LPG储罐泄漏起火事故情景构建研究

韩增，李新松，臧泉龙，王宪鑫，李涛，赵翔海

[中海石油环保服务（天津）有限公司，天津 300452]

0 引言

“十八大”以来，党和国家始终把维护公共安全放在首要位置。当前我国的整体安全形势有所好转[1]，但重特大事故仍然时有发生，如江苏响水“3·21”特大爆炸事故、山东济南“4·15”重大着火中毒事故、江西丰城“11·24”坍塌事故等。从上述事故可以看出，我国大部分企业在安全生产领域的风险管控能力仍有欠缺，同时也暴露出企业在应对巨灾方面存在的不足。而针对企业开展重大事故情景构建研究与应用，不仅可以改变“事先预防、事后应急”的弊端，也有利于开展有针对性的预防及应急准备，提升企业应急管理能力[2]。本文将采用情景构建技术手段，构建LPG 储罐泄漏起火事故情景，分析企业在面对巨灾情况下，应急救援能力方面存在的差距，并提出下一步工作方向。

1 情景构建基本流程

情景构建起源于美国“9·11”恐怖袭击之后，后期在德国、英国及日本普遍得到推广，实质上是在风险评估的基础上，对某一类或多类突发事件进行的全景性描述[3-7]。情景的演化过程需结合大量的历史真实案例、背景资料及数据分析，要充分体现各类事件的共性，基于构建的事故场景，开展应急能力差距分析。流程图[5]如图1所示。

图1 重大事故情景构建工作流程

2 LPG储罐泄漏火灾事故情景构建研究

2.1 企业简介

A 公 司 现 有LPG 储 罐3 台100 m3（ 其 中1 台100 m3储罐作为备用罐）和1 台50 m3的LPG 储罐，罐区另设1 台50 m3储罐储存液化石油气残液（主要成分为戊烷），为四级重大危险源单位。该企业拥有充装管线1 条，卸车管线1 条，残液回收管线1 条；拥有完整的液化石油气充装及卸车设施。

2.2 情景描述

A 公司在充装作业期间，1#储罐第一道法兰与储罐连接处发生泄漏，值班领导发现后立即启动应急预案，各职能组按照职责分工开展抢险救援行动。由于泄漏速度过快，产生静电，周边混合气体遇静电发生闪爆，闪爆导致法兰与储罐连接处泄漏口增大，大量液化石油气泄漏，并形成喷射火，2 名现场人员受伤。罐区火势在厂内消防力量及外部消防力量共同扑救下，得到控制并最终熄灭。厂区员工及周边公众为避免事故继续扩大而被迫疏散。

2.3 事故数值模拟

LPG 储罐泄漏起火后产生的有毒有害气体，不仅会对人身造伤害，同时也会对周边储罐、管线、仪表等设施造成损坏。本文采用Phast 事故后果定量分析软件，分别模拟喷射火热辐射及泄漏气体扩散范围。

根据当地气象条件及场景模拟，选取天气参数作为计算的典型工况（风向：西北风，风速：4 m/s）；LPG储罐泄漏时的储量为40 t；物料参数为液化石油气（压力：0.3 MPa）；泄漏孔径为4 cm。

2.3.1 储罐泄漏喷射火定量风险计算结果分析

假定喷射火半径用字母r 表示，从图2 可以看出，当r ＜56 m 时，操作设备损坏，人员100%死亡（1 min）；56 m ≤r ≤69 m 时，木材燃烧或塑料熔化所需最低能量（有火焰），重大烧伤（10 s）；69 m ＜r ≤92 m 时，裸露皮肤有痛感，穿防护服可停留几分钟。

2.3.2 液化石油气泄漏定量风险计算结果分析

假定液化石油气泄漏半径用字母s 表示，从图3 可以看出，当s ＜15 m 时，该范围为热区、禁区，需进行强制疏散；15 m ≤s ≤104 m 时，该范围为暖区，需做适当的就地避难；104 m ＜s ≤146 m 时，该范围为冷区，发布警戒管制区报警。

2.4 事故演化过程

图2 喷射火源强度半径

图3 泄漏气体云团俯视图

2.4.1 孕育阶段

2020 年1 月20 日，气温骤降，达到-5 ℃，A 公司值班人员忘记对周边储罐底部进行排凝。

11：50，A 公司充装间2 名员工正在充装钢瓶，厂区卸车点1 辆液化石油气的槽车正在进行卸车作业。由于人手有限，作业过程中值班室没有人。

2.4.2 发生阶段

12：20，作业人员听到吱吱的声响，实地查看后发现1#储罐第一道法兰与储罐连接处发生泄漏，立即向值班负责人报告。

12：01，值班负责人接到报告后，立即启动《储罐液相第一道法兰泄漏现场处置方案》，指令现场人员立即关闭1#储罐所有阀门及充装储罐出液、回流阀门；关闭压缩机及槽车气液相阀门，组织槽车离开厂区；暂停一切作业，疏散无关人员撤离。

12：03，值班负责人启动电铃，通知所有在岗人员迅速到“集合点”集合，并立即向B 公司及属地主管部门报告事故情况，B 公司接到报警后，立即启动B 公司级应急响应，同时第一时间向C 公司报告事故情况。

12：05，指挥长宣布启动A 公司级应急预案，成立现场指挥部，指令消防抢险组切断储罐区电源，启动罐区消防系统，组织人员开展应急堵漏工作；安全警戒组对事故现场进行警戒隔离，协助现场无关人员撤离；通信联络组及时了解现场救援进展并上报。

12：07，消防抢险组到达现场，关闭储罐区所有电源，启动罐区消防喷淋，利用消防水龙带对泄漏点周围进行稀释，并在泄漏点下风向防火墙处设置便携式气体检测仪，同时，利用钢卡对泄漏点进行堵漏。

12：09，安全警戒组封锁厂内外交通车辆，设置警戒路障和隔离带，协助现场无关人员撤离，同时做好引导救援车辆准备。

12：12，非应急人员撤离至紧急集合地点，安全警戒组进行人数清点工作，同时，对集合点的可燃气体浓度进行实时监测，并随时向指挥长汇报。

12：25，现场仍未堵漏成功，为避免事故影响进一步扩大，指挥长指令通信联络组，告知周边企业及村委会做好人员疏散准备，同时向属地医疗机构联系，提前做好救援准备。

2.4.3 扩大阶段

12：30，在应急堵漏过程中，1#储罐第一道法兰与储罐连接处泄漏口突然增大，产生静电，周边混合气体遇静电发生闪爆，闪爆导致大量液化石油气泄漏，并形成喷射火，2 名抢险人员受伤（1 人烧伤，1 人昏迷）。

12：32，指挥长指令消防抢险组立即启动高压注水装置，开启1#储罐邻近消防水栓进行集中灭火，并迅速转移受伤人员；通讯联组向B 公司报告事故情况；安全警戒组对受伤人员进行初期救治。

12：34，B 公司接到报告后，立即向C 公司报告事故情况，C 公司立即启动应急响应，部署应急救援策略。

12：37，受伤人员被转移至上风向安全区域。

12：45，地方消防队和地方政府领导赶到事故现场并了解情况，成立现场指挥部，A 公司应急指挥权移交地方政府，A 公司协助政府进行应急救援工作。

12：47，属地消防队组织多辆消防车对着火设施进行灭火，并对周边储罐进行降温保护。

12：49，政府应急指挥部安排人员对周边半径1 km范围内可能受影响的企业和村庄进行疏散。

13：15，120 救护车抵达现场，将受伤人员转移至周边医院。

13：20，罐区火势在厂内消防力量及外部消防力量共同扑救下，得到控制并最终熄灭。

13：40，经气体监测仪检测，罐区周边区域混合气体浓度处于爆炸下限浓度以下。

2.4.4 应急结束阶段

第二日：

9：00，罐区消防废水检测合格后，被转入事故水池。

9：30，政府应急指挥中心宣布现场应急结束，开展事故调查工作。

一周后，消防废水处置基本完成。两周后，责任认定、开展灾后恢复工作。一个月后，受损设施设备更换完毕，厂区恢复正常工作。

2.5 事故影响

LPG 储罐泄漏起火导致的事故后果是：伤亡情况是1 人烧伤，1 人昏迷；基础设施损坏为1#储罐第一道法兰及周边管线、仪表损坏；疏散/迁移100 多人；大气局部污染；经济损失约100 万人民币；发生多次事件的可能性较小；恢复时间需要数月。

2.5.1 次生衍生灾害

若厂区雨水排放阀没有及时关闭或消防废水过多，都会导致消防废水进入周边区域，造成环境污染事故；有毒有害气体随风大面积扩散，严重威胁周边人员的人身安全；喷射火造成的热辐射及爆炸冲击波，会在不同程度上对设备和人员造成永久性或临时性伤害。

2.5.2 财产损失

LPG 储罐、管线及厂区其他设备设施严重损坏产生的费用；储存的液化石油气大量泄漏产生的费用；动用本单位、外部单位应急资源产生的费用；人员救护、赔偿费用；政府罚款等。

2.5.3 经济影响

无法按照合同要求完成工作，造成的违约金赔偿；公司声誉受损，引发资金链断裂，财务状况恶化。

2.5.4 健康问题

爆炸冲击波及喷射火热辐射对员工身体健康造成的直接影响。另外，在事故中吸入过量的有毒有害气体，大大增大了员工患病的概率。

表1 应急能力差距分析表

3 应急能力差距分析

以构建的事故场景为基础，梳理应急任务，分析完成每个应急任务所需的应急资源，与现有资源进行差距分析，并提出下一步的工作方向。以液化石油气泄漏、闪爆起火阶段的差距分析为例，详见表1。

4 结语

重大事故情景构建技术应用于企业的应急管理，具有重要意义，一是可以加强企业对巨灾风险的认知程度，对小概率、高后果事件的重视度；二是强化了企业领导层和主要岗位人员主体责任；三是反省应急能力体系脆弱性，明确巨灾应急准备能力建设主要目标；四是作为巨灾事件应急演练情景设计的依据。