油气田储运工程环境风险评价浅析

2014-06-15王晓玉

油气田环境保护 2014年2期

关键词：储运火灾事故储罐

王晓玉

（中国石油大庆油田工程有限公司）

油气田储运工程环境风险评价浅析

王晓玉

（中国石油大庆油田工程有限公司）

以大庆油田南三油库建设工程为例，进行了环境风险评价，包括风险识别、源项分析、后果计算、风险计算和评价等内容，并对物质风险识别采用的标准和油气田储运工程环境风险评价重点提出了意见。该工程确定风险评价等级为一级，要从设计、建设和环境风险管理等各方面采取积极防护措施。

事故风险；油气储运；环境空气

0 引言

油田开发和储运过程中主要危险物质为原油，具有易燃、易爆等风险。根据HJ／T 169—2004《建设项目环境风险评价技术导则》［1］（以下简称《导则》）和《关于进一步加强环境影响评价管理防范环境风险的通知》（环发［2012］77号）要求，新、改、扩建相关建设项目必须科学预测评价突发性事件或事故可能引发的环境风险，提出环境风险防范和应急措施。文章以大庆油田南三油库建设工程为例，对油气田储运工程进行环境风险评价，分析发生事故后对环境空气的危害情况。

1 环境风险评价实践

1.1 环境风险识别

大庆油田南三油库建设工程新建8座外浮顶罐（15×104m3），库区附近分布有小五村（NW 1 500 m）、林源镇（SE 400 m）居民区。该工程涉及的主要物料是原油，具有易燃、易爆的性质［2］，主要环境风险有泄漏、火灾爆炸等。根据GB 18218—2009《危险化学品重大危险源辨识》［3］中的判断依据，实际储存量超过临界量（5 000 t），属于重大危险源，确定环境风险评价等级为一级。

1.2 源项分析

1.2.1 最大可信事故

由风险识别可知，油罐区发生的事故主要为火灾爆炸、原油泄漏［4］，对环境的影响主要表现为：①泄漏原油燃烧产生大量烟气，其中的SO2等有害物质将对周围居民的身体健康和环境空气质量造成影响。②原油储存、输送过程中发生泄漏事故，或者发生火灾事故时，消防水中会携带较多的石油类，如果污染物流出厂外，会对周围生态系统造成一定影响［5］。由于本工程采取了罐区设置防火堤和库区设置调节池等防控措施，杜绝了发生原油泄漏或者火灾事故时污染物流到外环境的可能性。因此本工程最大可信事故确定为罐体破裂泄漏原油，遇明火引发火灾事故。

1.2.2 危险品泄漏量及危险物质特性

假定某单个15×104m3的原油储罐罐体发生破裂，导致大量原油泄漏在防火堤内形成液池，泄漏油气遇明火将发生火灾事故。轻质原油燃烧速度为0．15 kg／（m2·s），防火堤内面积26 700 m2，则液池内原油燃烧速度为4 005 kg／s［6］。原油硫含量定为0.1%，燃烧烟气中SO2排放速率约为8.01 kg／s，排放高度按35 m计，假定燃烧持续时间按4 h计。

油库火灾、爆炸后，将会产生大量的SO2、NOX和烟尘等污染物，对周围大气环境产生影响。本评价主要以SO2对大气环境的影响进行预测评价，SO2危险物质特性见表1［7-8］。

表1 SO2危险物料的特性mg／m3

1.3 后果计算

1.3.1 预测模式

根据确定的源项，采用《导则》中的分段烟羽模式

进行预测：

式中，C为位于S（0，0，zs）的点源在接受点r（xr，yr，zr）产生的浓度，mg／m3；Q为污染物释放速率，mg／s；Δh为烟羽抬升高度，m；σy、σz为下风距离xr（m）处的水平方向扩散参数和垂直方向扩散参数，扩散参数按GB／T 13201—91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》中推荐采用的帕斯奎尔—吉福特扩散参数。

1.3.2 计算结果及评价

预测结果表明储油罐泄漏引发池火灾事故后，在风速3.0 m／s、D类稳定度条件下，各时刻原油燃烧产生的SO2排放的最大浓度均未超过相应的LC50值；在距事故源下风向3 600 m内，SO2地面浓度超过MAC（最高容许浓度）值；敏感点林源镇的SO2最大地面浓度为149.87 mg／m3，超标倍数达GB 3095—1996《环境空气质量标准》小时平均浓度0.5 mg／m3的299倍；小五村的SO2最大地面浓度为46.66 mg／m3，超标倍数达92倍；在距事故源下风向40 000 m内，SO2地面浓度超过居住区大气最高允许浓度值。可见一旦储罐泄漏引发火灾事故，在短时间内将对下风向的空气质量产生较大的影响，对人身健康产生较大的危害。预测结果见表2、表3。

表2 油罐池火燃烧排放SO21 h地面浓度分布mg／m3

表3 油罐池火事故影响范围和程度

2 风险评价与管理

2.1 风险评价

根据国内外储罐事故概率分析，储罐及储存物质发生火灾爆炸等重大事故的概率为8.7×10－5次／（罐·年）。通过预测和影响分析后，项目燃烧烟气SO2在各种不利气象条件下扩散后最大地面浓度均低于SO2的半致死浓度，不会出现半致死区域，只是部分区域和时段内，少数居民有头晕等不适感。项目最大可信事故环境风险值小于目前化工行业风险值8．7× 10－5次／（罐·年），项目环境风险在可接受范围内。

2.2 风险管理

风险管理分为风险防范措施和应急预案两部分。风险防范措施包括工艺设备、电器安全、紧急排放、通风、消防措施和自动控制以及原油泄漏事故应急措施等内容。应急预案包括应急计划区、应急组织机构和人员、预案分级响应条件、应急救援保障、报警、通讯联络方式、应急环境监测、抢险、救援及控制措施、防护措施、人员紧急撤离、疏散，应急剂量控制、事故应急救援关闭程序与恢复措施等［9］。