梁天杰　陳國(guó)軍　王剛　賈明松　安廣海　趙明

摘要：采用先進(jìn)的“情景構(gòu)建”理論與方法，針對(duì)火電廠氨站可能存在的重大危害事件，通過科學(xué)地推演突發(fā)事件演化過程，梳理有效的處置措施和應(yīng)急任務(wù)，開展必要的應(yīng)急準(zhǔn)備戰(zhàn)略性研究，為提高火電廠的應(yīng)急管理水平提供科學(xué)依據(jù)。

Abstract： In view of the possible major hazard events in the ammonia station of thermal power plants， this paper adopts advanced "scenario construction" theory and method to scientifically deduct the evolution process of emergency events， sorts out effective disposal measures and emergency tasks， and carries out necessary emergency preparedness strategic research to provide scientific basis for improving the emergency management level of thermal power plants.

關(guān)鍵詞：火電廠;氨站;重大突發(fā)事件;情景構(gòu)建;應(yīng)急能力

Key words： thermal power plant;ammonia station;major emergencies;scenario construction;emergency response capability

中圖分類號(hào)：X922? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）29-0005-05

0? 引言

突發(fā)事件情景構(gòu)建是基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與脆弱性分析，對(duì)未來一定時(shí)期內(nèi)可能發(fā)生的事件進(jìn)行科學(xué)假定，分析與模擬情景的演化過程與災(zāi)難后果，梳理應(yīng)對(duì)情景需要面對(duì)的任務(wù)列表，對(duì)照評(píng)估既有的能力現(xiàn)狀，提出提升應(yīng)急準(zhǔn)備能力建議措施的一個(gè)研究過程。

近年來情景構(gòu)建理論已被廣泛應(yīng)用于國(guó)家應(yīng)對(duì)重大突發(fā)社會(huì)事件的應(yīng)急準(zhǔn)備研究，北京、上海、廣州等城市開展了突發(fā)事件情景構(gòu)建多項(xiàng)課題的研究，為提高和完善政府應(yīng)對(duì)重大突發(fā)事件起到重要的推動(dòng)作用。

將情景構(gòu)建的基本理論，開發(fā)應(yīng)用于中海油LNG接收站重大生產(chǎn)安全事故的研究，為企業(yè)應(yīng)急能力的建設(shè)貢獻(xiàn)了新的戰(zhàn)略性的建議，使企業(yè)對(duì)本單位可能發(fā)生的各類重大突發(fā)事件有了更直觀的認(rèn)知，研究成果得到普遍認(rèn)同和高度評(píng)價(jià)。

火力發(fā)電企業(yè)較石油化工企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)程度相對(duì)較低，發(fā)生重大影響的災(zāi)難性事故的可能性極小，同樣火電廠對(duì)于應(yīng)對(duì)突發(fā)重大事件的主觀意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力建設(shè)亦存在差距。通過對(duì)火電廠典型生產(chǎn)安全事故的重大突發(fā)事件情景構(gòu)建研究，結(jié)合企業(yè)安全生產(chǎn)管理現(xiàn)狀，分析并評(píng)估企業(yè)的應(yīng)急能力建設(shè)狀況，為企業(yè)完善和提高安全生產(chǎn)體系建設(shè)提供支持。

火電廠煙氣脫硝采用純度為99.6%的氨氣做為反應(yīng)劑，使用的氨氣是通過液氨槽車運(yùn)送到廠內(nèi)氨區(qū)的液氨儲(chǔ)罐內(nèi)，使用時(shí)液氨經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)為氨氣，通過氨氣管道輸送至脫硝反應(yīng)器。液氨屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，儲(chǔ)存單元構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，是火電廠風(fēng)險(xiǎn)最大的危險(xiǎn)源。液氨沸點(diǎn)（一個(gè)大氣壓）是-33.5℃，在常溫下（20℃）其飽和蒸氣壓達(dá)0.857MPa，液氨泄漏會(huì)迅速氣化擴(kuò)散，氨氣屬于有毒氣體，在突發(fā)大量氨泄漏且不能有效控制時(shí)，氨氣的大量擴(kuò)散，不僅會(huì)影響企業(yè)生產(chǎn)、員工造成傷害，還會(huì)對(duì)周邊社區(qū)人民群眾的人身安全和身體健康造成重大的威脅，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響。為能夠有效應(yīng)對(duì)該類突發(fā)事件，承擔(dān)應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任，有必要充分了解其危害產(chǎn)生規(guī)律。我們通過模擬液氨泄漏演化過程，模擬事件發(fā)展方式，構(gòu)建液氨泄漏可能產(chǎn)生的典型情景，梳理情景階段的應(yīng)急任務(wù)，分析應(yīng)急準(zhǔn)備存在的缺失與差距。

1? 研究與應(yīng)用過程

通過收集事故案例，分析整理，了解液氨泄漏原因及后果，特別是嚴(yán)重突發(fā)事件發(fā)生的演化過程。進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，了解液氨存儲(chǔ)使用狀態(tài)及作業(yè)過程，分析事件的發(fā)生并演化的因素與邏輯，并邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)事故的演化規(guī)程進(jìn)行探討。

1.1 案例分析

多年來該類生產(chǎn)安全事故偶有發(fā)生。通過對(duì)歷年來液氨泄漏典型生產(chǎn)安全事故分析，可以得知：

①液氨為液化氣體，泄漏后會(huì)迅速氣化形成氨氣，氨氣為有毒物質(zhì)，人吸入會(huì)造成傷害;氨與空氣混合后的體積濃度達(dá)到16～25%時(shí)容易發(fā)生爆炸，爆炸沖擊波能夠?qū)χ苓吔?gòu)筑物及人員造成破壞和傷害;若氨氣被引燃形成火災(zāi)，會(huì)造成周邊設(shè)備設(shè)施損壞，或造成人員傷害。

②氨氣較空氣輕，氨在空氣中形成氨霧，并隨空氣流動(dòng)，就像風(fēng)一樣能很快改變方向。在一些大氣條件下，氨霧幾乎是不可見的，但當(dāng)空氣潮濕時(shí)，氨霧變得就像云一樣白。

③當(dāng)氨濃度較低時(shí)，操作人員聞到氨的臭味一般會(huì)遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng);當(dāng)氨濃度比較高時(shí)，操作人員還沒來得及逃離現(xiàn)場(chǎng)前就已經(jīng)吸入了危險(xiǎn)劑量的氨。由于整個(gè)呼吸系統(tǒng)很潮濕，氨很容易被吸進(jìn)身體。當(dāng)一定濃度的氨被吸入，其燒傷呼吸系統(tǒng)的速度很快，致呼吸困難，甚至窒息死亡。

④若液氨從儲(chǔ)罐中泄漏到大氣中，溫度為-33℃以下，此時(shí)接觸到人體皮膚將會(huì)造成皮膚嚴(yán)重凍傷。氨發(fā)生泄漏后，隨即氣化并大量吸熱，氨氣將很快從泄漏點(diǎn)向四周擴(kuò)散，如容器或管道發(fā)生破裂，噴出的液氨將射出3至6m。當(dāng)液氨噴濺到潮濕的皮膚和衣服上時(shí)，衣服將被凍結(jié)在身體上，此時(shí)必須先解凍，切記不能試著脫下任何被凍結(jié)在皮膚上的衣服，否則連同皮膚也會(huì)被扯下來。

⑤液氨對(duì)水有非常強(qiáng)的親和力。發(fā)生噴濺后，如果及時(shí)用大量的水進(jìn)行沖洗稀釋，能最大程度地減輕對(duì)身體潮濕部位的傷害，這些部位包括眼睛、呼吸系統(tǒng)（口、喉嚨、肺）和特別潮濕的皮膚。一旦有人不小心接觸了液氨，必須立即進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)急救。現(xiàn)場(chǎng)急救指在現(xiàn)場(chǎng)用大量的水長(zhǎng)時(shí)間對(duì)身體受害部位進(jìn)行沖洗，在傷者被送到醫(yī)院前一直保持連續(xù)不斷的水沖洗。沖洗時(shí)盡可能多用水，水不要重復(fù)使用。

⑥一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的氨中毒，第一時(shí)間達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的救援人員也無法救助傷者，由于出現(xiàn)呼吸困難，帶來的呼吸器也派不上用場(chǎng)了。因此，如果現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生氨泄漏事故，保護(hù)呼吸非常重要，但由于受條件限制不能及時(shí)得到有效的呼吸設(shè)備，使傷者人生安全受到嚴(yán)重威脅。

1.2 情景篩選

將情景構(gòu)建應(yīng)用于火電廠，對(duì)情景的篩選應(yīng)結(jié)合企業(yè)特點(diǎn)和環(huán)境現(xiàn)狀，危險(xiǎn)源的設(shè)置情況，分析事件的演化規(guī)律，篩選具有典型意義的現(xiàn)實(shí)情景。

篩選依據(jù)：

①代表性和典型性。所篩選的情景應(yīng)能代表所在火電廠的高風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)。

②后果嚴(yán)重性。所篩選出的情景應(yīng)是導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境影響，造成公眾恐慌或者引發(fā)不良社會(huì)影響的重特大生產(chǎn)安全事故。

③影響范圍和處置難度。所篩選的情景應(yīng)是超出本廠的處置能力，需要屬地政府支援并協(xié)調(diào)外部的應(yīng)急響應(yīng)資源，組織外部相關(guān)方配合或更高層面組織的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和處置的重特大生產(chǎn)安全事故。

④任務(wù)覆蓋面廣。所篩選的情景應(yīng)覆蓋更多的應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)。

⑤發(fā)生可能性。所篩選的情景應(yīng)是合理的、可信的?？梢詤⒖家韵乱蛩嘏袛啵?/p>

歷史事件：在組織風(fēng)險(xiǎn)范疇內(nèi)雖然發(fā)生概率較低，但后果嚴(yán)重，在國(guó)內(nèi)外的事故案例中確實(shí)出現(xiàn)過。

災(zāi)害趨勢(shì)：由于火電生產(chǎn)需求與周邊環(huán)境的變化，某些生產(chǎn)安全事故的發(fā)生頻率或后果呈現(xiàn)加大的趨勢(shì)。

專家推論：相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜移毡檎J(rèn)為，某些生產(chǎn)安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)正在不斷提升，需要重點(diǎn)關(guān)注。

生產(chǎn)安全事故或未遂事故的歷史案例數(shù)據(jù)，是判斷是否可能發(fā)生該類事故，以及事故嚴(yán)重程度的支撐資料。著重從本地區(qū)、本行業(yè)的安全生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面研究相關(guān)生產(chǎn)安全事故發(fā)生的可能性。

預(yù)測(cè)生產(chǎn)安全事故發(fā)生的可能性時(shí)，還應(yīng)考慮其發(fā)展趨勢(shì)的變化，可使用基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的外延預(yù)測(cè)方法，并參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)論。

1.3 事件樹分析

通過事件樹分析“火電廠液氨泄漏”邏輯過程。

情景1：液氨泄漏，液氨快速氣化并逐漸擴(kuò)散。氨氣是強(qiáng)烈刺激性氣味、有毒，氨氣密度較空氣小，容易擴(kuò)散，若有風(fēng)，擴(kuò)散會(huì)更加迅速。若不能有效控制氨氣擴(kuò)散，微量隨著其擴(kuò)散范圍的擴(kuò)大和濃度的提高，會(huì)對(duì)周邊區(qū)域人員造成中毒傷害。

情景2：氨氣泄漏后，因出現(xiàn)外來明火、電氣火花、靜電、摩擦火花等明火，會(huì)引燃氨氣。由于蒸發(fā)氣體發(fā)生爆燃，短時(shí)間發(fā)生閃火引燃蒸發(fā)氣體，泄漏口形成噴射火，隨著液氨流動(dòng)擴(kuò)散，在圍堰內(nèi)形成池火。池火危害性與管內(nèi)液體存量與壓力、持續(xù)時(shí)間有關(guān)。池火熱輻射可能影響區(qū)域人員受到傷害，設(shè)備設(shè)施被引燃致使火災(zāi)蔓延，造成財(cái)產(chǎn)損失。

情景3：隨著液氨蒸發(fā)氨氣擴(kuò)散，氨氣蒸汽云團(tuán)隨風(fēng)擴(kuò)散，部分氣體濃度會(huì)形成燃爆范圍內(nèi)的氣體區(qū)域，遇到明火、火星、靜電火花等，在該區(qū)域發(fā)生閃火爆燃，燃爆閃火可能引燃圍堰內(nèi)蒸發(fā)氣體形成池火;亦可能引燃區(qū)域內(nèi)的可燃物質(zhì)，造成火災(zāi);燃爆沖擊波會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)人員傷亡，設(shè)備、設(shè)施損壞。

火電廠氨區(qū)設(shè)置在電廠的邊緣位置，為嚴(yán)格設(shè)防的獨(dú)立封閉且嚴(yán)禁煙火的嚴(yán)管區(qū)域，液氨儲(chǔ)存裝置按規(guī)范配置安全設(shè)施和監(jiān)控裝置。以上三種情景的演化風(fēng)險(xiǎn)程度分析如下：

氨氣在區(qū)內(nèi)被引燃的可能性較小。液氨快速蒸發(fā)形成周邊溫度的急劇下降，氨區(qū)內(nèi)出現(xiàn)明火的可能性較小，氨的引燃溫度是651℃，泄漏的氨氣被引燃的可能性較小。

擴(kuò)散到外界的氨氣形成蒸汽云爆炸的可能性小。氨氣的爆炸極限%（V/V）：16～25%，爆炸極限范圍較窄，且氨氣較空氣輕（0.6），擴(kuò)散較快，區(qū)域擴(kuò)散至外界的氨氣形成燃爆空間的可能性小。

如意外出現(xiàn)明火出現(xiàn)燃燒爆炸，其危害范圍可控制在廠內(nèi)。

如擴(kuò)散持續(xù)沒能有效遏制，氨氣擴(kuò)散至外界會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)影響。

出現(xiàn)液氨泄漏情景1的演化趨勢(shì)可能性較大，其影響范圍超出廠界，可能造成周邊社區(qū)人員上到傷害，情景2、3危害均可控制在廠界內(nèi)。情景1存在社會(huì)危害的可能，需要地方聯(lián)動(dòng)，具有社會(huì)影響，亦是目前政府和社會(huì)關(guān)注的問題。選擇情景1作為情景構(gòu)建研究，會(huì)產(chǎn)生包括與社會(huì)聯(lián)動(dòng)等更多和復(fù)雜的應(yīng)急任務(wù)，且企業(yè)較為缺失，具有典型意義。

1.4 模擬計(jì)算

依據(jù)所在地氣象狀況，事件發(fā)生預(yù)設(shè)條件，選取事件基本參數(shù)，模擬運(yùn)算典型場(chǎng)景。

①現(xiàn)場(chǎng)泄漏可分為小孔、中孔、大孔三種情況，泄漏口徑相當(dāng)于5、25、100mm。

②泄漏時(shí)間：根據(jù)企業(yè)實(shí)際取探測(cè)系統(tǒng)等級(jí)為A，隔離系統(tǒng)等級(jí)為B。小孔泄漏最大泄漏持續(xù)時(shí)間：30min;中孔泄漏最大泄漏持續(xù)時(shí)間：20min;大孔泄漏最大泄漏持續(xù)時(shí)間：10min。

③根據(jù)挪威標(biāo)準(zhǔn)，氨氣濃度為55000ppm時(shí)，人5分鐘會(huì)死亡。*這里輸入值為55000ppm。

④建模1：易燃?xì)怏w模型，不考慮爆炸模型（露天環(huán)境）;建模2：有毒氣體擴(kuò)散。

1.4.1 參數(shù)設(shè)定

按照企業(yè)實(shí)際情況，收集區(qū)域氣象數(shù)據(jù)，選擇典型模擬參數(shù)，見表1。

1.4.2 計(jì)算結(jié)果

①泄漏擴(kuò)散結(jié)果（表2）

②大孔泄漏后的擴(kuò)散曲線（圖2、圖3）

③大孔泄漏后的擴(kuò)散情景圖（圖4、圖5）

2? 應(yīng)急分析與評(píng)估

2.1 應(yīng)急任務(wù)分析

根據(jù)情景演化過程的場(chǎng)景展現(xiàn)狀況，分析應(yīng)對(duì)任務(wù)，見表3。

2.2 應(yīng)急任務(wù)梳理

按照應(yīng)急管理劃分為預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測(cè)與預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、事后恢復(fù)與重建四個(gè)階段，對(duì)每一階段任務(wù)、承擔(dān)該任務(wù)的主責(zé)部門、協(xié)同部門及其主要職責(zé)及資源清單進(jìn)行了分析，共形成36個(gè)任務(wù)清單，其中預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備6個(gè)、監(jiān)測(cè)與預(yù)警4個(gè)、應(yīng)急處置與救援23個(gè)、事后恢復(fù)與重建3個(gè)。

依據(jù)情景演化過程，對(duì)照火電廠相關(guān)《應(yīng)急預(yù)案》，梳理應(yīng)急任務(wù)，查找應(yīng)急準(zhǔn)備、任務(wù)、處置等缺失，指出存在問題。

①基于情景對(duì)照，分析得出了“預(yù)防”、“應(yīng)急準(zhǔn)備”、“監(jiān)測(cè)與預(yù)警”、“應(yīng)急響應(yīng)”、“事后恢復(fù)與重建”等五個(gè)階段的任務(wù)，明確了應(yīng)對(duì)該類突發(fā)事件的任務(wù)框架，形成了情景事件任務(wù)分析。

②基于應(yīng)急任務(wù)分析，從多個(gè)方面分析了目前應(yīng)急能力分布狀況，梳理了需要完善加強(qiáng)的應(yīng)急能力和可能導(dǎo)致應(yīng)急響應(yīng)失效的脆弱性環(huán)節(jié)。并通過多次探討、現(xiàn)場(chǎng)考察，從多個(gè)方面對(duì)應(yīng)急工作提出了若干具體的建議，形成了應(yīng)急能力評(píng)估及對(duì)策措施建議。

③依據(jù)情景演化過程，對(duì)照熱電廠相關(guān)《應(yīng)急預(yù)案》，梳理應(yīng)急任務(wù)，查找應(yīng)急準(zhǔn)備、任務(wù)、處置等缺失，發(fā)現(xiàn)涉及危險(xiǎn)源辨識(shí)機(jī)制、安全監(jiān)控裝置、避難場(chǎng)所規(guī)劃、應(yīng)急物資管理等問題30余項(xiàng)。

2.3 應(yīng)急能力評(píng)估

根據(jù)《安全生產(chǎn)應(yīng)急準(zhǔn)備評(píng)估指南（征求意見稿）》，對(duì)企業(yè)應(yīng)急管理進(jìn)行量化分析，評(píng)估企業(yè)應(yīng)急管理狀況。針對(duì)重視先期處置、明確應(yīng)急任務(wù)、完善應(yīng)急準(zhǔn)備等方面提出意見與建議，為企業(yè)提升應(yīng)急準(zhǔn)備能力提供專業(yè)支持。

經(jīng)綜合評(píng)估得分比例約為81%，顯示企業(yè)應(yīng)急管理水平已達(dá)到一定的程度，但仍有較大的上升空間。針對(duì)存在的問題研究改善提高措施。

3? 結(jié)論

火電廠液氨泄漏事件情景展現(xiàn)，以及對(duì)其應(yīng)急準(zhǔn)備能力的評(píng)估結(jié)果，為企業(yè)完善應(yīng)急救援體系提供了針對(duì)性的支持。通過對(duì)應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)完整，明確各應(yīng)急組織的相關(guān)職責(zé)，建立了相應(yīng)的專業(yè)應(yīng)急隊(duì)伍，配備必要的的專業(yè)應(yīng)急設(shè)施裝備，完善綜合應(yīng)急預(yù)案和專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。確保火電廠能夠具備了應(yīng)對(duì)相當(dāng)規(guī)模重大事故的應(yīng)急處置能力。

本項(xiàng)目的開發(fā)是在火電廠首次應(yīng)用情景構(gòu)建的理論和方法開展應(yīng)急準(zhǔn)備與應(yīng)急管理工作，目的是通過“情景分析-任務(wù)梳理-能力評(píng)估”技術(shù)，提高應(yīng)急準(zhǔn)備與應(yīng)急響應(yīng)的能力，對(duì)突發(fā)事件有效的預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)和恢復(fù)。使所有參與應(yīng)急管理的單位和人員目標(biāo)一致、思想統(tǒng)一、行動(dòng)協(xié)調(diào)、使整體的應(yīng)急準(zhǔn)備工作做到“有的放矢”，其對(duì)于發(fā)生概率小、災(zāi)難嚴(yán)重，很難預(yù)測(cè)又缺乏經(jīng)驗(yàn)但危害嚴(yán)重的重大事件時(shí)做到從容，有準(zhǔn)備的應(yīng)對(duì)。從而提升火電廠整體應(yīng)急準(zhǔn)備能力。

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