侯龍飛 李潤(rùn)婉 朱麗榕 朱明星

(1、安徽澤眾城市智能科技有限公司,安徽 合肥230601 2、清華大學(xué)合肥公共安全研究院,安徽 合肥230601 3、合肥市城市生命線工程安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)中心,安徽 合肥230601)

燃?xì)夤芫W(wǎng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施,承載著城市安全運(yùn)行與快速發(fā)展的重要使命。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,油改氣步伐的不斷加速,燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)模也在不斷發(fā)展壯大[1]。與此同時(shí),燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏導(dǎo)致的安全隱患也愈發(fā)凸顯,并逐漸成為焦點(diǎn)問題被社會(huì)關(guān)注。目前我國(guó)?；菲髽I(yè)門類齊全,產(chǎn)品類型豐富,不斷朝著大型化和高連續(xù)性發(fā)展。但是因?yàn)槲；髽I(yè)從原料到生產(chǎn)到經(jīng)營(yíng)其固有的危險(xiǎn)屬性,安全生產(chǎn)是保證?；髽I(yè)良好經(jīng)營(yíng)的最必要條件之一。因此,快速準(zhǔn)確的將?；髽I(yè)周邊的危險(xiǎn)因素辨識(shí)出來并進(jìn)行合理處置對(duì)?；髽I(yè)的健康發(fā)展尤為重要。當(dāng)燃?xì)夤芫W(wǎng)周邊存在?；髽I(yè)時(shí),燃?xì)夤芫W(wǎng)一旦失效發(fā)生泄漏,不僅可能會(huì)引發(fā)燃燒爆炸等事故[2],還可能引起危化企業(yè)的次生災(zāi)害,造成更加嚴(yán)重的后果。

本文通過研究燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn),提出了一種可以辨識(shí)出可能對(duì)?；髽I(yè)構(gòu)成隱患的燃?xì)夤芫€,并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級(jí)的方法,為?；髽I(yè)危險(xiǎn)因素辨識(shí)和安全管理提供了參考依據(jù)。

1 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)風(fēng)險(xiǎn)研究思路

首先進(jìn)行燃?xì)庑孤?duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí),通過明確企業(yè)所在位置是否在燃?xì)獯髿鈹U(kuò)散半徑和地下空間擴(kuò)散半徑內(nèi)進(jìn)行判斷,如果?；髽I(yè)不在燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏的影響半徑內(nèi),則燃?xì)夤芫W(wǎng)對(duì)?；髽I(yè)的沒有造成風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)?；髽I(yè)位于燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏的影響半徑內(nèi),則可進(jìn)一步進(jìn)行燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)危化企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估通過燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率和燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏后果嚴(yán)重性進(jìn)行判斷,將燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率評(píng)估值與燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏后果嚴(yán)重性評(píng)估值相乘得到總的燃?xì)庑孤?duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)值。燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率考慮了腐蝕、第三方施工和自然力破壞三個(gè)因素,燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏后果嚴(yán)重性包括職工人數(shù)、固定資產(chǎn)和應(yīng)急管理三個(gè)方面。最后本文對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)危化企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值進(jìn)行了分級(jí),以便于應(yīng)急管理人員對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行直觀的判斷并做出對(duì)應(yīng)的響應(yīng)。

本文在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值計(jì)算時(shí),各因素的重要度取值主要來源于歷年燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏事故和?；髽I(yè)事故的統(tǒng)計(jì)分析所得。

2 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)危化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法構(gòu)建

2.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

燃?xì)庑孤?duì)危化企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)S 主要從大氣擴(kuò)散影響S1和地下空間擴(kuò)散影響S2確定。首先確定燃?xì)庑孤└饔绊懸蛩氐挠绊懓霃?當(dāng)危化企業(yè)位于影響半徑內(nèi),說明燃?xì)庑孤?duì)?；髽I(yè)有影響,則影響指標(biāo)Si(i=1、2)輸出為1,否則輸出0.1。當(dāng)S1和S2輸出均為0.1 時(shí),說明燃?xì)庑孤┗静粯?gòu)成?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)因素,則燃?xì)庑孤?duì)?；髽I(yè)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)S=0.1,當(dāng)S1和S2只要有一項(xiàng)輸出值為1 時(shí),說明燃?xì)庑孤?duì)危化企業(yè)已經(jīng)形成了安全威脅,S=1。

2.1.1 大氣擴(kuò)散影響

當(dāng)泄漏的燃?xì)庠诖髿庵袛U(kuò)散時(shí),為了防止發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故,應(yīng)該盡快通知危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)人員停止可能產(chǎn)生點(diǎn)火源的行為,并組織危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)居民疏散,因此首先要了解泄漏的燃?xì)庠诖髿庵心軌驍U(kuò)散的最大范圍。

燃?xì)庑孤┖笤诖髿庵械臄U(kuò)散過程十分復(fù)雜, 擴(kuò)散中的一些現(xiàn)象和規(guī)律還沒有被人們完全理解。燃?xì)鈹U(kuò)散與泄漏的類型、方向、氣象條件等諸多因素有關(guān)。本文推薦目前比較成熟的高斯模型用來模擬燃?xì)庑孤┑臄U(kuò)散行為。當(dāng)發(fā)生小孔泄漏時(shí),具有泄漏量較小、泄漏時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),可以看作連續(xù)泄漏源,采用高斯煙羽模型計(jì)算燃?xì)庠诖髿庵械臄U(kuò)散面積[3]；當(dāng)燃?xì)夤艿腊l(fā)生破裂或大孔泄漏時(shí),泄漏量巨大,一般會(huì)引起管道上截?cái)嚅y的作用,進(jìn)而阻止管道內(nèi)氣體的繼續(xù)泄漏,這種情況下可以將泄漏擴(kuò)散過程視為瞬時(shí)泄漏擴(kuò)散,采用用高斯煙團(tuán)模型確定燃?xì)鈹U(kuò)散面積[4]。根據(jù)實(shí)際泄漏孔徑大小采用不同的模型計(jì)算燃?xì)鈹U(kuò)散面積,再將面積根據(jù)圓形面積計(jì)算公式折算成大氣擴(kuò)散的影響半徑。

2.1.2 地下空間擴(kuò)散影響

影響燃?xì)庠诘叵驴臻g擴(kuò)散范圍的最主要因素是燃?xì)馍戏礁采w層的的孔隙度,孔隙度越大,燃?xì)饩驮饺菀淄ㄟ^覆蓋層擴(kuò)散到大氣中,在地下空間擴(kuò)散的范圍就越小。覆蓋層的種類較多,依據(jù)孔隙度主要?dú)w納為草地、道板磚和水泥混凝土三類。草地是指比較松散的土壤,泄漏的燃?xì)庖月┒窢钕蚋采w層與大氣交界處擴(kuò)散,還可以直接穿過覆蓋層進(jìn)入大氣中,此時(shí)認(rèn)為燃?xì)庠诘叵驴臻g擴(kuò)散半徑最大能到取2.5 m。道板磚指的是具有一定孔隙,但是不像草地空隙那么大的土壤覆蓋層,研究表明燃?xì)鈹U(kuò)散半徑一般取5 m。當(dāng)燃?xì)夤艿缆裨谛熊嚨老聲r(shí),即覆蓋層主要成分為水泥混凝土?xí)r,覆蓋層的孔隙率低且孔隙小,氣體穿透性差,則燃?xì)庖簿秃茈y擴(kuò)散到覆蓋層之外,擴(kuò)散范圍也會(huì)相應(yīng)增加,擴(kuò)散半徑取12.5 m。

2.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.2.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率

評(píng)估燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率最關(guān)鍵的就是獲取到大量可靠的歷史燃?xì)夤芫W(wǎng)失效數(shù)據(jù),在不具備當(dāng)?shù)貙?shí)際的燃?xì)夤芫W(wǎng)事故歷史數(shù)據(jù)時(shí),可以根據(jù)國(guó)外的PHMSA、EGIG 等油氣管道數(shù)據(jù)庫(kù)管網(wǎng)事故歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行估算[3]。

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)往年燃?xì)庑孤┦鹿试蚍治?主要將燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏原因歸納為腐蝕W1、第三方施工W2和自然力破壞W3三方面,三種因素對(duì)應(yīng)的重要性賦值為0.36、0.52 和0.12,則燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏可能性由下式計(jì)算：

2.2.1.1 腐蝕

燃?xì)夤艿乐饕裨诘叵?環(huán)境復(fù)雜。根據(jù)往年燃?xì)庑孤┰蚍治鼋y(tǒng)計(jì)得知,燃?xì)庑孤┲?0%的原因都和腐蝕有關(guān),因此本文主要從燃?xì)夤艿婪栏瘜颖Ｗo(hù)W11和土壤腐蝕性W12兩個(gè)角度分析燃?xì)夤艿栏g的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行評(píng)估值的確定,燃?xì)夤芫W(wǎng)W1腐蝕風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算如下：

當(dāng)燃?xì)夤艿赖姆栏瘜臃謩e是三層PE 復(fù)合涂料、煤焦油瓷漆或環(huán)氧煤瀝青、瀝青加玻璃布、防銹油漆或高密度聚乙烯和無防腐層時(shí),對(duì)應(yīng)的防腐層保護(hù)W11風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值分別為1、3、5、7和10。土壤的腐蝕性強(qiáng)弱采用土壤的電阻率fc(Ω·m)來判斷[5],電阻率越小說明腐蝕性越強(qiáng),土壤電阻率fc 在不同區(qū)間對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值如表1 所示。

表1 土壤腐蝕性W12 評(píng)估值表

2.2.1.2 第三方施工

第三方施工具有建設(shè)活動(dòng)逐年增加、施工活動(dòng)隱蔽靈活和相關(guān)監(jiān)管的缺失等特性,因此第三方施工成為了目前造成燃?xì)夤艿腊l(fā)生破壞最大的原因之一。運(yùn)維人員的巡檢可以及時(shí)注意到第三方施工中對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的破壞行為并進(jìn)行制止,完善的第三方施工管理可以從根本上降低第三方施工對(duì)燃?xì)夤艿赖钠茐穆省Ｒ虼吮疚膹娜昭簿€頻次W21和第三方施工管理W22兩個(gè)角度評(píng)估第三方施工W2對(duì)燃?xì)庑孤┑娘L(fēng)險(xiǎn)：

日巡線頻次W21對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值取值標(biāo)準(zhǔn)為：每日巡線頻次不小于5 次、4 次、2 次、不大于1 次對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值分別為1、3、5、7 和10。完善的第三方施工管理包括：進(jìn)行了管線分布交底；制定了燃?xì)庠O(shè)施保護(hù)方案；采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施[6]；燃?xì)夤具M(jìn)行了監(jiān)護(hù)工作。第三方施工管理W22風(fēng)險(xiǎn)值通過滿足上述指標(biāo)的數(shù)目確定,全部滿足、滿足三項(xiàng)、滿足兩項(xiàng)、滿足一項(xiàng)和全部不滿足對(duì)應(yīng)的第三方施工管理風(fēng)險(xiǎn)值為1、3、5、7 和10。

2.2.1.3 自然力破壞

自然力破壞W3對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的影響屬于不可抗因素,主要從惡劣天氣W31和地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性W32進(jìn)行評(píng)估：

惡劣天氣主要是指發(fā)生暴雨、洪水、地震和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害天氣發(fā)生的可能性,地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性是從該地區(qū)的地質(zhì)狀況穩(wěn)定性和是否發(fā)生過滑坡崩塌等地質(zhì)災(zāi)害判斷,考慮到惡劣天氣發(fā)生的頻率高低和地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)性目前沒有統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn),可以從該地區(qū)歷史極端天氣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析后進(jìn)行定性判斷,再根據(jù)本文的自然力破壞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估取值表進(jìn)行取值,表2。

2.2.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏事故的后果嚴(yán)重性

燃?xì)庑孤?dǎo)致的危化企業(yè)事故后果嚴(yán)重性C 主要從?；髽I(yè)的職工人數(shù)C1、固定資產(chǎn)C2和應(yīng)急管理C3進(jìn)行評(píng)估：

2.2.2.1 職工人數(shù)

?；髽I(yè)的人員規(guī)模越大,在發(fā)生事故的時(shí)候,面臨的人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)就越大,所要進(jìn)行的疏散、救援、事故后續(xù)處理工作量也會(huì)相應(yīng)增加,事故后果也會(huì)更加嚴(yán)重,對(duì)社會(huì)的惡劣影響就越大。危化企業(yè)屬于工業(yè),不同職工人數(shù)C1對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值主要依據(jù)工業(yè)企業(yè)的規(guī)模劃分,表3。

表2 自然力破壞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估取值

表3 職工人數(shù)C1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值表

2.2.2.2 固定資產(chǎn)

不同?；髽I(yè)因其工藝和產(chǎn)品的不同,其擁有的固定資產(chǎn)不能完全通過職工人數(shù)來反應(yīng),因此通過對(duì)企業(yè)固定資產(chǎn)C2的評(píng)估可以直觀的反應(yīng)安全事故對(duì)?；髽I(yè)在經(jīng)濟(jì)上可能造成的損失,其風(fēng)險(xiǎn)取值參考了國(guó)家安全事故的等級(jí)劃分,表4。

表4 固定資產(chǎn)C2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值表

2.2.2.3 應(yīng)急管理

?；髽I(yè)擁有完善的應(yīng)急管理體制,是可以在事故發(fā)生的時(shí)候極大的縮短響應(yīng)時(shí)間并開展有序的救援行動(dòng),這對(duì)減少?；髽I(yè)突發(fā)事故造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失具有不可忽視的作用。

?；髽I(yè)應(yīng)急管理C3可以通過以下4 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行判斷：制定了完善的應(yīng)預(yù)案,每年至少進(jìn)行了1 次事故演練和1 次人員應(yīng)急培訓(xùn),應(yīng)急通道保持通暢并進(jìn)行定期維護(hù)管理,應(yīng)急標(biāo)志清晰完整且應(yīng)急照明可用。應(yīng)急管理C3的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估取值也通過滿足指標(biāo)數(shù)來確定：全部滿足、滿足四項(xiàng)、滿足三項(xiàng)、滿足兩項(xiàng)和全部不滿足對(duì)應(yīng)的應(yīng)急管理風(fēng)險(xiǎn)值為1、3、5、7 和10。

2.3 燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)(表5)

燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)風(fēng)險(xiǎn)R 通過燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)S、燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率P 和燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏后果嚴(yán)重性C 相乘得到。

當(dāng)燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)危化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)R 的評(píng)估值越高表明風(fēng)險(xiǎn)越大,為了將各風(fēng)險(xiǎn)值的嚴(yán)重程度更直觀的表示出來,在對(duì)往年燃?xì)馐鹿屎臀；髽I(yè)事故統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,得到以下風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)警顏色。

表5 燃?xì)庑孤?duì)危化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)表

結(jié)束語

本文基于目前燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏隱患逐年提高、?；髽I(yè)安全運(yùn)行愈發(fā)受到關(guān)注的情況下,提供了一種燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)危化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法,該方法基于燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏對(duì)?；髽I(yè)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏概率和燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏后果嚴(yán)重性三個(gè)維度來判斷風(fēng)險(xiǎn)大小,并給出了風(fēng)險(xiǎn)值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和顏色表征,可以為實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和危化企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)提供新的思路。