液化石油气站重大危险源Word文档格式.docx
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关于该站重大危险源的评价模型具有如图1所示的层次结构。
3.2 评价数学模型
重大危险源的评价分为固有危险性评价与现实危险性评价,后者是在前者的基础上考虑各种危险性的抵消因子。
固有危险性评价分为事故易发性评价和事故严重度评价。
事故易发性取决于危险物质事故易发性与工艺过程危险性的耦合。
评价的数学模型如下:
式中,（B111）i———第i种物质危险性的评价值;
（B112）j———第j种工艺危险性的评价值;
Wij———第j种工艺与第i种物质危险性的相关系数;
B12———事故严重度评价值;
B21———工艺、设备、容器、建筑结构抵消因子;
B22———人员素质抵消因子;
B23———安全管理抵消因子。
3.2.1 贮罐区的事故易发性B11评价
罐区事故易发性B11包含物质事故易发性B111和工艺事
故易发性B112两方面及其耦合。
物质事故易发性B111（见表2）。
工艺过程事故易发性B112。
工艺过程事故易发性与过程中的反应形式、物料处理过程、操作方式、工作环境和工艺过程等有关。
从21种工艺影响因素中找出罐区工艺过程实际存在的危险,在如表3所示的有特殊表现,构成工艺过程事故易发生性。
（3）事故易发性B11:
3.2.2 罐区的伤害模型及伤害/破坏半径
LPG罐区最大的火灾爆炸危险是LPG的燃烧爆炸,其
伤害模型有两种:
①蒸气云爆炸（VCE）模型,属于爆炸型;
②沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型,属于火灾型。
（1）LPG蒸气云爆炸（VCE）。
①TNT当量计算:
式中,1.8———地面爆炸系数;
а———蒸气云当量系数,取0.04;
Wf———LPG最大贮存重量,100t;
Qf———LPG的爆热,取46.5MJ/kg;
QTNT———TNT的爆热,取4.52MJ/kg;
E———爆源总能量,J。
WTNT=1.8×
0.04×
100×
103×
46.5/4.52=74070.8kg
②死亡半径R1:
R1=13.6（WTNT/1000）0.37=57.1m
③重伤半径R2由下列方程式求解:
ΔPs=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019
Z=R2（P0/E）1/3=0.00671R2
ΔPs=44000/P0=0.4344
得R2=163.2m
④轻伤半径R3由下列方程式求解:
Z=R3（P0/E）1/3=0.00671R3
ΔPs=17000/P0≈0.1678
解得R3=292.4m
⑤财产损失半径。
对于爆炸性破坏,财产损失半经R财:
R财=K11WTNT1/3/[1+（3175/WTNT）2]1/6
KII——二级破坏系数,KII=4.6。
计算得R财=193.2m
将结果列于表4中。
（2）LPG扩展蒸气爆炸（BLEVE）。
LPG有5个罐贮
存,取W=0.9×
103=9×
104（kg）
按如下公式进行计算:
火球半径:
R=2.9W1/3=129.9（m）
火球持续时间:
t=0.45W1/3=20.2（s）
当伤害几率Pr=5时,伤害百分数
死亡、一度、二度烧伤及烧毁财物,都以D=50%定义。
①死亡、重伤、轻伤、财产损失热通量。
（a）死亡热通量q1:
Pr=-37.23+2.56ln（tq14/3）
q1=24872.4（W/m2）
（b）重伤热通量q2:
Pr=-43.14+3.0188ln（tq24/3）
q2=16470.6（W/m2）
（c）轻伤热通量q3:
Pr=-39.83+3.0186ln（tq24/3）
q3=7215.1（W/m2）
（d）财产损失热通量:
q4=6730t-4/5+25400=26051.2（W/m2）
②死亡、重伤、轻伤及财产损失半径。
热辐射通量公式:
式中,R———火球半径,R=129.9m;
q0———火球表面的辐射通量,W/m2,球形罐取
200000W/m2;
r———目标到火球中心的水平距离,m。
通过求解得结果如表5所示。
3.2.3 事故严重度B12的估计
S=C+20（N1+0.5N2+105N3/6000）式中,S———事故造成的总损失,万元;
C———财产破坏价值,万元;
N1,N2,N3———事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。
由于LPG罐区爆炸伤害模型是二个,即蒸气云爆炸和扩展蒸气爆炸,可能同时发生,则贮罐爆炸事故严重度应是二种严重度加权求和。
S=а×
S1+（1-а）S2
式中,S1,S2———蒸气云爆炸、扩展蒸气爆炸事故后果,а取0.9。
严重度计算结果:
S1=1427.6+20×
（15+0.5×
30+105×
20/6000）=2034.6（万元）
S2=1427.6+20×
65=2727.6（万元）
S=0.9S1+0.1S2=2103.9（万元）
3.2.4 固有危险性B1及危险性等级
（1）LPG罐区的固有危险性:
B1=B11×
B12=6388.2×
2103.9=13440134.2
（2）危险源分级标准。
用A*=lg（B1/105）作为危险源分级标准,其中,A*是以10万元为基准单位的单元固有危险性的评分值（见表6）。
险性的评分值（见表6）。
（3）危险性等级:
A*=lg（B1/105）=2.13因此,该液化气站属于三级重大危险源。
3.2.5 抵消因子B2及单元控制等级估计
（1）安全管理评价。
安全管理评价的主要目的是评价企业的安全行政管理绩效。
检查结果如表7所示。
（2）危险岗位操作人员素质评价
罐区有5名操作工,均是持证上岗,岗位工龄6
工作时间为6年,每天平均工作8小时。
人员的合格性:
R1=1
人员的熟练性:
R2=1-1/k2[t/（T2+1）]=1-1/k2[6/（0.5+1）]=0.9806
人员的操作稳定性:
R3=1-1/k3[（t/T3）2+1]=1-1/2[（6/0.5）2+1]=0.9962
操作人员的负荷因子:
R4=1-K4（t/T4-1）2=1-K4（8/8-1）2=1
单个人员的可靠性:
R5=R1R2R3R4=0.9769
指定岗位人员素质的可靠性:
单元人员素质的可靠性:
（3）工艺、设备抵消因子评价。
工艺、设备抵消因子评
价的应得分为267分,实得分为168分。
（4）抵消因子的关联算法:
B21=0.542
B22=0.7928
B23=0.6467
综合抵消因子
（5）危险控制程度分级标准。
单元综合抵消因子的值
B2愈小,说明单元现实危险性与单元固有危险性比值愈小,
即单元内危险性的受控程度愈高。
一般说来,单元的危险性
级别愈高,要求的受控级别也愈高。
单元危险控制程度分级
如表8所示。
因此,该液化气站0.01<
B2≤0.1属于C级控制程度。
LPG罐区的危险等级是三级,控制能力等级是C级。
危险等级和控制能力基本相匹配,控制能力达到了危险等级所要求的C级,说明该站LPG罐区的安全措施和安全管理基本上达到了理想的状况。
3.2.6 现实危险性A
罐区发生爆炸的现实危险性
现实危险性A值是固有危险性B1值的3.26%,可见有效的安全技术装备和管理会使系统的危险性大大减小。
3.2.7 LPG罐区评价单元结论
LPG罐区的安危关系到工厂的存亡,同时罐区的安全装备,安全管理是至关重要的。
LPG罐区的LPG火灾爆炸事故发生是小概率事件,是可以预防的,但是LPG爆炸的后果是严重的。
用数学模型计算分析测算表明:
该LPG站罐区是三级重大危险源,一旦发生爆炸,将是毁灭性的,将可能导致全厂大多数人员死亡或重伤,大部分财产毁于一旦。
4 结尾语
根据笔者提出的数学模型,采用了对罐区危险性进行定量评价的方法,通过对LPG站罐区危险性的评价,得出该站所存在的重大危险源的危险等级以及其现实危险性。
该方法以及提出的对LPG罐区危险性的定量评价结果,无论是企业,还是政府主管部门对其危险性都有一个量化的了解与认识,以便在工作中做到有的放矢,使重大危险源在安全状态下运行,同时为政府监管和企业对危险源的监控管理提供了可行的科学依据。
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