原油碼頭泄漏事故風險分析

高建豐蔡雅雯（1.浙江海洋學院，浙江舟山316000；2.浙江省石油天然氣儲運技術工程實驗室，浙江舟山316000）

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原油碼頭泄漏事故風險分析

高建豐蔡雅雯
（1.浙江海洋學院，浙江舟山316000；2.浙江省石油天然氣儲運技術工程實驗室，浙江舟山316000）

摘要：本文以舟山港口為例，分析舟山港地理位置，航道狀況。結合PHAST軟件，建立物理數學模型，對碼頭原油輸送泄漏及爆炸事故進行了數值模擬，并對早期泄漏和晚期爆炸模擬分別進行了分析，提出了事故的預防措施。

關鍵詞：舟山港口原油碼頭泄漏及爆炸事故PHAST軟件模擬

根據習總書記2015年5月視察舟山時提出的“把我國石油儲備搞上去”的重要指示，以及國務院提出的關于依托黃金水道推動長江經濟帶發展的指導意見，舟山依托區位優勢、深水港口、物流條件等各種優勢因素，正在積極籌備江海聯運，建設石油倉儲基礎設施、發展石化倉儲產業，努力創建國際級的石油倉儲基地。隨著石油庫的儲運需求量增加，碼頭原油收發量也隨之變大。一旦發生原油管道油氣泄漏，極易引發爆炸事故，如2013年青島的11·23黃濰輸油管線爆炸事故，帶來災難性的人員生命傷亡及大量的財產損失和嚴重的生態破壞。

1原油碼頭泄漏事故風險分析

1.1舟山原油碼頭運輸現狀

舟山擁有大量優良深水岸線資源，是石油中轉倉儲的天然良港。最近幾年相繼建成中化岙山油品中轉基地，中石化冊子油庫及碼頭工程、國儲一期等項目。2015年，舟山港原油及成品油吞吐量達到6000多萬噸，有效地支持了本地經濟和社會發展。隨著中化、中石化等大型石化企業及其他企業的投資建設，舟山新區目前已配套3座30萬噸原油碼頭，在建2座30萬噸原油碼頭，待批4座30萬噸原油碼頭，以及一批成品油碼頭，可停泊2萬-45萬噸載重噸原油船舶。配套甬滬寧原油管道和若干條成品油管道。

1.2原油油船泄漏及火災爆炸事故的危害

原油屬于甲B類易燃物質，含有較多的單體飽和烴，另外還有芳香烴，膠質和瀝青質，相對分子質量相同的化合物也有很多異構體，原油的泄漏將會導致大氣污染并且浪費資源。另外，泄漏導致的油氣大量聚集也會給油船帶來巨大安全隱患。油輪在裝卸過程中，大量的原油油氣從油艙的排氣管或艙口直接排入大氣，這些油氣與空氣混合導致油蒸氣濃度迅速上升，很容易達到爆炸極限，一旦遇到火源就有可能產生著火或爆炸。

2基于PHAST軟件的原油碼頭泄漏事故風險評價模擬

PHAST軟件是挪威船級社（DNV）專門開發的一款用于石油化工和天然氣領域危險分析和安全計算的軟件，已經有超過20年的使用歷史。本文主要借助PHAST軟件進行仿真模擬，一般情況下，輸入當地的地理條件與氣象條件，再依次給每個模型輸入基礎參數、頻率、時間、安全距離等，建立事故模型后進行計算，便可以由圖像分析得出一系列結果，由這些結果分析危險源對周邊社會人員，環境的影響與破壞。

2.1輸入參數

這里以舟山原油碼頭為模擬地點，氣候條件采用5/ D類別，如下圖1：

圖1輸入參數

在原油中環狀環烷烴類都是以四元碳環，五元碳環和六元碳環為主的化合物參數，本文選用正丁烷(N-BU?TANE)作為仿真模擬的物料，其他參數如下表2：

表2輸入的參數

2.2仿真圖示例

2.2.1早期泄漏

圖2云團足跡

圖3最大濃度足跡

2.2.2運行結果分析

圖2和圖3分別表示外界風速為5m/s時的云團足跡和最大濃度足跡，紅色和綠色線段分別表示隨時間泄漏時，濃度為7500ppm和濃度為15000ppm的泄漏擴散曲線，通過仿真模擬圖與上表數據分析，早起的泄漏濃度擴散最遠可以達到50m。

2.2.3噴射火焰及晚期爆炸

圖4噴射火焰強度半徑

圖5噴射火焰輻射與距離

圖6晚期爆炸最壞情況半徑

2.2.4運行結果分析

圖4，圖5表示120mm孔徑泄漏失效，原油射出遇火源或者高溫物體發生噴射火，噴射火的危害主要在熱輻射，而人體可接受的熱輻射通量又極小，因此噴射火會對人身安全造成巨大威脅。其中，模擬圖中的紅線，綠線和藍線分別表示火球熱輻射通量為4 kw/㎡，12.5kw/㎡，37.5kw/㎡的噴射火焰強度半徑，最大半徑可達20m。

圖6表示晚期爆炸最壞情況半徑。火球由油蒸氣與空氣的混合氣燃燒形成，具有爆炸特征，爆炸波影響范圍比其他事故更廣，4 kw/㎡的熱輻射傷害范圍達近90m。所以碼頭周圍的工作人員都有受到傷害的可能。

3原油泄漏事故預防及處理措施

針對仿真結果，結合相關文獻資料，提出以下幾點預防及處理措施：

3.1從嚴管理，加強設備檢查力度

依靠原油碼頭的各種警示牌和禁令來管理是遠遠不夠的，更重要的是要嚴格要求作業人員養成良好的安全生產習慣。工作過程中做到有章可循，才能在應對危機事故時做到有備無患。另外，定期對設備進行檢查維修保養也必不可少。

3.2加強對原油碼頭的油氣濃度監控管理

碼頭應該安裝油氣濃度監測報警設備，一旦原油泄漏空氣中濃度超出規定范圍，設備便自動連接中央監控系統報警，提醒作業人員采取應急措施。

3.3安裝油氣回收裝置

通過對油船油氣揮發過程及油氣危害的描述，以及目前國內油船現狀和設置油氣回收設施必要性的分析，結果表明應該從建立相關的國家標準、改造油船和碼頭設施入手，減少和避免油氣對健康、環境、安全帶來的影響。原油碼頭有機蒸氣回收對于減少石化企業的廢氣排放、加強能源回收利用和保護沿海生態環境具有重要意義。一方面減少了能源的浪費，另一方面降低了含硫廢氣處理成本，加強了環境保護。實施油氣回收裝置后必然能產生良好的社會效益。

3.4定時清洗油輪

另外，由于本文研究的是原油運輸，原油含有硫化氫。油輪在連續裝運幾次原油之后，內壁容易產生硫化物垢層。在溫度足夠高時，硫化鐵自燃能起點火源作用。因此，要注意對油輪的定時清洗，以防發生爆炸事故。

DOI編碼：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2016.01.010

中圖分類號：U698.4

文獻標識碼：A

文章編號：1006－7973（2016）01－0039－02