石油液化氣儲罐區風險評價及預防對策研究

王波夏

（北京國信安科技術有限公司，北京 100160）

當今世界正處于經濟高速增長時期，新市場、新能源開拓的同時，安全問題也如雨后春筍般浮現，這種趨勢在LPG 得到廣泛應用之后尤甚。在現代生活和化學工業中，由于LPG是將丙烷為主的石油氣通過加高壓形成的，在儲存過程中具有較大的燃燒與爆炸危險性，相關的事故國內外都有多次報道。例如：1989年德克薩斯州的一個LPG廠因密封爆裂引起大規模易燃氣體溢出引起起火爆炸，其中23人死亡，建筑很大程度損壞；1996年北美洲墨西哥的一個石油公司儲罐區因一個閥門失效引起爆炸，造成5000人被遣散，4個人死亡，19個人受傷，財產損失500萬美元；1999泰國LPG儲罐區著火，5個油罐受損，一天中死傷近一百人，后期汽油爆炸，死傷53人，其中受傷49人，死亡4人，損壞兩個裝置。據統計分析，在美國，一年由于LPG罐區竟造成的200億美元損失。

對比國外發達國家的LPG 事故發生起數及損失，我國的事故發生起數居高不下、損失慘重。經過分析我國近30年發生的LPG 事故，發現造成事故的原因多樣，由設備故障引起的，比例為43%；誤操作其次，占21%；流程原因占11%；設計結構占5%；自然災害占5%；人為原因1%；其他14%。在這些原因中，設備故障可通過定期維修檢查控制，誤操作可以通過技術和管理控制等降低，因此制訂有效的安全措施能有效防止安全事故。本文以浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司為例，通過LPG 企業中常用的定量安全評價方法-道化學火災爆炸指數評價方法，計算物料潛在的固有危險性，并結合企業現為降低危險性采取的安全措施，對比分析降低的危險性，論證企業采取安全措施可以增加LPG 儲罐區安全性，進而為該廠罐區HSE（健康安全與環境管理體系）管理及安全操作規程供了一定的理論依據。

1 方法評價流程

針對一次事故，為了保證分析的量化，特選用道化學對LPG儲罐區的爆炸損害程度提供數字支持。道化學火災、爆炸指數法的應用范圍：具有爆炸和火災危險性的石油化工企業生產、儲存設備裝置的危險性。優勢：用定量（概率）研究方法描述復雜系統的火災爆炸危險性。該指數方法避免了火災爆炸事故常見的后果估算困難、無法統計事故概率的問題，具有操作性強的特點。同時，該方法程序簡潔，易懂，線上工人只要有一定的生產經驗，就能掌握用道化學評價法進行評價。以下是DOW 指數法的兩個評價方面：一是評價造成的事故損失；二是評價火災爆炸的危險性。

圖1 道化學風險分析計算程序

2 諸暨某石油液化氣公司LPG儲罐區風險評價

針對浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司LPG儲罐區的具體情況，為了詳細分析該企業的危險狀況，確定事故發生的概率和危險的嚴重程度。特選用事故樹和道化學對企業的LPG儲罐區危險性進行分析。

2.1 LPG儲罐區情況簡介

浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司有長方形立儲罐區，有立式儲罐4個，從縱向依次分布為A 到D 號儲罐。A 號儲罐和B 號儲罐：d=12m，h=10m，V=1 000m3；C、D罐：d=8m，h=10m，V=500m3，充裝系數均為0.80，有防火堤設置在罐四周。

2.2 劃分單元

依據單元劃分方法，將罐區整體劃成單獨的評價單元。LPG 為混合氣體，規定的原則為“實際危險最大物質”來定。

2.3 道化學火災、爆炸指數評價

2.3.1 物質系數的確定

查詢各種資料，選用LPG的物質系數為21。

2.3.2 一般工藝危險系數（F1）的確定

由于該油罐區位于郊區，罐區旁有一條近30米寬的江，出口窄小，不易通行和撲救，選通道系數0.35。防火堤設置在罐四周，但罐區露天設置，無遮掩措施，泄漏排放與控制系數選取0.50。

2.3.3 確定F2：特殊工藝危險系數

依據設計，并結合罐區實際情況，F2定為3.2。

2.3.4 確定F3：工藝單元危險系數

F3=F1*F2 代入，求出F3=2.35*3.2=7.52。DOW 指數法規定，F3最高值為8，因此此處的F3的值只能取8。

2.3.5 確定F&EI：火災爆炸危險指數

依據公式F&EI=MF×F3，代入數據得F&EI=21×8 得到，F&EI為168。

F&EI 用途：估算火災爆炸事故的損壞。F&EI 為168，表明該LPG儲罐區R＞159，風險等級非常大。

2.3.6 確定C：安全措施補償系數

該補償系數由三部分組成：工藝控制、物質隔離補償系數。

結合該企業儲罐區實際情況，選擇補償系數：防火措施系數為0.815；物質隔離系數定為0.876；工藝控制補償系數定為0.765。

計算總體系數：C=C1*C2*C3，代入得到結果為0.546。

通過安全措施補償后，計算實際的指數， F&EI＇：F&EI×C=169·0.546=92.274。對比風險表，等級降低為“較輕”。

2.3.7 危害程度確定

暴露半徑（R）的計算。LPG儲罐區暴露半徑：F&EI*0.256≈43.26 米。加上罐體d，實際半徑：43.26+7.5 等于50.76米。

2.3.8 暴露區域A

汽油罐區暴露區域A=π·50.7642=8 091m2

2.3.9 求A范圍內的財產價值

所有A 內設備設施物料費用1100 萬元，增長系數取1.2。則更換價值=成本*0.82*增長系數（1.2）=1 100×1.2×0.82=1 082.4 萬元。其中，0.82 是因火災爆炸事故發生后，一些設備設施物料可能不會造成損失和更換。例如，地下管線等。

2.3.10 危害系數的選取

危害系數由F3和MF查圖或計算得到。若F3數值超過8.00，則以8.00 計算。由2 查得，LPG 儲罐區的系數最終確定為0.83。

2.3.11 求實際MPPD、基本最大可能財產損失

基本最大可能財產損失為：1082.4×0.83=898.392 萬元。實際最大可能財產損失為：898.392×0.546≈490.522萬元。

2.3.12 求MPDO

可能性基本確定65%，滿足公式如下：

但實際情況通常與正常情況不符，可用下列方程：

浙江省諸暨市某石油液化氣有限公司大部分設備均有備品。因此，由方程式（2）求取：logY=1.045515+0.610426（log0.6949），求得Y=9天。

2.3.13 求BI

式中：每月產值Vpm，固定成本和利潤為0.65。

按照裝置的負荷為100%計算，年產值為860萬元，月產值為71.67 萬美元。BI=（9/30）×71.67×0.65=13.975 萬美元。

3 結論

選用道化學火災爆炸指數方法對LPG儲罐區的泄漏爆炸風險開展評價，結果表明：LPG 儲罐區一旦發生事故，帶來的人員傷亡和財產損失巨大，但是采取安全措施后這些損失是可以減小或避免的。由計算初期的危險等級“非常大”，采取安全措施后，危險等級降為“較輕”。可見通過評價確定LPG 火災爆炸危險性，采取針對性的防護措施，從而調節安全補償系數，具體如提高生產工藝的自動化水平，加強安全管理和安全檢測和做好應急預案工作，選用可靠性高的設備和零件等。最終為我國安全執法部門和企業提供了參考依據。

［1］張建華，郭進.油氣儲罐銷爆過程安全風險事故樹分析［J］. 武漢理工大學學報，2007，24（4）：519-523.

［2］國家安全生產監督管理局.安全評價［M］.北京：煤炭工業出版社，2001.

［3］吳宗之，高進東.重大危險源辨識與控制［M］.北京：冶金工業出版社，2001.

［4］顏偉文.油氣儲罐爆炸危險評價方法及應用研究［D］.華南理工大學，2003.

［5］黃鄭華，范豪杰. 油罐區火災爆炸危險性評價及其控制［J］.安全技術，2004（8）：26-28.

［6］黃鄭華，李建華，李海林，等.液化石油氣火災爆炸事故類型分析［J］. 安全消防，2002（5）：23-56.

［7］任秀麗，楊鵬，王如君. 大型石油罐區安全控制技術及其應用研究［J］.安全與環境學報，2005（1）：113-115.

［8］王艷華，佟淑嬌，陳寶智.大型罐區火災爆炸事故后果評估［J］.職業安全衛生，2002（5）：37-96.