炼化企业“防泄漏防着火爆炸”机制构建与实践

丁海波

摘要：过去十多年来，炼化企业因泄漏先后发生过井喷失控、炼化装置着火爆炸、输油管道爆炸等重特大事故。文章针对炼化企业存在的重大火灾爆炸危险，构建了一套“防泄漏防着火爆炸”机制，并利用定量分析软件，计算了事故后果，有针对性地提出了相关预防措施，以期对同类企业具有借鉴作用。

关键词：泄漏;着火;爆炸;预防机制;定量风险评估

过去十多年来，炼化企业因泄漏先后发生过井噴失控、炼化装置着火爆炸、输油管道爆炸等重特大事故，为了进一步压实企业安全生产主体责任，国务院及各部门相继印发了《地方党政领导干部安全生产责任制规定》《全面实施危险化学品企业安全风险研判与公告承诺制度》《安全生产约谈实施办法》等一系列法规性文件，全国安全生产形势总体平稳，事故总量、较大事故、重特大事故实现“三个继续下降”，但重特大事故仍频繁发生，特别是危化品事故多发频发。例如，江苏响水“3·21”特别重大爆炸事故深刻反映出当前安全生产形势依然严峻复杂。为此建立健全油气设施全生命周期泄漏风险管控机制，优化生产工艺，强化设计、建造、安装、开停工等全过程油气泄漏风险评估，确保设施本质安全是炼化企业重点工作之一。

1  “防泄漏防着火爆炸”机制构建

1.1  领导重视，专业指导，全员参与

夯实各部门领导责任，层层签订安全生产责任书，并由主管专业部门牵头，全面开展调查，分析原因，制定纠防措施，对应该发现泄漏而没有发现的失职人员进行追责，升级追责管理失职的管理人员和集体。

1.2  全方位运用科学技术指导“防泄漏防着火爆炸”风险管控

综合运用定量风险评估（QRA）、基于风险的检验（RBI）、危险与可操作性分析（HAZOP）、保护层分析（LOPA）、安全完整性等级（SIL）、失效模式与影响分析（FMEA）、工作危险性分析（JHA）、泄漏检测与修复（LDAR）等工具方法，对属地内泄漏、着火爆炸风险逐项梳理、全面辨识评价、制定措施，对罐区全面系统开展数学建模和定量风险评估（QRA），科学管控罐区泄漏及火灾爆炸风险。

后果分析：罐区泄漏着火爆炸事故的后果分析采用计算机模拟进行。例如一个单一的有毒物质的储罐泄漏事故可能导致毒物扩散，从而使人员中毒伤亡;一个单一的可燃物质泄漏事故可能导致喷射火、闪火、火球或者爆炸，火灾的热辐射及爆炸冲击波可能导致人员伤亡。

风险计算及评估：每个罐区泄漏着火爆炸模拟事故的频率和后果评估出来后，进行风险计算。对不可接受的风险提出降低的办法，包括降低事故频率、降低事故后果和安全管理措施，列入每个属地月度工作计划中，运行PDCA循环，最终科学管控罐区泄漏着火爆炸风险。

以罐区风险最高的全压力罐区发生着火爆炸及BLEVE（沸腾液体扩展蒸气爆炸）的定量风险评估为例，全压力罐区共35个储罐，主要储存有乙烯、丙烯、丁二烯、LPG、裂解C4、丁烯-1等介质。球罐区易发事故介质多为LPG，全压力罐区乙烯储罐12座，发生泄漏可能性大，综合考虑，选取盛装有LPG和乙烯介质的储罐作为模拟事故储罐，开展QRA定量风险评价。

频率计算及修正：

（1）初始频率修正

F修正=F经验·FE·FM

式中：FE—设备修正因子;

FM—管理系统评价因子。

依据LOPA分析方法推荐范围，结合API581，化工企业定量风险评价导则，取压力容器灾难性破裂概率F经验=6×10-6y-1。

FE各项修正系数值。

（2）泄漏后点火概率分析

LPG主要成分为丙烷和正丁烷，连同乙烯均为中等反应活性。

乙烯、LPG球罐容积均为2000m3，一旦发生BLEVE，泄漏量远大于10000 kg。

直接点火及发生BLEVE概率均从IPO标准中获取。

此外，对瞬时泄漏进行初始点火，可能会发生BLEVE和火球，发生BLEVE和火球的概率等于：

固定装置             PBLEVE=0.7;

设施中的传输单元     PBLEVE=1.0。

综上：固定装置发生BLEVE和火球的概率PBLEVE=0.7。

（3）场景1/2事故发生概率F1

F1LPG=F经验·FE·FM·PBLEVE=6×10-6y-1·4·0.3·0.7=

5.04×10-6y-1;

F1乙烯=F经验·FE·FM·PBLEVE=6×10-6y-1·6·0.3·0.7=

7.56×10-6y-1。

后果模拟。

（4）原料LPG储罐发生BLEVE，如表2～5所示。

（5）LPG储罐BLEVE延迟点火，形成蒸气云爆炸，如表6所示。

经上述分析，可以得出以下结论：

原料LPG储罐发生BLEVE，引燃形成火球，100%致死率半径达378m，在三种环境下（年平均、夏季、冬季），夏季事故影响后果相对较小，为297m，冬季环境事故后果较为严重，达450m;原料LPG发生BLEVE，介质挥发沿下风向扩散，160m内浓度高达92230ppm（即9.22%）;下风向1270m处浓度17050ppm（1.7%），扩散范围较远;三种环境下对比，冬季由于风速较低，气体不易扩散，致死浓度区域范围相对较小，为112m，一旦引燃，气体聚集密度大，事故后果相对也更严重;死亡区域覆盖下风向140m内，外圆周处人员因冲击波作用导致肺出血而死亡的概率为50%，防地震建筑物破坏或严重破坏;380m内重伤区域，外边界处人员耳膜因冲击波作用破裂的概率为50%，建筑物有显著破坏;900m内轻伤区域，外边界处人员耳膜因冲击波作用破裂的概率为1%，建筑物部分轻微破坏。通过定量风险评估的应用，精确计算出了全压力罐区泄漏的风险，为风险防范措施的制定提供了科学依据。

1.3  建章立制，规范管理

制定“防泄漏防着火爆炸”專项整治方案，设立“防泄漏防着火爆炸”专题主页，车间、分厂、专业部门分别在每月专题主页发布月度防泄漏工作方案。明确各级主要领导亲自安排部署，结合实际，突出风险管控，明确“防泄漏”具体内容和职责，扎扎实实落实。

1.4  补短板、消瓶颈、夯实生产安全基础

一是强化设备运行失效管控。如开展设备长周期运行攻关。排查瓶颈问题，统计分析历年设备泄漏数据，确定易发生泄漏的重点设备、车间站队、集中开展长周期运行攻关，全部完成攻关目标。

二是持续推进仪电联锁故障管控。建立深冷区控制阀门、卡套防泄漏检查标准，固化对深冷区控制阀门、仪表接头、卡套防泄漏检查与防控，减少仪表阀门外泄故障的发生。持续完善气体检测报警系统，及时对照新标准安装声光报警灯、调整报警器安装高度、实施固定式报警器接地线整改。

三是深入推进装卸管控。每月开展火车、汽车装卸车设备、设施完整性检查、隐患排查和整改。罐区防雷防静电检测、接地电阻全部合格。充分利用RBI策略降低开罐和检验频次，刚性减少罐区危险作业数量，按作业模板实施标准化作业，推行罐区作业“零违章”，确保罐区作业安全受控。

2  结语

本文针对炼化企业存在的重大火灾爆炸危险，构建了一套“防泄漏防着火爆炸”机制，利用定量分析软件，计算事故后果，并有针对性地提出了相关预防措施。计算结果表明，原料LPG储罐发生BLEVE，引燃形成火球，100%致死率半径达378m，冬季由于风速较低，气体不易扩散，致死浓度区域范围相对较小，为112m，一旦引燃，气体聚集密度大，事故后果相对也更严重。结果对于同类企业开展防火防爆工作具有很好地借鉴作用。

参考文献：

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[5]向波，李宏志，王寿佳.石油化工企业消防安全问题及防火对策解析[J].今日消防，2020，5（05）：53-54.

Construction and practice of "Leakage

Prevention， Fire and Explosion Prevention"

mechanism in refining and chemical enterprises

Ding Haibo

Qingdao Economic and Technological Development Zone Fire and Rescue Section

Abstract：Over the past decade， there have been major accidents such as blowout out of control， fire and explosion of refining equipment and explosion of oil pipelines in refining and chemical enterprises due to leakage. In view of the major fire and explosion risks in refining and chemical enterprises， this paper constructs a set of “Leakage Prevention， Fire and Explosion Prevention” mechanism， calculates the accident consequences by using quantitative analysis software， and puts forward relevant preventive measures for similar enterprises. It can be used as a reference for similar enterprises.

Keywords：leakage;fire;explosion;prevention mechanism;quantitative risk analysis