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基于定量风险分析的航空煤油中转油库外部安全防护距离的研究
摘要:航空煤油中转油库承担航空机场的燃油供应任务,中转油库同时也是危险化学品的储存场所,为了保障人员生命财产安全和减少事故后果影响范围,科学合理的规划外部安全防护距离是的重要措施之一。下文采用定量风险分析方法,利用 QRA 风险分析软件对某公司航空煤油中转油库进行泄漏事故后果模拟计算,获取航空煤油中转油库个人风险值和外部安全防护距离,为周边建设项目和一些新建的建(构)筑物选址提供技术支持。关键词:油库 外部安全防护距离 定量风险分析
正文:
航空煤油中转油库作为城市能源基础设施的重要组成部分,在早期城市规划中存在选址局限问题,此类危化品储存设施多建于城市扩张初 市政规划标准 通常将其布局于远离城区的郊野地带。然而,伴随城市化的高速发展,城市建成区 向外延展,原属城市边缘的化工区域逐渐被不断压缩,导致原有航空煤油中转油库与周边建设项目及建构筑物的外部安全防护距离难以满足[1,2,3]。
本文根据《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》与其他规范标准,在 QRA 风险分析软件的基础上,对已建航空煤油中转油库的安全防护距离进行研究,为周边企业扩建项目的选址提供指导依据[4,5]。
1 项目基本情况
1.1 基本情况
某航空煤油中转油库位于上海市东北角,临长江设置,整体呈矩形布置,南侧为预留空地,西面为成品集装箱堆场,北侧为预留地,东面临长江布置。

航空煤油中转油库可分为设备设施区、油罐区、辅助区和行政管理区。油罐区布置在场区西侧,包括三个储罐组,罐组 1 由 8 座 10000m3 内浮顶 和罐组 由6 座20000m3 内浮顶油罐组成。设备设施区及辅助区位于中部区域,设备设施区 组成。辅助区位于设备设施区以东,包括控制室、雨水泵房、化验室、消 包括综合楼、行政车位、员工活动场所及生活污水处理设施等。 设备 通道,应急车辆可以由北侧、西侧消防通道驶入库区。行政管理区和辅助区也设 消防车辆可以从东北侧和东侧进入。
1.2 危险性分析
航空煤油中转油库已煤油为主,且属于危化品,其火灾危险性为乙类,闪点在36℃与48℃之间,属于易燃液体,主要成分为碳氢化合物及其衍生物组成,黏度较小,容易扩散和流淌,爆炸极限在 1.4% 到 7.5% 之间,引燃温度需要在280℃到456℃之间,相对密度为790kg/m3,燃烧热为4000kJ/kg。
如果煤油储罐因自身和安装质量问题、缺乏维保或安全设施失效,可能导致储罐或管道主体发生破裂,造成严重的环境风险,对水质、土壤、大气、人员健康造成影响,如煤油泄漏后,因其密度小于水,在水面上会形成油膜,影响水生生物,污染水源,泄漏到土壤时,可能会改变土壤结构,影响植物生长,还有可能渗入地下水,毒害动植物,对食物链造成影响,而且挥发到空气中的煤油会释放有害VOCs,人员吸入或接触可能导致呼吸道问题、皮肤刺激等,另外煤油的蒸气一旦挥发后,与空气可形成具有爆炸危险性的蒸汽云,蒸气比空气重,当遇火源(如机械火花、静电火花、电弧、明火、雷电等)极易引起火灾或爆炸。当罐区发生燃烧时,煤油储罐在热辐射作用下,储罐内压力增大,存在爆炸和裂开的风险。
2 参数设置
将各储罐组均划分为一个危险源单元,共设3 个危险源单元,罐组1 共有 8 座10000m3,直径 31.12m,罐壁高度 16.2m,围堰面积为 17684m2,罐组 2 和罐组 3 均设有 6 座 20000m3,围堰面积均为 20752m2,直径 37m,罐壁高度20.61m,均为常温常压储罐。
航空煤油中转油库所在区域全年平均气温 15.7∘C ,年降雨量1100mm 左右, 年最多雨日151 天;年最多雪日22 天;年最多雹日1 天。一年中偏东北风(包括NE、ENE、E)最多,风频为 37%: ;西南风(WSW)最少,风频为 4% 。全年地面平均风速为 3.2m/s ,最大风速30.0m/s,极大风速 34.7m/s 。每年7\~9 月份常受来自太平洋上的台风影响,强台风每隔10 年出现 3~4 次。盛夏台风时常伴特大暴雨。
3. 定量分析
3.1 事故后果分析
据航油库的特点,储罐区内储罐、管道及阀门制造不规范或长期使用保养不到位,发生变形,腐蚀过薄甚至穿孔、焊缝开裂、密封损坏等,都可能造成物料泄漏,遇火源可能引发火灾、爆炸事故。故假定储罐本体、管道、阀门发生泄漏作为假定事故类型,泄漏模式为阀门大孔泄漏、阀门中孔泄漏、阀门小孔泄漏、管道完全破裂、管道大孔泄漏、管道中孔泄漏、容器整体破裂、容器中孔泄漏,灾害模式为池火灾。根据上述参数和场景进行事故后果模拟计算,结算结果如表1 所示:


3.2 个人风险值分析
个人风险表征为无保护状态下,个体持续暴露于特定区域,因发生危险化学品事故造成的死亡频率,其量化指标采用"次/年"作为计量单位。受各类危险化学品事故影响,导致厂区外人员伤亡的场所和设施是防护目标,根据规模和性质又分为一般防护目标、重要防护目标和高敏感防护目标,其中一般的防护目标又详细划分为一类、二类与三类防护目标[2,6]。
重要防护目标通常具有保护价值的场所,且发生事故时下人员很难疏散的场所,如城市轨道交通设施、文物保护单位、公共图书馆等,高敏感防护目标是自我保护能力相对比较低的人员集聚场所,如医院、学校等,风险基准情况如下表所示:

航空煤油中转油库西南侧为某集装箱堆场,属于一般防护目标中的三类防护目标,其与油库的实际防火间距为70m,现行规范要求防火间距 60m ,小于1×10-5 风险等值线要求的 74.68m 。油库东北侧为某建设工程项目部,属于一般防护目标中的二类防护目标,其与油库的间距实际防火间距为91m,现行规范要求防火间距75m,小于 3×10-6 风险等值线要求的98.59m。航油库北侧为空地, 3×10-7 风险等值线最大覆盖范围为 103.53m , 1× 10-5 风险等值线覆盖范围为76.06m。 油库南侧同样为空地, 3×10-7 风险等值线最大覆盖范围为 90.05m, 1×10-5 风险等值线覆盖范围为 51.63m ,等值线分布情况如图2 所示。

小结:
经过上述分析,现行技术标准中规定的防火间距标准与基于个人风险量化模型划定的防护区域范围存在空间维度上的偏差,由事故后果定量分析得到的个人风险值分布覆盖区域较大,特别是某新建集装箱堆场东北部分区域和某建设工程项目部西南侧区域已在个人风险等值线覆盖范围内,该区域可能受油库火灾事故影响,建议对该区域进行隔离或者功能性停用。
4 结论与建议
基于定量风险方法得到的外部安全间距与目前适用的规范中所要求的间距不完全一致,涉及重点场所和高敏感区域的风险等值线覆盖范围较大,部分场所和设施已在个人风险等值线覆盖范围内,建议对该场所和区域进行隔离或者功能性停用。
为了保护人员生命和财产安全,减少事故损失和对环境的影响,应协调地方政府相关规划部门做好土地利用规划在安全防护距离内,禁止新建居民点、学校、医院等敏感目标以及其他大型建构筑物,并在该区域建设绿化隔离带,将事故的影响降至最低。
在城市更新进程中,针对航空煤油中转油库周边进行规划时,应贯彻本质安全理念,遵循风险防控优先原则,从事故预防和本质安全的角度出发,根据建设项目或场所使 要性质确定防护目标的类别,充分考虑基于个人风险基准确定的外部安全防护距离和现行规范中所要求防火间距的要求,使危险化学品储存设施在全生命周期内的规划更加科学、合理。
参考文献
[1] 陆庆华.化工园区安全发展规划风险意识初探[J].江西化工,2022,007(05):122-124
[2] 施志荣.外部安全防护距离在项目选址中的应用[J],化工设计,2022,32(1):47-50
[3] 赵亚萍.石化工厂布局与安全防护距离分析[J],安全卫生,2021,51(9):61-64.
[4]GB 36894-2018.危险化学品生产装置和储存设施风险基准[S].北京:国家市场监督管理总局,2019
[5] GB/T 372343-2019,危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法[S].北京:国家市场监督管理总局,2019.6] 刘慢.基于 CASST-QRA 的危险化学品企业与周边环境安全防护距离评估[J].天津化工,2020,34(2):79-80.
京公网安备 11011302003690号