危化品/危险物品储存设施外部安全防护距离方法分析

冀学刚(北京国信安科技术有限公司，北京 100160)

0 引言

针对不同类型的危险化学品/危险物品储存设施，分别采用事故后果计算法、定量风险评价法和危险指数法确定危险化学品/危险物品储存设施的外部安全防护距离[1]，评估其周边是否涉及相对应的防护目标，并提出相应的建议措施。

危险化学品/危险物品储存设施确定外部安全防护距离的流程见图1[2]。

1 事故后果计算法

事故后果计算法是以爆炸事故后果模型为基础，选择生产、储存装置内最大爆炸品量的计算药量同时发生爆炸的情景作为最严重事故情景进行后果计算[3]，计算确定外部安全防护距离的方法；该方法适用于涉及爆炸类危险物品(如：硝酸铵、三硝基甲苯、硝基胍)等装置或设施。

事故后果计算法确定外部安全防护距离的计算步骤如下：

最严重爆炸事故情景下距爆炸点中心某距离处的冲击波超压按下式计算：

式中：ΔP为空气冲击波超压值(105Pa)；Q为次爆炸梯恩梯当量，根据计算药量折算(kg)；R为爆炸点距防护目标的距离(m)。

选取某民爆企业A 公司计算药量为55 吨的工业炸药库作为模型分析爆炸冲击波伤害事故后果：

依据《民用爆炸物品工程设计安全标准》(GB 50089—2018)B.0.2，乳化炸药的TNT 当量为0.73，55 吨乳化炸药的TNT当量为Q=55×1000×0.73=40150kg；

图1 危险化学品/危险物品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定流程

表1 不同类型防护目标的空气冲击波超压阈值

依据表1，将不同等级防护目标对应的空气冲击波超压阈值ΔP、一次爆炸的梯恩梯(TNT)当量Q 代入冲击波超压计算公式中，可得出A 公司计算药量为55 吨的工业炸药库针对不同等级防护目标对应的外部安全防护距离(R)见表2。

依据上述计算结果可知，爆炸点4 号工业炸药库距离高敏感防护目标、重要防护目标、一般防护目标中的一类防护目标等外部安全防护距离为2015m；距离一般防护目标中的二类防护目标外部安全防护距离为882m；距离一般防护目标中的三类防护目标外部安全防护距离为543m；爆炸点4 号工业炸药库周边外部安全防护距离内不涉及高敏感防护目标、重要防护目标和一般防护目标。

2 定量风险评价法

选取某危险化学品企业B 公司的液氯储罐区(该公司液氯储罐区单独布置，设置4 台101m3的液氯储罐，设计为1 用1 备2应急，液氯属于毒性气体，且液氯罐区构成二级重大危险源)，采用QRA 区域定量风险评价软件(南京安元安全评价与风险分析系统V2.0)，对其进行定量风险评价，确定危险化学品/危险物品储存设施基于不同等级风险级别下的外部安全防护距离。

2.1 气象条件

所在区域：内蒙古某市；大气稳定度：B；环境压力(Pa)：88580；环境平均风速(m/s)：4.6；环境大气密度(kg/m3)：1.293；环境温度(K)：298。

2.2 风向

风向玫瑰图如图2 所示。

图2 B公司所在区域风向玫瑰图

2.3 储存设施参数

装置名称：液氯储罐；物料名称：液氯；装置类型：固定的带压容器和储罐；泄漏模式：完全破裂；介质相态：气态；容器容积(m3)：202；液体绝对压力(Pa)：1680000；液体压缩系数(1/Pa)：0.1；泄漏类型：连续泄漏；泄漏物质温度(K)：248；泄漏系数：0.9；泄漏物质密度(kg/m3)：2.48；毒性物质性质常数A：-6.35；毒性物质性质常数B：0.5；毒性物质性质常数N：2.75；容器压力(Pa)：1680000；中毒浓度(mg/m³)：88；气体绝热指数：1.35；物质分子量：70.9；是否采用HV 和CP 计算：否。

将上述参数输入定量风险评价软件计算机模拟计算，得出B 公司液氯储罐区外部安全防护距离见表3。

表2 A公司工业炸药库外部安全防护距离(R)一览表

表3 B公司液氯储罐基于风险的外部安全防护距离

依据上述计算结果可知，B 公司液氯罐区在常年主导风向东南风下西北方向的基于三级个人风险值3×10-6次/年的最大外部安全防护距离为41.22m，液氯罐区周边外部安全防护距离内不涉及高敏感防护目标、重要防护目标和一般防护目标。

3 危险指数法

选取某钢铁冶炼企业C 公司，该公司设置一座丙烷供气站用于连铸坯火焰切割，分别设置一座20m3和一座50m3的丙烷储罐和储存25 瓶左右丙烷气瓶的气站，通过电热水浴式气化器气化后的丙烷气体通过管道分别供给2 台连铸机火焰切割使用，丙烷气站设置位置相对独立；该公司废钢熔化炉、合金熔化炉、AOD 精炼炉、LF 钢包精炼炉、VOD 精炼炉使用到的煤气由相邻公司供给炼钢系统作燃料用，煤气压力约5000Pa；选取该公司煤气主管道、丙烷气站作为分析模型，计算其危险指数，确定煤气主管道、丙烷气站的外部安全防护距离：

3.1 确定危险化学品的危险等级

通过查表可得到煤气危险货物分类为2.3(气体)PG Ⅱ，危险等级为高；丙烷危险货物分类为2.1(易燃气体)，危险等级为高。

3.2 确定危险化学品基准量

通过查表可知煤气人员健康基准量为1t；丙烷火灾爆炸基准量10t。

3.3 计算校正因子

各参数赋值：FH1=0.1(煤气为气体)、FH2=3(煤气管道距离厂区边界大于30m)、FH3=1(装置类型为地面储存装置)；

由此得出最终煤气人员健康校正因子：

各参数赋值：FF1=0.1(丙烷为气体)、FF2=1(丙烷气站距离厂区边界小于30m)、FF3=1(装置类型为地面储存装置)；

由此得出最终丙烷火灾爆炸校正因子：

3.4 计算危险指数

3.5 确定外部安全防护距离

通过查表可知危险指数10 ＜F ＜100，危险程度属于中等、标识为Ⅱ，C 公司外部安全防护距离确定为50m，C 公司煤气主管道、丙烷气站周边外部安全防护距离内不涉及高敏感防护目标、重要防护目标和一般防护目标。

4 结语

针对不同类型的危险化学品/危险物品储存设施，可分别采用事故后果计算法、定量风险评价法、危险指数法确定危险化学品/危险物品储存设施的外部安全防护距离，评估危险化学品/危险物品储存设施周边是否涉及相对应的防护目标；或依据《石油化工企业设计防火标准》(GB 50160)、《建筑设计防火规范》(GB 50016)、《钢铁冶金企业设计防火标准》(GB 50414)等标准规范评估危险化学品/危险物品储存设施距离企业内部和外部生产装置和设施的防火间距是否满足要求，对新、改、扩建危险化学品/危险物品储存设施的选址能够合法合规具有指导性意义，同时可为已建成的不满足外部安全防护距离或防火间距的储存设施的整改提供理论依据。