定量風(fēng)險(xiǎn)分析確定化工企業(yè)外部安全防護(hù)距離

王茂清

(山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司,山西 太原 030024)

本文以某化工企業(yè)A為例，采用定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值，與我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行比較，確定化工企業(yè)A的外部安全防護(hù)距離，并提出相應(yīng)的安全措施。

1 企業(yè)基本情況

1.1 氣象信息、周邊環(huán)境

1.1.1 氣象信息

化工企業(yè)A所在區(qū)域年平均氣溫10.2 ℃，年平均風(fēng)速1.2 m/s，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾W。

1.1.2 周邊環(huán)境

化工企業(yè)A距東南側(cè)村B(人數(shù)1 008人)240 m和村C(人數(shù)889人)700 m，距北側(cè)某藥廠(人數(shù)89人)300 m，距南側(cè)化工廠D(人數(shù)23人)400 m。

1.2 企業(yè)情況

1.2.1 生產(chǎn)工藝

該企業(yè)采用雙加壓法制備硝酸工藝。

1.2.2 涉及的危險(xiǎn)物質(zhì)及儲(chǔ)存量。

涉及的危險(xiǎn)物質(zhì)有氨(原料)、硝酸(產(chǎn)品)、氮氧化物(中間副產(chǎn)物)、壓縮空氣(原料)等。設(shè)有2個(gè)1 000 m3液氨球罐，2個(gè)1 000 m3稀硝酸儲(chǔ)罐，其他物質(zhì)不進(jìn)行儲(chǔ)存。

2 化工企業(yè)進(jìn)行重大危險(xiǎn)源辨識(shí)及分級(jí)

2.1 危險(xiǎn)化學(xué)品臨界量確定

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》(GB18218-2018)的規(guī)定，該項(xiàng)目涉及危險(xiǎn)化學(xué)品氨的臨界量為10 t[1]。

2.2 單元?jiǎng)澐?/h3>

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》(GB18218-2018)的規(guī)定，該項(xiàng)目危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)分為生產(chǎn)單元和儲(chǔ)存單元。該企業(yè)有一條硝酸生產(chǎn)線，包括氨蒸發(fā)、氨氧化、氮氧化物吸收、壓縮，裝置和設(shè)施之間無切斷閥，按一個(gè)生產(chǎn)單元考慮；2臺(tái)1 000 m3的液氨球罐設(shè)在一個(gè)防火堤內(nèi)，按一個(gè)儲(chǔ)存單元考慮。

2.3 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)(見表1)

表1 各單元危險(xiǎn)化學(xué)品辨識(shí)結(jié)果表

2.4 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源分級(jí)

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》(GB18218-2018)，對(duì)該企業(yè)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行分級(jí)計(jì)算，該企業(yè)液氨罐區(qū)構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品一級(jí)重大危險(xiǎn)源[2]。

3 定量風(fēng)險(xiǎn)分析

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(原國家安監(jiān)總局令第40號(hào)，2015年修正)、《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施外部安全防護(hù)距離確定方法》(GB/T37243-2019[3])，運(yùn)用中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院研制的“重大危險(xiǎn)源區(qū)域定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理(CASST-QRA)”軟件，根據(jù)該企業(yè)實(shí)際情況及計(jì)算軟件的特點(diǎn)，選取2個(gè)液氨球罐(1 000 m3)和1個(gè)液氨蒸發(fā)器作為分析和計(jì)算的對(duì)象，對(duì)該企業(yè)進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。

3.1 定量風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果

加載地圖，確定比例；輸入該化工企業(yè)A危險(xiǎn)源信息；輸入氣象信息；輸入企業(yè)及內(nèi)部周邊人口分布信息；事故后果表見表2(本表僅摘部分重要數(shù)據(jù))。

表2 定量風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果一覽表

3.2 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線

假設(shè)該化工廠A屬新建項(xiàng)目，儲(chǔ)存區(qū)液氨罐區(qū)構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品一級(jí)重大危險(xiǎn)源。利用軟件追蹤到了個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)概率為1×10-5、3×10-6、1×10-6、3×10-7的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線。

由圖1得出個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)論：

1) 在3×10-7次/a的對(duì)應(yīng)的紅色區(qū)域：以硝酸裝置氨蒸發(fā)器為中心，東側(cè)423 m、南側(cè)350 m、西側(cè)450 m、北側(cè)463 m，無高敏感場(chǎng)所、重要目標(biāo)和特殊高密度場(chǎng)所；也沒有一般防護(hù)目標(biāo)中一類防護(hù)目標(biāo)。

2) 在1×10-6次/a的對(duì)應(yīng)的棕色區(qū)域：以硝酸裝置氨蒸發(fā)器為中心，東側(cè)265 m、南側(cè)226 m、西側(cè)290 m、北側(cè)323 m，無居住類高密度場(chǎng)所和公眾聚集類高密度場(chǎng)所。

3) 在3×10-6次/a的對(duì)應(yīng)的紅色區(qū)域：以硝酸裝置氨蒸發(fā)器為中心，東側(cè)423 m、南側(cè)350 m、西側(cè)450 m、北側(cè)463 m，無一般防護(hù)目標(biāo)中二類防護(hù)目標(biāo)。

4) 在1×10-5次/a的對(duì)應(yīng)的黃色區(qū)域：以硝酸裝置氨蒸發(fā)器為中心，東側(cè)64 m、南側(cè)63 m、西側(cè)80 m、北側(cè)72 m，無一般防護(hù)目標(biāo)中三類防護(hù)目標(biāo)。

圖1 個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)等值線

3.3 社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)F-N曲線

如圖2所示，該企業(yè)的社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)大部分位于可接受區(qū)，小部分位于盡可能降低區(qū)。

圖2 社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)等值線模擬結(jié)果

4 對(duì)策措施

根據(jù)企業(yè)情況，把液氨球罐安全設(shè)施消除泄漏時(shí)間從10 min調(diào)整為5 min后，液氨球罐閥門大孔泄漏的死亡半徑、重傷半徑和輕傷半徑均明顯減小；個(gè)人可接受風(fēng)險(xiǎn)等值線范圍也有減小，社會(huì)可接受風(fēng)險(xiǎn)曲線從盡可能降低區(qū)降低到可接受區(qū)域。

綜上所述，建議該企業(yè)采取的安全措施如下：

1) 液氨儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)配置氨氣泄漏檢測(cè)報(bào)警探頭，同時(shí)可燃、有毒氣體報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具備30 d的記憶功能。

2) 液氨球罐應(yīng)設(shè)置安全閥、壓力表、液位計(jì)、溫度計(jì)，并應(yīng)裝有帶壓力、液位、溫度遠(yuǎn)傳記錄和報(bào)警功能的安全裝置；液氨球罐進(jìn)出口管線上均應(yīng)設(shè)緊急切斷閥，輸送泵應(yīng)設(shè)連鎖裝置，排液管上設(shè)止逆閥、壓力表。

3) 液氨罐區(qū)設(shè)置防火堤；液氨罐區(qū)應(yīng)設(shè)置噴淋水冷卻裝置等防范措施。

4) 涉氨的操作崗位，應(yīng)配備兩套正壓式空氣呼吸器、長(zhǎng)管式防毒面具、重型防護(hù)服等防護(hù)器具。

5 結(jié)語

通過定量風(fēng)險(xiǎn)分析的方法，依據(jù)我國相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院軟件，計(jì)算該化工企業(yè)的外部安全防護(hù)距離，并結(jié)合化工企業(yè)A的周邊情況，建議企業(yè)實(shí)施一些安全措施降低風(fēng)險(xiǎn)水平，保證社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)水平在可接受范圍內(nèi)，為化工企業(yè)的本質(zhì)化安全生產(chǎn)提供了保障。