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石油化工火灾危险性分类

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石油化工火灾危险性分类

石油化工火灾危险性分类范文第1篇

关键词:碳酸二甲酯 ; 危险因素;安全分析

Abstract: This paper analyzed the major risk factor for dimethyl carbonate production device, to determine the dangerous point of the manufacturers in their production process and hazards.

Keywords: two of carbonic acid methyl ester; risk factors; safety analysis

中图分类号:TQ042 文献标识码:A 文章编号:

碳酸二甲酯是一种用途广泛的基本有机合成原料,由于它的低毒性、良好的溶解性、高含氧量使其可以作为重要的化工原料、绿色有机溶剂和高辛烷值油品添加剂,并可替代某些剧毒的化工原料进行绿色工艺生产.近年来越来越受到重视。

本文主要对碳酸二甲酯生产装置所涉及到的危险化学品进行了危险性分析,确定了生产企业在其生产过程中的危险点和危险源。

一、工艺流程简介

1、CO2精制

CO2原料气经压缩机加压至0.8Mpa后进入脱硫装置,除去其中所含的SO2,然后进入预处理系统除去原料气中所含的水分、微量高沸点烃类及有机物。净化后的气体回到压缩机二段入口继续加压至4.0Mpa,冷凝后进入低温精馏系统,通过提纯塔得到纯度为99.99%的液体CO2产品。

2、碳酸丙烯酯合成

液体二氧化碳经加热器汽化并加热后与原料环氧丙烷按一定比例进入第一反应器进行反应,反应第二阶段在第二反应器中完成,反应热由冷排移走。从第二反应器出来的粗品碳酸丙烯酯冷却后进入粗品罐,粗品靠真空进入蒸馏塔进行提纯,蒸馏塔底部回收液循环使用,顶部蒸汽冷凝后即为成品。丙碳成品由成品泵送至丙碳贮罐。

3、碳酸二甲酯的合成及精制

原料甲醇、碳酸丙烯酯和催化剂按一定比例混合计量后,进入反应精馏塔(T1)中进行反应。反应精馏塔下段为提馏段,中间段为反应段,上段为精馏段。T1塔顶馏份为碳酸二甲酯和甲醇共沸物,经冷凝器冷凝后,部分回流至反应精馏塔,另一部分送至加压精馏塔(T4),在一定条件下进行精馏,T4塔釜为碳酸二甲酯粗品,再经碳酸二甲酯精馏塔(T6)精馏后,塔顶得产品纯度为99.5%的碳酸二甲酯产品;加压精馏塔(T4)塔顶主要为甲醇和碳酸二甲酯共沸物,经冷凝后进入精馏塔(T3)进行精馏,塔釜馏份甲醇一部分去精馏塔(T1),另一部分作为原料甲醇返回系统。T3塔顶馏份为碳酸二甲酯和甲醇的共沸物,冷凝后送至精馏塔(T4)。反应精馏塔(T1)塔釜馏份丙二醇、甲醇,经泵送至甲醇回收塔(T2),塔顶馏份冷凝后回到反应精馏塔(T1)塔釜,T2塔釜馏份经泵送至丙二醇精馏塔(T5),进一步提纯1,2-丙二醇,副产品1,2-丙二醇送至罐区。

二、主要危险因素辩识分析

1 火灾爆炸危险性

(1)物料的火灾爆炸危险性

装置生产所用原料、中间产品及产品多数属于可燃液体,如环氧丙烷、甲醇、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯及丙二醇。在生产过程中物料温度高于其闪点,如果可燃液体从工艺设备、管线泄漏到空气中,遇明火则极易导致燃烧和爆炸事故。

①环氧丙烷

环氧丙烷属于第3.1类低闪点易燃液体,为甲类火灾危险性物质。遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。与铁、锡、铅的无水氯化物,铁、铝的过氧化物以及碱金属氢氧化物等催化剂的活性表面接触能聚合放热,使容器破裂。遇氨水、氯磺酸、盐酸、氟化氢、硝酸、硫酸、发烟硫酸猛烈反应,有爆炸危险。环氧丙烷的危规号是31032,UN编号是1280。

②甲醇

甲醇属于第3.2类中闪点易燃液体,为甲类火灾危险性物质。易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引起回燃。甲醇危规号为32058,UN编号:1230。

③二氧化碳

二氧化碳属于第2.2类不燃气体。危险特性:遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。原料二氧化碳以液体状态储存。危规号为22019,UN编号:1013。

④碳酸二甲酯

碳酸二甲酯属于第3.2类中闪点易燃液体,沸点为90~91℃,微溶于水,溶于有机溶剂,为甲类火灾危险性物质。易燃,遇明火、高热燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。危规号为32157,UN编号:1161。

⑤丙二醇

丙二醇属于丙类火灾危险性物质。可燃,温度高于99℃时可能生成其蒸气与空气的爆炸混合物。与强氧化剂发生反应,引起着火和爆炸。

⑥碳酸丙烯酯(中间产品)

碳酸丙烯酯为可燃液体,属丙类火灾危险性物质。

⑦氨

氨制冷机组使用氨作为制冷剂。氨属于乙类火灾危险性物质。与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。氨为第2.3类有毒气体,危规号为23003,UN编号:1005。

⑧导热油

导热油为可燃液体,属丙类火灾危险性物质。

⑨燃料气

燃料气是具有火灾爆炸危险性的甲类火灾危险性物质。

本装置的原料、产品多数具有易燃易爆性质。因此,从原料输送、生产到产品储存,火灾爆炸危险是主要危险因素。下表给出了危险物料的性质,见表1。

表1物料火灾危险特性

(2)、主要生产设备火灾危险性

(1)反应器及塔类设备

该装置碳酸丙烯酯的合成设备为第一反应器、第二反应器和蒸发器,碳酸二甲酯的生产设备为反应精馏塔、甲醇回收塔、常压精馏塔、加压精馏塔、丙二醇精馏塔、碳酸二甲酯精馏塔。

1)第一反应器

在第一反应器中,原料二氧化碳、环氧丙烷在8.5Mpa,220℃下进行反应,生成碳酸丙烯酯。该反应器操作压力高,介质环氧丙烷易燃易爆,危险性大,为甲类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,第一反应器属于甲类火灾危险性设备。

2)第二反应器

在第二反应器中,少量未完全反应的物料进一步反应完全。反应器操作温度为180℃,操作压力为8.5Mpa。由于环氧丙烷为甲类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,第二反应器属于甲类火灾危险性设备。

3)碳酸丙烯酯蒸馏塔

反应液从第二反应器出来冷却后,进入粗酯罐,粗品进入蒸馏塔中。蒸馏塔内操作温度为150℃,真空状态。碳酸丙烯酯为丙类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,碳酸丙烯酯蒸发器属于丙类火灾危险性设备。

4)反应精馏塔(T1)

在反应精馏塔中,碳酸丙烯酯与甲醇进行反应,反应温度塔底为75℃,塔顶为64℃,反应压力为常压。物料碳酸二甲酯、甲醇为甲类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,反应精馏塔属于甲类火灾危险性设备。

5)加压精馏塔(T4)

反应精馏塔塔顶馏份碳酸二甲酯与甲醇的共沸物经冷凝进入加压蒸馏塔加压分离。塔内塔底操作压力为1.0Mpa,塔顶为1.1MKpa,塔底操作温度为150℃,塔顶为110℃。物料碳酸二甲酯、甲醇为甲类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,碳酸二甲酯精馏塔属于甲类火灾危险设备。

6)甲醇回收塔(T2)

T1塔釜馏份丙二醇、甲醇经泵送至甲醇回收塔中,塔内操作温度为86.7℃,常压分离。塔顶馏份为大部分回收的甲醇,甲醇为甲类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,甲醇回收塔属于甲类火灾危险设备。

7)碳酸二甲酯精馏塔(T6)

加压精馏塔塔釜所得的碳酸二甲酯粗品进入产品精制塔,塔底操作温度为100℃,塔顶为90℃,常压分离,从塔顶获得高纯度的产品碳酸二甲酯。碳酸二甲酯为甲类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,碳酸二甲酯精馏塔为甲类火灾危险性设备。

8)丙二醇精馏塔(T5)

T2塔釜馏份进入丙二醇精馏塔中进一步提纯丙二醇,经精馏后塔顶得到联产品丙二醇,丙二醇为丙类火灾危险性物质,按《石油化工企业设计防火规范》的规定,丙二醇精馏塔为丙类火灾危险性设备。

9)常压精馏塔(T3)

加压精馏塔塔顶得到的甲醇和碳酸二甲酯共沸物经冷凝后进入常压精馏塔,塔釜得到馏份甲醇,塔顶得到甲醇与碳酸二甲酯的共沸物。塔内操作温度为65℃,常压。因甲醇,碳酸二甲酯为甲类火灾危险性物质,故常压精馏塔为甲类火灾危险性设备。

②热交换设备

该工程各类热交换设备17台。根据冷换设备内的介质、操作压力和操作温度不同,其火灾危险性的大小亦不同,火灾危险性均在丙类以上。操作介质为甲醇、碳酸二甲酯的设备属于甲类火灾危险性设备。

③压缩机、机泵类设备

在45台(套)机泵中,水泵2台,真空泵5台,催化剂泵5台,二氧化碳泵4台,其余为环氧丙烷泵、甲醇泵、丙碳泵、丙二醇泵、碳酸二甲酯泵等,占泵类设备的64%。以环氧丙烷、碳酸二甲酯、甲醇等低闪点的物质输送泵的火灾、爆炸危险性较大,属甲类火灾危险性设备。

④氨制冷机

氨制冷机内的介质氨为乙类火灾危险性设备,氨制冷机属于乙类火灾危险性设备。

⑤容器类设备

该装置设有各类中间罐、贮槽,如分离液罐、粗酯罐、环丙计量罐、回收液罐、塔釜缓冲罐、进料罐、中间产品罐、回流罐等,其中储存介质为碳酸二甲酯、甲醇、环氧丙烷的贮罐、贮槽为甲类火灾危险性设备。储存介质为丙二醇、碳酸丙烯酯的贮罐、贮槽为丙类火灾危险性设备。

⑥燃气导热油炉

DMC和PC装置的高温热媒采用220~240℃导热油。由于燃气是具有火灾爆炸危险性的设备,如果发生泄漏,则具有火灾爆炸危险性。同时具有中毒的危险性。燃气导热油炉属于甲类火灾爆炸危险性设备。

⑦压缩机

二氧化碳压缩机超压运行设备破裂,超温运行使机体转动件烧坏,以及设备泄漏会发生中毒甚至窒息。

⑧罐区储罐

该工程罐区设有原料及产品储罐13个,储罐名称及类型见表2。因罐体也是事故多发部位,存在一定的安全隐患。

罐体变形过大则影响强度,腐蚀过薄甚至穿孔、焊缝开裂、密封损坏等因素都是安全生产的重大隐患。

罐体防腐层局部受到损坏,个别地方腐蚀加剧,造成穿孔跑料或形成裂隙跑料。

罐体保温层破坏,失去保温作用,同时在破坏处则容易进水,又可加快保温材料的溶解、粉化和老化。

接闪器、引下线和接地装置,如发生断裂松脱,影响雷电通路,或土壤电阻增大,影响雷电流散,则可能在雷雨季节遭受雷击,引起着火爆炸事故。

如果储罐的接地不好,则可能因雷电引起静电感应,形成火花根源。

表2储罐储量及类型

⑨电气设备

任何电气方面的不安全因素往往会引发火灾爆炸事故,电气设备防爆性能是保证电气设备的本质安全的最基本要求。

按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》爆炸危险区域划分的规定,装置生产框架区、罐区泵房、罐区、棚区、车间泵房所在区域应为2区爆炸危险场所。区域内电气设备与电缆敷设的防爆设计与施工应满足规定要求。

(3)生产装置火灾危险性

根据对装置生产所用物料的火灾爆炸危险性分析,在工艺生产过程中,物料大多为甲类火灾危险性物质,主要生产设备为甲类火灾危险性设备。当反应温度达到或超过其自燃点,或生产过程中出现跑冒滴漏现象,就有可能引发火灾事故。按照《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)第3.1.1条对生产的火灾危险性分类原则,碳酸二甲酯生产的火灾危险性属于甲类。

(4)装置区爆炸性气体环境分区

在生产过程中,一旦出现泄漏,就会在装置区作业环境的空气中形成爆炸性气体混合物。因此,装置区域内大部分属于爆炸危险环境。根据本装置爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》第2.2.1条对爆炸性气体环境分区划分的原则,装置生产框架区、罐区泵房、罐区、棚区、车间泵房所在区域应为2区,既在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境,设计者应根据2区爆炸危险环境进行电气防爆设计。

按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》第2.2.3条对爆炸性气体环境释放源分级的原则,生产过程中,产品罐装处为第一释放源。第二释放源存在于反应器、塔类设备的不严密处,原料、产品、燃料气输送管道的法兰、阀门、管道接头处,泵类设备的密封处,安全阀、排气孔、取样点及其它孔口处等。

2. 电气伤害危险性分析

(1)电气伤害

电伤害是电能作用于人体造成的伤害,电气伤害事故以触电伤害最为常见。该工程新建一个6kv变电所,内设6/0.4KV变压器一台,负责380V用电设备供电。6KV供电电源由总厂6KV高压配电室供给。车间内配电由配电室以放射方式向各用电点供电。用电负荷按2级考虑。电缆集中的地方采用电缆桥架,有爆炸危险的场所,现场不设起动设备,只装设防爆按钮。主要电气设备见表3。

表3电气主要设备表

如果与生产装置配套的各种类型的配电柜、电气设备、电器开关、电缆桥架因接地、接零或屏护措施不完善,耐压强度低,耐腐蚀性差等原因,就会造成漏电和触电而导致伤人事故。由于化工企业生产具有高温、高压、易燃及易爆等特点,生产系统具有连续性而又相互制约,任何电气方面的事故往往会引起火灾爆炸事故,且发生事故影响面广,损失严重。因此,电气设备的防火防爆是实现电气本质安全,防止电气事故的根本。

(2)雷电伤害

装置区内生产设备布置集中,反应精馏塔、常压精馏塔、碳酸二甲酯精馏塔、丙二醇精馏塔等设备高度在30米以上,同时,装置区内有具有火灾爆炸危险的换热器、储罐、中间罐等。按照《建筑物防雷设计规范》规定的防雷分类标准,本装置区内建筑物应为第二类防雷建筑物。较高构筑物、生产设备在雷雨天存在着被直接雷击或感应雷击的危险。由于雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强的特点,不但可损坏生产设备和设施,造成大规模停电,而且会导致火灾和爆炸,造成人员生命财产的损失。

(3)静电伤害

在装置区内静电伤害的危险性主要体现在静电是爆炸或火灾事故的引发源之一。在生产设备上,在物料输送管线中,在储罐内部都有产生静电电荷积累的可能。尤其在液体、气体等物料的输送管线,在注入、喷入和流出等过程中,容易产生静电火花引起爆炸和火灾。带静电的人体接近接地导体或其它导体时,以及接地的人体接近带电的物体时,均可能产生放电火花,导致爆炸或火灾。另外,静电也可能给人以电击,造成操作人员紧张,妨碍生产,引发二次伤害事故。

3、高处坠落

根据《高处作业分级》(GB3608-83)的规定,凡是坠落高度高于基准面2m以上(含2m)有可能坠落的高处进行的作业均称为高处作业。由于本装置中的塔类、换热设备、各类储罐以及各种阀门、管线或者立式安装、或者高位卧式安装,操作工人需要定时巡视检查,或者进行阀门变换操作,化验工也需要定时到各取样口取样,因此,需要上钢梯、走平台,跨越管线,处于高处作业状态,存在着高处坠落伤害的危险性。

4. 机械伤害

本装置物料为流动性液体和气体,均采用管道输送,其原动力为压缩机及各种形式的泵、电动机。在泵与电动机的联轴器等传动装置处存在着机械伤害的危险,在运行中人体或人体的一部分一旦进入运行的机械部件内,则可能受到伤害。

三、结束语

石油化工火灾危险性分类范文第2篇

关键词:原油储罐;危险性分析;Phast软件;防控措施;

中图分类号:U656.1 文献标识码:A 文章编号:1006―7973(2016)08-0030-02

近年来,随着国家工业经济的快速发展,我国对石油的需求量在逐年地上升。为了保证国家能源的安全,我国建立了许多的大型石油储备基地。尤其是在大型码头或港口,由于其独有的地理交通条件,这些地方是我国进行石油的接收、储存、传输和装卸的首先考虑的方面。但是,石油是具有很大危险性的物质且码头库区原油储罐众多,占地面积大,储量巨大,一旦发生火灾爆炸事故,对社会和人民的生命财产造成的后果是不可估量的。近年来,越来越多的研究者开始对其进行研究。

2008年葛晓霞等人对大型石油储存设备的火灾爆炸的危险性进行了分析,利用鱼排图总结出了大型石油储罐在设计、维护、管理等方面应该需要注意的问题。偶国富等人分析某大型原油储罐雷击着火的事故致因并详细地进行了研究和分析,最后,提出一些防油气泄漏及防雷击的措施。

2012年尹法波等人对大型原油储罐危险性进行分析,利用AHP -模糊综合评价的方法构建了大型原油罐区安全评价体系,对大型原油储罐进行完整性的风险评价。刘t亚等人对我国的大型石油储罐区火灾进行了危险性分析,提出了基于风险分析火灾预测预警技术,构建了罐区火灾征兆监测预警与应急的火灾防控技术体系。李庆功等人采用火灾模拟软件FDS对其池火灾事故进行数值模拟,对模拟取得的数据进行了分析。

2014年任常兴对火灾场景及风险影响因素进行分析,接着分析初期火灾场景升级影响因素,并提出罐区火灾事故现实风险的评估框架、确定方法及防范框架,最后给出相应的基于火灾风险的防范对策。

2015年许学瑞等人分析原油库区事故多米诺效应,接着对防火堤内池火灾进行定量风险评价,并用矩阵的方法建立了储罐之间相互影响的损害矩阵概率模型,最终做出考虑多米诺效应的风险等级。

本文基于以上研究结果,选取某一大型原油储罐,运用DNV Phast软件对其进行危险性模拟,并基于模拟结果提出防控措施。

1 危险性分析

1.1 模型选取

选取某国家石油储备基地的一座10万吨的油罐进行火灾爆炸危险分析。10万吨罐高21.8m,直径80m,设计压力为常压,设计温度-15℃,实际底部管道绝对压力2.71bar,实际储物温度平均40℃。板厚最薄12mm,材质Q235-A,有防火堤。

原油由不同的碳氢化合物混合组成,其主要组成成分是烷烃,含硫、氧、氮、磷、钒等元素,不同油田原油成分相差较大。马岙、岙山油库原油大多为中质原油,其重要成分摩尔组分如下:

1.2 火灾、爆炸分析

具体模型参数选择,罐体10万m3,操作温度40℃,绝对压2.71bar,选择泄漏导致火灾爆炸模式,泄漏口径25mm(于罐体底部1m),稳定泄漏3600s,大气稳定度F,风速1.5m/s。罐于整个坐标中心点,防火堤采用混凝土模型,高0.8m。室外平坦地面扩散,爆炸采用TNT当量模型,10%爆炸效率,地面流火燃烧,香蕉型喷射火,无压头损失。热辐射强度标准为(30s):37.5kw/m2死亡,12.5 kw/m2重伤,4kw/m2轻伤。经模拟结果如下:

爆炸对人、机、境的损害主要体现在其爆炸冲击波上,其中爆炸超压研究意义重大。该软件对超压的模拟原理是在油气扩散时处于爆炸极限区域的油气先进行爆炸,然后引起一系列燃烧爆炸反应。图1为爆炸超压的分布状况。

可以看出,无论初始爆炸情况如何选取,该罐体泄漏点下风向爆炸超压分布规律相似,于20米位置左右达到最大超压值1MPa左右。因此,应急处置人员及易碎装置应当避免在距离罐体20m的位置上。

1.3 大型原油储罐主要事故形式分析

针对大型原油储罐的结构特点,其主要的危险可分为储罐密封圈火灾、管壁腐蚀、浮盘沉船、储罐全面积火灾以及其他危险。

2 码头库区大型原油储罐防控措施

(1)储罐工艺设备改进和完善。在雷电、暴雨、高温等恶劣天气频繁发生的地区,应对储罐的结构进行一定的改进和完善,采用软密封结构,增加和改进浮盘与管壁的电气连接,在油罐密封处增加油气稀释装置。

(2)罐体及消防设施设备。应定期地检查消防设施,确保没有失效。应加大投入力度,引进先进新型高效的泡沫灭火系统,并储存足够多的泡沫原液以备不时之需。定期检查罐体浮盘及其附件的完好情况,测定罐基础的沉降情况,定期对罐体进行维护、保养及修理。

(3)改进原油储罐的防腐技术。适当地增加罐壁腐蚀较严重的部位的钢材的厚度,选择性能较好的防腐涂料和在涂防腐材料的基础上再增加一层缓蚀剂来提高管壁的防腐蚀性能。

(4)工作人员素质的提高。人的不安全行为是造成事故安全隐患的重要原因。加大对员工的安全教育和加强员工的专业技术培训,提高员工的操作水平,增强员工的职业道德素质等措施来提高工作人员的素质,才能有效地减少由于人员操作失误导致的安全事故。

3 结论

针对目前大型原油储罐利用Phast火灾爆炸模拟软件研究了火灾爆炸特点,重点对于密封圈火灾、全面积火灾、浮盘沉船及腐蚀泄漏等这几种事故形式分析了其形成的原因,在此基础上提出了大型原油储罐重点应该加强的4点安全对策措施,为码头库区大型原油储罐的安全管理提供了一些科学性的建议。

参考文献:

[1] 葛晓霞,董希琳,郭其云.大型石油储罐区消防安全对策研究[J].石油工程建设, 2008,34(3):1-5.

[2] 偶国富, 徐如良, 赵柏鑫,等. 沿海大型原油储罐雷击着火成因分析及防护措施[J].石油化工安全环保技术, 2008,24(1):17-19.

[3] 尹法波,吕长军,洪胜,等.大型原油储罐危险性分析及评价方法研究[J].山东化工,2012, 41(8):82-86.

[4] 刘t亚,张清林,秘义行,等.大型石油储罐区火灾风险预测预警技术研究[J].消防科学与技术, 2012(2):192-196.

[5] 李庆功,宋文华,陈阵,等.基于FDS的大型原油储罐防火堤内池火灾的数值模拟[J].南开大学学报:自然科学版, 2012(1):77-82.

石油化工火灾危险性分类范文第3篇

关键词:管道运输 预先危险性分析(PHA) 管道泄漏 对策措施 安全性

中图分类号:TG172 文献标识码:B

The Enlightenment of the PHA on the pipeline leakage accident

Zhang Xiaodie1, Lin Yihong1, Ji Lili2, Cai Lu2, Ying Zhiwei3, Song Wendong4*(1.School of Port and transportation engineering, Zhejiang Ocean University;

2.Innovation & Application Institute, Zhejiang Ocean University;3.Zhoushan SLT Ocean Technology Co.,Ltd;4.School of Petrochemical & Energy Engineering, Zhejiang Ocean University , Zhoushan 316022, Zhejiang, China)

Abstract: In recent years, oil and gas pipeline accidents occur frequently, resulting in huge economic, environmental and human losses. In this article,through the analysis of pipeline storage and transportation of oil and gas in the accident, the use of pre-hazard analysis analyzes the relationship between the specifi c reasons for the understanding of pipeline leakage and various reasons. Finally make the fi nal list of pipeline leakage accident risk analysis table, to prevent the pipeline of oil and gas transportation and the relevant departments of the leakage are discussed. Through the pipeline leakage risks which exists in the analysis, this article which puts forward specifi c measures to prevent leakage accidents, has an important role on the safety of pipeline transportation.

Key words: pipeline transportation; pre-hazard analysis(PHA); pipeline leakage; countermeasures; safety

油夤艿涝耸涫且恢掷用管道作为主要载体的以运输石油和天然气为主的长距离的运输方式,专门将石油与天然气从生产地输向市场或者使用地的运输方式。如今的油气运输产业广泛采用管道运输作为主要方式,这已经成为国家能源运输管网中不可或缺的重要组成部分。管道运输的优点较多,不仅运输总量较大,连续性强,速度快,相对比较安全并且运输的效率比较高,同时管道运输投资较小,占地面积较少,对环境的污染比较小,比较节约资源并且较容易控制,因此也就相对词较安全。但与此同时,油气管道的危险隐患也是存在的,一旦发生事故,必将造成不可挽回的人员损伤以及重大的经济损失。近年来,油气管道泄漏事故频频发生,分析油气管道泄漏事故发生的背景以及具体原因,并且通过总结,提出针对油气管道泄漏事故具体有效的预防措施和方法,将会对管道的安全运输体制有重要以及深远的意义,本文将采用预先危险性分析的方法,对油气管道泄漏事故进行分析。

1.预先危险性分析

1.1定义

预先危险性分析是一种定性的系统安全分析方法,也是安全评价的一种方法。是在每项工作具体开展之前,特别是在生产活动的初始阶段,对系统可能存在危险的种类、造成危险出现环境条件、危险发生后可能会出现的后果等进行大体的分析,尽可能识别出潜在的危险。主要是在还未对系统有全面的了解之前,辨识可能出现或者已经存在的危险源,并且努力找出可以预防或者进行补救的相关措施[1-4]。

1.2预先危险性分析的步骤以及流程

步骤:确定系统并完成资料收集调查 系统功能分解 危险性分析以及识别 确定危险等级 制定措施 实施措施。

1.3危险等级划分

管道泄漏一般分为四个危险等级,详细划分见表1:

2.预先危险性分析法在油气管道泄漏事故分析中的应用实例

近年来,管道泄漏事故在全球频繁发生,给当地居民的生活以及环境造成了十分严重的破坏,本文就三起比较严重的输油管道泄漏事故,用预先危险性分析法来分析事故发生的原因以及提出相关的预防措施,希望对减少此类事故的发生有一定的积极意义。

2.1青岛中石化输油管道泄漏以及爆炸事故

2014年11月14号,中石化发生严重的管道泄漏事故,该事故造成了严重的人员伤亡以及经济损失。具体事故是输油管道发生泄漏,事故发生段管道是沿着开发区的方向东西向走线的,并且泄漏管道属于地埋管道。管道泄漏地点位于秦皇岛路桥涵东侧墙体外15厘米,泄漏处位于管道正下方,管道泄漏后原油进入市政排水暗渠。后抢修人员进入现场抢修,抢修时由于操作失误,用挖掘机工作,加上暗渠内油气浓度达到一定程度,挖掘机工作时产生火花发生了爆炸。

虽然在事故发生后的23分钟后关闭了输油,但还是导致斋堂岛街约1000平方米范围的路面被原油污染,并且部分泄漏的原油和雨水一起流入了胶州湾,污染了很大面积的海面,污染面积将近3000平方米[5,6]。随即黄岛区在海面上设置了两道油栏来防止原油污染的进一步扩散。

2.2加拿大本拿比市石油泄漏事故

2007年夏天,加拿大本拿比市的建筑工人由于施工失误,无意中将金德摩根公司的输油管道铲漏,导致原油泄漏,周边50多户居民被迫疏散,该事件中,双方都觉得责任在对方,摩根公司认为责任在施工方,由于其施工失误,施工方则认为责任在公司,由于其管道标记的位置是错误的。当地居民担忧泄漏会对环境造成长期的负面影响。

2.3 大连新港输油管线爆炸事故

2010年7月16日晚间18时左右,大连新港附近一艘30万吨级外籍油轮在卸油的过程当中,由于操作不当引发的输油管线爆炸。经过两千多名消防官兵的努力,大火于次日上午基本扑灭。虽然事故没有人员的伤亡,但是对大连附近大面积的海域造成不同程度的原油污染。辽宁省政府成立了专门的调查组调查事故原因,调查发现事故原因是储油区管线起火最终引爆了边上的储罐区。

2.2管道泄漏事故案例分析

通过对这三起事故的调查以及分析,研究发现,造成管道泄漏以及爆炸事故的原因是多方面的,没一个小的环节都有可能导致事故的发生,通过对以上事件的调查研究,对管道泄漏进行了预先危险性分析,分析结果显示,造成管道泄漏的因素主要分为管道本身,管道内的原油或者天然气,外部因素三类。

2.2.1管道本身因素

管道本身的问题是会造成管道泄漏的一个重要因素,其中管道本身的触发因素有以下几个。

管道腐蚀:所处区域为重盐碱区域或者氯化物含量较高。

管道设计:一是管道处于交通枢纽区域,长期受到道路承重;二是城市规划不合理,城市化进程加快,导致城市建设超负荷建筑物以及人口过度密集,地下管道陆续被占压,并且建筑物的密集导致建筑物离管道较近,在管道出现安全隐患时,无法对管道防腐层进行大修,存在一些安全隐患;三是油气管道铺设与排水暗渠交叉工程设计不合理,导致管道发生泄漏后易流入排水暗渠,难以抢修。工程设计不合理,导致管道发生泄漏后易流入排水暗渠,难以抢修。

管道附件:安全附件失效引起事故液化石油气球罐的安全附件包括安全阀、压力表、温度计、液位计、切水器及紧急切断阀等。安全附件造成的事故:一类是由于安全附件失灵造成储罐超装、超温或超压;另一类是安全附件本身损坏或与罐体结合部位连接不严,造成泄漏[7]。

管道检修:石油化工集团公司及下属企业或者生产部门部门职责不清,责任体系不落实,安全生产工作以及检查中存在盲区以及死角,导致在安全检查不够深入以及细致,没有及时消除事故的隐患。

由于管道本身原因造成的事故,危险等级属于Ⅲ级,后果主要分为两类,一类是因为管道腐蚀造成的后果:地埋管道长时间受腐蚀导致管壁变薄,管道破裂管道腐蚀造成的后果:地埋管道长时间受腐蚀导致管壁变薄,管道破裂。第二类是因为管道设计不合理造成的后果:

一是长期受道路承重,导致管道加速减薄导致破裂;二是规划不合理导致存在安全死角以及隐患,不方便检修,并且在管道发生泄漏时,无法在第一时间进行抢修;三是附件失灵,造成油气管道内部压力失去控制或者超温,导致管体发生破裂或者泄露,针对管道本身可能会产生的问题,提出了相关的防范措施:

第一,在重盐碱地区,加强地下管道材料的防腐蚀力度,选择具有高防腐性能的防腐涂料;第二,定期对地下油气管道进行检修,排除隐患;第三,加强对石油化工企业的监管力度,加强对失责行为的惩罚力度,落实责任体系以及部门职责;第四,进行合理的工程布局,与相关的城市规划相结合,结合考虑,充分保证建筑物与管道的距离;第五,定期对管道附件进行检修,防止由于附件失灵导致的故障;第六,管道建O尽量避开主要承重路段或者车流量大的路段。

2.2.2管道内的油气因素

管道内储存的石油和天然气也是会造成管道泄漏的一个重要因素,其中包含触发因素及间接后果。

第一,事故应急救援不力,现场应急处置措施不当,抢修之前未进行可燃气体浓度检测,并且用非防爆设备进行作业,严重违反相关条例,抢修中溢出的油气达到一定浓度,遇到明火或者静电引起的火花。

第二,对管道泄漏突发事件的应急预案缺乏演练,对应急救援人员的培训不够,导致应急救援人员对自己的职责和应对措施不熟悉。

第三,没有很好地贯彻落实国家安全生产法律法规,导致在事故发生时缺乏基本的安全意识

第四,对事故的风险等级判断失误,没有及时有效地提出对应的应急预案,扩大了原油以及天然气扩散和污染的面积。

第五,没有在第一时间采取警戒以及封锁措施,并且没有及时疏散群众。由于管道本身原因造成的事故,危险等级属于Ⅳ级,后果比较严重,分为直接后果和间接后果,直接后果:一是原油流入周边海域或者陆地,遇到明火或静电引起的火花引起火灾,造成人员伤亡以及经济损失;二是天然气泄漏达到一定浓度,遇到明火或者静电引起的火花造成爆炸,导致严重的人员伤亡以及经济损失。

间接后果:一是地面扩散;原油泄漏,向周边陆地以及海域扩散,污染周边路面以及海域,危害水生态环境;二是空气扩散;天然气泄露,向周边空气扩散,污染周边空气,导致周围居民或者工作人员中毒,伤害人体中枢神经系统以及呼吸道系统;三是土壤扩散,向土壤以及土壤更深层扩散,地下扩散使得土壤导水受阻,透水性降低,破坏土壤微生态环境,影响植物的正常生长,甚至造成地下水的污染。

针对管道本身可能会产生的问题,本文提出了相关的防范措施:

第一,在抢修前,要充分做好准备,并且进行各项检测,检测完毕确认没有危险时再进行抢修;检修时,要充分注意在通风环境下进行工作,并且在检修时要注意监测可燃气体的浓度,一旦达到危险状态,立即采取措施;第二,按规定用防爆设备并且采取防静电措施,避免产生静电或者火花,造成爆炸;第三,定期对应急救援人员进行培训和演习,加强对抢修人员的安全教育工作;第四,正确及时判断事故危险等级,采取相关警戒措施,及时通知并疏散周边群众;第五,加强对管道周边居民的安全教育,以便在事故发生时第一时间撤离,将损失降至最低

2.2.3外部因素

外部因素同样会造成管道泄漏,主要分为两种:人为因素和自然灾害因素,人为因素是指挖掘机或者其他挖掘工作时产生的破坏,部分石油盗窃行为造成的人为破坏导致的管道的破坏,自然灾害因素是指由于恶劣天气如飓风雷雨等自然灾害导致的管道的破坏。

由于管道本身原因造成的事故,危险等级属于Ⅲ级,后果主要是管道破裂,石油或者天然气溢出,造成进一步的破坏,针对管道本身可能会产生的问题,提出了相关的防范措施:一是对地下管道所在的地方进行醒目的标识,提醒施工作业的人员注意地下管道的安全;二是对石油盗窃行为进行严厉惩罚,杜绝此类现象的再次发生;三是对可能会发生的自然灾害采取通过预先危险性分析,管道泄漏的主要危险等级是Ⅲ― Ⅳ级,属于比较严重的安全事故,每一个环节的安全都应该受到重视,管道泄漏前应该尽最大的努力做好预防工作,防止管道泄漏事故发生,如果一旦发生管道泄漏,应及时准确采取相关处理方法,避免爆炸的产生。

总的来说管道事故极易造成严重的人员伤亡还有经济损失,造成的损失不仅仅只有直接的经济损失以及人员伤亡,更严重的是对环境造成的破坏,比如原油污染,很难进行清理,并且需要漫长的整治过程,所以要对油气管道运输进行预先危险性分析,熟悉油气管道运输的各个流程,直观详细得辨识容易产生危险的环节以及因素,分析其中可能会存在的安全隐患,提出预防措施,防患于未然,可以有效得避免许多油气管道泄漏事故的发生,从而避免许多不必要的人员伤亡以及经济损失[7]。

3.结束语

油气管道已经成为城市的生命线,特别是大城市,如上海、广州,一旦发生类似管道泄漏的事故,后果将极其严重,因此管道安全显得尤为重要。对油气管道采用预先危险性分析,可以有效地辨识事故发生的潜在危险环节,并且有针对性得提出相关安全对策措施,从而减少事故隐患、降低事故发生频率、保证油气运输过程的安全。

参考文献:

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[3] 刘华炜,孙中元.预先危险性分析法在油库火灾爆炸事故分析中的应用[J].林业劳动安全,2008,21(23):27- 48.

[4] 刘铁民,张兴凯等.安全评价方法应用指南[M].北京:化学工业出版社,2005.

[5] 李晶晶.城市油气管道泄漏爆炸重大案例应急管理对比研究[J].中国安全生产科学技术,2014,10(11):11- 15.

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石油化工火灾危险性分类范文第4篇

关键词:LNG;消防系统;设计。

Abstract: The liquefied natural gas ( LNG of the following abbreviation ), because the storage medium low temperature combustible characteristics, once leak or fire, danger, attack difficulty, and personnel evacuation is difficult, early warning is very important. Therefore, in the fire alarm system, fire system design is good, timely detection, timely extinguishing guarantee. The article combines with working practice on LNG fire system design are discussed, for reference only.

Key words: LNG; fire control system; design

中图分类号 : F407.22 文献标识码: A 文章编号:

概述

液化天然气(简称LNG)是一种高效、清洁的能源,一般在常压、低温下储存和运输,储存温度一般约为-162℃。

为优化我国的能源结构,改善环境污染日益严重的状况,补充东南沿海地区能源供应,我国拟在东南沿海地区适量进口LNG,建设LNG接收站、码头及城市燃气工程等项目。世界上多个国家的LNG工程成功、安全的运行记录为我国

建设LNG项目提供了很好的经验。

鉴于目前在我国尚无专门适用于LNG生产、贮存和使用方面的消防标准、规范,笔者结合在参与东莞九丰LNG项目的初步设计及详细设计中的经验,提出

了大型LNG接收站和码头的消防设计方案,供大家参考。

2 设计依据探讨2.1 目前国内相关规范

(1)《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》 (GB/T20368-2006)

(2)《液化天然气的一般特性》GB/T 19204-2003

(3)《石油天然气工程设计防火规范》GB 50183-2004

(4)《石油化工企业设计防火规范》GB 50160-2008

(5)《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005

(6)《建筑设计防火规范》GB50016-2006

(7)《水喷雾灭火系统设计规范》GB 50219-95

(8)《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084-2001(2005年版)

(9)《固定消防炮灭火系统设计规范》GB 50338-2003

(10)《干粉灭火系统设计规范》GB 50347-2004

(11)《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB 50196-93(2002年版)

(12)《气体灭火系统设计规范》GB50370-2005

2.2 国外有关规范(1)美国国家标准NFPA;59A《液化天然气(LNG)生产、储存和装卸标准》(1996年版)(2)日本部颁标准KHK—4《一般高压瓦斯保安法则》(平成6年修订版)

3.接收站及码头组成

LNG接收站一般由LNG储罐区、工艺区(包括外输系统、再冷凝器及蒸发气压缩机厂房、开架式海水气化器、备用的浸没燃烧式气化器及外输气计量装置

等)、公用设施区(包括供排水、主配电、中控、空压及氮气储存等)、厂前区(包括各种辅助设施)等组成。LNG码头主要由运输船泊位及工作船泊位组

成。LNG码头运输船泊位的规模一般按可停靠13.6~16万m3 船考虑。

目前国内外LNG储罐的型式多为全容式钢筋混凝土储罐,本文所涉及的东莞九丰LNG项目中LNG储罐为单包容式双壁金属储罐,内罐主要材质为9Ni低温钢(或奥氏体不锈钢),外罐材料为16MnDR。每座有效工作容积为80,000m3。

4.LNG火灾危险性分析

LNG的火灾危险性类别为甲类。液化天然气的组成绝大部分是甲烷,天然气经过低温液化后即得到液化天然气。液化天然气的储存温度约-162℃。

LNG属易燃、易爆物质,火灾爆炸危险性大;火焰温度高、辐射热强;易形成大面积火灾;具有复燃、复爆性。LNG和空气混合,当浓度达到爆炸极限时,如遇明火就会发生爆炸,这是LNG事故中危害与损失最大的一种;如果未达到爆炸下限,遇明火则会发生燃烧。

一旦LNG泄漏,就可能形成LNG液池,LNG将蒸发形成蒸气云,蒸气云将会扩散。如果被点燃,将发生池火火灾。

一旦NG释放,就会形成蒸气云,蒸气云将扩散。如果被点燃,将发生喷射火火灾。

5.消防系统设计方案

根据液化天然气的特性,LNG接收站及码头主要设置的消防系统包括消防水系统、高倍数泡沫灭火系统、干粉灭火系统、灭火器、火灾报警系统、可燃气体探测系统等消防设施,各装置区设置的消防设施如下:

(1)LNG罐区:

1)室外消火栓

2)固定式水喷雾系统(LNG储罐罐顶)

3)远控消防炮(LNG储罐罐壁)

4)高倍数泡沫灭火系统(LNG收集池)

5)干粉灭火系统(LNG罐顶安全阀排放口)

6)灭火器

(2)压缩机区:

1)固定式消防水炮

2)室外消火栓

3)高倍数泡沫灭火系统(LNG收集池)

4)灭火器

(3)装车区:

1)固定式消防水炮

2)干粉炮灭火系统

3)室外消火栓

4)高倍数泡沫灭火系统(LNG收集池)

5)灭火器

(4)码头区:

1)高架水炮(每架水炮均设有消防水炮及干粉炮)

2)室外消火栓

3)固定式水幕系统

4)水幕系统(设置于码头逃生路线)

5)高倍数泡沫灭火系统(LNG收集池)

6)干粉炮

7)灭火器

5.1水喷雾消防灭火系统

水喷雾灭火系统是由水源、供水设备、管道、雨淋阀组、过滤器和水雾喷头等组成,向LNG罐喷射水雾进行防护冷却的灭火系统。该系统具有手动远程控制和应急操作二种控制方式。

5.2室外消火栓

室外消火栓由稳高压消防水系统管网直接供水,选用地上减压型消火栓,公称直径为150mm(6”)的3 出口消火栓,每个消火栓带2 个80mm(3”)的接口及1 个150 mm(6”)消防水泵接口。室外消火栓均沿道路布置,其大口径出水口面向道路。消火栓距路面边不大于2m,距建筑物外墙不小于5m,离被保护的设备距离至少为15m。消火栓的间距不大于60m。

5.3消防水炮

在LNG罐区设置遥控式消防水炮。遥控式消防炮最小流量252m3/h,水炮出口压力0.8Mpa(G)。在直流喷水,静止空气,最小水平射程70m。水炮出水形式可以为直流喷水或喷雾。

消防炮喷射角度:水平喷射角度360°,垂直角度 -70°~70°。

遥控式消防水炮设置在消防炮塔上,消防炮塔高度为12米,消防炮塔上设有水幕系统,以保护消防时减少热辐射对人体的伤害。水幕系统的开启由消防水炮连锁启动。

5.4 高倍数泡沫灭火系统

在各LNG 泄露收集池设置高倍数泡沫灭火系统:高倍数泡沫灭火系统的设置目的是控制泄漏到LNG 收集池内的液化天然气的挥发。设计泡沫混合液供给强度为7.2 l/min·m2,泡沫混合液供给时间为40 min。泡沫原液选用3%的高倍数泡沫原液。选用发泡倍数为300~500 倍的高倍数泡沫发生器,其额定流量为4 l/s。

高倍数泡沫灭火系统采用自动控制方式。每个LNG 收集池设置至少3 个低温探测器,当有2 个低温探测器探测到有LNG 泄漏到收集池后,或火焰探测器探测到火灾信号后,由火灾报警控制盘联锁控制启动电动阀,从而启动高倍数泡沫灭火系统,向收集池内喷射泡沫。

5.5消防系统管网

消防给水系统采用无缝钢管,库区消防给水管网环状布置,当一条管网发生故障时,另一条消防管能通过100%的消防水量,消防管网上设有隔断阀,每两个隔断阀之间不超过二个消火栓。

5.6干粉灭火系统

在每个LNG 储罐罐顶的释放阀处设置固定式干粉灭火系统,用于扑救释放阀出口处的火灾。系统采用自动控制方式,也可遥控或手动启动。

干粉系统主要由氮气瓶、干粉储罐(配有压力泄放和测量装置,再次充装和检测设施)、快速手动释放装置、减压和测量装置、干粉喷嘴、干粉输送管和管件。

每个LNG罐顶干粉系统用量为1000Kg,系统设置100%的备用量,因此每套干粉系统设置的干粉用量为2000Kg.

5.7移动式灭火器

在罐区及泵站附近设有若干手提式干粉灭火器(8Kg/ 个),以利于扑灭初期离散火灾。

6.结语

在目前我国没有LNG站消防设计规范的情况下,参照《石化规》的有关要求及国外的先进经验进行的上述设计,基本能够满足LNG站的消防安全要求,各种设备得到了最大程度的保护,为LNG站的安全运行提供了有力的保障,实践证明是行之有效的。

石油化工火灾危险性分类范文第5篇

关键词:城市区域火灾风险评估

一、火灾风险评估的概念

过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(riskassessment)和风险管理(riskmanagement)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用[1]。

通常认为风险(risk)的定义为:能够对研究对象产生影响的事件发生的机会,它通过后果和可能性这两个方面来具体体现。风险概念中包括三个因素:对可能发生的事件的认知;该事件发生的可能性;发生的后果[2]。因而,火灾风险(firerisk)包含火灾危险性(发生火灾的可能性)和火灾危害性(一旦发生火灾可能造成的后果)双重含义[3]。

现在,在文献中可以看到的与“火灾风险评估”相关的术语有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火灾风险评估都是指:在火灾风险分析的基础上对火灾风险进行估算,通过对所选择的风险抵御措施进行评估,把所收集和估算的数据转化为准确的结论的过程。火灾风险评估与火灾模拟、火灾风险管理和消防工程之间有密切关系,为其提供定性和定量的分析方法,简单地如消防安全设施检查表,复杂的就会涉及到概率分析,在应用方面针对的风险目标的性质和分析人员的经验有各种变化[4]。

较多的人倾向于从工程角度来定义火灾危害性(firehazard)和火灾风险(firerisk)。火灾危害性指:凡是根据已有的资料认为能引起火灾或爆炸,或是能为火灾的强度增大或蔓延持续提供燃料,即对人员或财产安全造成威胁的任何情况、工艺过程、材料或形势。火灾危害性分析在不同的情况下有不同的针对性,目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。这种设定的条件称为火灾场景,包括建筑物中房间的布局、建材、装修材料及家具、居住者的特征等与相关后果有关的各种具体信息。目前在确定后果方面的趋势是尽可能地利用各种火灾模式,辅以专家判断。此时,危害性分析可以看作是风险评估的一个构成元素,即风险评估是对危害发生的可能性进行权衡的一系列危害性分析。

从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重[5]。

二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况

在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“NFPA101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“NFPA101A确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面[6]。

目前,我国在火灾风险评价方面的研究,大部分是以某一企业,或某一特定建筑物为对象的小系统。例如,由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”,以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础,设计了石化企业消防安全评价的指标体系,利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重,采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果[7]。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多,如中国矿业大学周心权教授,在分析建筑火灾发生原因的基础上,建立了建筑火灾风险评估因素集,并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价[8]。

与上述的安全评估不同,城市区域的火灾风险评估的目的是根据不同的火灾风险级别,配置消防救援力量,指导城市消防系统改造,指导城市消防规划。对已建成的城市区域的火灾风险评估必须考虑许多因素,即城市火灾危险性评价指标体系,包括区域内所存在的对生命安全造成危险的情况、火灾频率、气候条件、人口统计等因素,进而评价社区的消防部署和消防能力等抵御风险的因素。除此之外,在评估过程中另一个重要的情况是要关注社区从财政及其他方面为消防规划中所要求的总体消防水平提供支持的能力和意愿。随着城市规模扩大、综合功能增强,在居住区商贸中心、医院、学校、和护理场所增多,评估方法还会相应的改变。现有的城市区域火灾风险评估方法主要出于以下两个目的:

(一)用于保险目的

在火灾保险方面的应用的典型事例为美国保险管理处ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火灾分级法,在美国已经被视为指导社区政府部门对其火灾抵御能力和实际情况进行分类和自我评估的良好方法。ISO方法把社区消防状况分为10个等级,10级最差,1级最好。

ISO是按照一套统一的指标来对每个社区的客观存在的灭火能力进行评估,确定该社区的公共消防级别,这套指标来自于由美国消防协会和美国自来水公司协会所制定的各种国家规范。ISO对城市消防的分级方法主要体现在它的“市政消防分级表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑结构、用途、防火间距与公共消防情况(用公共消防分级数目表达)相关联,再以统计数据加以调节后,来确定相应的火险费用。ISO级别仅被保险公司用作确定火险费用的一个成分。ISO分级系统虽然无法反映出消防组织的其他应急救援能力,但实际上也常用于各个区域的公共灭火力量的确定。

市政消防分级表从1974年开始使用,主要考察某城市区域的7个指标情况:供水、消防队、火灾报警、建筑法规、电气法规、消防法规、气候条件。随着技术进步,该表也不断改进。1980年版抽取了CFRS中对公共消防分级的方法,给出了修订后的灭火力量等级表,指标只包括前3项。被删除的指标或者确少区分度,或者在全市范围内进行评估时太过于主观,而且74表格中包含许多评估标准是具体的规定,如果某一社区的情况没有满足这些规定,则归属为差额分,规定降低了表格可使用的弹性范围,无法正确评估情况和技术的变化。故而ISO分级表被视为越来越“性能化”[9]。

(二)用于消防力量的部署

当今的消防组织和地方政府要担负日益加重的安全责任,面对来自公众的对抵御各种风险的更多的期望,以及调整消防机构人员、设备及其他预算方面的压力,迫切需要确认某一给定辖区内的具体风险和危险的等级。

具体地说,城市区域风险评估在消防方面的目的就是:使公众和消防员的生命、财产的预期风险水平与消防安全设施以及火灾和其他应急救援力量的种类和部署达到最佳平衡。

关于火灾风险对于灭火救援力量的影响,美国消防界对此的关注可以说几经反复,其间美国消防学院、NFPA等都做了许多工作。直至20世纪90年代,国际消防局长协会成立了由150名专业人士组成的国际消防组织资质认定委员会(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI),经过9年的广泛工作,制定了“消防应急救援自我评估方法”,和制定标准的社区消防安全系统。另外,NFPA最终还制定了NFPA1710和1720两个指导消防力量部署的标准,分别帮助职业消防队和志愿消防队和改进为社区提供的消防救援的水平。根据NFPA最近的调查,NFPA1710将在全美30500个消防机构中的3300~3600个得到正式的应用,也推广到加拿大有些地区[10]。

英国对消防救援力量的部署标准是依据内政部批准的“风险指标”,把消防队的辖区划分为“A”、“B”、“C”、“D”四类区域,名为“风险分级”系统。其目的是对消防队的辖区进行风险评估,确定辖区内的各种风险区域,进而确定该风险区域发生火灾后应出动的消防车数量和消防响应时间。1995年,英国的审计委员会了一份题为“消防方针”的考察报告,认为这种方法没有充分考虑建筑设施的占用情况、社区的人口统计情况和社会经济因素,也没有把建筑物内的消防安全设施纳入考核范围。故而由审计委员会报告联合工作组与内政部的消防研究发展办公室一起,设立了一个研究项目。该项目的目的是开发一套供消防机构划分区域的风险等级,对包括灭火在内的所有应急救援力量进行部署,用于消防安全设施的规划并能解决上述问题的风险评估方法,再对开发出的方法进行测试。最后Entec公司开发出了计算软件,并于1999年4月以内政部的名义出台了“风险评估工具箱”测试版[11]。

三、国内外近期的城市区域火灾风险评估方法

(一)国内的城市区域火灾风险评估方法

张一先等采用指数法对苏州古城区的火灾危险性进行分级[15],该方法的指标体系考虑了数量危险性,着火危险性,人员财产损失严重度,消防能力这四个因素。1995年李杰等在建立火灾平均发生率与城市人口密度﹑城区面积﹑建筑面积间的统计关系基础上,选取建筑面积为主导参量,建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式[12]。李华军[16]等在1995年提出了城市火灾危险性评价指标体系,该体系中城市火灾危险性评价由危害度﹑危险度和安全度三个指标组成,用以评价现实的风险,不能用来指导城市消防规划。

(二)美国的“风险、危害和经济价值评估”方法[13]

美国国家消防局与CFAI于1999年一起,在“消防局自我评估”及“消防安全标准”的工作的基础上,更突出强调了“火灾科学”的“科学性”,开发出名为“风险、危害和经济价值评估(Risk,HazardandValueEvaluation)”的方法。美国消防局于2001年11月19日了该方案,这是一个计算机软件系统,包含了多种表格、公式、数据库、数据分析方法,主要用于采集相关的信息和数据,以确定和评估辖区内火灾及相关风险情况,供地方公共安全政策决策者使用,有助于消防机构和辖区决策者针对其消防及应急救援部门的需求做出客观的、可量化的决策,更加充分地体现了把消防力量布署与社区火灾风险相结合的原则。

该方法的要点集中于两个方面:1、各种建筑场所火灾隐患评估。其目的是收集各种数据元素,这些数据能够通过高度认可的量度方法,以便提供客观的、定量的决策指导。其中的分值分配系统共包括6类数据元素:建筑设施、建筑物、生命安全、供水需求、经济价值。2、社区人口统计信息。用于收集辖区年度收集的相关数据元素。包括居住人口、年均火灾损失总值、每1000人口中的消防员数目等数据元素。

该方法已在一些消防局的救援响应规划中得到应用。以苏福尔斯消防局为例,它利用该方法把其社区风险定义为高中低三类区域,进而再考察这些区域的火灾风险可能性和后果:高风险区域包括风险可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的区域,主要指人员密集的场所和经济利益较大的场所;中等风险区域是风险可能性大,后果小的区域,如居住区;低风险区域是风险可能性和后果都较低的区域,如绿地、水域等,然后再把这些在消防救援响应规划中体现出来。

(三)英国的“风险评估”方法[14]

英国Entec公司研发“消防风险评估工具箱”,解决了两个问题:一是评估方法的现实性,是否在一定的时限内能达到最初设定的目标。经过对环境、管理、海事安全等部门所使用的各种风险评估方法的进行广泛考察之后,研究人员认为如果对这些方法加以适当转换,就可以通过不同的方法对消防队应该接警响应的不同紧急情况进行评估。二是建立了表达社会对生命安全风险可接受程度的指标。

Entec的方法分为三个阶段。首先应该在全国范围内,对消防队应该接警响应的各类事故和各类建筑设施进行风险评估,这样得到一组关于灭火力量部署和消防安全设施规划的国家指南。对于各类事故和建筑设施而言,由于所采用的分析方法、数据各不相同,所以对于国家水平上的风险评估设定了一个包括四个阶段的通用的程序:对生命和/或财产的风险水平进行估算;把风险水平与可接受指标进行对比;确定降低风险的方法,包括相应的预防和灭火力量的部署;对不同层次的灭火和预防工作的作用进行估算,确定能合理、可行地降低风险的最经济有效的方法。

国家指南确定后,才能提供一套评估工具,各地消防主管部门可以利用这些工具在国家规划要求范围内,对当地的火灾风险进行评估,并对灭火力量进行相应的部署。该项目要求针对以下四类事故制定风险评估工具:住宅火灾;商场、工厂、多用途建筑和民用塔楼这样人员比较密集的建筑的火灾;道路交通事故一类危及生命安全、需要特种救援的事故;船舶失事、飞机坠落这样的重特大事故。

第三个阶段是对使用上述评估工具的区域进行考查,估算其风险水平,与国家风险规划指南对比,并推荐应具备的消防力量和消防安全设施水平。

参考文献:

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