用火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法、池火災(zāi)傷害數(shù)字模型分析法、事故樹(shù)分析法對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的危險(xiǎn)性進(jìn)行定性、定量評(píng)價(jià)，從不同角度對(duì)這一重大危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性進(jìn)行全方位描述。從而得出清晰、準(zhǔn)確、全面的評(píng)價(jià)結(jié)論，為企業(yè)的決策者和企業(yè)的主管部門(mén)提供科學(xué)的安全管理依據(jù)。

　　易燃易爆液體作為原料或產(chǎn)品普遍存在于化工生產(chǎn)過(guò)程中，因此，大部分化工企業(yè)普遍分布著或大或小的易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)。如石化生產(chǎn)企業(yè)的石腦油、乙烷、甲醇、乙醇、汽油、丙酮等儲(chǔ)罐區(qū);儲(chǔ)存企業(yè)的石油庫(kù)、危險(xiǎn)化學(xué)品倉(cāng)庫(kù)等儲(chǔ)罐區(qū)。由于易燃易爆液體儲(chǔ)存構(gòu)成危險(xiǎn)源的臨界量?jī)H20t，因此上述儲(chǔ)罐區(qū)一般都屬于重大危險(xiǎn)源。這些場(chǎng)所，事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)值高，波及面廣，事故后果嚴(yán)重，必須重點(diǎn)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。

　　大量事故案例表明，火災(zāi)爆炸事故是易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)多發(fā)事故，究其原因，主要是易燃易爆液體本身固有的危險(xiǎn)性以及儲(chǔ)存設(shè)施不健全和安全管理不利造成的。

　　對(duì)一系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)，要想使得出的結(jié)論準(zhǔn)確、清晰、全面，就必須選擇恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)方法。目前已開(kāi)發(fā)出數(shù)十種安全評(píng)價(jià)方法，由于每種評(píng)價(jià)方法均具有不同的特點(diǎn)和不同的適用范圍，因此，如果評(píng)價(jià)方法選擇不當(dāng)，就可能得出不切合實(shí)際的評(píng)價(jià)結(jié)論。

　　對(duì)一種可能發(fā)生的事故不但要知道其后果，而且要查明引起事故發(fā)生的直接原因，只有這樣，對(duì)其評(píng)價(jià)才有意義。因此，針對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故，應(yīng)從事故后果的嚴(yán)重程度、事故發(fā)生的概率以及導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因三方面入手進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出的結(jié)論才算完整。對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，要綜合各種評(píng)價(jià)方法的特點(diǎn)和實(shí)用性，如采用美國(guó)道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法，可以評(píng)價(jià)出火災(zāi)爆炸事故發(fā)生后的影響范圍，即暴露區(qū)域面積，并可以計(jì)算出暴露區(qū)域的財(cái)產(chǎn)和停工損失;還可采用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法，從另一角度評(píng)價(jià)事故發(fā)生后其熱輻射強(qiáng)度對(duì)周?chē)O(shè)施、人員的傷害程度。采用這2種評(píng)價(jià)方法同時(shí)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，可以從不同角度評(píng)判事故發(fā)生后的嚴(yán)重程度，并可以相互印證其評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用道化學(xué)和池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法定量分析事故的影響范圍和傷害程度后，還要尋找一種方法，評(píng)價(jià)導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因和求出事故發(fā)生的概率，事故樹(shù)分析法最具上述特點(diǎn)。因此，可利用事故樹(shù)分析法評(píng)價(jià)分析易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故原因。通過(guò)采用上述3種安全評(píng)價(jià)方法，對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸事故從不同角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，基本可以得出全面、清晰、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)論。

　　下面以某瀝青廠汽油儲(chǔ)罐區(qū)的安全評(píng)價(jià)為例，采用以上3種方法對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行分析。

　　某瀝清廠輕質(zhì)油罐區(qū)的防火堤長(zhǎng)105m、寬64m，防火堤內(nèi)有8個(gè)3000m3儲(chǔ)罐。其中2個(gè)汽油儲(chǔ)罐，6個(gè)柴油儲(chǔ)罐，防火堤中間的隔提將2個(gè)汽油儲(chǔ)罐和2個(gè)柴油儲(chǔ)罐分割為一個(gè)區(qū)域。汽油泄漏易引起火災(zāi)爆炸事故，而且事故后果很?chē)?yán)重，本文以汽油泄漏引起的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。

　　1 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法

　　采用道化學(xué)公司(DOW)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法(第7版)，確定火災(zāi)、爆炸的影響范圍。下面所有參數(shù)取值均來(lái)自該方法對(duì)應(yīng)的參數(shù)取值表，由于篇幅受限，表格略。

　　①物質(zhì)系MF的選?。翰槲镔|(zhì)系數(shù)和特性表，MF取16。

　?、谝话愎に囄ｋU(xiǎn)系數(shù)F1的選?。喊?ldquo;基本系數(shù)、防熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理與輸送、封閉單元或室內(nèi)單元、通道以及排放和泄漏控制”7個(gè)取值項(xiàng)。對(duì)應(yīng)的取值分別為：1、0、0、0.85、0.45、0、0.50。F1為7個(gè)取值之和，F(xiàn)1取2.80。

　?、厶厥夤に囄ｋU(xiǎn)系數(shù)F2的選取：包括基本系數(shù)、毒性物質(zhì)、負(fù)壓操作、粉塵操作、壓力釋放等13個(gè)取值項(xiàng)。就汽油儲(chǔ)罐各項(xiàng)取值為：1、0.2、0、0.50、0、0.2、0、1.2、0.1、0.1、0、0、0。F2為13個(gè)取值項(xiàng)之和，F(xiàn)2取3.30。

　?、軉卧ｋU(xiǎn)系數(shù)F3的計(jì)算：?jiǎn)卧ｋU(xiǎn)系數(shù)F3的值為一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1與特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2的乘積。計(jì)算F3為9.24。

　?、莼馂?zāi)、爆炸指數(shù)F&EI的計(jì)算：火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F&EI是工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF的乘積。計(jì)算F&EI為147.84。查該方法相應(yīng)的火災(zāi)、爆炸指數(shù)與危險(xiǎn)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，得出，汽油儲(chǔ)罐一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，其危險(xiǎn)等級(jí)屬于很大。

　　⑥爆炸影響半徑計(jì)算：爆炸半徑計(jì)算公式為：

　　R=0.256×(F&EI)=0.256×147.84=37.84m。

　　⑦爆炸影響面積計(jì)算：爆炸影響面積

　　S=3.14R²=4498.43 m²。

　　由于事故影響范圍內(nèi)的財(cái)產(chǎn)價(jià)值估計(jì)有困難，所以一般只評(píng)價(jià)到影響面積即可。

　?、喟踩胧┭a(bǔ)償：安全措施可以分類(lèi)3類(lèi)，分別為工藝控制、物質(zhì)隔離和防火措施。查安全措施補(bǔ)償系數(shù)表，經(jīng)過(guò)計(jì)算，采取補(bǔ)償措施后，汽油儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的損失可以降低到未采取安全措施損失的70%。

　　2 池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法

　　采用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法進(jìn)一步確定影響程度，被評(píng)價(jià)的汽油罐區(qū)防火堤長(zhǎng)105m、寬32m、高約1.2m。罐體一旦破裂或操作失誤外溢，液體將立即沿著地面擴(kuò)散，將一直流到防火堤邊，形成液池。遇明火將形成池火。

　?、俪鼗鸹鹧娓叨扔?jì)算

　　式中：h——火焰高度，m;

　　r——液池當(dāng)量園半徑，

　　r=(105×32/3.14)^0.5=32.71m;

　　ρo——周?chē)諝饷芏龋?rho;o=1.293kg/m³；(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))；

　　g——重力加速度，9.8m/s²;

　　dm/dt——燃燒速度，dm/dt=0.086kg/m²•s(查可然液體燃燒速度表)。

　　經(jīng)計(jì)算，池火燃燒火焰高度h=77.74m。

　　②池火燃燒時(shí)放出的總熱輻射通量

　　式中：Q——總熱輻射通量，W;

　　η——效率因子，可取0.13～0.35;

　　he——液體燃燒熱，查物質(zhì)系數(shù)和特性表，汽油燃燒熱

　　hc=43.7×10⁶J

　　計(jì)算后得Q=276291.5kW。

　?、勰繕?biāo)入射熱輻射強(qiáng)度

　　距離池中心某一距離(x)處的人射熱輻射強(qiáng)度為：

　　I=Qt_c/4πx²

　　式中：I——熱輻射強(qiáng)度，W/ m²;

　　Q——總熱輻射通量，W;

　　tc——熱傳導(dǎo)系數(shù)，取值為1;

　　x——目標(biāo)點(diǎn)到液池中心距離，m。

　　汽油罐區(qū)東北25m處為加壓泵房系統(tǒng)，西北100m處為廠區(qū)鍋爐房，其余鄰面無(wú)設(shè)施，因此取x=25、100m計(jì)算I值。為了進(jìn)一步查明其影響范圍程度以及驗(yàn)證前述道化學(xué)方法評(píng)價(jià)結(jié)論的準(zhǔn)確性，再取x=30、37.85、45、55、65、75、85、100計(jì)算其對(duì)應(yīng)的I值。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同距離下熱輻射強(qiáng)度模擬值

　　火災(zāi)損失：火災(zāi)通過(guò)熱輻射方式影響周?chē)h(huán)境。當(dāng)火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度足夠大時(shí)，可使周?chē)奈矬w燃燒或變形，強(qiáng)烈的熱輻射可能燒毀設(shè)備甚至造成人員傷亡等。

　　火災(zāi)損失估算建立在熱輻射強(qiáng)度與損失等級(jí)的相應(yīng)關(guān)系上，池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法介紹了不同熱輻射強(qiáng)度造成傷害和損失的關(guān)系，其關(guān)系見(jiàn)表2。

　表2 不同熱輻射強(qiáng)度所造成的傷害和損失

　　根據(jù)前面計(jì)算所得I值，對(duì)照表2，可得出如下結(jié)論：

　　汽油罐區(qū)東北方向25m處的加壓泵房將被燒毀，人員在1min內(nèi)不及時(shí)撤離，將會(huì)造成全部死亡;而西北方向100m處的鍋爐房，幾乎不受影響。同時(shí)也驗(yàn)證了半徑在37.85m內(nèi)的設(shè)施和人員將嚴(yán)重被破壞和燒傷。半徑在37.85～55m以?xún)?nèi)的設(shè)施和人員也將受到不同程度損傷，半徑在55～85m以?xún)?nèi)的設(shè)施和人員會(huì)受到輕微損傷。半徑在85m以外的設(shè)施和人員幾乎不受影響。該評(píng)價(jià)結(jié)論和道化學(xué)方法的評(píng)價(jià)結(jié)論基本吻合，但又進(jìn)一步進(jìn)行了廣泛分析。

　　3 火災(zāi)、爆炸原因事故樹(shù)分析

　　事故樹(shù)評(píng)價(jià)最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以評(píng)價(jià)出事故發(fā)生的概率和找出事故的直接原因事件，并可以分析出事故的潛在原因事件。由于事故的直接原因事件概率不易統(tǒng)計(jì)，所以目前一般不作事故概率計(jì)算，但可以進(jìn)行定性分析，找出事故原因事件，這是十分重要的。汽油罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故樹(shù)見(jiàn)圖1。評(píng)價(jià)分析如下：

圖1 汽油罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故樹(shù)

　?、俳Y(jié)構(gòu)函數(shù)式：

　　②最小割集

　　通過(guò)分析該事故樹(shù)12個(gè)基本事件，可以得出下列30個(gè)最小割集：

　?、劢Y(jié)構(gòu)重要度分析

　　根據(jù)以上結(jié)果，運(yùn)用結(jié)構(gòu)重要度近似判別式，可以計(jì)算出12個(gè)基本事件和1個(gè)條件事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)。計(jì)算結(jié)果如下：

　　由于條件事件a存在于每一個(gè)割集中，因此其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)IФ(a)最大：

　　事件X8、X9、X10、X11、X12、是5個(gè)3階割集和1個(gè)4階割集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)IФ(8)、IФ(9)、IФ(10)、IФ(11)、IФ(12)相等;

　　事件X1、X2、X3、X4、X5、是5個(gè)3階割集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)IФ(1)、IФ(2)、IФ(3)、IФ(4)、IФ(5)相等;

　　事件X6、X7是5個(gè)4階割集中的事件，其結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)IФ(6)、IФ(7)相等;

　　由此得出結(jié)構(gòu)重要順序：

　　IФ(a)>IФ(8)=IФ(9)=IФ(10)=IФ(11)=IФ(12)>IФ(1)=IФ(2)=IФ(3)=IФ(4)=IФ(5)> IФ(6)= IФ(7)

　　由圖1事故樹(shù)分析可知，火源與達(dá)到爆炸極限的混合油氣構(gòu)成油罐區(qū)燃爆事故發(fā)生的要素。條件事件a(達(dá)到爆炸極限濃度)結(jié)構(gòu)重要系數(shù)最大，是燃爆事故發(fā)生的最重要條件，這就要求采取針對(duì)措施，如在儲(chǔ)罐附近安裝氣體報(bào)警裝置，對(duì)混合氣濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦接近危險(xiǎn)濃度即行報(bào)警，使管理人員立刻采取預(yù)防措施，可避免事故發(fā)生。構(gòu)成油品泄漏的基本事件結(jié)構(gòu)重要度次之，由此可知，油罐的密封是否良好在防止燃爆事故發(fā)生中占據(jù)著十分重要的地位。另外，加強(qiáng)油罐區(qū)安全管理，嚴(yán)禁吸煙和動(dòng)用明火，防止鐵器撞擊，防止產(chǎn)生靜電火花以及罐區(qū)內(nèi)電氣設(shè)備要符合防火防爆要求等，也是防止燃爆事故發(fā)生的必要條件。

　　對(duì)于重大事故的安全評(píng)價(jià)，如果只采用一種方法來(lái)分析，往往帶有局限性和片面性，如果結(jié)合評(píng)價(jià)方法的特點(diǎn)、使用范圍和應(yīng)用條件，對(duì)危險(xiǎn)因素從不同角度，采用不同的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，評(píng)價(jià)結(jié)論比較完整和全面。通過(guò)不同的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，即可以對(duì)事故的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估，又能定性的找出導(dǎo)致事故發(fā)生的直接原因事件，從而有針對(duì)性的制定安全對(duì)策措施，最大限度地避免事故發(fā)生。

　　以上通過(guò)汽油罐區(qū)的火災(zāi)爆炸事故案例，對(duì)易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的評(píng)價(jià)方法選擇和評(píng)價(jià)過(guò)程的介紹可以看出，對(duì)于易燃易爆液體儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的評(píng)價(jià)，首先應(yīng)采用美國(guó)道化公司的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法，評(píng)價(jià)出火災(zāi)爆炸事故的影響范圍;其次利用池火災(zāi)傷害數(shù)學(xué)模型分析法，評(píng)價(jià)出事故對(duì)周?chē)O(shè)施和人員損傷程度，同時(shí)還可以對(duì)前述道化學(xué)方法的評(píng)價(jià)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證;最后建立火災(zāi)爆炸事故樹(shù)，分析該事故發(fā)生的概率(必須有基本原因事件發(fā)生的記錄或經(jīng)驗(yàn)概率值)和找出導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故發(fā)生的基本原因事件，并求出各原因事件的主次作用，為安全對(duì)策措施的輕重緩急排序提供科學(xué)依據(jù)。