大型油罐火災(zāi)爆炸危害性研究

引言
　　隨著我國(guó)石油化工工業(yè)的發(fā)展以及國(guó)家原油戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)項(xiàng)目的實(shí)施，油罐的大型化將成為發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。1962年，美國(guó)首先建成了10×104m3浮頂罐；1967年，在委內(nèi)瑞拉建成了15×104m3浮頂罐；1971年日本建成了16×104m3浮頂罐；沙特阿拉伯則成功地建造了20×104m3浮頂罐。目前世界上單罐容量已高達(dá)24萬m3。我國(guó)于1985年從日本引進(jìn)10萬m3浮頂罐的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，其后十余年間建造10萬m3大型儲(chǔ)罐達(dá)20多臺(tái)[2]。現(xiàn)在10萬m3的儲(chǔ)罐已經(jīng)是屢見不鮮了，如此巨大的油罐一旦發(fā)生火災(zāi)爆炸，其后果是難以想象的。
　　油罐的火災(zāi)爆炸事故危害極大，不僅嚴(yán)重威脅人民生命安全，還給國(guó)家和企業(yè)帶來重大經(jīng)濟(jì)損失。例如：黃島油庫(kù)“八·一二”重大火災(zāi)事故，造成直接經(jīng)濟(jì)損失3540萬元，600噸原油流入海里，使附近海域和沿岸受到一定程度的污染；1994年11月，埃及艾斯龍?zhí)厥惺突貎?chǔ)油罐發(fā)生火災(zāi)爆炸，死亡500人[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在油庫(kù)事故中，火災(zāi)爆炸事故占事故總數(shù)的42.4%以上。而在油庫(kù)著火爆炸事故中，油罐著火爆炸事故數(shù)占總爆炸事故數(shù)的25.6%[4]。對(duì)于管理有素的現(xiàn)代石化企業(yè)來講，盡管油罐火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生幾率很低，甚至可以說是百年不遇的。然而，此類事故一旦發(fā)生，處理起來較為麻煩。稍有不慎，便會(huì)使企業(yè)遭受重大損失，甚至可能會(huì)給企業(yè)帶來滅頂之災(zāi)。因此，做好事故預(yù)防，非常重要[5]。
　　
　　1火災(zāi)爆炸危害性評(píng)價(jià)方法及其發(fā)展
　　火災(zāi)爆炸危害性的評(píng)價(jià)方法有近百種，下面只介紹幾種成熟而又實(shí)用的評(píng)價(jià)方法。
　　1.1故障樹分析法(FaultTreeAnalysis，簡(jiǎn)稱FTA)[6]
　　故障樹分析法(又稱為事故樹分析)，是系統(tǒng)安全工程中的重要分析方法之一，它采用演繹法的原理，從頂上事件開始，逐次分析每一事件的直接原因直到基本事件為止，將既定的生產(chǎn)系統(tǒng)中可能導(dǎo)致的災(zāi)害后果與可能出現(xiàn)的事故條件如設(shè)備裝置的故障及誤動(dòng)作、作業(yè)人員的誤判斷、誤操作及毗鄰場(chǎng)所的影響等用一種邏輯關(guān)系表達(dá)出來。在事故樹分析中，與事故有關(guān)的三大因素：人、機(jī)、環(huán)境都將被涉及，因此，分析全面、透徹又有邏輯性。圖1為典型故障樹分析模式樹[7]。
　　
　　1.2火災(zāi)爆炸指數(shù)法
　　在對(duì)油罐火災(zāi)爆炸進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，火災(zāi)爆炸指數(shù)法已受到廣泛應(yīng)用，它是根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的具體情況選定評(píng)價(jià)項(xiàng)目，對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目確定系數(shù)，然后通過一定的運(yùn)算求出總分值。指數(shù)評(píng)價(jià)法是目前公認(rèn)的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)評(píng)價(jià)法，它包括：DOW化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法；英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司蒙德工廠的蒙德評(píng)價(jià)法；日本化工省的六階段安全評(píng)價(jià)法[8-10]。
　　(1)DOW化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法
　　美國(guó)的道化學(xué)公司的火災(zāi)爆炸指數(shù)法至今已有40多年的應(yīng)用歷史。因其方法獨(dú)特，無深?yuàn)W的理論，容易掌握，可對(duì)各種化工生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)及使用過程的危險(xiǎn)性進(jìn)行比較客觀地評(píng)估，而受到先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的重視，該方法是以物質(zhì)系數(shù)(MF)為基礎(chǔ)，求出火災(zāi)爆炸指數(shù)(F&EI)，再根據(jù)指數(shù)大小分為不同的危險(xiǎn)等級(jí)，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行整改。
　　(2)英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司蒙德工廠的蒙德評(píng)價(jià)法
　　英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司蒙特工廠在道化學(xué)公司評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，盡可能將各種影響因素考慮進(jìn)去，如火災(zāi)爆炸后產(chǎn)生的毒性。此外還把采取安全措施降低危險(xiǎn)性后所抵消的部分也考慮在內(nèi)，從而得出的危險(xiǎn)性指數(shù)比較全面。
　　(3)日本化工省的六階段安全評(píng)價(jià)法
　　日本化工省六階段評(píng)價(jià)法是日本勞動(dòng)省提出的安全性綜合評(píng)價(jià)方法，該法以道化學(xué)公司法為基礎(chǔ)，但對(duì)物質(zhì)系數(shù)和修正系數(shù)的計(jì)算以及分級(jí)作了較大的改動(dòng)和簡(jiǎn)化。
　　目前處于探索階段的評(píng)價(jià)方法有多元統(tǒng)計(jì)分析法、模糊綜和評(píng)價(jià)法、層次分析法、改進(jìn)的層次分析法及貝葉概率評(píng)價(jià)方法等[11-13]，隨著非線性科學(xué)的發(fā)展，火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)評(píng)價(jià)也已開始引入非線性科學(xué)的方法，如火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的確定性混沌分析方法、網(wǎng)絡(luò)火災(zāi)分叉現(xiàn)象研究等[14-15]。這些新理論及數(shù)學(xué)思想引入危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中雖然尚不夠完善，但確為危險(xiǎn)性研究開辟了新的領(lǐng)域。
　　油罐的火災(zāi)爆炸與其他火災(zāi)爆炸有所不同，但它們?cè)谖ｋU(xiǎn)性評(píng)價(jià)方面確存在必然的內(nèi)在聯(lián)系，評(píng)價(jià)方法可以相互借鑒。
　　
　　2大型油罐火災(zāi)爆炸研究的內(nèi)容
　　油罐一旦著火一般很難撲救，尤其是大型油罐更是給撲救工作增加了困難，因此在這類事故中預(yù)防工作就顯得很重要。而要做好預(yù)防工作就必須知道引起此類事故的原因和影響因素，從而為預(yù)防工作提供依據(jù)。
　　但是油罐中儲(chǔ)存的油品都為易燃易爆產(chǎn)品，發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)性很大，而一旦發(fā)生爆炸，其易燃物的火災(zāi)及其輻射，爆炸物產(chǎn)生的空氣沖擊波等都將對(duì)人員、財(cái)產(chǎn)、建筑物及大氣環(huán)境產(chǎn)生一定影響[16]。因此正確評(píng)價(jià)火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)度，分析火災(zāi)爆炸擴(kuò)散規(guī)律，預(yù)測(cè)危害區(qū)域，必將對(duì)管理部門在制定事故預(yù)案和事故應(yīng)急處理方面提供一定的依據(jù)。同時(shí)對(duì)減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失也具有重要的意義。