LPG儲罐泄漏起火事故情景構建研究

韓增，李新松，臧泉龍，王憲鑫，李濤，趙翔海

[中海石油環保服務（天津）有限公司，天津 300452]

0 引言

“十八大”以來，黨和國家始終把維護公共安全放在首要位置。當前我國的整體安全形勢有所好轉[1]，但重特大事故仍然時有發生，如江蘇響水“3·21”特大爆炸事故、山東濟南“4·15”重大著火中毒事故、江西豐城“11·24”坍塌事故等。從上述事故可以看出，我國大部分企業在安全生產領域的風險管控能力仍有欠缺，同時也暴露出企業在應對巨災方面存在的不足。而針對企業開展重大事故情景構建研究與應用，不僅可以改變“事先預防、事后應急”的弊端，也有利于開展有針對性的預防及應急準備，提升企業應急管理能力[2]。本文將采用情景構建技術手段，構建LPG 儲罐泄漏起火事故情景，分析企業在面對巨災情況下，應急救援能力方面存在的差距，并提出下一步工作方向。

1 情景構建基本流程

情景構建起源于美國“9·11”恐怖襲擊之后，后期在德國、英國及日本普遍得到推廣，實質上是在風險評估的基礎上，對某一類或多類突發事件進行的全景性描述[3-7]。情景的演化過程需結合大量的歷史真實案例、背景資料及數據分析，要充分體現各類事件的共性，基于構建的事故場景，開展應急能力差距分析。流程圖[5]如圖1所示。

圖1 重大事故情景構建工作流程

2 LPG儲罐泄漏火災事故情景構建研究

2.1 企業簡介

A 公 司 現 有LPG 儲 罐3 臺100 m3（ 其 中1 臺100 m3儲罐作為備用罐）和1 臺50 m3的LPG 儲罐，罐區另設1 臺50 m3儲罐儲存液化石油氣殘液（主要成分為戊烷），為四級重大危險源單位。該企業擁有充裝管線1 條，卸車管線1 條，殘液回收管線1 條；擁有完整的液化石油氣充裝及卸車設施。

2.2 情景描述

A 公司在充裝作業期間，1#儲罐第一道法蘭與儲罐連接處發生泄漏，值班領導發現后立即啟動應急預案，各職能組按照職責分工開展搶險救援行動。由于泄漏速度過快，產生靜電，周邊混合氣體遇靜電發生閃爆，閃爆導致法蘭與儲罐連接處泄漏口增大，大量液化石油氣泄漏，并形成噴射火，2 名現場人員受傷。罐區火勢在廠內消防力量及外部消防力量共同撲救下，得到控制并最終熄滅。廠區員工及周邊公眾為避免事故繼續擴大而被迫疏散。

2.3 事故數值模擬

LPG 儲罐泄漏起火后產生的有毒有害氣體，不僅會對人身造傷害，同時也會對周邊儲罐、管線、儀表等設施造成損壞。本文采用Phast 事故后果定量分析軟件，分別模擬噴射火熱輻射及泄漏氣體擴散范圍。

根據當地氣象條件及場景模擬，選取天氣參數作為計算的典型工況（風向：西北風，風速：4 m/s）；LPG儲罐泄漏時的儲量為40 t；物料參數為液化石油氣（壓力：0.3 MPa）；泄漏孔徑為4 cm。

2.3.1 儲罐泄漏噴射火定量風險計算結果分析

假定噴射火半徑用字母r 表示，從圖2 可以看出，當r ＜56 m 時，操作設備損壞，人員100%死亡（1 min）；56 m ≤r ≤69 m 時，木材燃燒或塑料熔化所需最低能量（有火焰），重大燒傷（10 s）；69 m ＜r ≤92 m 時，裸露皮膚有痛感，穿防護服可停留幾分鐘。

2.3.2 液化石油氣泄漏定量風險計算結果分析

假定液化石油氣泄漏半徑用字母s 表示，從圖3 可以看出，當s ＜15 m 時，該范圍為熱區、禁區，需進行強制疏散；15 m ≤s ≤104 m 時，該范圍為暖區，需做適當的就地避難；104 m ＜s ≤146 m 時，該范圍為冷區，發布警戒管制區報警。

2.4 事故演化過程

圖2 噴射火源強度半徑

圖3 泄漏氣體云團俯視圖

2.4.1 孕育階段

2020 年1 月20 日，氣溫驟降，達到-5 ℃，A 公司值班人員忘記對周邊儲罐底部進行排凝。

11：50，A 公司充裝間2 名員工正在充裝鋼瓶，廠區卸車點1 輛液化石油氣的槽車正在進行卸車作業。由于人手有限，作業過程中值班室沒有人。

2.4.2 發生階段

12：20，作業人員聽到吱吱的聲響，實地查看后發現1#儲罐第一道法蘭與儲罐連接處發生泄漏，立即向值班負責人報告。

12：01，值班負責人接到報告后，立即啟動《儲罐液相第一道法蘭泄漏現場處置方案》，指令現場人員立即關閉1#儲罐所有閥門及充裝儲罐出液、回流閥門；關閉壓縮機及槽車氣液相閥門，組織槽車離開廠區；暫停一切作業，疏散無關人員撤離。

12：03，值班負責人啟動電鈴，通知所有在崗人員迅速到“集合點”集合，并立即向B 公司及屬地主管部門報告事故情況，B 公司接到報警后，立即啟動B 公司級應急響應，同時第一時間向C 公司報告事故情況。

12：05，指揮長宣布啟動A 公司級應急預案，成立現場指揮部，指令消防搶險組切斷儲罐區電源，啟動罐區消防系統，組織人員開展應急堵漏工作；安全警戒組對事故現場進行警戒隔離，協助現場無關人員撤離；通信聯絡組及時了解現場救援進展并上報。

12：07，消防搶險組到達現場，關閉儲罐區所有電源，啟動罐區消防噴淋，利用消防水龍帶對泄漏點周圍進行稀釋，并在泄漏點下風向防火墻處設置便攜式氣體檢測儀，同時，利用鋼卡對泄漏點進行堵漏。

12：09，安全警戒組封鎖廠內外交通車輛，設置警戒路障和隔離帶，協助現場無關人員撤離，同時做好引導救援車輛準備。

12：12，非應急人員撤離至緊急集合地點，安全警戒組進行人數清點工作，同時，對集合點的可燃氣體濃度進行實時監測，并隨時向指揮長匯報。

12：25，現場仍未堵漏成功，為避免事故影響進一步擴大，指揮長指令通信聯絡組，告知周邊企業及村委會做好人員疏散準備，同時向屬地醫療機構聯系，提前做好救援準備。

2.4.3 擴大階段

12：30，在應急堵漏過程中，1#儲罐第一道法蘭與儲罐連接處泄漏口突然增大，產生靜電，周邊混合氣體遇靜電發生閃爆，閃爆導致大量液化石油氣泄漏，并形成噴射火，2 名搶險人員受傷（1 人燒傷，1 人昏迷）。

12：32，指揮長指令消防搶險組立即啟動高壓注水裝置，開啟1#儲罐鄰近消防水栓進行集中滅火，并迅速轉移受傷人員；通訊聯組向B 公司報告事故情況；安全警戒組對受傷人員進行初期救治。

12：34，B 公司接到報告后，立即向C 公司報告事故情況，C 公司立即啟動應急響應，部署應急救援策略。

12：37，受傷人員被轉移至上風向安全區域。

12：45，地方消防隊和地方政府領導趕到事故現場并了解情況，成立現場指揮部，A 公司應急指揮權移交地方政府，A 公司協助政府進行應急救援工作。

12：47，屬地消防隊組織多輛消防車對著火設施進行滅火，并對周邊儲罐進行降溫保護。

12：49，政府應急指揮部安排人員對周邊半徑1 km范圍內可能受影響的企業和村莊進行疏散。

13：15，120 救護車抵達現場，將受傷人員轉移至周邊醫院。

13：20，罐區火勢在廠內消防力量及外部消防力量共同撲救下，得到控制并最終熄滅。

13：40，經氣體監測儀檢測，罐區周邊區域混合氣體濃度處于爆炸下限濃度以下。

2.4.4 應急結束階段

第二日：

9：00，罐區消防廢水檢測合格后，被轉入事故水池。

9：30，政府應急指揮中心宣布現場應急結束，開展事故調查工作。

一周后，消防廢水處置基本完成。兩周后，責任認定、開展災后恢復工作。一個月后，受損設施設備更換完畢，廠區恢復正常工作。

2.5 事故影響

LPG 儲罐泄漏起火導致的事故后果是：傷亡情況是1 人燒傷，1 人昏迷；基礎設施損壞為1#儲罐第一道法蘭及周邊管線、儀表損壞；疏散/遷移100 多人；大氣局部污染；經濟損失約100 萬人民幣；發生多次事件的可能性較小；恢復時間需要數月。

2.5.1 次生衍生災害

若廠區雨水排放閥沒有及時關閉或消防廢水過多，都會導致消防廢水進入周邊區域，造成環境污染事故；有毒有害氣體隨風大面積擴散，嚴重威脅周邊人員的人身安全；噴射火造成的熱輻射及爆炸沖擊波，會在不同程度上對設備和人員造成永久性或臨時性傷害。

2.5.2 財產損失

LPG 儲罐、管線及廠區其他設備設施嚴重損壞產生的費用；儲存的液化石油氣大量泄漏產生的費用；動用本單位、外部單位應急資源產生的費用；人員救護、賠償費用；政府罰款等。

2.5.3 經濟影響

無法按照合同要求完成工作，造成的違約金賠償；公司聲譽受損，引發資金鏈斷裂，財務狀況惡化。

2.5.4 健康問題

爆炸沖擊波及噴射火熱輻射對員工身體健康造成的直接影響。另外，在事故中吸入過量的有毒有害氣體，大大增大了員工患病的概率。

表1 應急能力差距分析表

3 應急能力差距分析

以構建的事故場景為基礎，梳理應急任務，分析完成每個應急任務所需的應急資源，與現有資源進行差距分析，并提出下一步的工作方向。以液化石油氣泄漏、閃爆起火階段的差距分析為例，詳見表1。

4 結語

重大事故情景構建技術應用于企業的應急管理，具有重要意義，一是可以加強企業對巨災風險的認知程度，對小概率、高后果事件的重視度；二是強化了企業領導層和主要崗位人員主體責任；三是反省應急能力體系脆弱性，明確巨災應急準備能力建設主要目標；四是作為巨災事件應急演練情景設計的依據。