施志榮 神華工程技術(shù)有限公司安徽分公司 合肥 230009

國家市場監(jiān)督管理總局和國家標準化管理委員會在2019年實施了《危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施風(fēng)險基準》(GB 36894-2018)[1]和《危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施外部安全防護距離確定方法》(GB/T 372343-2019)[2]兩項國家標準，這對于企業(yè)或中介機構(gòu)確定項目的外部安全防護距離，具有重要的指導(dǎo)意義。

國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會在2020年4月1日，發(fā)布了《全國安全生產(chǎn)專項整治三年行動計劃》(安委〔2020〕3號)，在該文件中指出，要全面管控危險化學(xué)品生產(chǎn)儲存企業(yè)外部安全防護距離，禁止在外部安全防護距離內(nèi)布局勞動密集型企業(yè)、人員密集場所。三年行動計劃發(fā)布后，各地市政府部門都及時組織專家進行隱患排查，對涉及到“兩重點一重大”的建設(shè)項目，嚴格按照兩項標準的要求，確定外部安全防護距離。不符合外部安全防護距離的生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施，經(jīng)過評估提出整改或搬遷的建議[3]。

本文是在可接受風(fēng)險基準的基礎(chǔ)上，采用定量風(fēng)險評估方法，結(jié)合某企業(yè)的實際，計算外部安全防護距離，從而對新建項目的選址提出建設(shè)性的建議，保證企業(yè)安全生產(chǎn)。

1 基本概念

1.1 個人風(fēng)險[4]

個人風(fēng)險，是指假設(shè)人員長期處于某一個場所且無保護，由于發(fā)生危險化學(xué)品事故而導(dǎo)致的死亡頻率，單位為次/年。危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施周邊防護目標所承受的個人風(fēng)險應(yīng)不超過表1中個人風(fēng)險基準的要求。

表1 個人風(fēng)險基準

1.2 社會風(fēng)險

社會風(fēng)險，是指群體(包括周邊企業(yè)員工和公眾)在危險區(qū)域承受某種程度傷害的頻發(fā)程度[4]，通常表示為大于或等于N人死亡的事故累積頻率(F)，以累積頻率(F)和死亡人數(shù)之間關(guān)系的曲線(F-N)來表示。社會風(fēng)險應(yīng)滿足圖1中可容許社會風(fēng)險標準要求[5,6]。

圖1 社會風(fēng)險基準要求

(1) 若社會風(fēng)險曲線落在不可容許區(qū)，除特殊情況外，該風(fēng)險無論如何不能被接受。

(2) 若落在可容許區(qū)，風(fēng)險處于很低的水平，該風(fēng)險是可以被接受的，無需采取安全改進措施。

(3) 若落在盡可能降低區(qū)，則需要在可能的情況下盡量減少風(fēng)險，即對各種風(fēng)險處理措施方案進行成本效益分析等，以決定是否采取這些措施。

1.3 外部安全防護距離

外部安全防護距離，是為了預(yù)防和減緩危險化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲存設(shè)施潛在事故(火災(zāi)、爆炸和中毒等)對廠外防護目標的影響，在裝置和設(shè)施與防護目標之間設(shè)置的距離或風(fēng)險控制線[7,8]。

2 計算模型簡介[4]

2.1 個人風(fēng)險計算模型

個人風(fēng)險計算步驟如下：

(1) 選擇一個泄漏場景(LOC)，確定LOC的發(fā)生頻率fS。

(2) 選擇一種天氣等級M和該天氣等級下的一種風(fēng)向φ，給出天氣等級M和風(fēng)向φ同時出現(xiàn)的聯(lián)合概率PM×Pφ。

(3)如果是可燃物釋放，選擇一個點火事件i并確定點火概率Pi。如果考慮物質(zhì)毒性影響，則不考慮點火事件。可燃物質(zhì)釋放事件樹及點火概率的選取參照《化工企業(yè)定量風(fēng)險評價導(dǎo)則》(AQ/T 3046-2013)附錄G。

(4) 計算在特定的LOC、天氣等級M、風(fēng)向φ及點火事件i(可燃物)條件下網(wǎng)格單元上的死亡概率P個體風(fēng)險，計算中參考高度取1m。

(5) 計算(LOC、M、φ、i)條件下對網(wǎng)格單元個體風(fēng)險的貢獻。

ΔIRs,M,φ,i=fs×PM×Pφ×Pi×P個人風(fēng)險

(6) 對所有的點火事件，重復(fù)(3)～(5)步的計算；對所有的天氣等級和風(fēng)向，重復(fù)(2)～(6)步的計算；對所有的LOC，重復(fù)(1)～(6)步的計算，則網(wǎng)格點處的個人風(fēng)險由下式計算。

2.2 社會風(fēng)險的計算

社會風(fēng)險計算步驟如下：

(1)首先確定以下條件：① 確定LOC及其發(fā)生頻率fs；② 選擇天氣等級M，概率為PM。③ 選擇天氣等級M下的一種風(fēng)向φ，概率為Pφ；④ 對于可燃物，選擇條件概率為Pi的點火事件i。

(2) 選擇一個網(wǎng)格單元，確定網(wǎng)格單元內(nèi)的人數(shù)Ncell。

(3) 計算在特定的LOC、M、Φ及i下，網(wǎng)格單元內(nèi)的人口死亡百分比P社會風(fēng)險，計算中參考高度取1m。

(4) 計算在特定的LOC、M、φ及i下的網(wǎng)格單元的死亡人數(shù)ΔNS,M,φ,i。

ΔNS,M,φ,i=P社會風(fēng)險×Ncell

(5) 對所有網(wǎng)格單元，重復(fù)(2)～(4)步的計算，對LOC、M、φ及i，計算死亡總?cè)藬?shù)NS,M,φ,I。

(6) 計算LOC、M、φ及i的聯(lián)合頻率fS,M,φ,i。

fS,M,φ,i=fS×PM×Pφ×Pi

對所有的LOC(fS)、M、φ及i，重復(fù)(1)～(6)步的計算，用累積死亡總?cè)藬?shù)NS，M，ф，i≥N的所有事故發(fā)生的頻率fS，M，φ，i構(gòu)造F-N曲線。

3 項目背景

某公司擬新建一套生產(chǎn)裝置，經(jīng)辨識、調(diào)查，該項目涉及到危險化工工藝，主要危險源有：液氯儲罐、液氨儲罐、反應(yīng)釜、中間儲罐以及一些塔器等設(shè)備。由于液氨具有燃爆危險性，且液氨、液氯為有毒氣體，經(jīng)計算，該罐區(qū)構(gòu)成危險化學(xué)品重大危險源[9]，其反應(yīng)設(shè)備均具有高溫、高壓的特性。由于該企業(yè)周邊2km范圍內(nèi)涉及到環(huán)境敏感點，所以需要進行外部安全防護距離的計算，為安全評價單位和設(shè)計單位項目選址提供參考依據(jù)。

4 主要參數(shù)的選擇

4.1 事故情景

本次定量風(fēng)險計算，選取對象為項目涉及到的主要的危險源，如液氨儲罐、液氯儲罐、高溫高壓反應(yīng)設(shè)備和塔器，其可能發(fā)生的事故情景及事故后果見表2。

表2 危險源事故情景一覽表

4.2 氣象參數(shù)

當?shù)貧庀髤?shù)選取見圖2。

4.3 初始泄漏概率

本項目事故初始泄漏概率按表3選取。

表3 危險源計算參數(shù)一覽表

4.4 項目外部防護目標調(diào)查

經(jīng)對廠區(qū)周邊環(huán)境2km范圍的環(huán)境敏感點進行調(diào)查，廠區(qū)北側(cè)涉及到A村，廠區(qū)南側(cè)涉及到B公司。項目外部防護目標具體情況見表4。

表4 周邊防護目標一覽表

5 結(jié)果及分析

5.1 個人風(fēng)險和社會風(fēng)險

采用《重大危險源區(qū)域定量風(fēng)險評價與管理》(中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院研制)軟件對本項目進行個人風(fēng)險和社會風(fēng)險的計算，個人風(fēng)險等值線圖見圖3，社會風(fēng)險曲線見圖4。

圖3 個人風(fēng)險等值線圖

圖4 社會風(fēng)險曲線

5.2 外部安全防護距離分析

根據(jù)圖3個人風(fēng)險等值線圖和圖4社會風(fēng)險曲線，對結(jié)果說明如下：

(1) 圖3中最里層曲線為1×10-5個人風(fēng)險等值線，等值線四個方位大部分落在廠區(qū)以內(nèi)，只有在南側(cè)超出廠區(qū)圍墻邊界，距圍墻邊界最遠距離為191.8m，在1×10-5個人風(fēng)險等值線內(nèi)涉及到一般防護目標中的三類目標(B公司)。

(2) 圖3中中間曲線為3×10-6個人風(fēng)險等值線，等值線四個方位全部落在廠區(qū)以外，其中東側(cè)距圍墻邊界最遠距離為403.6m，南側(cè)距圍墻邊界最遠距離為521.3m，西側(cè)距圍墻邊界最遠距離為465.4m，北側(cè)距圍墻邊界最遠距離為768.1m，3×10-6個人風(fēng)險等值線內(nèi)不涉及到一般防護目標中的二類目標。

(3) 圖3中最外層曲線為3×10-7個人風(fēng)險等值線，等值線四個方位全部落在廠區(qū)以外，其中東側(cè)距圍墻邊界最遠距離為820.1m，南側(cè)距圍墻邊界最遠距離為940.8m，西側(cè)距圍墻邊界最遠距離為901.1m，北側(cè)距圍墻邊界最遠距離為1220m，3×10-7個人風(fēng)險等值線內(nèi)不涉及到高敏感目標、重要防護目標；但涉及到一般防護目標中的一類目標(A村)。

(4) 綜上所述，本項目個人風(fēng)險不可接受。

(5) 從圖4中可以看出，社會風(fēng)險曲線一部分落在可容許區(qū)，另外一部分落在盡可能降低區(qū)(ALARP)，說明其社會風(fēng)險可以接受，但企業(yè)仍應(yīng)采取措施盡可能降低其社會風(fēng)險。

5.3 建議

根據(jù)5.2節(jié)分析結(jié)果，為確保本項目選址的順利實施，提出對A村實施搬遷、對B公司實施搬遷或收購的建議。

6 結(jié)語

在采用可接受風(fēng)險基準的基礎(chǔ)上，采用定量風(fēng)險評估方法，以某企業(yè)生產(chǎn)裝置和罐區(qū)為研究對象，對該企業(yè)的個人風(fēng)險和社會風(fēng)險進行了模擬計算，確定了外部安全防護距離，得到以下的幾點認識，為項目選址設(shè)計提供參考。

(1)對涉及到“兩重點一重大”的建設(shè)項目，在項目設(shè)計前期，要重點對項目主要危險源和周邊防護目標進行充分的調(diào)查，并關(guān)注項目的外部安全防護距離是否能夠滿足國家安全生產(chǎn)相關(guān)標準規(guī)范的要求。

(2)本次研究模擬了某企業(yè)生產(chǎn)裝置和罐區(qū)涉及到的主要危險源反應(yīng)釜、液氨儲罐、液氯儲罐和各類塔器發(fā)生事故后的風(fēng)險。模擬結(jié)果表明，3×10-6個人風(fēng)險等值線內(nèi)不涉及到一般防護目標中的二類目標，但1×10-5個人風(fēng)險等值線內(nèi)涉及到一般防護目標中的三類目標，3×10-7個人風(fēng)險等值線內(nèi)涉及到一般防護目標中的一類目標，個人風(fēng)險不可接受。為確保項目選址的順利實施，本研究建議對A村實施搬遷，并對B公司實施搬遷或收購。