郁 紅

化工園區(qū)產(chǎn)業(yè)聚集，多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸著高溫高壓、易燃易爆、有毒有害的化學(xué)單品和混合物，園區(qū)內(nèi)某一企業(yè)一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸、泄露等事故，會(huì)蔓延到臨近工廠，引發(fā)化學(xué)事故的多米諾效應(yīng)和災(zāi)難性后果。如2020年9月湖北天門市岳口鎮(zhèn)譚湖化工工業(yè)園，楚天精細(xì)化工有限公司的化工廠因硝酸泄露發(fā)生爆炸，引燃隔壁工廠三個(gè)醇類儲(chǔ)罐，事故造成人員傷亡，周邊居民房屋均有震感。

風(fēng)險(xiǎn)分析是化工企業(yè)安全生產(chǎn)管理的重要工具，有效的風(fēng)險(xiǎn)分析方法可以識(shí)別危險(xiǎn)因素、評(píng)價(jià)危險(xiǎn)程度。目前國內(nèi)企業(yè)注重自身風(fēng)險(xiǎn)分析，缺乏完整的化工園區(qū)事故多米諾效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，因此本文重點(diǎn)研究適合化工園區(qū)事故多米諾效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與防范風(fēng)險(xiǎn)研究。

一、多米諾效應(yīng)概述

多米諾效應(yīng)指一個(gè)初始單元發(fā)生事故產(chǎn)生的物理效應(yīng)，觸發(fā)臨近一個(gè)或多個(gè)單元相繼發(fā)生二級(jí)或者二級(jí)以上事故，增加了事故嚴(yán)重程度。其中初始單元稱為初始事故，初始事故導(dǎo)致臨近設(shè)備出現(xiàn)事故稱為二級(jí)事故，依次類推，二級(jí)事故引發(fā)的事故稱為三級(jí)事故等。從圖1可知，多米諾效應(yīng)由火災(zāi)熱輻射、爆炸沖擊波超壓、拋射碎片引起，觸發(fā)多米諾效應(yīng)的事故類型分為火災(zāi)和爆炸。

圖1化學(xué)園區(qū)多米諾效應(yīng)擴(kuò)展模式

二、常用的化工園區(qū)多米諾事故預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)

區(qū)域內(nèi)化工廠的相互合作可有效預(yù)防化工園區(qū)多米諾效應(yīng)事故，找到經(jīng)濟(jì)有效的方法是跨工廠合作預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)的重要任務(wù)，目前常用HAZOP(危險(xiǎn)性與可操作性研究)、事故樹分析方法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法可應(yīng)用于化工園區(qū)多米諾事故風(fēng)險(xiǎn)分析。

(一)HAZOP(危險(xiǎn)性與可操作性研究)

危險(xiǎn)性與可操作性研究(HAZOP)是英國化學(xué)工業(yè)公司通過系統(tǒng)分析工廠生產(chǎn)工藝流程來評(píng)價(jià)設(shè)備、裝置的個(gè)別部件和機(jī)械故障引起的潛在危險(xiǎn)，評(píng)價(jià)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)廠區(qū)的影響，是一種形式結(jié)構(gòu)化的方法。重點(diǎn)分析帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，選擇管路的參數(shù)如流量、溫度、管壓，通過挑選的關(guān)鍵詞“大于”“小于”等，評(píng)價(jià)每一個(gè)指標(biāo)的偏離程度，制定出當(dāng)前需要的安全保護(hù)裝置和安全措施，評(píng)估結(jié)論分為非正常原因、產(chǎn)生的不利結(jié)果和安全措施等。

HAZOP分析適用于從設(shè)計(jì)階段到現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置的全生命周期，可用于連續(xù)的化工過程，也適用于間歇的化工生產(chǎn)過程，可用來編制完善安全規(guī)程，制作可操作性的安全教育材料。

(二)事故樹分析方法

事故樹分析法由貝爾實(shí)驗(yàn)室20世紀(jì)研發(fā)成功和應(yīng)用，在1984年博帕爾事件和1988年阿爾法鉆井平臺(tái)爆炸事故中，美國勞工部職業(yè)安全與健康管理局將故障樹分析法列為流程危害的有效分析方法。事故樹是從分析事故和故障開始，層層向下分析原因，找出事故發(fā)生的基本問題，找出整個(gè)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，計(jì)算出現(xiàn)問題的概率，可對(duì)化工廠的安全進(jìn)行全面的定性和定性分析，缺點(diǎn)是耗時(shí)和依賴于使用者的經(jīng)驗(yàn)，且使用不便。

(三)風(fēng)險(xiǎn)矩陣法

風(fēng)險(xiǎn)矩陣法是羅列發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后果的嚴(yán)重程度，將所有風(fēng)險(xiǎn)搜集畫在一張風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖中，顯示風(fēng)險(xiǎn)和重要性的等級(jí)，為企業(yè)確定各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)提供可視化的分析。風(fēng)險(xiǎn)矩陣法使用時(shí)，項(xiàng)目組需列舉出項(xiàng)目的所有潛在問題，按照數(shù)字0～10估計(jì)這些潛在問題的可能性，按照低中高估計(jì)這些潛在問題的發(fā)生對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的影響，畫出風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖。風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖的紅色區(qū)域，說明項(xiàng)目組必須不惜一切代價(jià)阻止其發(fā)生；潛在問題處于橘紅色區(qū)域，說明項(xiàng)目組應(yīng)安排合理的人力物力阻止其發(fā)生；潛在的問題處于黃色區(qū)域，說明項(xiàng)目組應(yīng)采取合適的步驟阻止其發(fā)生或降低其發(fā)生帶來的不利影響。風(fēng)險(xiǎn)矩陣法使用方便，可進(jìn)行半定量分析，并對(duì)整個(gè)過程的危害展開系統(tǒng)性分析。

三、多米諾效應(yīng)定量風(fēng)險(xiǎn)分析

以江蘇某地區(qū)化工園區(qū)為例，該園區(qū)由生產(chǎn)運(yùn)輸液氯、液氨、液化天然氣、乙酸乙酯等化學(xué)品的62家化工企業(yè)組成，危險(xiǎn)化學(xué)品有87種，儲(chǔ)存總量約41987噸，有9家企業(yè)涉及到13個(gè)重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝，放熱反應(yīng)的有8個(gè)，吸熱反應(yīng)的有5個(gè)，均存在較大的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)。園區(qū)現(xiàn)有企業(yè)存在14處重大危險(xiǎn)源，其中一級(jí)重大危險(xiǎn)源3個(gè)，三級(jí)重大危險(xiǎn)源7個(gè)，四級(jí)重大危險(xiǎn)源4個(gè)。

(一)多米諾效應(yīng)研究

選擇化工園區(qū)某公司乙炔氣柜、氯乙烯氣柜和氯乙烯儲(chǔ)柜為研究對(duì)象，以超壓因數(shù)進(jìn)行整個(gè)園區(qū)的多米諾效應(yīng)分析：

類型泄漏情況風(fēng)況大氣穩(wěn)定度乙炔氣柜破裂完全破裂壓力Mpa：0.04MPa，hx泄露2m 不穩(wěn)定

(二)二級(jí)事故發(fā)生率

乙炔氣柜破裂后，氯乙烯氣柜和氯乙烯儲(chǔ)柜發(fā)生損害的幾率由以下公式得出：

對(duì)于壓力容器，閾值為32MPa，k1為14.40，k2為1.85，△p為21680Pa，得出燃爆事故后，氯乙烯氣柜和氯乙烯儲(chǔ)槽出現(xiàn)爆炸的概率Y為8.12%。

(三)二次事故影響后果

類型氯乙烯氣柜氯乙烯儲(chǔ)柜單體泄露泄漏場(chǎng)景全部破裂中孔泄露基本情況壓力Mpa:0.04MPa，hx泄露1.5m，溫度T：常溫壓力Mpa:0.6MPa，hx泄露1.5m，溫度T：常溫風(fēng)況風(fēng)速3m/S風(fēng)速3m/S大氣穩(wěn)定度周圍不穩(wěn)定周圍不穩(wěn)定

通過上圖可知，化工園區(qū)初級(jí)事故乙炔氣柜破裂會(huì)導(dǎo)致氯乙烯氣柜和氯乙烯儲(chǔ)柜的泄露，影響整個(gè)化工園區(qū)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

四、化工園區(qū)多米諾事故防范風(fēng)險(xiǎn)

化工園區(qū)多米諾事故防范要從園區(qū)整體思路出發(fā)，化工園區(qū)安全保障體系結(jié)構(gòu)正是基于這一思想，解決園區(qū)化工企業(yè)共同的安全問題，構(gòu)造化工園區(qū)安全保障體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2化工園區(qū)多米諾效應(yīng)事故風(fēng)險(xiǎn)分布分析流程圖

為了降低化工園區(qū)多米諾效應(yīng)事故風(fēng)險(xiǎn)，化工園區(qū)應(yīng)建立孤島模型的概念，如圖3所示。

圖3化工園區(qū)孤島模型圖

化工園區(qū)通過HAZOP(危險(xiǎn)性與可操作性研究)、事故樹分析方法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法綜合分析整個(gè)生產(chǎn)過程存在的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)化工園區(qū)安全生產(chǎn)的現(xiàn)狀和未來的情況進(jìn)行定性定量分析，邏輯上包括明確風(fēng)險(xiǎn)、尋找風(fēng)險(xiǎn)源、分析風(fēng)險(xiǎn)源存在的裝置或部件、預(yù)報(bào)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。

安全生產(chǎn)應(yīng)急救援是化公園區(qū)安全管理的重要組成，安全救援包括非事故狀態(tài)救援系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)生事故應(yīng)急救援系統(tǒng)的反應(yīng)速度，通過對(duì)園區(qū)應(yīng)援救援因素的維持和危險(xiǎn)因素進(jìn)行管理，提高整個(gè)園區(qū)的救援能力。

通過安全策略、風(fēng)險(xiǎn)控制策略、制度與文化策略三個(gè)層次，構(gòu)建了化工園區(qū)安全保障體系，綜合了近年來在化工園區(qū)安全管理與技術(shù)方面的研究與實(shí)踐成果，可以為實(shí)際的化工園區(qū)安全保障工作提供系統(tǒng)指導(dǎo)，明確化工園區(qū)安全保障關(guān)鍵技術(shù)在化工園區(qū)安全管理工作中的地位和意義。

五、結(jié)論

化工園區(qū)生產(chǎn)企業(yè)的布置可能會(huì)導(dǎo)致多米諾效應(yīng)，發(fā)生多米諾效應(yīng)會(huì)提高個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，因此化工企業(yè)應(yīng)從HAZOP(危險(xiǎn)性與可操作性研究)、事故樹分析方法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法綜合分析存在的風(fēng)險(xiǎn)。化工園區(qū)規(guī)劃部門以加強(qiáng)園區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)能力和各個(gè)化工企業(yè)之間生產(chǎn)裝置的隔離能力為抓手，按照不同的生產(chǎn)工藝合理布置不同企業(yè)的位置和企業(yè)的生產(chǎn)裝置，降低化工園區(qū)發(fā)生事故的的多米諾效應(yīng)，降低化工園區(qū)的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。