石油化工碼頭重大危險源辨識及評價研究

彭士濤，王曉麗，戴明新，王文杰

（1.交通運輸部天津水運工程科學研究所水路交通環境保護技術交通行業重點實驗室，天津 300456；2.天津理工大學環境科學與安全工程學院，天津 300384）

石油化工碼頭重大危險源辨識及評價研究

彭士濤1，王曉麗2，戴明新1，王文杰2

（1.交通運輸部天津水運工程科學研究所水路交通環境保護技術交通行業重點實驗室，天津 300456；2.天津理工大學環境科學與安全工程學院，天津 300384）

對石油化工碼頭重大危險源的辨識及評價技術方法進行了系統的總結與闡述，重點介紹了石油化工碼頭重大危險源界定、評價方法、分級方法、可接受風險水平等4個方面的技術方法，并提出了石油化工碼頭重大危險源辨識及評價方法。

石油化工碼頭；重大危險源；辨識；風險評價

Biography：PENG Shi-tao（1979-），male，senior engineer.

為滿足石油海運發展的需求，我國專用石油碼頭和石油倉儲業務近年發展迅速，從渤海灣到北部灣，東部沿海眾多港口城市形成了一定規模的石油運輸港區。石油的水路運輸具有運量大、中間環節少、周轉快、貨物損失少、經濟效益和社會效益顯著等特點，還能節省包裝、灌桶、堆存、清洗、處理等費用。但同時也存在很大的安全隱患，由于石油具有燃燒性、腐蝕性、毒性、污染性和反應性等特點，且運輸量大，在運輸過程中，任何一個環節出現問題，都可能引起火災、爆炸和泄漏等嚴重事故，造成對陸域、大氣和水域的污染。如2010年7月16日，大連新港附近的大連中石油國際儲運有限公司原油罐區輸油管道發生爆炸，原油大量泄漏并引起火災，事故造成50 km2海面污染，溢油量超萬噸［1］。這些慘痛的教訓告訴我們，必須對石油的交通運輸和貯存進行嚴格的管理，建立科學完善的石油化工碼頭重大危險源辨識和評價技術方法，提高石油化工碼頭安全管理水平。

1 石油化工碼頭重大危險源界定方法研究

重大危險源又叫重大危害設施，由于這些設施經常產生惡性的重特大事故，20世紀70年代以來受到了國際社會的廣泛關注（國家安全生產監督總局網，2011）。1993年國際勞工組織（ILO）在《預防重大工業事故公約》中，定義重大事故為“在重大危險設施內的一項生產活動中突然發生的、涉及一種或多種危險物質的嚴重泄漏、火災、爆炸等導致職工、公眾或環境急性或慢性嚴重危害的意外事故”［2-3］。一些歐洲國家較早地提出了重大危險源控制問題，英國、荷蘭、德國、法國、意大利、比利時等歐盟成員國都頒布了有關重大危險源控制的法規，并研究開發了相關技術。英國衛生安全局（HSE）建立了重大危險源咨詢委員會，進行重大危險源控制和立法方面的咨詢。歐共體于1982年頒布了《關于工業活動中重大危險源的指令》，列出了180種物質的臨界標準，要求各加盟國、行政監督部門和企業等承擔在重大事故控制方面的責任和義務。國際經濟合作發展組織在OECD Council ACT（88）84中推薦20種用于重大危險源辨識的重點控制危害物質及其臨界值標準［2］。1988年國際勞工組織頒發了《重大事故控制指南》，指導各國的重大危險源控制工作。在ILO支持下，印度、印度尼西亞、泰國、馬來西亞和巴基斯坦等建立了國家重大危險源控制系統［3］。

我國在2000年頒布了由中國安全生產科學研究院吳宗之教授起草的關于重大危險源界定的標準《重大危險源辨識GB18218-2000》，2009年對該標準進行了修訂，將標準名稱改成了《危險化學品重大危險源辨識GB18218-2009》，該標準對危險化學品的范圍、臨界量進行了修訂；取消了生產場所與儲存區之間臨界量的區別。在此基礎上，2011年8月國家安全生產監督管理總局頒布了第40號令《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》，提出了危險化學品重大危險源的分級方法，引入了可容許風險的標準，利用國際上通用的社會風險曲線（F-N曲線），即單位時間內的死亡人數作為可容許社會風險標準，該規定對于危險化學品重大危險源的辨識簡單易行、便于操作。

根據石油化工碼頭裝卸作業的特點，參照國家標準和規定，碼頭區域內可能存在重大危險源的場所主要包括危險品（泛指油品、液化氣、液體危險化學品）貯罐區、危險品箱堆場、危險品倉庫、灌桶間等［4］。但由于危險品碼頭（特指散裝液貨碼頭）的特殊性，當危險化學品船舶靠泊進行危險化學品裝卸時，由于其裝卸量將遠大于標準規定的臨界量，故在此將危險品專用碼頭納入港口重大危險源的監管范圍，并根據石油化工碼頭危險物質的分布和數量，參照《危險化學品重大危險源辨識GB18218-2009》標準，動態的界定石油化工碼頭重大危險源。

2 石油化工碼頭重大危險源評價技術研究

我國早在“八五”期間就開始研究關于重大危險源的評價技術，“八五”科技攻關項目“易燃、易爆、有毒重大危險源辨識評價技術的研究”提出了關于危險物質事故易發性與工藝過程危險性耦合的重大危險源評價模型［5］。針對我國煤礦行業重大惡性事故頻發的情況，“九五”期間把“礦山重大危險源辨識評價技術”列為攻關課題之一，通過研究，初步建立了礦山重大危險源辨識評價原理和總體模型框架，并在瓦斯爆炸、火災和頂板事故三方面提出了事故易發性及后果嚴重度的具體評價技術。石油化工碼頭裝卸、儲運貨物種類多，裝卸船作業頻繁，按照《危險化學品名錄》，所運石油化工貨物基本都屬于易燃、易爆、有毒的危險化學品，近年來隨著石油化工碼頭增多，石油化工吞吐量不斷增大，重特大事故屢屢發生。國內外學者針對上述情況也相繼開展了一系列港口風險評價研究工作。柴田［6］對大鵬灣液化天然氣港口風險評價的研究中，將重大危險源按照《易燃、易爆、有毒重大危險源辨識評價技術研究》的方法進行分析和分級；臧娜［7］對威海港威海灣區的石化港口的溢油風險評價做了初步研究，建立了從溢油概率和危害程度兩方面考慮的溢油風險評價體系；崔小愛［8］以常州港錄安洲港區化工港口為例，對項目的危險源項進行了詳細分析，并結合國內外同類港口事故統計資料確定項目最大可信事故，對項目的環境風險進行了預測評價。曹鑫［9］在對長江南京流域某大型石化儲運企業的安全現狀調研基礎上，構建了基于油船靠泊作業過程、油庫灌區和人員的安全評價模型。徐連勝［10］按照《危險化學品重大危險源辨識》規定的臨界量對港口區域內的重大危險源進行了辨識，認為港口的儲存場所一般都構成港口重大危險源，當危險化學品船舶靠泊進行危險化學品裝卸時，由于其裝卸量大于標準規定的臨界量，故在此將危險品專用碼頭納入港口重大危險源的監管范圍，其評價方法可借鑒危險化學品的評價方法。

針對石油化工碼頭的特性，可運用主成分分析法，對所辨識的危險源通過關聯性分析和提取主成分的方式對主要的危險源進行識別。但主成分分析法主要是在客觀數據的基礎上進行的，所得出的結果由于其絕對的客觀性可能違背指標的實際意義，因此需要通過專家打分法對分析結果進一步修正。

3 石油化工碼頭重大危險源分級方法研究

因為不同的重大危險源在發生事故時引發的事故類型和后果都不盡相同，發生事故后救援力量的需求也有差別，對應各級負責監管的政府部門的行政協調、組織力度也各有不同［11］，因此對所辨識的重大危險源進行合理分級是必要的［12］。沙錫東［13］提出在重大危險源死亡半徑分級法的基礎上，引入經濟密度和人員密度，這樣在進行危險源分級時，可將周邊環境中可能波及到的財產損失和人員傷亡考慮進去，使得危險化學品重大危險源分級考慮的因素更為全面。劉宏［11］提出了通過計算危險源引發事故的概率和事故后果來確定危險源的風險值，提出了4個等級的中小型化工企業危險源分級方法。李德順［12］提出重大危險源的靜態分級法和動態分級法，認為動態分級法更為科學合理。他將用于巖石穩定性分類的DT法（動態分級法）引入重大危險源的分級標準中，對化學品的重大危險源進行了動態分級探討，提出了具體的步驟和指標。國家總局在《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》中引入了與各危險化學品危險性相對應的校正系數β，以及重大危險源單元外暴露人員的校正系數α，對危險化學品重大危險源進行分級，這種分級方法簡單、易操作，但對于流動性和分散性較強的港口而言，這種靜態的分級方法顯然不適用。將動態的分級方法作為港口重大危險源的分級方法更為合理。

4 石油化工碼頭重大危險源可接受風險水平研究

《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》提出通過定量風險評價確定重大危險源的個人和社會風險值，提出了可接受風險的標準，當超過個人和社會可容許風險限值標準時，應采取措施降低相應風險，這種方法為合理判定危險源的風險提供了科學依據。目前個人風險和社會風險都是以特定事故死亡人數與其頻率的關系來計算［14］，經濟風險和環境風險的定量表示常采用與社會風險類似的方法，用事故造成的經濟損失與其頻率的關系來計算經濟風險，用事故造成的生態恢復時間與其頻率的關系來計算環境風險［15］。加拿大標準協會對加拿大水域海上石油環境風險可接受水平的規定是10-3/a為高潛在環境污染，10-5/a為低潛在環境污染［16］。英國等一些國家確定了不同危害活動的可接受風險標準，以F-N曲線表示［15］，以死亡人數的期望值來限制風險。英國健康安全委員會（HSE）提出用ALARP（合理可行的最低限度區）準則進行風險管理和決策，該準則將風險分為3個區域：不可接受區、合理可行的最低限度區和廣泛接受區，若風險估值在不可接受區，必須采取強制性措施減少風險；在合理可行的最低限度區域，需要在實際可能的情況下盡量減少風險。Aven［16］對丹麥石油化工碼頭的可接受風險準則進行了研究，認為用效益成本限定可接受風險比利用ALARP準則建立的可接受風險更適合于化工碼頭。李漾［17］給出了石化行業生命風險水平、經濟風險水平和環境風險水平的確定公式，提出確定石化行業可接受風險水平必須同時滿足生命風險、經濟風險和環境風險。但是對于石油化工港口，溢油、泄漏、火災爆炸事故所造成的財產損失較大；而且對環境產生的影響，可能在許多年后才能顯現，基于死亡人數的風險度量就不適用于該領域的重大危險源評價。應建立既能反應傷亡，也能反應財產損失和對環境的影響，并能體現長期和短期影響的石油化工港口風險度量準則。

5 結論與展望

目前我國對于重大危險源的研究主要集中在危險化學品生產儲存領域，危險化學品重大危險源的辨識和評價方法研究的較為成熟，而石油化工碼頭區域重大危險源的辨識與評價分級方法的研究尚不夠深入。因此，還需要在以下幾個方面進行深入研究：

（1）石油化工碼頭危險源辨識。分析石油化工碼頭儲運特點和存在問題，根據我國危險因素分類標準，對作業過程中存在的危害因素進行挖掘和分析，建立適用于石油化工碼頭重大危險源的辨識方法。

（2）石油化工碼頭重大危險源安全評價。從評價指標體系、權重模型和綜合評價方法等3個方面，構建基于石油化工碼頭作業過程、油庫罐區和人員的安全評價模型，在此基礎上，利用風險分級綜合評價模型對石油化工碼頭儲運過程整體安全狀況進行評價。

（3）石油化工碼頭重大危險源的分級方法。對重大危險源進行合理分級是預防重大工業事故的有效手段。在《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》中引入了與各危險化學品危險性相對應的校正系數β，以及重大危險源單元外暴露人員的校正系數α，對危險化學品重大危險源進行分級，但對于流動性和分散性較強的石油化工碼頭而言，這種靜態分級方法顯然不適用；動態分級方法更為合理。

（4）石油化工碼頭重大危險源的可接受風險水平。石油化工碼頭的溢油、泄漏和火災爆炸事故造成的財產損失較大，對環境產生的影響可能多年后才能顯現，基于死亡人數的風險度量就不適用于該領域的重大危險源評價。應建立既能反應傷亡，也能反應財產損失和環境影響，并能體現長期和短期影響的石油化工港口風險度量準則。

［1］唐少曼，沈婷婷.大連新港漏油事件［J］.海洋世界，2010（8）：12-14.

［2］方玲珠.港口石油化工碼頭重大危險源監控與預警技術探討［J］.中國安全科學學報，1997，7（12）：26-32.

FANG L Z.Discussion on Safety Monitor-Control&Early-Warning Technique for Major Risk Sources at Petrochemical Wharf［J］.China Safety Science Journal，1997，7（12）：26-32.

［3］孫猛，吳宗之，張宏元.煤礦重大危險源辨識評價若干問題的研究與探討［J］.中國安全科學學報，2003，13（5）：35-37.

SUN M，WU Z Z，ZHANG H Y.Probe into Some Questions about Identification and Evaluation of Major Hazard in Coal Mine［J］.China Safety Science Journal，2003，13（5）：35-37.

［4］徐連勝，胡玉昌，段曉瑞.港口重大危險源安全監管的現狀與體系構成［J］.中國港口，2010（3）：57-58.

［5］吳宗之.易燃、易爆、有毒重大危險源評價方法與控制措施［J］.中國安全科學學報，1998，8（2）：57-61.

WU Z Z.Safety Assessment and Control of Major Flammable，Explosive and Toxic Hazards［J］.China Safety Science Journal，1998，8（2）：57-61.

［6］柴田.鵬灣液化天然氣碼頭風險評價的研究［D］.南京：大連海事大學，2006.

［7］臧娜.石化碼頭溢油風險評價實例研究［D］.青島：中國海洋大學，2009.

［8］崔小愛.化工碼頭環境風險評價中的風險源項識別與防范對策［J］.污染防治技術，2010，23（4）：96-100.

CUI X A.Risk Source Identification and the Countermeasures in Environmental Risk Assessment of Petrochemical Wharf［J］.Pollution Control Technology，2010，23（4）：96-100.

［9］曹鑫.油港儲運綜合安全評價和預警應急系統研究［D］.武漢：武漢理工大學，2010.

［10］徐連勝，段曉瑞，胡玉昌.區域性港口重大危險源安全監管系統［J］.水運管理，2011，33（5）：32-35.

［11］劉宏，唐禹夏，程宇和.基于風險管理方法的危險源評價分級研究［J］.中國安全科學學報，2007，17（6）：145-150.

LIU H，TANG Y X，CHENG Y H.Study on the Classification of Dangerous Hazard Evaluation Based on Risk Management Method［J］.China Safety Science Journal，2007，17（6）：145-150.

［12］李德順，許開立.重大危險源分級技術的研究［J］.中國公共安全：學術版，2007，9（3）：44-47.

LI D S，XU K L.Discussion on Major Hazard Installations Classification Technology［J］.China Public Security：Academy Edition，2007，9（3）：44-47.

［13］沙錫東，姜虹，李麗霞.關于危險化學品重大危險源分級的研究［J］.中國安全生產科學技術，2011，7（3）：37-41.

SHA X D，JIANG H，LI L X.Study on classification of major hazard installation of hazardous chemicals［J］.Journal of Safety Science and Technology，2011，7（3）：37-41.

［14］Jonkman S N，Van Gelder P H A J M ，Vrijling J K.An overview of quantitative risk measures for loss of life and economic damage［J］.Journal of Hazardous Material，2003，99（1）：1-30.

［15］Vrijling J K，Van Hengel W.A framework for risk evaluation［J］.Journal of Hazardous Material，1995，43（3）：245-261.

［16］Aven T，Vinnem J E.On the use of risk acceptance criteria in the offshore oil and gas industry［J］.Reliability Engineering and System Safety，2005，90（1）：15-24.

［17］李漾，周昌玉，張伯君.石油化工行業可接受風險水平研究［J］.安全與環境學報，2007，7（6）：116-119.

LI Y，ZHOU C Y，ZHANG B J.Study on acceptable level of risk in petrochemical industry［J］.Journal of Safety and Environment，2007，7（6）：116-119.

Discussion on identification and risk assessment of major hazard installations in petrochemical wharf

PENG Shi-tao1，WANG Xiao-li2，DAI Ming-xin1，WANG Wen-jie2
（1.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering，Key Laboratory of Environmental Protection Technology on Water Transport Engineering，Ministry of Transport，Tianjin300456，China；2.College of Environmental Science&Safety Engineering，Tianjin University of Technology，Tianjin300384，China）

The identification and risk assessment of the major hazard installations in the petrochemical wharf were investigated in this paper.The technical methods of definition，risk assessment，classification and acceptable risk criteria of the major hazard installations in petrochemical wharf were emphatically introduced.Then the method of identification and evaluation on major hazard installations in petrochemical wharf was put forward.

petrochemical wharf；major hazard installations；identification；risk assessment

X 736.1；X 820.4

A

1005-8443（2012）03-0241-04

2012-02-10；

2012-03-05

交通運輸部科技項目（2011329224250）

彭士濤（1979-），男，湖北省天門市人，高級工程師，博士，主要從事交通環保與安全的研究。