危化品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施外部安全防護距離確定方法

文/楊國梁

（本文作者單位為中國安全生產(chǎn)科學研究院，本文由全國安全生產(chǎn)標準化技術(shù)委員會秘書處供稿）

編輯 包冬冬

2014 年12 月23 日，國家標準化委員會在《關(guān)于下達2014 年第二批國家標準制修訂計劃的通知》（國標委綜合〔2014〕89 號）文件中，下達了《危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施外部安全防護距離確定方法》（正式公布時為GB/T 37243—2019《危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施外部安全防護距離確定方法》，以下簡稱《確定方法》）的制定計劃，項目編號為20141867-T-450，由中國安全生產(chǎn)科學研究院、中石化青島安全工程研究院、北京理工大學等3 家單位共同起草編制，由中國安全生產(chǎn)科學研究院擔任主編。

本標準通過比較借鑒國內(nèi)外先進做法，綜合考慮我國危險化學品企業(yè)監(jiān)管現(xiàn)狀和裝置自身危險特性，在近年來開展的專題研究和大量試點驗證工作的基礎(chǔ)上，提出了針對危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施的外部安全防護距離計算方法，通過進一步規(guī)范相關(guān)方法的使用，提高確定外部安全防護距離的科學性和準確性。

《確定方法》起草過程

2010 年8 月，中國安全生產(chǎn)科學研究院正式啟動《危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置外部安全防護距離》課題研究工作，歷時兩年科研攻關(guān)，多次組織相關(guān)行業(yè)專家以及重點企業(yè)代表對研究進行研討，相關(guān)成果于2014 年5 月7 日以《危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置個人可接受風險標準和社會可接受風險標準（試行）》[原國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公告（2014 年第13 號），以下簡稱“13號公告”]的形式予以公布。

13 號公告發(fā)布后，經(jīng)過3 年多的應(yīng)用，相關(guān)方法在多個大型危險化學品項目搬遷，新建大型危險化學品項目選址規(guī)劃進行了實際應(yīng)用。標準編制組收集了實際應(yīng)用中的反饋意見，在原公告的基礎(chǔ)上進行修改完善，形成了《確定方法》征求意見稿。

2017 年7 月27 日，《確定方法》征求意見稿通過時為國家安全監(jiān)管總局和中國化學品安全協(xié)會網(wǎng)站向社會公開征求意見。此次公開征求意見共收到意見118 條，采納49 條，部分采納9 條，標準修改完善后形成《確定方法》送審稿。

2017 年10 月28 日，全國安全生產(chǎn)標準化技術(shù)委員會化學品安全分技術(shù)委員會針對《確定方法》送審稿組織召開了標準審查會，根據(jù)會上委員和專家意見修改后形成《確定方法》（報批稿）。

2019 年2 月25 日，《確定方法》正式發(fā)布，2019 年6 月1 日實施。

《確定方法》編制原則和主要內(nèi)容

編制原則

本次標準編制的主要原則包括3個方面，一是重點有效減小危險化學品事故對社會公共安全造成的影響；二是充分考慮危險化學品的危險特性，重點補充當前國內(nèi)在爆炸品、氣體火災、氣體中毒事故方面外部安全防護距離設(shè)置方面的不足；三是在現(xiàn)行標準規(guī)范體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外安全距離確定方法的先進理念和技術(shù)方法。

主要內(nèi)容

第一章范圍，明確本標準適用和不適用的裝置和設(shè)施類型，與現(xiàn)行相關(guān)標準進行銜接。第二章規(guī)范性引用文件，羅列了本標準條文中引用的相關(guān)標準，如《危險化學品重大危險源辨識》等。第三章術(shù)語和定義，對爆炸物、有毒氣體、易燃氣體、外部安全防護距離等進行定義。第四章外部安全防護距離確定流程，對本標準提出的事故后果法和定量風險評價法的適用范圍，不同類型危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施在方法選擇方面的流程等提出了具體要求。第五章事故后果法，對事故后果法的計算程序、基礎(chǔ)資料收集、最嚴重事故情景確定、事故后果計算公式、不同類型防護目標對應(yīng)的空氣沖擊波超壓安全閾值提出了具體要求。

爆炸品不需要借助外界提供氧，僅靠自身的物質(zhì)就可以發(fā)生瞬間整體爆炸，對外界造成危害的時間很短，防護目標處人員沒有采取撤離疏散等應(yīng)急措施的可能，并且爆炸事故造成的社會負面影響較大。基于以上因素，需要單獨作為一類，選取最為嚴格的事故后果法確定外部安全防護距離，這樣可以最大限度地保護周邊居民和公共財產(chǎn)的安全。

第六章定量風險評價法，對定量風險評價法的計算程序，單元確定要求，計算流程，危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施外部安全防距離提出了具體要求。下面作詳細介紹。

《確定方法》中的定量風險評價法

定量風險評價法適用于涉及有毒氣體或易燃氣體，且其設(shè)計最大量與GB 18218—2018《危險化學品重大危險源辨識》中規(guī)定的臨界量比值之和大于或等于1 的危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施確定外部安全防護距離。此類裝置規(guī)模通常較大，工藝復雜多樣，不同裝置之間事故影響范圍差別較大，在選取外部安全防護距離確定方法時，既要考慮科學性又要考慮針對性，因此推薦選用在發(fā)達國家已被廣泛應(yīng)用的定量風險評價法。

定量風險評價（簡稱QRA）也稱為概率風險評價（PRA），是一種對風險進行量化評估的重要技術(shù)手段。該方法通過對系統(tǒng)或設(shè)備失效概率和失效后果進行分析，將風險表征為事故發(fā)生頻率和事故后果的乘積，并根據(jù)風險的可疊加性，充分考慮了危險化學品生產(chǎn)儲存裝置的所有潛在事故，得到的最終風險結(jié)論里既體現(xiàn)了高頻率、小規(guī)模、低損失的事故場景，又包含了低頻率、大規(guī)模、高損失的重大事故場景。目前，許多歐盟國家都在塞維索法令（The Seveso II Directive）第九章要求提交的安全報告中采用QRA 方法，用以當局了解重大危險源產(chǎn)生的風險增量以及決策重大危險源附近的土地開發(fā)是否可容許。

定量風險評價法包括以下6 個步驟。

第一步為收集資料數(shù)據(jù)。定量風險評價是一個技術(shù)復雜的過程，需要收集整理和分析的數(shù)據(jù)量較大，因此需要一個由各方面專業(yè)人員組成的團隊才能很好地完成。其中安全工程師、工藝工程師、設(shè)備工程師、熟悉計算模型的人員是必需的。

第二步為確定評估單元。危險辨識主要運用系統(tǒng)分析方法對評價區(qū)域進行危險辨識，以確定哪些易燃、易爆和有毒物質(zhì)存在重大事故風險，哪些工藝故障或錯誤容易產(chǎn)生非正常情況并存在重大事故風險。為避免過大的計算量，需通過一定的篩選方法選擇出對整個系統(tǒng)影響較大、風險較高的設(shè)備進行風險計算。

第三步為泄漏場景辨識、分析事故概率。危險化學品的泄漏是產(chǎn)生火災、爆炸、中毒等事故的根源。對裝置的事故風險進行頻率分析，以評估其發(fā)生各種場景事故的可能性。每個單一場景的頻率分析主要包括設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)泄漏頻率的分析、泄漏后事故場景的頻率和點火可能性的分析等。

第四步為分析事故后果。后果分析主要評估各種潛在場景事故發(fā)生后造成的后果嚴重程度。后果分析基于事故后果傷害模型，得到熱輻射、沖擊波超壓或毒物濃度等隨距離變化的規(guī)律，然后與相應(yīng)的傷害準則進行比較，得出每一種場景事故后果影響的范圍。

第五步為計算個人風險和社會風險。風險計算是在頻率和后果分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)風險的可疊加特性，進行風險擬和計算，得到個人風險、社會風險。個人風險表征是在危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置周邊個人，每年受危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置的影響而預期增加的死亡風險，距離裝置越近，面臨的個人風險越高，通常用裝置周邊的個人風險等值線表示，如圖1 所示。社會風險是危化品裝置對周邊一定范圍內(nèi)社會公眾整體影響，是對個人風險的必要補充，衡量危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置造成社會公眾群死群傷事故風險，通常用F-N 曲線表示，如圖2 所示。

圖1 個人風險等值線示意圖

圖2 社會風險曲線示意圖（F-N曲線）

第六步為確定外部安全防護距離。裝置周圍可能存在多個防護目標，應(yīng)逐一按照防護目標的類型，查找GB 36894—2018《危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施風險基準》中對應(yīng)的個人風險基準，結(jié)合企業(yè)周邊的個人風險等值線圖，確定每一處防護目標的外部安全防護距離是否滿足要求。依據(jù)GB 36894—2018《危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施風險基準》中社會風險基準，對裝置周圍所有防護目標面臨的整體風險進行評估，根據(jù)社會風險線（F-N曲線）進入社會風險基準的區(qū)域，判斷項目的社會風險水平是否可接受。

采用國際標準和國外先進標準的程度

確保重大危險源與周邊防護目標之間保持合理的安全距離，是國際預防重大工業(yè)事故相關(guān)法律法規(guī)和標準的核心之一。結(jié)合事故后果模擬和定量風險評估的技術(shù)確定危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置的外部安全防護距離，在英國、德國、荷蘭、美國相關(guān)法規(guī)、標準中都有體現(xiàn)（見表1），本標準制定過程中，采用了目前國際上先進的理念，并借鑒了多個發(fā)達國家已達成的廣泛共識。

表1 目前部分國家采用的外部安全防護距離確定方法

與現(xiàn)行有關(guān)法律法規(guī)和標準規(guī)范的關(guān)系

目前，國內(nèi)危險化學品企業(yè)最為常用的安全距離要求主要為防火間距和衛(wèi)生防護距離等。

防火間距的代表性標準有GB 50160—2008《 石 油 化 工 企業(yè)設(shè)計防火標準》（2018 年版）、GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018 年版），防火間距的典型定義為“防止著火建筑的輻射熱在一定時間內(nèi)引燃相鄰建筑，且便于消防撲救的間隔距離”。防火間距的設(shè)置主要考慮小規(guī)模、高頻率的小型火災事故，并沒有考慮毒性氣體泄漏和可燃氣體爆炸事故的危害。

衛(wèi)生防護距離的代表性標準有GB 8195—2011《石油加工業(yè)衛(wèi)生防護距離》（已作廢），典型定義為“正常生產(chǎn)條件下，散發(fā)無組織排放大氣污染物的生產(chǎn)裝置、‘三廢’處理設(shè)施等的邊界至居住區(qū)邊界的最小距離。”衛(wèi)生防護距離的設(shè)置主要考慮的是正常生產(chǎn)過程中污染物長期排放對周邊人員的健康影響。

本標準規(guī)定的外部安全防護距離，只用于限定危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施與廠區(qū)外部防護目標之間的安全防護距離，主要目的是減小該類裝置設(shè)施發(fā)生火災、爆炸、毒氣泄漏等重大事故對周邊社會公眾的影響。考慮的是事故狀態(tài)下，該類裝置設(shè)施周邊社會公眾的人身安全，并不針對環(huán)境危害和正常生產(chǎn)對周邊人員長期、慢性的健康問題。

相較于13號公告進行的調(diào)整

在13 號公告試行2 年的基礎(chǔ)上，對部分方法進行了調(diào)整。

一是刪除原13 號公告中第三種方法——危險指數(shù)法。原危險指數(shù)法適用于不涉及重點監(jiān)管的危險化工工藝，危險化學品數(shù)量不構(gòu)成重大危險源，毒性氣體或易燃氣體數(shù)量較少的小型危險化學品生產(chǎn)、儲存裝置。該類生產(chǎn)、儲存裝置的危險化學品數(shù)量較少，工藝簡單，危害類型主要為易燃液體池火災和固體火災。針對這類事故場景的安全距離，在現(xiàn)行的GB 50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》（2018 年版）、GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018 年版）等標準規(guī)范都有針對性的要求，并通過驗算和近年來事故的驗證，可以滿足避免事故進一步擴大的目的。因此，從實際出發(fā)，避免與現(xiàn)行標準規(guī)范出現(xiàn)不必要的交叉和沖突，刪除了原13 號公告中第三種方法——危險指數(shù)法，執(zhí)行現(xiàn)行國家法律法規(guī)、標準規(guī)范有關(guān)消防防火間距、安全距離的要求。

二是修改了原13 號公告中，事故后果法對所有防護目標統(tǒng)一設(shè)置2 kPa 為安全閾值的要求。在參考GB 36894—2018《危險化學品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施可接受風險標準》中防護目標分類的基礎(chǔ)上，結(jié)合法國、意大利、愛爾蘭、德國以及我國GB 50089—2018《民用爆炸物品工程設(shè)計安全標準》等標準規(guī)范的閾值設(shè)置，對不同類型防護目標的閾值進行了細化，其中對于高敏感場所、重要目標和一類防護目標的閾值設(shè)置為2 kPa，該閾值為對建筑物基本無破壞的上限；對于二類防護目標的閾值設(shè)置為5 kPa，為對建筑物造成次輕度破壞（2 ～9 kPa）的中等偏下閾值，有可能造成玻璃破碎，瓦屋面少量移動，內(nèi)墻面抹灰少量掉落；對于三類防護目標的閾值設(shè)置為9 kPa，該閾值為造成建筑物次輕度破壞（2 ～9 kPa）的上限閾值，有可能造成房屋建筑物部分破壞不能居住，鋼結(jié)構(gòu)的建筑輕微變形，對鋼筋混凝土柱無損壞。以上閾值基本不會對室外人員造成直接死亡。