1、（硕士学位论文）化工储罐区安全评价研究及评价过程计算软件摘 要 该文通过大量调查研究，论述了国内外安全评价的发展现状以及进行安全 评价的目的和意义，提出了对化工储罐区进行安全评价时评价方法选取的原则； 并依照这些原则及储罐区的特点运用道化学火灾爆炸危险指数方法评价分析储 罐区危险程度，事故树分析法对储罐区发生事故的原因进行分析，找出事故发生 的规律，为日常的安全管理，安全规章制度及安全操作规程的健全，储罐区一旦 发生事故时的应急救援提供了有力的帮助。由于这些评价方法计算复杂，计算量 大，本文也结合计算机技术开发了基于sualBasic6O 的火灾爆炸评价模型过程 模拟计算软件，减少了手工计算量
2、；最后依据上面的原则和方法对安阳化学工业 集团有限公司年产 4 万吨甲醇装置中甲醇储罐区进行实例评价，得出该公司的甲 醇储罐区危险性较大，并对甲醇储罐发生火灾爆炸事故的直接原因进行了分析， 找出了其中的基本原因事件，中间事件以及它们与顶上事件的关系，并对每个基 本事件的结构重要度进行计算和对比，从而给出甲醇储罐发生火灾爆炸事故时起 决定因素的事件，作为制定防火防爆措施的重要参考，为该公司甲醇储罐区管理 提供了有益的帮助。 本文的主要研究成果如下： 1、提出了化工储罐区安全评价方法选取的原则：针对性原则，综合性原则 及全面性的原则。 2、对化工储罐区进行安全评价时，首先采用道化学危险指数评价法，
3、通过 这种方法的危险性指标来初步判断一下储罐区的事故危险程度；再使用事故树分 析法，对储罐区可能发生事故的原因进行分析，找到事故发生的基本原因及规律 性；最后用危害后果模型计算危害后果。根据评价结果给出具体的安全对策措旖。 3、结合计算机技术开发了基于Sual BaSic6O 的各种火灾、爆炸模型模拟 过程计算软件，并把它应用于实际的甲醇储罐的评价中，取得了良好的效果。 4、对安阳化学工业集团有限公司的甲醇储罐区进行实例评价，得到甲醇储 罐是危险性很大的危险源，并找到甲醇储罐可能发生事故的基本原因及事故规律 性，提出了安全对策措施，给该化工厂的甲醇储罐区安全管理提供了帮助。关键词：安全评价方法
4、甲醇储罐火灾爆炸事故树 计算软件 Abstract t0a ofrcsearch，Thisdicussesme Accordingla 唱 e 黜 ount paper deVeloplc】呲 of aIld of home tl】eimenti 彻 and safe 啦 assessment 曲 foad 觚 d signjfication s 锄 ethe，itf0“忸 rd deveIopings 射 b 哆 assessInentat 协 eputs p 血ciplesofchoosiI 培 a_bout tallkinthechelical to assessmentInemods
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13、 anoltank stonge tree fire甑 plosion；faun aalysis； soft wan calcuIatilIg lI 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽 窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为，否则，本人愿意承担由 此产生的一切法律责任和法律后果，特此郑重声明。 学位论文作者 签名 ：转珥 2006 年 5 月 29 日 郑州大学硕士论文 引 言 国民经济的迅速发展，对化工产品的需求量与曰俱增，从而也促进了化工 生产的快速增长。化工生产场所的数量和规模逐步增大。化工储罐区储存的通常 为易燃、易爆、有毒物质，由于物的不安全状
14、态或人的不安全行为造成储罐内大 量的易燃、易爆、有毒物质泄漏，甚至发生火灾、爆炸和人员中毒事故，造成大 量的财产损失及人员伤亡。国内外发达国家的火灾爆炸事故也层出不穷，预防和 控制化工储罐区火灾和爆炸事故的发生，对于减少人员伤亡和财产损失，维护社 会稳定具有十分重要的意义，开展化工储罐区的安全评价，降低事故发生率日益 为人们所重视。 为了了解、掌握火灾、爆炸、泄漏场所的危险程度及发生事故的影响、危 害范围，人们通过对已经发生的事故进行分析，总结出了多种的安全评价方法和 事故后果预测模型。但是由于评价方法多是针对不同的评价对象开发出来的，因 此不同的评价方法对同一个评价单元进行评价，其结果可能会
15、相差很大，使安全 管理人员不能很客观的了解危险的程度。于是评价方法的选取问题就显得十分重 要。如果选取的评价方法不恰当，其评价结果可能会与实际情况相去甚远，此时 若还按照评价结果采取预防措施，一旦发生事故，其后果将不堪设想。笔者根据 此提出了化工储罐区评价方法。另外，传统的安全评价手段已经不能满足对石油 化工行业的安全进行科学的综合评估要求。本文针对化工储罐区常用的火灾、爆 炸评价方法和危害后果模型编制了评价方法过程计算软件。 郑州大学硕士论文 第 l 章绪 论 11 引言 化工储罐区储存的通常为易燃、易爆、有毒物质，由于物的不安全状态或 人的不安全行为造成储罐内大量的易燃、易爆、有毒物质泄漏
16、，甚至发生火灾、 爆炸和人员中毒事故，造成大量的财产损失及人员伤亡。这样的案例较多，例如 国内影响较大的 1989 年 8 月 12 日，中国石油总公司胜利输油公司黄岛油库发生 特大火灾爆炸事故【l】 ，大火燃烧了 104 个小时才扑灭，烧掉原油 3600吨，烧毁 油罐 5 座，死亡 19 人 其中包括 10 余名消防队员 ，直接经济损失 3540万元， 此次特大火灾爆炸事故的直接原因【l】是由于非金属油罐 半地下混凝土油罐 本 身存在缺陷，遭受对地雷击，产生的感应火花引燃罐内的油气所致： 1997 年 6 月 27 日 21 时 26 分左右，北京东方化工厂罐区特大火灾和爆炸事故【” ，火势
17、严 重扩展，大火至 6 月 30 日 4 时 55 分才完全熄灭，这是一起国内外罕见的特大事 故。此次事故中共 9 人死亡，经济损失巨大，造成恶劣影响。专家组认定的“627” 特大事故是由于瞄”1 操作工人错开阀门，使得泵出的轻柴油卸入处于满载的石 脑油罐。 “冒顶”溢出的石脑油及油气在大气中迅速扩散，使某些区域的油气浓 度达到爆炸范围，遇到火源引发泵房及石脑油罐区的一系列爆炸和燃烧，随后， 临近的乙烯储罐，被烧烤引起爆炸。大强度爆炸驱动的可燃物形成的火球和“火 雨”向四周喷射，导致强烈的破坏。 据我国【4J19491982 年 33 年间发生的化学工业事故统计资料：各种事故所 造成的死亡人数
18、中，以火灾、爆炸事故为最多，占 203，居第一位，远高于其 它类型的事故。改革开放以来，大中小型化工建设项目如雨后春笋，迅猛发展， 火灾、爆炸事故随之大幅度增多。19962000 年我国化工行业统计的 1060起伤 亡事故中，造成死亡人数最多的是化学爆炸事故，占总死亡人数的24，77。据 19791988 年全国 28 个省市化肥、化工、炼油行业生产的不完全统计，共发生 化工设备与机器火灾爆炸事故 252 起，占全部设备重大事故的457。1983 1987 年全国炼油生产发生的爆炸事故约占事故总数的 40以上。 国外发达国家的火灾爆炸事故也层出不穷，一些发达国家的统计资料表明， 在工业企业发生
19、的爆炸事故中，化工企业占三分之一，据日本 H1 报道，仅1972 2 郑州大学硕士论文 年 11 月1974 年 4 月的一年半内，日本的石油化工厂发生了二十次重大火灾爆 炸事故。因此预防和控制化工储罐区火灾和爆炸事故的发生，对于减少人员伤亡 和财产损失，维护社会稳定具有十分重要的意义，开展化工储罐区的安全评价， 降低事故发生率日益为人们所重视。 12 国内外安全评价研究与发展现状 安全评价也称安全性评价，或称危险性评价、风险评价。 “评价” Assessment 也有人译为“评估” 。安全评价【3】是对系统发生事故的危险性进行定性或定量分 析，评价系统发生危险的可能性及其严重程度，以寻求最低
20、的事故率、最少的损 失和最优的安全投资效益。安全评价是安全管理和决策科学化的基础，是依靠现 代科学技术预防事故的具体体现。 121 国外安全评价方法研究历史与现状 安全评价技术起源于 20 世纪 30 年代的保险业。第二次世界大战后，随着工 业过程日趋大型化和复杂化，尤其是化学工业的发展，生产中的火灾、爆炸、毒 气扩散等重大恶性事故不断发生，事故预防、安全管理受到广泛的重视。但最早 也是由美国和以英国为中心的欧洲做了这方面的研究报告【6。1964 年，美国道 化学公司最先推出适用于化工企业的火灾、爆炸危险性评价方法。采用这种方法， 有效地防止了化工系统的火灾、爆炸事故。随着对这种方法的不断完善
21、，经过几 十年的实践，到目前已经发展到第七版。1976 年，以道化学公司的火灾、爆炸 指数法第三版为蓝本，日本劳动省公布了“化学联合企业安全评价”六阶段评价 法等。1979 年，英国帝国化学工业公司蒙德部结合道化学法第三版并加以扩充， 提出了 IClMond 评价法。 60 年代后期，随着航空、航天、核工业等高技术领域的发展，以概率风险 评价 PRA 为代表的系统安全评价技术得到了迅速发展。本方法以 1974 年拉 姆逊教授 ProNorImall CR 丑 smussen 评价民用核电站的拉姆逊报告嗍开始，继 而有 1977 年的英国坎威岛 c 柚 veyIsland 石油化工联合企业的危险
22、评价，1979 大型石油化工装置的危险评价等都是使用概率评价方法。这些评价项目都耗费了 大量的人力、物力，在方法的讨论、数据的取舍、不确定性的研究以及灾害模型 郑州大学硕士论文 的研究等方面均有所创建，对大型企业的危险评价方法影响较大。系统结构简单、 清晰，相同原件的基础数据相互借鉴性强，如在航空、航天、核能等领域这种方 法得到了广泛应用。另一方面，该方法要求数据准确、充分，分析过程完整，判 断和假设合理。对于化工、煤矿等行业，由于系统复杂，不确定性因素多，人员 失误概率的估计十分困难，因此，这类方法至今未能在此类行业中取得进展。随 着模糊概率理论的进一步发展，概率风险评价方法的缺陷将会得到一
23、定程度的克 服。但是使用概率风险评价方法需要取得组成系统各零件和子系统发生故障的概 率数据，目前在民用工业系统中，这类数据的积累还很不充分，是使用这一方法 的根本性障碍。英国以原子能公司为中心，从 60 年代中期就开始收集有关核电 站事故的数据，建立了故障数据库和可靠性服务所，对系统的安全性和可靠性问 题，采用了概率风险评价方法【9J0】 。此后，这类评价方法已经在工业发达国家的 许多项目中得到了广泛的应用，逐步形成了一系列以概率论为基础的不同的安全 评价方法。最常用的评价方法有故障树分析 FTA 、事件树分析 ETA 、危险 可操作性研究 HAz0Ps 、初步危险分析 PHA 等。 20 世
24、纪 70 年代以后，随着科学技术的进一步发展，石油化工和运输等行业 一次性处理易燃、易爆、有毒危险品的数量越来越大，重大火灾、爆炸、毒气泄 漏事故的发生频率增加，后果更加严重。例如：1974 年英国夫利克斯保罗 2450 栋房屋损坏，直接经济损失达 700 万美元；1976 年意大利的塞韦索工厂和 曼福莱多尼亚工厂发生大量毒物泄漏事故。塞韦索工厂的环己烷泄漏使 30人受 伤、22 万人疏散【u；1984 年墨西哥城液化石油气供应中心站发生爆炸，事故中 站内所有设施毁损殆尽 Il】：1988 年英国北海石油平台因天然气压缩间发生大量泄 漏而大爆炸，在平台上工作的 230 余名工作人员只有 67 人幸免于难，使英国北 异氰酸酯泄漏事故，造成 2500 多人中毒死亡，20 余万人中毒，其中 5 万人失明， 全世界为之震惊1】 。这些震惊世界的惨祸，在社会上引起了强烈的反响，世界各 国都成立了专门的机构以加强对危险源的评价和控制工作。专家们预言，在石油、 化工和交通运输等行业开展定量风险评价是今后的一个必然趋势。
