油氣田儲運工程環境風險評價淺析

王曉玉

（中國石油大慶油田工程有限公司）

油氣田儲運工程環境風險評價淺析

王曉玉

（中國石油大慶油田工程有限公司）

以大慶油田南三油庫建設工程為例，進行了環境風險評價，包括風險識別、源項分析、后果計算、風險計算和評價等內容，并對物質風險識別采用的標準和油氣田儲運工程環境風險評價重點提出了意見。該工程確定風險評價等級為一級，要從設計、建設和環境風險管理等各方面采取積極防護措施。

事故風險；油氣儲運；環境空氣

0 引 言

油田開發和儲運過程中主要危險物質為原油，具有易燃、易爆等風險。根據HJ／T 169—2004《建設項目環境風險評價技術導則》［1］（以下簡稱《導則》）和《關于進一步加強環境影響評價管理防范環境風險的通知》（環發［2012］77號）要求，新、改、擴建相關建設項目必須科學預測評價突發性事件或事故可能引發的環境風險，提出環境風險防范和應急措施。文章以大慶油田南三油庫建設工程為例，對油氣田儲運工程進行環境風險評價，分析發生事故后對環境空氣的危害情況。

1 環境風險評價實踐

1.1 環境風險識別

大慶油田南三油庫建設工程新建8座外浮頂罐（15×104m3），庫區附近分布有小五村（NW 1 500 m）、林源鎮（SE 400 m）居民區。該工程涉及的主要物料是原油，具有易燃、易爆的性質［2］，主要環境風險有泄漏、火災爆炸等。根據GB 18218—2009《危險化學品重大危險源辨識》［3］中的判斷依據，實際儲存量超過臨界量（5 000 t），屬于重大危險源，確定環境風險評價等級為一級。

1.2 源項分析

1.2.1 最大可信事故

由風險識別可知，油罐區發生的事故主要為火災爆炸、原油泄漏［4］，對環境的影響主要表現為：①泄漏原油燃燒產生大量煙氣，其中的SO2等有害物質將對周圍居民的身體健康和環境空氣質量造成影響。②原油儲存、輸送過程中發生泄漏事故，或者發生火災事故時，消防水中會攜帶較多的石油類，如果污染物流出廠外，會對周圍生態系統造成一定影響［5］。由于本工程采取了罐區設置防火堤和庫區設置調節池等防控措施，杜絕了發生原油泄漏或者火災事故時污染物流到外環境的可能性。因此本工程最大可信事故確定為罐體破裂泄漏原油，遇明火引發火災事故。

1.2.2 危險品泄漏量及危險物質特性

假定某單個15×104m3的原油儲罐罐體發生破裂，導致大量原油泄漏在防火堤內形成液池，泄漏油氣遇明火將發生火災事故。輕質原油燃燒速度為0．15 kg／（m2·s），防火堤內面積26 700 m2，則液池內原油燃燒速度為4 005 kg／s［6］。原油硫含量定為0.1%，燃燒煙氣中SO2排放速率約為8.01 kg／s，排放高度按35 m計，假定燃燒持續時間按4 h計。

油庫火災、爆炸后，將會產生大量的SO2、NOX和煙塵等污染物，對周圍大氣環境產生影響。本評價主要以SO2對大氣環境的影響進行預測評價，SO2危險物質特性見表1［7-8］。

表1 SO2危險物料的特性mg／m3

1.3 后果計算

1.3.1 預測模式

根據確定的源項，采用《導則》中的分段煙羽模式

進行預測：

式中，C為位于S（0，0，zs）的點源在接受點r（xr，yr，zr）產生的濃度，mg／m3；Q為污染物釋放速率，mg／s；Δh為煙羽抬升高度，m；σy、σz為下風距離xr（m）處的水平方向擴散參數和垂直方向擴散參數，擴散參數按GB／T 13201—91《制定地方大氣污染物排放標準的技術方法》中推薦采用的帕斯奎爾—吉福特擴散參數。

1.3.2 計算結果及評價

預測結果表明儲油罐泄漏引發池火災事故后，在風速3.0 m／s、D類穩定度條件下，各時刻原油燃燒產生的SO2排放的最大濃度均未超過相應的LC50值；在距事故源下風向3 600 m內，SO2地面濃度超過MAC（最高容許濃度）值；敏感點林源鎮的SO2最大地面濃度為149.87 mg／m3，超標倍數達GB 3095—1996《環境空氣質量標準》小時平均濃度0.5 mg／m3的299倍；小五村的SO2最大地面濃度為46.66 mg／m3，超標倍數達92倍；在距事故源下風向40 000 m內，SO2地面濃度超過居住區大氣最高允許濃度值?？梢娨坏﹥扌孤┮l火災事故，在短時間內將對下風向的空氣質量產生較大的影響，對人身健康產生較大的危害。預測結果見表2、表3。

表2 油罐池火燃燒排放SO21 h地面濃度分布mg／m3

表3 油罐池火事故影響范圍和程度

2 風險評價與管理

2.1 風險評價

根據國內外儲罐事故概率分析，儲罐及儲存物質發生火災爆炸等重大事故的概率為8.7×10－5次／（罐·年）。通過預測和影響分析后，項目燃燒煙氣SO2在各種不利氣象條件下擴散后最大地面濃度均低于SO2的半致死濃度，不會出現半致死區域，只是部分區域和時段內，少數居民有頭暈等不適感。項目最大可信事故環境風險值小于目前化工行業風險值8．7× 10－5次／（罐·年），項目環境風險在可接受范圍內。

2.2 風險管理

風險管理分為風險防范措施和應急預案兩部分。風險防范措施包括工藝設備、電器安全、緊急排放、通風、消防措施和自動控制以及原油泄漏事故應急措施等內容。應急預案包括應急計劃區、應急組織機構和人員、預案分級響應條件、應急救援保障、報警、通訊聯絡方式、應急環境監測、搶險、救援及控制措施、防護措施、人員緊急撤離、疏散，應急劑量控制、事故應急救援關閉程序與恢復措施等［9］。

3 評價結論

◆工程涉及的主要危險物質為原油，浮頂罐是環境風險重點防范區域，構成重大危險源，確定風險評價等級為一級。

◆本工程潛在的事故風險為原油泄漏、火災、爆炸，盡管最大可信事故概率較小，但要從設計、建設和環境風險管理等各方面采取積極防護措施，避免事故的發生和降低事故對環境的影響。

◆后果計算的預測結果顯示，發生油罐火災后林源鎮的SO2最大地面濃度超標倍數達299倍。一旦儲罐泄漏引發火災事故，在短時間內將對下風向的空氣質量產生較大的影響，對人身健康產生較大的危害。

4 思考與建議

◆本工程利用空氣質量標準、急性毒性危害LC50等指標，評價了事故發生后SO2的風險情況，缺少事故對人群和生態環境損害的更加準確的表述和衡量，應對有毒、有害化學品毒性及生態學資料的基礎課題進行更加深入研究。

◆隨著相關部門對油田開發和儲運工程的環境風險的重視和有關體系的健全，新建項目的一般性事故對環境影響極為有限。但是對于現有管線、儲罐或者位置敏感程度較高的已建工程，發生事故會產生嚴重的后果。因而建設項目環境風險評價不僅關注本次工程內容，還應重點加強現有或者依托工程的環境風險排查工作。

［1］ HJT 169—2004建設項目環境風險評價技術導則[S].

［2］ 楊建祥.油田原油罐施工用火作業風險分析與控制措施[J].安全技術,2013,13(3):17-19.

［3］ GB 18218—2009危險化學品重大危險源辨識[S].

［4］ 奚成剛.油田開發過程中事故環境風險評價[J].中國安全科學學報,2002,12(3):35-38.

［5］ 孫白妮.淺談油田開發項目事故風險環境影響和防治措施[J].環境科學與管理,2006,31(7):183-185.

［6］ 譚希宙.石油儲罐火態勢與火災撲救[J].油氣儲運, 1999,18(7):50-52.

［7］ 衛生部.工業企業設計衛生標準[M].北京:中國建筑工業出版社,1980.

［8］ GB Z2.1—2007工作場所有害因素職業接觸限值化學有害因素[S].

［9］ 王松云.油頁巖干餾煉油環境風險評價研究[J].油氣田環境保護,2009,19(3):43-47.

1005-3158（2014）02-0041-02

2013-12-25）

（編輯 李娟）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.02.014

王曉玉，2007年畢業于大慶石油學院化學化工學院化學工藝專業，碩士，現在中國石油大慶油田工程有限公司環境監測評價技術研究所從事環境影響評價工作。通信地址：黑龍江省大慶市讓胡路區大慶油田工程有限公司環評室，163712