危化品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法

文/杨国梁

（本文作者单位为中国安全生产科学研究院，本文由全国安全生产标准化技术委员会秘书处供稿）

编辑 包冬冬

2014 年12 月23 日，国家标准化委员会在《关于下达2014 年第二批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合〔2014〕89 号）文件中，下达了《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》（正式公布时为GB/T 37243—2019《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》，以下简称《确定方法》）的制定计划，项目编号为20141867-T-450，由中国安全生产科学研究院、中石化青岛安全工程研究院、北京理工大学等3 家单位共同起草编制，由中国安全生产科学研究院担任主编。

本标准通过比较借鉴国内外先进做法，综合考虑我国危险化学品企业监管现状和装置自身危险特性，在近年来开展的专题研究和大量试点验证工作的基础上，提出了针对危险化学品生产装置和储存设施的外部安全防护距离计算方法，通过进一步规范相关方法的使用，提高确定外部安全防护距离的科学性和准确性。

《确定方法》起草过程

2010 年8 月，中国安全生产科学研究院正式启动《危险化学品生产、储存装置外部安全防护距离》课题研究工作，历时两年科研攻关，多次组织相关行业专家以及重点企业代表对研究进行研讨，相关成果于2014 年5 月7 日以《危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准（试行）》[原国家安全生产监督管理总局公告（2014 年第13 号），以下简称“13号公告”]的形式予以公布。

13 号公告发布后，经过3 年多的应用，相关方法在多个大型危险化学品项目搬迁，新建大型危险化学品项目选址规划进行了实际应用。标准编制组收集了实际应用中的反馈意见，在原公告的基础上进行修改完善，形成了《确定方法》征求意见稿。

2017 年7 月27 日，《确定方法》征求意见稿通过时为国家安全监管总局和中国化学品安全协会网站向社会公开征求意见。此次公开征求意见共收到意见118 条，采纳49 条，部分采纳9 条，标准修改完善后形成《确定方法》送审稿。

2017 年10 月28 日，全国安全生产标准化技术委员会化学品安全分技术委员会针对《确定方法》送审稿组织召开了标准审查会，根据会上委员和专家意见修改后形成《确定方法》（报批稿）。

2019 年2 月25 日，《确定方法》正式发布，2019 年6 月1 日实施。

《确定方法》编制原则和主要内容

编制原则

本次标准编制的主要原则包括3个方面，一是重点有效减小危险化学品事故对社会公共安全造成的影响；二是充分考虑危险化学品的危险特性，重点补充当前国内在爆炸品、气体火灾、气体中毒事故方面外部安全防护距离设置方面的不足；三是在现行标准规范体系的基础上，结合国内外安全距离确定方法的先进理念和技术方法。

主要内容

第一章范围，明确本标准适用和不适用的装置和设施类型，与现行相关标准进行衔接。第二章规范性引用文件，罗列了本标准条文中引用的相关标准，如《危险化学品重大危险源辨识》等。第三章术语和定义，对爆炸物、有毒气体、易燃气体、外部安全防护距离等进行定义。第四章外部安全防护距离确定流程，对本标准提出的事故后果法和定量风险评价法的适用范围，不同类型危险化学品生产装置和储存设施在方法选择方面的流程等提出了具体要求。第五章事故后果法，对事故后果法的计算程序、基础资料收集、最严重事故情景确定、事故后果计算公式、不同类型防护目标对应的空气冲击波超压安全阈值提出了具体要求。

爆炸品不需要借助外界提供氧，仅靠自身的物质就可以发生瞬间整体爆炸，对外界造成危害的时间很短，防护目标处人员没有采取撤离疏散等应急措施的可能，并且爆炸事故造成的社会负面影响较大。基于以上因素，需要单独作为一类，选取最为严格的事故后果法确定外部安全防护距离，这样可以最大限度地保护周边居民和公共财产的安全。

第六章定量风险评价法，对定量风险评价法的计算程序，单元确定要求，计算流程，危险化学品生产装置和储存设施外部安全防距离提出了具体要求。下面作详细介绍。

《确定方法》中的定量风险评价法

定量风险评价法适用于涉及有毒气体或易燃气体，且其设计最大量与GB 18218—2018《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 的危险化学品生产装置和储存设施确定外部安全防护距离。此类装置规模通常较大，工艺复杂多样，不同装置之间事故影响范围差别较大，在选取外部安全防护距离确定方法时，既要考虑科学性又要考虑针对性，因此推荐选用在发达国家已被广泛应用的定量风险评价法。

定量风险评价（简称QRA）也称为概率风险评价（PRA），是一种对风险进行量化评估的重要技术手段。该方法通过对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，并根据风险的可叠加性，充分考虑了危险化学品生产储存装置的所有潜在事故，得到的最终风险结论里既体现了高频率、小规模、低损失的事故场景，又包含了低频率、大规模、高损失的重大事故场景。目前，许多欧盟国家都在塞维索法令（The Seveso II Directive）第九章要求提交的安全报告中采用QRA 方法，用以当局了解重大危险源产生的风险增量以及决策重大危险源附近的土地开发是否可容许。

定量风险评价法包括以下6 个步骤。

第一步为收集资料数据。定量风险评价是一个技术复杂的过程，需要收集整理和分析的数据量较大，因此需要一个由各方面专业人员组成的团队才能很好地完成。其中安全工程师、工艺工程师、设备工程师、熟悉计算模型的人员是必需的。

第二步为确定评估单元。危险辨识主要运用系统分析方法对评价区域进行危险辨识，以确定哪些易燃、易爆和有毒物质存在重大事故风险，哪些工艺故障或错误容易产生非正常情况并存在重大事故风险。为避免过大的计算量，需通过一定的筛选方法选择出对整个系统影响较大、风险较高的设备进行风险计算。

第三步为泄漏场景辨识、分析事故概率。危险化学品的泄漏是产生火灾、爆炸、中毒等事故的根源。对装置的事故风险进行频率分析，以评估其发生各种场景事故的可能性。每个单一场景的频率分析主要包括设备设施基础泄漏频率的分析、泄漏后事故场景的频率和点火可能性的分析等。

第四步为分析事故后果。后果分析主要评估各种潜在场景事故发生后造成的后果严重程度。后果分析基于事故后果伤害模型，得到热辐射、冲击波超压或毒物浓度等随距离变化的规律，然后与相应的伤害准则进行比较，得出每一种场景事故后果影响的范围。

第五步为计算个人风险和社会风险。风险计算是在频率和后果分析的基础上，根据风险的可叠加特性，进行风险拟和计算，得到个人风险、社会风险。个人风险表征是在危险化学品生产、储存装置周边个人，每年受危险化学品生产、储存装置的影响而预期增加的死亡风险，距离装置越近，面临的个人风险越高，通常用装置周边的个人风险等值线表示，如图1 所示。社会风险是危化品装置对周边一定范围内社会公众整体影响，是对个人风险的必要补充，衡量危险化学品生产、储存装置造成社会公众群死群伤事故风险，通常用F-N 曲线表示，如图2 所示。

图1 个人风险等值线示意图

图2 社会风险曲线示意图（F-N曲线）

第六步为确定外部安全防护距离。装置周围可能存在多个防护目标，应逐一按照防护目标的类型，查找GB 36894—2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》中对应的个人风险基准，结合企业周边的个人风险等值线图，确定每一处防护目标的外部安全防护距离是否满足要求。依据GB 36894—2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》中社会风险基准，对装置周围所有防护目标面临的整体风险进行评估，根据社会风险线（F-N曲线）进入社会风险基准的区域，判断项目的社会风险水平是否可接受。

采用国际标准和国外先进标准的程度

确保重大危险源与周边防护目标之间保持合理的安全距离，是国际预防重大工业事故相关法律法规和标准的核心之一。结合事故后果模拟和定量风险评估的技术确定危险化学品生产、储存装置的外部安全防护距离，在英国、德国、荷兰、美国相关法规、标准中都有体现（见表1），本标准制定过程中，采用了目前国际上先进的理念，并借鉴了多个发达国家已达成的广泛共识。

表1 目前部分国家采用的外部安全防护距离确定方法

与现行有关法律法规和标准规范的关系

目前，国内危险化学品企业最为常用的安全距离要求主要为防火间距和卫生防护距离等。

防火间距的代表性标准有GB 50160—2008《 石 油 化 工 企业设计防火标准》（2018 年版）、GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018 年版），防火间距的典型定义为“防止着火建筑的辐射热在一定时间内引燃相邻建筑，且便于消防扑救的间隔距离”。防火间距的设置主要考虑小规模、高频率的小型火灾事故，并没有考虑毒性气体泄漏和可燃气体爆炸事故的危害。

卫生防护距离的代表性标准有GB 8195—2011《石油加工业卫生防护距离》（已作废），典型定义为“正常生产条件下，散发无组织排放大气污染物的生产装置、‘三废’处理设施等的边界至居住区边界的最小距离。”卫生防护距离的设置主要考虑的是正常生产过程中污染物长期排放对周边人员的健康影响。

本标准规定的外部安全防护距离，只用于限定危险化学品生产装置和储存设施与厂区外部防护目标之间的安全防护距离，主要目的是减小该类装置设施发生火灾、爆炸、毒气泄漏等重大事故对周边社会公众的影响。考虑的是事故状态下，该类装置设施周边社会公众的人身安全，并不针对环境危害和正常生产对周边人员长期、慢性的健康问题。

相较于13号公告进行的调整

在13 号公告试行2 年的基础上，对部分方法进行了调整。

一是删除原13 号公告中第三种方法——危险指数法。原危险指数法适用于不涉及重点监管的危险化工工艺，危险化学品数量不构成重大危险源，毒性气体或易燃气体数量较少的小型危险化学品生产、储存装置。该类生产、储存装置的危险化学品数量较少，工艺简单，危害类型主要为易燃液体池火灾和固体火灾。针对这类事故场景的安全距离，在现行的GB 50160—2008《石油化工企业设计防火标准》（2018 年版）、GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018 年版）等标准规范都有针对性的要求，并通过验算和近年来事故的验证，可以满足避免事故进一步扩大的目的。因此，从实际出发，避免与现行标准规范出现不必要的交叉和冲突，删除了原13 号公告中第三种方法——危险指数法，执行现行国家法律法规、标准规范有关消防防火间距、安全距离的要求。

二是修改了原13 号公告中，事故后果法对所有防护目标统一设置2 kPa 为安全阈值的要求。在参考GB 36894—2018《危险化学品生产装置和储存设施可接受风险标准》中防护目标分类的基础上，结合法国、意大利、爱尔兰、德国以及我国GB 50089—2018《民用爆炸物品工程设计安全标准》等标准规范的阈值设置，对不同类型防护目标的阈值进行了细化，其中对于高敏感场所、重要目标和一类防护目标的阈值设置为2 kPa，该阈值为对建筑物基本无破坏的上限；对于二类防护目标的阈值设置为5 kPa，为对建筑物造成次轻度破坏（2 ～9 kPa）的中等偏下阈值，有可能造成玻璃破碎，瓦屋面少量移动，内墙面抹灰少量掉落；对于三类防护目标的阈值设置为9 kPa，该阈值为造成建筑物次轻度破坏（2 ～9 kPa）的上限阈值，有可能造成房屋建筑物部分破坏不能居住，钢结构的建筑轻微变形，对钢筋混凝土柱无损坏。以上阈值基本不会对室外人员造成直接死亡。