可以评价火灾、爆炸和中毒危险，以及评价一项工艺或作业安全、卫生、环境和经济影响。

     该油库所储存、输送的油品为原油，属于甲B类易燃液体，在生产储运过程中，若发生原油泄漏等事故，可能引发燃烧和爆炸事故。为此，采用美国道化学公司的火灾、爆炸危险指数法（第七版），先对输油、储运工程固有的潜在火灾、爆炸危险指数进行计算，然后提出在设计建设过程中，应考虑设置的必要的安全设施，最后进行补偿火灾、爆炸危险指数计算，从而对该油库的安全性进行定量分析。

     火灾、爆炸指数计算分析程序如图1所示。

    

     图1 火灾、爆炸指数计算分析程序

     根据整个油库的工艺流程和设备的布置情况以及所研究内容等特点，选取原油储罐区3#罐及1#油泵房为计算单元进行初期火灾、爆炸危险指数和补偿火灾、爆炸危险指数进行计算和分析。具体分析不在此罗列。两个单元的危险指数计算结果汇总于表1。

     表1 危险指数计算结果汇总

    

单元号	单元名称	初期危险指数评价			补偿危险指数评价
		F&EI	危险程度		（F&EI）＇	危险程度
1	原油储罐区3# 罐	128	高		88.3	较低
2	原油泵房1# 泵房	128	高		89.6	较低

     初期计算结果表明，这两个计算单元的危险等级为“高”，补偿计算结果表明，所有单元的危险等级都降为“较低”级别。说明该油库所计算单元在采取安全措施和预防手段的条件下，危险等级大大降低，达到可以接受的程度。

     3 重大事故仿真分析

     3.1 方法介绍

     用于危险性分析的计算机软件有4种类型，危险辨识软件、事故后果模型软件、事故频率分析软件、综合危险定量分析软件。本项目利用挪威DNV公司SAFETI（Software for Assessment of Flammable，Explosive Toxic Impact）软件，对该油库可能发生的重大事故进行分析。

     利用SAFETI分析计算步骤包括：选择或输入基础资料；输入事故案例；选择事故类型；进行运算；得出结果。

     3.2 模型计算

     模型计算分为因果计算和风险计算两个部分。

     因果计算为对气候数据中规定的每种气候条件进行扩散模拟和效应模拟，扩散模型对可燃物计算出达到临界浓度的距离，即可燃物的可燃性极限；对毒性材料计算出最低毒性级的距离。效应模拟仅针对可燃材料，计算出喷火、池水和BLEVE（沸液膨胀蒸气爆炸）到临界辐射级的距离，以及对爆炸到临界过压的距离。

     风险影响计算依次取每个故障案例及结果，并以致命术语模拟对周围环境的效应。效应有赖于气候条件、风向、着火的位置和时间及着火的性质（着火还是爆炸）。该模型将对所有这些加以考虑，并根据气候数据/点火数据和参数数据赋予各种展开情况一个概率。

     3.3 油库事故仿真分析

     事故仿真分析是从不利的情况考虑，给出假定的事故形态，并进行事故后果的模拟计算，以预测油库历运行过程中一旦发生事故可能造成的危害。

     本项目在运行过程中可能发生的事故类型主要为：

     1）原油储罐罐底板开裂，原油泄漏形成池火；

     2）原油管线泄漏形成池火；

     3）原油储罐罐底板开裂或管线泄漏，原油挥发组分与空气形成爆炸性气体，遇到点火源发生蒸气云爆炸。

     仿真结果表明：当原油储罐发生孔径为100mm的泄漏时，从原油泄漏后蒸气云团扩散俯视图（图略）可以看出，原油泄漏后会向临近罐以及周边环境扩散，不同浓度影响的一样，但浓度没有达到其爆炸下限以上。所以，蒸气与空气形成混合物遇明火、高热引起爆炸的可能性较小，但仍然要定期对储罐进行检测，以便及时发现储罐的缺陷。

     从原油泄漏形成池火热辐射影响范围图（图略）可以看出，热辐射影响范围较大，但辐射能量12.5kw/m2对设备的损害不是很大，有火焰时，能使木材燃烧是塑料熔化的最小能量。为了避免更大的损失，原油泄漏后遇火燃烧时，要注意邻近罐的冷却保护。池火辐射能量对人的伤害比较严重，1分钏内可以造成Ⅰ°烧伤。所以，人员进入罐区，要特别注意个人防护。

     从原油泄漏后延迟点火爆炸影响范围图（图略）可以看出，原油在距泄漏点较远处积聚遇火源发生爆炸，爆炸超压的影响范围较大，沿风向距泄漏点较远。由于油罐本身的特殊结构，对其自身的损失不会太大，但要注意对周边环境内建筑物以及人员的保护。
 
结束语（4）

     通过对该油库的安全检查表检查，提出了17条安全对策措施；通过危险指数分析，提出了6条安全对策措施；通过重大事故仿真分析，提出了4条安全对策措施。根据这些建议和措施，对该油库存在的安全隐患进行及时整改，可以提高整个库区的安全控制水平。