化工园区储罐泄漏模拟分析及应急管理建设

杨日丽 包有宝 盖轲 冯碧阳 樊静(.陇东学院，甘肃 庆阳 745000；.庆阳市应急管理局，甘肃 庆阳 745000；.长庆油田第二采油厂，甘肃 庆阳 74500)

0 引言

近年来，随着我国化工企业生产规模快速发展，危化品种类、所需数量急剧增多，且大多数往往具有易燃易爆、有毒危险特性。若在生产、使用、储存过程中由于管理不当或者操作不慎往往会造成危化品大面积的泄露，就有可能发生灾难性后果。因此，加强对危化品管预控理就显得意义重大。因此，针对危险化学品泄漏事故展开深入研究，同时建立有效的应急机制十分必要[1]。

截止目前为止，国内外一些学者对危险化学品泄漏扩散模型的相关研究主要包括理论分析、实验研究和实际应用3个方面。至今已出现数以百计的典型事故后果模型，如高斯模型、BM模型、Sutton模型、FEM3模型、箱及相似模型、P-G模型等[2-5]。每个模型都有其各自的特点及应用范围，为试验研究提供了大量的理论依据。

本文选取某工业园区丙烯罐区使用规格最多的单罐为例，利用ALOHA软件对其可能的泄露事故后果进行模拟分析，得出定量危害影响范围并提出合理有效的风险控制措施，提高罐区风险预测及整体防范能力，为今后的储罐泄露救援处置决策提供指导。

1 丙烯理化性质和事故后果分析

1.1 丙烯理化性质

丙烯，C3H6，分子量约为42，比空气重，常温下为无色、稍带有甜味的气体，是一种单纯窒息剂、轻度麻醉剂、致癌的物质；不溶于水，溶于有机溶剂。冰点-185.3℃，沸点-47.4℃，易燃，爆炸极限为2%～11%，按照火灾危险性划分，属于甲类危险性物质。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙醇、丙酮和环氧丙烷等，是多种合成化工原料的主要物质。

1.2 泄露事故后果分析

表1给出了丙烯储罐发生泄露后可能产生的事故后果类型及危险等级。

表1 丙烯储罐泄露预先性危险性分析

2 软件概述及泄漏模拟

结合表1的分析，本次选取对丙烯储罐泄漏后中毒、蒸汽云爆炸进行模拟。

2.1 参数设定

本次模拟选取的参数条件为：容积为50m3的丙烯卧室储罐，储罐设计压力为2.16MPa，装填系数0.9，该工业区海拔高度1398m，地理坐标为北纬35°43，东经107°38″，选取年度最大频率风速为2.4m/s，风向为SE，测量高度为3m，天空约25%有云，气温为8.7℃，相对湿度62%，多云等级5。泄露口径约为0.05m。

2.2 泄漏模拟

2.2.1 中毒事故模拟

丙烯储罐发生瞬时或者缓慢泄漏时，均会形成一大片区域的液池，泄露的气体迅速变成蒸汽，并在空气中扩散，再气象条件稳定的情况下，会形成一定气体集中区域，当浓度达到一定的阈值(即处在威胁区域内)，会对气体区域的工作人员造成一定的毒性和窒息。

从图1中可以读出：受风向的影响，在威胁点199m范围内，丙烯的浓度高达170000ppm，长时间的滞留，会对人体生命造成威胁；在下风口199～503m范围内，会对人身体造成不可恢复的伤害；在以外区域，除了有不良健康效应或不当的气味外，不会对人造成其它影响。

2.2.2 蒸气云爆炸事故模拟

对丙烯储罐的火灾、爆炸事故后果进行分析可知：丙烯发生火灾事故时，产生的BLEVE(沸腾液体扩展蒸气爆炸)火球影响区域最大并且事故后果也最为严重，由图2可读出：火球影响范围可达243m。其中243m外为安全区、132～243m范围内为轻伤区(黄色区域)、132m范围内为重伤区(橙色区域)、在图中未出现红色区域(楼宇倒塌类的毁灭)。

2.3 模拟结果

在丙烯泄漏后果分析的基础上，应用ALOHA模拟软件对事故影响区域进行模拟，得到丙烯中毒区域和爆炸影响区域并显示在MARPLOT软件的地图上可以形象的看出不同程度的危险区域。

(1)根据丙烯扩散影响区域模拟范围，可以得出不同事故的影响范围，因此在人员疏散过程中应以最大事故影响范围作为参考标准进行群体疏散。

(2)根据模拟结果，加强日常安全管理监管重点，就不同危险等级区域设置应急处置卡、一些防护用具并尽可能的在储罐区设置一些监测探头，更要杜绝任何火种、静电火花的出现。

图1 中毒事故模拟及MARPLOT区域显示图

图2 蒸气云爆炸事故模拟及MARPLOT区域显示图

3 化工企业应急管理建设现状

王晶晶、朱伟、高玉坤结合当前企业应急预案实操性较差，在剖析数字化应急预案的4大发展模式和“六化目标”的基础上，构建了数字化应急预案结构和流程化技术方案[6]。杨梦、周恩波提出了煤矿事故现场处置方案自动生成系统，现场指挥人员借助输入有关信息，匹配出相似的历史事件，获取真实历史救援经验知识支持[7]。樊博、刘若玄在应急情报流通受限的情境下，提出了跨部门情报联动体系，为应急联动响应的优化提供建设策略，并用战略规划理论分析不同灾害全生命周期的应急联动策略，为建设全过程应急情报贯通提供思路[8]。马庆、杨欣晨中指出党和政府在面对重大事件时，要遵循新闻传播规律和信息管理结合，遵循价值理念与实践策略的统一[9]。王雪峰在《政府如何在突发事件中发挥好协调和联动作用》中，指出当前应急处置思路需要转化，切实做到“关口前移、重心下移、综合协调、发动社会力量”[10]。张再生、孙雪松指出要加强应急法制体系建设、注重协同实践，建立并完善应急联动与协同机制，进一步发扬专业队伍优势，提高应急预案编制与操作的逻辑规范性[11]。

3.1 企业应急建设中存在的问题

结合文献调研、案例法、实地走访石化企业，发现企业在应急管理建设中普遍存在以下几个问题：

3.1.1 企业顶层设计中对应急管理部署重视程度不高

企业的发展在很大层度上依赖顶层设计，尤其对于应急管理的建设。企业相关负责人能否清晰的认识应急文化、理解其内涵、能否将这种应急思想贯穿到本企业建设中、落实到一切工作围绕“安全第一”“以备不时”展开，注重“平战结合”，采取“全方位式”打造企业安全生产、对于企业能否及时消除可能存在的危险隐患及事故发生之后能否积极采取措施实施救援等一系列的工作，有着致命的影响。

3.1.2 预警技术落后、预警处理不到位

预警作为释放危险信号最科学、最及时的一种技术手段；是事发前的“最重要的信息”。若能给予重视和采取积极有效防控措施，完全可以避免事件的发生。而预警技术先进与否、预警平台能否正常运转、预警信息处理及整合人员专业性等诸多因素都会影响到对“征兆”的态度和处理。相关典型重大生产安全事故数据说明：有很大一部分企业忽略安全监测监控系统的建设和使用、欠缺智能预警平台指导实践工作的认识。

3.1.3 应急预案“落地性差”

应急预案是企业面对突发事件时启动应急响应和开展应急救援行动的指导性文件，其重要意义不言而喻。但目前，多数企业应急预案都是委托第三方安全中介服务机构进行编制。纵观预案，在编制过程中存在很多问题：比如：预案编制过程中，是否是在对企业危险有害因素综合评估的基础上进行编制的；对于企业专项应急预案，是否是结合企业实际客观情况，是以较危险的事故展开的；对于不同的响应级别，企业的救援力量、救援物资的情况是否属实；不同的联动协作部门，是否有关交流等。

3.1.4 缺乏应急物资储备保障

应急物资储备是需要大量的资金投入，换言之，应急物资储备投入比例大小在一定程度也可以说明企业对应急事业建设的关注度和重视度。再者企业安全投入和应急投入产出滞后性、直观效应不明显等特点，企业应急经费的使用很多情况下“被克扣”“被挪作它用”的现象时有发生。这就导致了应急物资一直处在满足于安全帽、安全绳、灭火器、灭火毯、防护服等简单的物品上，而新型的、技术含量高的应急物品始终处“在路上”。应急队伍的建设也局限于本企业内部力量。

3.1.5 应急演练大多“浮于形式”，效果差

按照《生产安全事故应急管理办法》规定：企业按照规定，对相应的应急救援预案要展开相应的应急演练。这就使得企业依据实际情况开展应急演练。但在演练过程中存在以下问题：其一，应急意识薄弱、演练态度不端正；其二，多部门、多方参与的协作演练，很大一部分力量对应急预案内容不熟悉、演练目的不明确，对于各自应做什么工作、如何配合等问题摸不着头脑，演练变成了走过场：应急演练主要方对演练中存在问题、技术短板、联动机制不畅仍停留在“纸面上”，演练结束后未能有针对性的解决和修订方案，这都为“真实作战”留下了隐患。

3.1.6 应急宣传受众少

应急工作关乎每一个人，很多企业把应急宣传、应急工作只是局限于应急组织，这种认识是不全面的。在重大灾难救援面前，除了应急领导组、指挥组、专业应急队伍等发挥主要作用外，受灾区域内每一个个体有必要的掌握一定应急知识，开展自救和呼救，这种贡献是不可估量的；在事故面前，所有人都会被卷进“命运共同体”，任何人的一小步都有可能拯救整个局面。

3.2 企业优化应急管理建设对策

结合当前企业应急管理建设存在的问题，本文提出了以下的建议：

3.2.1 加强各级领导及相关人员的应急管理培训

各企业应分批、分层次开展应急管理培训。结合应急培训受众对象、培训目的要明确、培训内容有针对性。对于企业负责人及对应急管理领导，要以应急思想、应急意识的培养、对我国乃至全世界上较典型的应急管理建设及具体做法进行交流，务必把应急建设作为企业的一项政治任务来完成；而对于应急救援力量，则主要对业务素质、技能进行培训，结合不同类型的事故救援案例，加强对火灾、中毒窒息现场情形侦查、科学判断及心理素质等方面培训。

3.2.2 重视应急预案的编制、注重应急演练实施成效

应急预案的编制和实施，在整个指导应急施救和处置上起到关键性的作用。预案编制一定要遵从客观事实、在充分辨识企业风险的基础上、有针对性的进行应急响应。而在具体实施演练前，一定要提前部署工作、开展多种形式的预案交流，包括预案目的、预案内容、实施预案情景、开展救援关键环节等；并能对预案演练发现的问题和细节，仔细斟酌、提出改进措施、必要时可“集思广益、献言献策”、与相关部门加强协同合作等完善和修订预案，确保预案可操作性。

3.2.3 注重智能化建设，提供科学决策

加强企业智能化建设投资、尽可能在预算的基础上，引进和融合先进技术、加强数字化管理、对预警和智能决策提供更广泛的天地。