CASST-QRA軟件在液氨制冷企業中的應用

馮秀龍

（上海賽源環境檢測技術有限公司，上海 201799）

近年來隨著社會發展，物流企業供應鏈中危險化學品企業一旦發生事故給企業和社會帶來的危害十分嚴重。本文運用CASST-QRA軟件計算分析屬于供應鏈中的制冷企業在使用液氨的制冷機房構成的危險化學品重大危險源一旦發生事故后的影響范圍，并以此判斷帶來的社會風險和個人風險是否滿足國家規范。

1 企業基本情況

某企業為一家大型供應鏈冷庫企業，主要擔任著國家交給的中央儲備肉任務，其擁有2棟大型冷庫（冷庫1和冷庫2）和一棟制冷機房，冷庫采用液氨制冷方式提供冷源。

2 危險化學品重大危險源辨識

2.1 單元劃分

依據《危險化學品重大危險源辨識》（GB18218—2018）第3.5條，第3.6條，第4.1.1條中對于危險化學品重大危險源、生產單元、儲存單元的定義對該企業涉及氨的構建筑物進行單元劃分[1]。

該企業制冷機房、冷庫1、冷庫2使用了氨作為制冷劑，制冷機房通過氨管道向冷庫1、冷庫2輸送制冷劑（氨氣），并在通向冷庫1、冷庫2的氨管道入口處各設置了一個切斷閥，根據《危險化學品重大危險源辨識》第3.5條：“生產單元為危險化學品的生產、加工及使用等的裝置及設施，當裝置及設施之間有切斷閥時，以切斷閥作為分隔界限劃分為獨立的單元”。因此將冷庫1、冷庫2、制冷機房分為獨立的3個生產單元進行危險化學品重大危險源辨識。

表1 危險化學品重大危險源單元劃分

2.2 重大危險源辨識及分級

2.2.1 重大危險源控制物質的確定

依據《危險化學品重大危險源辨識》（GB18218—2018）中表1、表2，最終確定危險化學品重大危險源控制物質：氨。

2.2.2 危險化學品重大危險源辨識

（1）冷庫1

冷庫1氨管道中存在的氨以氣相形式存在，氨管道長度約為1 300m，其管徑為325mm，工作壓力為1.0MPa到0.1MPa，本文以冷庫中氨氣可能存在的最大量進行計算，故以工作壓力1.0MPa下氨氣的存在量進行重大危險源判斷，經查氨氣在工作壓力1.0MPa，其密度為7.07kg/m3，因此冷庫1氨管道中氨的存在量為：

3.14 ×0.325/2×0.325/2×1.3×7.07=0.76t

冷庫1重大危險源物質的最大存在量詳見表2。

表2 冷庫1重大危險源物質（氨）的最大存在量一覽表

經過辨識，冷庫1未構成危險化學品重大危險源。

（2）冷庫2

冷庫2氨管道中存在的氨以氣相形式存在，氨管道長度約為1 385m，其管徑為325mm，工作壓力為1.0MPa到0.1MPa，本文以冷庫中氨氣可能存在的最大量進行計算，故以氨管道長度1 385m，管徑325mm，工作壓力1.0MPa下氨氣的存在量進行重大危險源判斷，經查氨氣在工作壓力1.0MPa，其密度為7.07kg/m3，因此冷庫1氨管道中氨的存在量為：

3.14 ×0.325/2×0.325/2×1.385×7.07=0.812t

冷庫2重大危險源物質的最大存在量詳見表3。

表3 冷庫2重大危險源物質（氨）的最大存在量一覽表

經過辨識，冷庫2未構成危險化學品重大危險源。

（3）制冷機房

制冷機房中氨以液氨的方式存在，共儲存于4個儲氨器中，每個儲氨器的容積為4.98m3，低壓循環桶（4m3共3臺，8m3共2臺），制冷機房重大危險源物質的設計最大量詳見表4。

表4 制冷機房重大危險源物質（液氨）的設計最大量一覽表

經過辨識，制冷機房構成危險化學品重大危險源。

因此：該企業屬于危險化學品重大危險的場所為制冷機房。

2.2.3 危險化學品重大危險源分級

根據《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》安監總局[2011]第40號令[2015修訂]的要求，對構成危險化學品重大危險源的制冷機房進行重大危險源分級。重大危險源分級采用校正系數校正后的比值之和R作為分級指標。

該企業危險化學品重大危險源（制冷機房）分級結果見表5。

表5 危險化學品重大危險源分級表

通過對制冷機房重大危險源進行分級可知，其重大危險源等級為三級。

3 個人風險和社會風險估算

對該公司的個人風險和社會風險的估算是依據《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》附件2中“可容許風險標準”的規定。摘錄其部分內容如下：

3.1 可容許個人風險標準[2]

個人風險是指單位時間內的個體死亡率，即因危險化學品重大危險源各種潛在的火災、爆炸、有毒氣體泄漏事故造成區域內某一固定位置人員的個體死亡概率。一般使用個人風險等值線表示。

通過定量風險評價，危險化學品單位周邊重要目標和敏感場所承受的個人風險應滿足表6中可容許風險標準要求。

表6 可容許個人風險標準

3.2 可容許社會風險標準

社會風險一般用社會風險曲線（F-N曲線）表示，即指能夠引起大于等于N人死亡的事故累積頻率（F），也即單位時間內（通常為年）的死亡人數。

可容許社會風險標準采用ALARP原則作為可接受原則。如圖1所示。

圖1 可容許社會風險標準（F-N）曲線

4 運用CASST-QRA軟件模擬事故后果

運用CASST-QRA軟件模擬該企業危險性最大的8m3低壓循環桶發生泄漏的事故后果。

4.1 CASST-QRA軟件計算過程

依次在CASST-QRA軟件中載入企業地圖并確定實際距離，載入氣象信息、填寫危險化學品重大危險源信息（危險源類別、儲罐數量、容積、工作壓力、工作溫度、采取的安全防護設計類型、儲存物質等信息）、項目周邊的調查情況（如人數分布）等信息。

4.2 結果輸出

通過CASST-QRA軟件自動計算出8m3低壓循環桶在各種情況的不同災害模式下的事故后果。其結果如表7所示。

表7 不同泄漏模式下事故后果模擬結果

由表7可知，當8m3低壓循環桶發生整體破裂和容器大孔泄漏時造成的危害最大，其死亡半徑可以達到162m，重傷半徑能達到232m，輕傷半徑范圍也可以達到312m。

4.3 個人風險及社會風險分析

（1）個人風險分析

通過CASST-QRA軟件中“風險評估”菜單下的“風險結果輸出——＞個人風險等值線”可以自動繪制出出個人風險等值線，如圖2所示。

圖2 個人風險等值線

（最外圈 1為：10-8風險值 中間圈 2為：10-7風險值 最內圈 1為：10-6風險值）

通過圖2可知，《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》（安監總局[2011]第40號令[2015修訂]）附件2中“表6 可容許個人風險標準”所列的“重要目標和敏感場所”都不在個人風險等值線內，因此該企業制冷機房的個人風險滿足可容許個人風險標準的要求。

（2）社會風險分析

通過CASST-QRA軟件中“風險評估”菜單下的“風險結果輸出——＞社會風險曲線”自動繪制出社會風險（F-N）曲線，如圖3所示。

圖3 社會風險（F-N）曲線

通過圖3可知，該企業的社會風險（F-N）曲線在“可容許區”內，因此其社會風險可接受。

4.4 CASST-QRA分析結論

運用CASST-QRA軟件分析可知，《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》（安監總局[2011]第40號令[2015修訂]）附件2“表6 可容許個人風險標準”所列的“重要目標和敏感場所”都不在該企業的個人風險等值線內，所以該企業的個人風險滿足可容許個人風險標準的要求；該企業的社會風險（F-N）曲線在“可容許區”內，因而其社會風險可接受。

5 結論

在運用CASST-QRA軟件計算該企業制冷機房危險化學品重大危險源的個人風險和社會風險的過程中，通過前期數據導入或填寫后能自動計算個人風險和社會風險，并可以將個人風險和社會風險以圖表的形式導出，提高了計算效率，直觀地反映了個人風險的影響范圍和社會風險（F-N）曲線所落區域。