化工企業火災爆炸事故安全防護措施分析與研究

紀巧林(江蘇華東耀皮玻璃有限公司，江蘇 常熟 215500)

0 引言

近年來，化工企業火災爆炸事故時有發生，安全形勢嚴峻。據不完全統計，2018年，國內發生化學品相關事故1900余起，共造成522人死亡，其中火災爆炸事故817起，占事故總數的43%，造成240人死亡，占死亡總人數的46%。2018年國內十大化學品火災爆炸事故見表1。

表1 2018年國內十大化學品火災爆炸事故

2019年，國內發生1600余起化學品相關事故，共造成500人死亡，其中火災爆炸事故718起，占事故總數的43%，造成239人死亡，占死亡總人數的47%。2019年國內十大化學品火災爆炸事故見表2。

表2 2019年國內十大化學品火災爆炸事故

化工企業發生火災爆炸事故后，事故造成的爆炸沖擊波、爆炸產生的碎片、火災熱輻射和震動等是造成事故后果的主要原因，為了控制和減少事故發生后造成的危害，降低事故影響，化工企業在設計階段做好火災爆炸事故安全防護措施具有重要意義。

1 化工企業火災爆炸事故安全防護措施現狀

目前較多的研究集中于如何避免火災爆炸事故的發生，如裝置和設備設施的本質安全設計、采用安全的原輔材料代替有毒有害、易燃易爆等物料、人員安全培訓教育及其他安全管理措施等；但從歷年化工企業火災爆炸事故實際情況看，有必要研究在火災爆炸事故發生后，通過事故發生前采取的安全防護措施，達到減輕事故后果的目的。目前此類安全防護措施主要是依據國家標準規范，如《建筑設計防火規范》、《工業企業總平面設計規范》、《石油化工企業設計防火標準》等，通過設置安全防護距離、安全泄壓裝置、防火墻/防爆墻、建構筑物的耐火等級等措施來抵御火災爆炸事故所引發的能量。

2 化工企業火災爆炸事故安全防護措施研究方向

圖1 存在安全隱患實例圖

當前化工企業在設計中主要依據國家標準規范設置安全防護距離、泄壓面積、防火墻/防爆墻等，但從事故安全防護角度來說，符合國家標準規范是最低要求，有關標準規范的制定是對某一類集合體從安全防護角度提出的基本要求，還需要針對每一個企業的個體，研究某一企業是否應在符合國家標準規范前提下做更深入的安全防護措施研究。比如江蘇常熟一化工倉儲企業所屬的危險化學品儲罐距離蘇通大橋橋墩過近(見圖1a)，從符合國家標準規范角度，該企業儲罐符合距離要求，但是應深入研究儲罐群在可能事故情景及最不利情形下對蘇通大橋的影響，并采取相應的安全防護措施，比如減少儲罐儲量、停用若干儲罐、對橋墩采取安全防護措施等；又如江蘇江陰某個化工園區，某個區域有上百個儲罐(見圖1b)，距離較近，但符合標準要求，儲罐分屬不同企業，然而此類情形一旦引起爆炸事故多米諾效應，勢必對周邊企業或人員造成重大影響，需要深入研究此類高密度已建化工企業如何做好事故安全防護措施，減少事故影響。

3 安全防護設施設計方法

針對當前已建成化工企業存在的符合國家標準規范要求但是存在能導致重大事故后果的情形，應采用先進的科學技術方法，對上述情形進行有針對性的研究，此類方法包括理論研究、數值模擬和實驗研究。從理論上研究特定情形下火災爆炸事故產生機理，對癥下藥，指導研究爆炸安全防護措施的設計；通過運用大型數值模擬軟件如FLACS、ANSYS、AutoReaGas等，此類軟件各有優缺點，應結合研究需求和防護重點進行選用，目前FLACS 是公認的火災爆炸安全防護商用軟件，使用方法相對簡單，結果也較為準確；通過實驗研究，設計模型，在考慮尺寸效應情況下對事故工況進行研究，得出較為準確的事故影響后果，從而精確設計安全防護設施。

理論研究難度較大，需要較長時間的人力和財力投入，且研究成果具有不確定性，但是火災爆炸事故能量的計算已經可以做到大致估算，根據不同種類和特性的危險化學品，有不少經驗公式可以計算其爆炸能量；數值模擬操作簡單、花費時間和財力較少，可以較快的得出火災傳播區域、爆炸壓力分布及沖擊波的傳播路徑等；實驗研究耗費的時間和經費最多，需要設計實驗模型、進行多次重復的實驗才能得到較為理想的結果。

4 結語

結合當前化工企業事故多發的背景，在闡述目前化工企業火災爆炸事故安全防護措施現狀基礎上，提出了爆炸安全防護措施研究方向，并提供了三種研究方法和途徑，可分別通過理論研究、數值模擬和實驗研究，對符合國家標準規范要求，但存在可能導致重大事故后果的情況進行深入研究，采取科學、合理、針對性的爆炸安全防護措施，以減少火災爆炸事故引起的沖擊波、爆炸碎片和熱輻射能量傷害。