基于QRA的某油库区定量风险评价应用研究

(1.华北科技学院 北京 101601；2.中国安全生产科学研究院 北京 100012)

引言

定量风险评价(简称QRA)也称为概率风险评价(PRA)，是对化工园区存在风险进行量化评价的重要技术手段。该方法通过对化工园区系统或设备失效概率和失效后果进行分析，将风险表征为事故发生频率和事故后果的乘积，从而对园区内的重大危险源的风险进行定量描述。目前，欧盟国家在塞维索法令(The SevesoII Directive)的要求下，采用QRA方法进行安全评估报告，用于当局决策重大危险源产生的风险增量以及重大危险源附近的土地开发。现阶段中国安全生产科学研究院开发的化工园区风险评估及管理软件CASST-QRA2.0，能够基于风险指标对设备设施失效概率、事故情景概率以及相应的事故后果，进行整体量化风险叠加评估计算。

因此本文将利用CASST-QRA2.0对某油库存在的重大危险源进行风险叠加评估计算，评价出某油库区危险源对周边造成风险影响程度及所造成的事故后果，为企业采取安全管理措施，降低风险影响程度提供了一定的参考。

一、某油库区概况

某油库企业油库区位于工业开发区内，涉及库容100万方，可储运商业原油。油库区根据原油性质采用常温储存。库内现有2个原油罐组，101罐组设6座10×104m3原油储罐，201罐组设4座10×104m3原油储罐，并预留2座储罐，均为外浮顶罐设计。根据《石油库设计规范》(GB 50074-2014)的划分标准，该储运库为一级石油库。根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218)对该企业进行危险源辨识和相应的系数校正，判定该某油库企业属于一级重大危险源企业，企业油库区平面布置及效果如图1所示。

图1 企业油库区平面布置效果图

二、风险评价可容许标准

定量风险评价的核心量化指标是个人风险和社会风险。个人风险是指重大危险源产生在某一固定位置的人员的个体死亡概率，图2为风险等值线。社会风险为重大危险源能够引起大于等于N人死亡的所有事故的累积频率(F)。社会风险与重大危险源周围的人员密度密切相关，用图3社会风险曲线(F-N曲线)表示。

图2 个人风险等值线示意图

图3 社会风险曲线(F-N曲线)

个人风险可容许标准表明危险源附近的目标人群是否可暴露于某一风险水平以上。通常给出可容许风险的上限可容许基准和下限可忽略基准值。若风险值高于可容许基准，必须进行整改；若风险值低于可忽略基准，则可无须进行任何改善，风险可接受；若风险值介于两者之间，则可根据事件的优先顺序进行改善。目前《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》第九条要求：构成一级或者二级重大危险源，且毒性气体实际存在(在线)量与其在《危险化学品重大危险源辨识》中规定的临界量比值之和大于或等于1的，或者构成一级重大危险源，且爆炸品或液化易燃气体实际存在(在线)量与其在《危险化学品重大危险源辨识》中规定的临界量比值之和大于或等于1的，要采用《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(2011年安监总局令第40号)确定的风险标准进行风险评价，故该油库区应采用的个人风险容许标准如表1所示。

表1 可容许个人风险标准

社会风险可容许标准正是采用ALARP(As Low As Reasonable Practice)原则作为可接受原则。ALARP原则通过两个风险分界线将风险划分为3个区域，即：不可容许区、尽可能降低区(ALARP)和可容许区，如图4所示。

图4 社会风险可容许标准(F-N)曲线

三、定量风险评价结果

本文应用中国安全生产科学研究院开发的化工园区风险评估及管理软件CASST-QRA2.0针对该油库区进行定量风险评价，分析某油库企业所面临的个人风险和社会风险以及事故后果。油库去部分危险源描述输入如图5，气象条件描述输入如图6。

图5 部分危险源描述

图6 气象条件描述

个人风险计算结果(图7)显示,在法律法规的要求下，该油库区3×10-7风险等值线所覆盖的区域内不存在人员聚集的高敏感场所及重要目标和特殊高密度场所。1×10-6风险等值线区域内不存在居住类高密度场所及公众聚集类高密度场所。计算结果表明，油库区内企业现状的个人风险满足《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(2011年安监总局令第40号)确定的风险标准要求，个人风险水平是可以接受的。

图7 个人风险等值线

社会风险计算结果(图8)表明,该油库企业的社会风险曲线处在可容许区范围内,未进入不可容许区和ALARP区。说明有库区对厂区周边人员影响较小，人员主要分布在企业办公区域。危险源引起重特大事故的潜在可能性和危害程度，即引起N人以上死亡的事故的可能性是可以接受的，根据社会风险容许标准要求,该油库区的社会风险水平是可接受的。

图8 社会风险等值线

某油库区面临的事故情景模式主要是阀门的小孔泄漏、中孔泄漏、大孔泄漏和管道的小孔泄漏、中孔泄漏、大孔泄漏、完全破裂及容器的整体破裂。事故模式则是原油泄漏形成液池后遇到火源而被点燃的池火灾害。计算结果表明：在油库区所面临的事故情景及事故模式中，管道完全破裂和容器整体破裂情景下造成的池火灾害波及范围较大，后果影响较为严重。其中油库区101罐组发生管道完全破裂的事故情景时，产生的死亡半径260m，重伤半径285m，轻伤半径357m，发生容器整体破裂的事故情景时，产生的死亡半径212m，重伤半径234m，轻伤半径294m。油库区201罐组发生管道完全破裂的事故情景时，产生的死亡半径214m，重伤半径237m，轻伤半径297m，发生容器整体破裂的事故情景时，产生的死亡半径212m，重伤半径234m，轻伤半径294m。具体的事故后果影响情况如表2所示。

表2 某油库区事故后果影响范围表

目前根据《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(2011年安监总局令第40号)对构成重大危险源的某油库企业油库区进行定量风险评价，得出结论：某油库区的个人风险和社会风险均满足风险标准的要求。

四、总结

以某油库区为例，应用化工园区风险评估及管理软件CASST-QRA2.0进行定量风险评价，并参照《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》对某油库区的个人风险及社会风险进行判定，模拟出油库区罐组可能发生的事故后果，量化给出了不同情景下事故类型的影响范围。为企业科学制定防护措施，进行脆弱性风险削减，提高危险源的整体安全性，提供了参考依据。