引言
隨著我國石油化工工業(yè)的發(fā)展以及國家原油戰(zhàn)略儲備庫項目的實(shí)施,油罐的大型化將成為發(fā)展的必然趨勢[1]。1962年,美國首先建成了10×104m3浮頂罐;1967年,在委內(nèi)瑞拉建成了15×104m3浮頂罐;1971年日本建成了16×104m3浮頂罐;沙特阿拉伯則成功地建造了20×104m3浮頂罐。目前世界上單罐容量已高達(dá)24萬m3。我國于1985年從日本引進(jìn)10萬m3浮頂罐的設(shè)計和施工技術(shù),其后十余年間建造10萬m3大型儲罐達(dá)20多臺[2]?,F(xiàn)在10萬m3的儲罐已經(jīng)是屢見不鮮了,如此巨大的油罐一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸,其后果是難以想象的。
油罐的火災(zāi)爆炸事故危害極大,不僅嚴(yán)重威脅人民生命安全,還給國家和企業(yè)帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。例如:黃島油庫“八·一二”重大火災(zāi)事故,造成直接經(jīng)濟(jì)損失3540萬元,600噸原油流入海里,使附近海域和沿岸受到一定程度的污染;1994年11月,埃及艾斯龍?zhí)厥惺突貎τ凸薨l(fā)生火災(zāi)爆炸,死亡500人[3]。據(jù)統(tǒng)計,在油庫事故中,火災(zāi)爆炸事故占事故總數(shù)的42.4%以上。而在油庫著火爆炸事故中,油罐著火爆炸事故數(shù)占總爆炸事故數(shù)的25.6%[4]。對于管理有素的現(xiàn)代石化企業(yè)來講,盡管油罐火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生幾率很低,甚至可以說是百年不遇的。然而,此類事故一旦發(fā)生,處理起來較為麻煩。稍有不慎,便會使企業(yè)遭受重大損失,甚至可能會給企業(yè)帶來滅頂之災(zāi)。因此,做好事故預(yù)防,非常重要[5]。
1火災(zāi)爆炸危害性評價方法及其發(fā)展
火災(zāi)爆炸危害性的評價方法有近百種,下面只介紹幾種成熟而又實(shí)用的評價方法。
1.1故障樹分析法(FaultTreeAnalysis,簡稱FTA)[6]
故障樹分析法(又稱為事故樹分析),是系統(tǒng)安全工程中的重要分析方法之一,它采用演繹法的原理,從頂上事件開始,逐次分析每一事件的直接原因直到基本事件為止,將既定的生產(chǎn)系統(tǒng)中可能導(dǎo)致的災(zāi)害后果與可能出現(xiàn)的事故條件如設(shè)備裝置的故障及誤動作、作業(yè)人員的誤判斷、誤操作及毗鄰場所的影響等用一種邏輯關(guān)系表達(dá)出來。在事故樹分析中,與事故有關(guān)的三大因素:人、機(jī)、環(huán)境都將被涉及,因此,分析全面、透徹又有邏輯性。圖1為典型故障樹分析模式樹[7]。
1.2火災(zāi)爆炸指數(shù)法
在對油罐火災(zāi)爆炸進(jìn)行評價時,火災(zāi)爆炸指數(shù)法已受到廣泛應(yīng)用,它是根據(jù)評價對象的具體情況選定評價項目,對每一個評價項目確定系數(shù),然后通過一定的運(yùn)算求出總分值。指數(shù)評價法是目前公認(rèn)的火災(zāi)、爆炸危險評價法,它包括:DOW化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法;英國帝國化學(xué)公司蒙德工廠的蒙德評價法;日本化工省的六階段安全評價法[8-10]。
(1)DOW化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法
美國的道化學(xué)公司的火災(zāi)爆炸指數(shù)法至今已有40多年的應(yīng)用歷史。因其方法獨(dú)特,無深奧的理論,容易掌握,可對各種化工生產(chǎn)、儲運(yùn)及使用過程的危險性進(jìn)行比較客觀地評估,而受到先進(jìn)工業(yè)國家的重視,該方法是以物質(zhì)系數(shù)(MF)為基礎(chǔ),求出火災(zāi)爆炸指數(shù)(F&EI),再根據(jù)指數(shù)大小分為不同的危險等級,采取相應(yīng)的措施進(jìn)行整改。
(2)英國帝國化學(xué)公司蒙德工廠的蒙德評價法
英國帝國化學(xué)公司蒙特工廠在道化學(xué)公司評價法的基礎(chǔ)上作了改進(jìn),盡可能將各種影響因素考慮進(jìn)去,如火災(zāi)爆炸后產(chǎn)生的毒性。此外還把采取安全措施降低危險性后所抵消的部分也考慮在內(nèi),從而得出的危險性指數(shù)比較全面。
(3)日本化工省的六階段安全評價法
日本化工省六階段評價法是日本勞動省提出的安全性綜合評價方法,該法以道化學(xué)公司法為基礎(chǔ),但對物質(zhì)系數(shù)和修正系數(shù)的計算以及分級作了較大的改動和簡化。
目前處于探索階段的評價方法有多元統(tǒng)計分析法、模糊綜和評價法、層次分析法、改進(jìn)的層次分析法及貝葉概率評價方法等[11-13],隨著非線性科學(xué)的發(fā)展,火災(zāi)爆炸危險評價也已開始引入非線性科學(xué)的方法,如火災(zāi)危險評價的確定性混沌分析方法、網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)分叉現(xiàn)象研究等[14-15]。這些新理論及數(shù)學(xué)思想引入危險性評價中雖然尚不夠完善,但確為危險性研究開辟了新的領(lǐng)域。
油罐的火災(zāi)爆炸與其他火災(zāi)爆炸有所不同,但它們在危險性評價方面確存在必然的內(nèi)在聯(lián)系,評價方法可以相互借鑒。
2大型油罐火災(zāi)爆炸研究的內(nèi)容
油罐一旦著火一般很難撲救,尤其是大型油罐更是給撲救工作增加了困難,因此在這類事故中預(yù)防工作就顯得很重要。而要做好預(yù)防工作就必須知道引起此類事故的原因和影響因素,從而為預(yù)防工作提供依據(jù)。
但是油罐中儲存的油品都為易燃易爆產(chǎn)品,發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險性很大,而一旦發(fā)生爆炸,其易燃物的火災(zāi)及其輻射,爆炸物產(chǎn)生的空氣沖擊波等都將對人員、財產(chǎn)、建筑物及大氣環(huán)境產(chǎn)生一定影響[16]。因此正確評價火災(zāi)爆炸的危險度,分析火災(zāi)爆炸擴(kuò)散規(guī)律,預(yù)測危害區(qū)域,必將對管理部門在制定事故預(yù)案和事故應(yīng)急處理方面提供一定的依據(jù)。同時對減少人員傷亡及財產(chǎn)損失也具有重要的意義。