大型油罐火灾爆炸危害性研究

引言
　　随着我国石油化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施，油罐的大型化将成为发展的必然趋势[1]。1962年，美国首先建成了10×104m3浮顶罐；1967年，在委内瑞拉建成了15×104m3浮顶罐；1971年日本建成了16×104m3浮顶罐；沙特阿拉伯则成功地建造了20×104m3浮顶罐。目前世界上单罐容量已高达24万m3。我国于1985年从日本引进10万m3浮顶罐的设计和施工技术，其后十余年间建造10万m3大型储罐达20多台[2]。现在10万m3的储罐已经是屡见不鲜了，如此巨大的油罐一旦发生火灾爆炸，其后果是难以想象的。
　　油罐的火灾爆炸事故危害极大，不仅严重威胁人民生命安全，还给国家和企业带来重大经济损失。例如：黄岛油库“八·一二”重大火灾事故，造成直接经济损失3540万元，600吨原油流入海里，使附近海域和沿岸受到一定程度的污染；1994年11月，埃及艾斯龙特市石油基地储油罐发生火灾爆炸，死亡500人[3]。据统计，在油库事故中，火灾爆炸事故占事故总数的42.4%以上。而在油库着火爆炸事故中，油罐着火爆炸事故数占总爆炸事故数的25.6%[4]。对于管理有素的现代石化企业来讲，尽管油罐火灾爆炸事故的发生几率很低，甚至可以说是百年不遇的。然而，此类事故一旦发生，处理起来较为麻烦。稍有不慎，便会使企业遭受重大损失，甚至可能会给企业带来灭顶之灾。因此，做好事故预防，非常重要[5]。
　　
　　1火灾爆炸危害性评价方法及其发展
　　火灾爆炸危害性的评价方法有近百种，下面只介绍几种成熟而又实用的评价方法。
　　1.1故障树分析法(FaultTreeAnalysis，简称FTA)[6]
　　故障树分析法(又称为事故树分析)，是系统安全工程中的重要分析方法之一，它采用演绎法的原理，从顶上事件开始，逐次分析每一事件的直接原因直到基本事件为止，将既定的生产系统中可能导致的灾害后果与可能出现的事故条件如设备装置的故障及误动作、作业人员的误判断、误操作及毗邻场所的影响等用一种逻辑关系表达出来。在事故树分析中，与事故有关的三大因素：人、机、环境都将被涉及，因此，分析全面、透彻又有逻辑性。图1为典型故障树分析模式树[7]。
　　
　　1.2火灾爆炸指数法
　　在对油罐火灾爆炸进行评价时，火灾爆炸指数法已受到广泛应用，它是根据评价对象的具体情况选定评价项目，对每一个评价项目确定系数，然后通过一定的运算求出总分值。指数评价法是目前公认的火灾、爆炸危险评价法，它包括：DOW化学公司的火灾、爆炸指数法；英国帝国化学公司蒙德工厂的蒙德评价法；日本化工省的六阶段安全评价法[8-10]。
　　(1)DOW化学公司的火灾、爆炸指数法
　　美国的道化学公司的火灾爆炸指数法至今已有40多年的应用历史。因其方法独特，无深奥的理论，容易掌握，可对各种化工生产、储运及使用过程的危险性进行比较客观地评估，而受到先进工业国家的重视，该方法是以物质系数(MF)为基础，求出火灾爆炸指数(F&EI)，再根据指数大小分为不同的危险等级，采取相应的措施进行整改。
　　(2)英国帝国化学公司蒙德工厂的蒙德评价法
　　英国帝国化学公司蒙特工厂在道化学公司评价法的基础上作了改进，尽可能将各种影响因素考虑进去，如火灾爆炸后产生的毒性。此外还把采取安全措施降低危险性后所抵消的部分也考虑在内，从而得出的危险性指数比较全面。
　　(3)日本化工省的六阶段安全评价法
　　日本化工省六阶段评价法是日本劳动省提出的安全性综合评价方法，该法以道化学公司法为基础，但对物质系数和修正系数的计算以及分级作了较大的改动和简化。
　　目前处于探索阶段的评价方法有多元统计分析法、模糊综和评价法、层次分析法、改进的层次分析法及贝叶概率评价方法等[11-13]，随着非线性科学的发展，火灾爆炸危险评价也已开始引入非线性科学的方法，如火灾危险评价的确定性混沌分析方法、网络火灾分叉现象研究等[14-15]。这些新理论及数学思想引入危险性评价中虽然尚不够完善，但确为危险性研究开辟了新的领域。
　　油罐的火灾爆炸与其他火灾爆炸有所不同，但它们在危险性评价方面确存在必然的内在联系，评价方法可以相互借鉴。
　　
　　2大型油罐火灾爆炸研究的内容
　　油罐一旦着火一般很难扑救，尤其是大型油罐更是给扑救工作增加了困难，因此在这类事故中预防工作就显得很重要。而要做好预防工作就必须知道引起此类事故的原因和影响因素，从而为预防工作提供依据。
　　但是油罐中储存的油品都为易燃易爆产品，发生火灾爆炸的危险性很大，而一旦发生爆炸，其易燃物的火灾及其辐射，爆炸物产生的空气冲击波等都将对人员、财产、建筑物及大气环境产生一定影响[16]。因此正确评价火灾爆炸的危险度，分析火灾爆炸扩散规律，预测危害区域，必将对管理部门在制定事故预案和事故应急处理方面提供一定的依据。同时对减少人员伤亡及财产损失也具有重要的意义。