化工園區(qū)儲(chǔ)罐泄漏模擬分析及應(yīng)急管理建設(shè)

楊日麗 包有寶 蓋軻 馮碧陽(yáng) 樊靜(.隴東學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000；.慶陽(yáng)市應(yīng)急管理局，甘肅 慶陽(yáng) 745000；.長(zhǎng)慶油田第二采油廠，甘肅 慶陽(yáng) 74500)

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模快速發(fā)展，危化品種類、所需數(shù)量急劇增多，且大多數(shù)往往具有易燃易爆、有毒危險(xiǎn)特性。若在生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)存過(guò)程中由于管理不當(dāng)或者操作不慎往往會(huì)造成危化品大面積的泄露，就有可能發(fā)生災(zāi)難性后果。因此，加強(qiáng)對(duì)危化品管預(yù)控理就顯得意義重大。因此，針對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏事故展開(kāi)深入研究，同時(shí)建立有效的應(yīng)急機(jī)制十分必要[1]。

截止目前為止，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏擴(kuò)散模型的相關(guān)研究主要包括理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)際應(yīng)用3個(gè)方面。至今已出現(xiàn)數(shù)以百計(jì)的典型事故后果模型，如高斯模型、BM模型、Sutton模型、FEM3模型、箱及相似模型、P-G模型等[2-5]。每個(gè)模型都有其各自的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，為試驗(yàn)研究提供了大量的理論依據(jù)。

本文選取某工業(yè)園區(qū)丙烯罐區(qū)使用規(guī)格最多的單罐為例，利用ALOHA軟件對(duì)其可能的泄露事故后果進(jìn)行模擬分析，得出定量危害影響范圍并提出合理有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，提高罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及整體防范能力，為今后的儲(chǔ)罐泄露救援處置決策提供指導(dǎo)。

1 丙烯理化性質(zhì)和事故后果分析

1.1 丙烯理化性質(zhì)

丙烯，C3H6，分子量約為42，比空氣重，常溫下為無(wú)色、稍帶有甜味的氣體，是一種單純窒息劑、輕度麻醉劑、致癌的物質(zhì)；不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。冰點(diǎn)-185.3℃，沸點(diǎn)-47.4℃，易燃，爆炸極限為2%～11%，按照火災(zāi)危險(xiǎn)性劃分，屬于甲類危險(xiǎn)性物質(zhì)。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、異丙醇、丙酮和環(huán)氧丙烷等，是多種合成化工原料的主要物質(zhì)。

1.2 泄露事故后果分析

表1給出了丙烯儲(chǔ)罐發(fā)生泄露后可能產(chǎn)生的事故后果類型及危險(xiǎn)等級(jí)。

表1 丙烯儲(chǔ)罐泄露預(yù)先性危險(xiǎn)性分析

2 軟件概述及泄漏模擬

結(jié)合表1的分析，本次選取對(duì)丙烯儲(chǔ)罐泄漏后中毒、蒸汽云爆炸進(jìn)行模擬。

2.1 參數(shù)設(shè)定

本次模擬選取的參數(shù)條件為：容積為50m3的丙烯臥室儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為2.16MPa，裝填系數(shù)0.9，該工業(yè)區(qū)海拔高度1398m，地理坐標(biāo)為北緯35°43，東經(jīng)107°38″，選取年度最大頻率風(fēng)速為2.4m/s，風(fēng)向?yàn)镾E，測(cè)量高度為3m，天空約25%有云，氣溫為8.7℃，相對(duì)濕度62%，多云等級(jí)5。泄露口徑約為0.05m。

2.2 泄漏模擬

2.2.1 中毒事故模擬

丙烯儲(chǔ)罐發(fā)生瞬時(shí)或者緩慢泄漏時(shí)，均會(huì)形成一大片區(qū)域的液池，泄露的氣體迅速變成蒸汽，并在空氣中擴(kuò)散，再氣象條件穩(wěn)定的情況下，會(huì)形成一定氣體集中區(qū)域，當(dāng)濃度達(dá)到一定的閾值(即處在威脅區(qū)域內(nèi))，會(huì)對(duì)氣體區(qū)域的工作人員造成一定的毒性和窒息。

從圖1中可以讀出：受風(fēng)向的影響，在威脅點(diǎn)199m范圍內(nèi)，丙烯的濃度高達(dá)170000ppm，長(zhǎng)時(shí)間的滯留，會(huì)對(duì)人體生命造成威脅；在下風(fēng)口199～503m范圍內(nèi)，會(huì)對(duì)人身體造成不可恢復(fù)的傷害；在以外區(qū)域，除了有不良健康效應(yīng)或不當(dāng)?shù)臍馕锻猓粫?huì)對(duì)人造成其它影響。

2.2.2 蒸氣云爆炸事故模擬

對(duì)丙烯儲(chǔ)罐的火災(zāi)、爆炸事故后果進(jìn)行分析可知：丙烯發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，產(chǎn)生的BLEVE(沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸)火球影響區(qū)域最大并且事故后果也最為嚴(yán)重，由圖2可讀出：火球影響范圍可達(dá)243m。其中243m外為安全區(qū)、132～243m范圍內(nèi)為輕傷區(qū)(黃色區(qū)域)、132m范圍內(nèi)為重傷區(qū)(橙色區(qū)域)、在圖中未出現(xiàn)紅色區(qū)域(樓宇倒塌類的毀滅)。

2.3 模擬結(jié)果

在丙烯泄漏后果分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ALOHA模擬軟件對(duì)事故影響區(qū)域進(jìn)行模擬，得到丙烯中毒區(qū)域和爆炸影響區(qū)域并顯示在MARPLOT軟件的地圖上可以形象的看出不同程度的危險(xiǎn)區(qū)域。

(1)根據(jù)丙烯擴(kuò)散影響區(qū)域模擬范圍，可以得出不同事故的影響范圍，因此在人員疏散過(guò)程中應(yīng)以最大事故影響范圍作為參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行群體疏散。

(2)根據(jù)模擬結(jié)果，加強(qiáng)日常安全管理監(jiān)管重點(diǎn)，就不同危險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域設(shè)置應(yīng)急處置卡、一些防護(hù)用具并盡可能的在儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置一些監(jiān)測(cè)探頭，更要杜絕任何火種、靜電火花的出現(xiàn)。

圖1 中毒事故模擬及MARPLOT區(qū)域顯示圖

圖2 蒸氣云爆炸事故模擬及MARPLOT區(qū)域顯示圖

3 化工企業(yè)應(yīng)急管理建設(shè)現(xiàn)狀

王晶晶、朱偉、高玉坤結(jié)合當(dāng)前企業(yè)應(yīng)急預(yù)案實(shí)操性較差，在剖析數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案的4大發(fā)展模式和“六化目標(biāo)”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案結(jié)構(gòu)和流程化技術(shù)方案[6]。楊夢(mèng)、周恩波提出了煤礦事故現(xiàn)場(chǎng)處置方案自動(dòng)生成系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員借助輸入有關(guān)信息，匹配出相似的歷史事件，獲取真實(shí)歷史救援經(jīng)驗(yàn)知識(shí)支持[7]。樊博、劉若玄在應(yīng)急情報(bào)流通受限的情境下，提出了跨部門(mén)情報(bào)聯(lián)動(dòng)體系，為應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)的優(yōu)化提供建設(shè)策略，并用戰(zhàn)略規(guī)劃理論分析不同災(zāi)害全生命周期的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)策略，為建設(shè)全過(guò)程應(yīng)急情報(bào)貫通提供思路[8]。馬慶、楊欣晨中指出黨和政府在面對(duì)重大事件時(shí)，要遵循新聞傳播規(guī)律和信息管理結(jié)合，遵循價(jià)值理念與實(shí)踐策略的統(tǒng)一[9]。王雪峰在《政府如何在突發(fā)事件中發(fā)揮好協(xié)調(diào)和聯(lián)動(dòng)作用》中，指出當(dāng)前應(yīng)急處置思路需要轉(zhuǎn)化，切實(shí)做到“關(guān)口前移、重心下移、綜合協(xié)調(diào)、發(fā)動(dòng)社會(huì)力量”[10]。張?jiān)偕O雪松指出要加強(qiáng)應(yīng)急法制體系建設(shè)、注重協(xié)同實(shí)踐，建立并完善應(yīng)急聯(lián)動(dòng)與協(xié)同機(jī)制，進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)專業(yè)隊(duì)伍優(yōu)勢(shì)，提高應(yīng)急預(yù)案編制與操作的邏輯規(guī)范性[11]。

3.1 企業(yè)應(yīng)急建設(shè)中存在的問(wèn)題

結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)研、案例法、實(shí)地走訪石化企業(yè)，發(fā)現(xiàn)企業(yè)在應(yīng)急管理建設(shè)中普遍存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

3.1.1 企業(yè)頂層設(shè)計(jì)中對(duì)應(yīng)急管理部署重視程度不高

企業(yè)的發(fā)展在很大層度上依賴頂層設(shè)計(jì)，尤其對(duì)于應(yīng)急管理的建設(shè)。企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人能否清晰的認(rèn)識(shí)應(yīng)急文化、理解其內(nèi)涵、能否將這種應(yīng)急思想貫穿到本企業(yè)建設(shè)中、落實(shí)到一切工作圍繞“安全第一”“以備不時(shí)”展開(kāi)，注重“平戰(zhàn)結(jié)合”，采取“全方位式”打造企業(yè)安全生產(chǎn)、對(duì)于企業(yè)能否及時(shí)消除可能存在的危險(xiǎn)隱患及事故發(fā)生之后能否積極采取措施實(shí)施救援等一系列的工作，有著致命的影響。

3.1.2 預(yù)警技術(shù)落后、預(yù)警處理不到位

預(yù)警作為釋放危險(xiǎn)信號(hào)最科學(xué)、最及時(shí)的一種技術(shù)手段；是事發(fā)前的“最重要的信息”。若能給予重視和采取積極有效防控措施，完全可以避免事件的發(fā)生。而預(yù)警技術(shù)先進(jìn)與否、預(yù)警平臺(tái)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)、預(yù)警信息處理及整合人員專業(yè)性等諸多因素都會(huì)影響到對(duì)“征兆”的態(tài)度和處理。相關(guān)典型重大生產(chǎn)安全事故數(shù)據(jù)說(shuō)明：有很大一部分企業(yè)忽略安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和使用、欠缺智能預(yù)警平臺(tái)指導(dǎo)實(shí)踐工作的認(rèn)識(shí)。

3.1.3 應(yīng)急預(yù)案“落地性差”

應(yīng)急預(yù)案是企業(yè)面對(duì)突發(fā)事件時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)和開(kāi)展應(yīng)急救援行動(dòng)的指導(dǎo)性文件，其重要意義不言而喻。但目前，多數(shù)企業(yè)應(yīng)急預(yù)案都是委托第三方安全中介服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行編制。縱觀預(yù)案，在編制過(guò)程中存在很多問(wèn)題：比如：預(yù)案編制過(guò)程中，是否是在對(duì)企業(yè)危險(xiǎn)有害因素綜合評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制的；對(duì)于企業(yè)專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，是否是結(jié)合企業(yè)實(shí)際客觀情況，是以較危險(xiǎn)的事故展開(kāi)的；對(duì)于不同的響應(yīng)級(jí)別，企業(yè)的救援力量、救援物資的情況是否屬實(shí)；不同的聯(lián)動(dòng)協(xié)作部門(mén)，是否有關(guān)交流等。

3.1.4 缺乏應(yīng)急物資儲(chǔ)備保障

應(yīng)急物資儲(chǔ)備是需要大量的資金投入，換言之，應(yīng)急物資儲(chǔ)備投入比例大小在一定程度也可以說(shuō)明企業(yè)對(duì)應(yīng)急事業(yè)建設(shè)的關(guān)注度和重視度。再者企業(yè)安全投入和應(yīng)急投入產(chǎn)出滯后性、直觀效應(yīng)不明顯等特點(diǎn)，企業(yè)應(yīng)急經(jīng)費(fèi)的使用很多情況下“被克扣”“被挪作它用”的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。這就導(dǎo)致了應(yīng)急物資一直處在滿足于安全帽、安全繩、滅火器、滅火毯、防護(hù)服等簡(jiǎn)單的物品上，而新型的、技術(shù)含量高的應(yīng)急物品始終處“在路上”。應(yīng)急隊(duì)伍的建設(shè)也局限于本企業(yè)內(nèi)部力量。

3.1.5 應(yīng)急演練大多“浮于形式”，效果差

按照《生產(chǎn)安全事故應(yīng)急管理辦法》規(guī)定：企業(yè)按照規(guī)定，對(duì)相應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案要展開(kāi)相應(yīng)的應(yīng)急演練。這就使得企業(yè)依據(jù)實(shí)際情況開(kāi)展應(yīng)急演練。但在演練過(guò)程中存在以下問(wèn)題：其一，應(yīng)急意識(shí)薄弱、演練態(tài)度不端正；其二，多部門(mén)、多方參與的協(xié)作演練，很大一部分力量對(duì)應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容不熟悉、演練目的不明確，對(duì)于各自應(yīng)做什么工作、如何配合等問(wèn)題摸不著頭腦，演練變成了走過(guò)場(chǎng)：應(yīng)急演練主要方對(duì)演練中存在問(wèn)題、技術(shù)短板、聯(lián)動(dòng)機(jī)制不暢仍停留在“紙面上”，演練結(jié)束后未能有針對(duì)性的解決和修訂方案，這都為“真實(shí)作戰(zhàn)”留下了隱患。

3.1.6 應(yīng)急宣傳受眾少

應(yīng)急工作關(guān)乎每一個(gè)人，很多企業(yè)把應(yīng)急宣傳、應(yīng)急工作只是局限于應(yīng)急組織，這種認(rèn)識(shí)是不全面的。在重大災(zāi)難救援面前，除了應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)組、指揮組、專業(yè)應(yīng)急隊(duì)伍等發(fā)揮主要作用外，受災(zāi)區(qū)域內(nèi)每一個(gè)個(gè)體有必要的掌握一定應(yīng)急知識(shí)，開(kāi)展自救和呼救，這種貢獻(xiàn)是不可估量的；在事故面前，所有人都會(huì)被卷進(jìn)“命運(yùn)共同體”，任何人的一小步都有可能拯救整個(gè)局面。

3.2 企業(yè)優(yōu)化應(yīng)急管理建設(shè)對(duì)策

結(jié)合當(dāng)前企業(yè)應(yīng)急管理建設(shè)存在的問(wèn)題，本文提出了以下的建議：

3.2.1 加強(qiáng)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)人員的應(yīng)急管理培訓(xùn)

各企業(yè)應(yīng)分批、分層次開(kāi)展應(yīng)急管理培訓(xùn)。結(jié)合應(yīng)急培訓(xùn)受眾對(duì)象、培訓(xùn)目的要明確、培訓(xùn)內(nèi)容有針對(duì)性。對(duì)于企業(yè)負(fù)責(zé)人及對(duì)應(yīng)急管理領(lǐng)導(dǎo)，要以應(yīng)急思想、應(yīng)急意識(shí)的培養(yǎng)、對(duì)我國(guó)乃至全世界上較典型的應(yīng)急管理建設(shè)及具體做法進(jìn)行交流，務(wù)必把應(yīng)急建設(shè)作為企業(yè)的一項(xiàng)政治任務(wù)來(lái)完成；而對(duì)于應(yīng)急救援力量，則主要對(duì)業(yè)務(wù)素質(zhì)、技能進(jìn)行培訓(xùn)，結(jié)合不同類型的事故救援案例，加強(qiáng)對(duì)火災(zāi)、中毒窒息現(xiàn)場(chǎng)情形偵查、科學(xué)判斷及心理素質(zhì)等方面培訓(xùn)。

3.2.2 重視應(yīng)急預(yù)案的編制、注重應(yīng)急演練實(shí)施成效

應(yīng)急預(yù)案的編制和實(shí)施，在整個(gè)指導(dǎo)應(yīng)急施救和處置上起到關(guān)鍵性的作用。預(yù)案編制一定要遵從客觀事實(shí)、在充分辨識(shí)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上、有針對(duì)性的進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。而在具體實(shí)施演練前，一定要提前部署工作、開(kāi)展多種形式的預(yù)案交流，包括預(yù)案目的、預(yù)案內(nèi)容、實(shí)施預(yù)案情景、開(kāi)展救援關(guān)鍵環(huán)節(jié)等；并能對(duì)預(yù)案演練發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和細(xì)節(jié)，仔細(xì)斟酌、提出改進(jìn)措施、必要時(shí)可“集思廣益、獻(xiàn)言獻(xiàn)策”、與相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)協(xié)同合作等完善和修訂預(yù)案，確保預(yù)案可操作性。

3.2.3 注重智能化建設(shè)，提供科學(xué)決策

加強(qiáng)企業(yè)智能化建設(shè)投資、盡可能在預(yù)算的基礎(chǔ)上，引進(jìn)和融合先進(jìn)技術(shù)、加強(qiáng)數(shù)字化管理、對(duì)預(yù)警和智能決策提供更廣泛的天地。