定量风险评价方法在化工园区项目安全准入制度中的应用

梁珊(北京国石安康科技有限公司，北京 100101)

0 引言

现阶段化工园区的建设和发展已成为推动地方产业布局调整、吸引投资、带动区域经济发展的重要动力。一方面在实现资源优化配置的同时，可以从总体上对于各类危险化学品及危险化学工艺实现有效监控和统一管理，加强应急资源储备及应急救援能力联合，为产业发展创造优越的环境和条件。另一方面，随着近年来化工园区的建设规模和生产储存装置不断扩大，化工企业内生产、储存、使用易燃易爆、有毒、有害化学品，涉及数量较大，同时企业之间关联度越来越高，企业布局及隐患问题不断加深，使得化工园区重大危险源集中，风险管控难度加大，事故时有发生，对安全生产和管理带来了极大压力。

全球发达国家自上世纪70 年代开始研究土地使用的安全规划问题，并取得了明显的应用效果。目前，美国、加拿大、澳大利亚、欧盟等国家，主要采用“基于后果”和“基于风险”的两种评价方法，支持土地使用的安全规划决策。“基于后果”的方法是基于研究对象可能发生的事故场景后果影响范围的评估，以火灾、爆炸、中毒等事故后果的物理阈值(如扩散距离、面积、热辐射、超压强度影响范围)作为规划依据，但此方法没有考虑事故可能性。“基于风险”的方法是综合评估研究对象事故后果“严重度”和“可能性”，以“个人风险”和“社会风险”两个指标作为规划依据，更加全面地分析安全风险各方面因素。自1974 年起，定量风险评价(QRA)方法由拉姆逊教授(Rasmussen)应用于美国民用核电站安全性评估后得以广泛应用。目前，定量风险评价在土地使用安全规划、项目风险管理、应急救援以及保险行业中都具有重要的实用价值[1]。

我国各级政府及相关部门高度重视化工园区的安全生产工作，国务院安委会办公室于2012 年8 月7 日发布《关于进一步加强化工园区安全管理的指导意见》(安委办(2012)37 号)，要求“化工园区要树立安全风险意识，科学评估园区安全风险，提出消除、降低或控制安全风险的对策措施，已建成投用的园区每5 年要开展一次园区整体性安全风险评估”[2]。“十三五”期间，推进化工园区和涉及危险化学品的重大风险功能区区域定量风险评估是安全生产工作的一项重要工作。在化工区整体性安全风险评估和安全规划中，定量风险评价(QRA)可应用于土地利用规划、事故后果预测、项目安全准入门槛等多方面，为决策者提供参考依据。在充分考虑化工园区相关企业产业链的科学性和安全性的情况下，把符合园区总体规划和产业规划，构成上下游产业链需求、符合区域安全生产标准和园区安全风险容量要求作为危险化学品企业准予入驻的前置条件，建立安全准入门槛，通过筛选入驻危险化学品企业，大力支持产业相匹配、工艺设备先进的企业建设，严格禁止限制或淘汰类工艺、设备设施和自控水平落后、本质安全水平低的项目入驻建设。这对有效预防区域性重大事故发生具有重要的理论价值和指导意义。

1 定量风险评价方法简介

1.1 区域性定量风险评价的指标及模型

区域性定量风险评价的核心指标为“整体个人风险”和“整体社会风险”。

“整体个人风险”是指区域内不同危险源在某一固定位置累计造成人员个体死亡的概率，可由式FK,oFEFMPwPiVK(x,y) 计算而得。

“整体社会风险”是指能够引起大于或等于N 人死亡的所有不同危险源的事故累积频率(F)[2,3]，可由式FK,oFEFMPwPi，n≥N 计算而得。

上述公式中，R(x，y)表示区域地理位置(x，y)处产生的个人风险；FN为造成N 人以上死亡的累计频率；FK，o为第K 个设备失效概率；FE为设备修正系数；FM为安全管理、人员修正系数；Pw为气象条件概率；Pi为点火源的点火概率；VK(x,y)为第K个危险源在位置(x,y)处引起个体死亡的概率，K 为设备泄漏事件的个数；W 为气象条件的个数；i 为点火源的个数；n 为死亡人数。

“整体个人风险”体现为区域地理图上的风险等值线[2,3](如图l 所示)；“整体社会风险”和区域内人口密度和人口分布情况密切相关，体现为累计频率FN与死亡人数N 之间作曲线(如图2 所示)[3,4]。

另外，社会风险还有一个重要指标—潜在生命损失值[5]，是特定区域内每年人员死亡数。

图1 个人风险等值线示意图Figure 1 Schematic diagram of personal risk contour

图2 社会风险曲线示意图Figure 2 Schematic diagram of social risk curve

1.2 区域性定量风险评价准则

目前，国内外常采用ALARP(AsLowAsReasonablePractice)原则作为风险可接受原则。“ALARP”原则是指通过两个风险分界线将整体风险划分为3 个区，包括可容许区、合理可行的最低限度区(ALARP)和不可容许区(图3)。“ALARP”原则的两个风险分界线分别是可接受风险水平线和可忽略风险水平线。合理可行的最低限度区(ALARP)通常也称为尽可能降低区，表示相关危险源在合理可行的情况下应尽可能采取安全措施降低风险，只有当减少风险的措施不可行或资金投入过大但风险减少不明显时，风险才是可容忍的。

图3 ALARP原则Figure 3Principle of ALARP

我国已制定个人风险和社会风险标准，《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全生产监督总局令〔2011〕第40 号，国家安全生产监督总局令〔2015〕第79 号修订)和《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》(GB 36894—2018)对我国危险化学品企业个人风险和社会风险进行相关要求。

1.2.1 个人风险容许标准

依据《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》(GB 36894—2018)，危险化学品生产装置和储存设施周边防护目标所承受的个人风险应不超过表1 中个人风险基准的要求。

1.2.2 社会风险容许标准

Current–voltage characteristics were described by the thermionic emission theory[20]

通过定量风险评价，危险化学品企业产生的社会风险应满足图4 中所示的可容许社会风险标准要求。

表1 中国制定的个人风险基准Table 1 Personal risk benchmark established in China

2 应用实例

某市精细化工园区新建甲类厂房，为小微企业提供设施完善、成本低廉的生产环境，提供装置检维修、抢修服务，公用设施包括仓库、办公楼、泵房、变配电室以及门卫等，助力小微企业的发展。拟入驻企业涉及较多易燃、易爆物品储罐，易发生火灾、爆炸等事故，而且相邻企业之间厂房安全距离已设定，为了避免事故发生多米诺效应加大事故后果的严重性，降低多米诺事故发生的概率，在通过充分了解拟入驻企业生产工艺危险、有害因素的基础上，对拟入驻企业进行危险化学品“两重点一重大”辨识、分析可能发生的事故类型、计算事故后果和影响范围分析，采用定量风险评价(QRA)方法，对拟入驻企业进行筛选。在正确处理招商引资与企业安全准入关系的基础上，制定厂房企业安全准入制度，规范企业安全准入程序，严格项目准入条件。

在该风险评价对象研究过程中，根据各拟入驻企业提供的工艺操作条件及设备设施参数，采用定量风险评价软件，选取最大可信事故场景进行事故预测、模拟和分析。

(1)经事故模拟结果分析，凡是多米诺事故半径超出甲类厂房设计防火间距的企业，均不可入园，为入驻厂房企业安全准入门槛的限定提供参考依据。

(2)从入驻项目个人风险计算结果可见：依据《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》(GB 36894—2018)，拟入驻项目1×10-5、3×10-6风险等值线内无高敏感防护目标、重要防护目标、一般防护目标中的一类防护目标、二类防护目标，风险可接受。但3×10-7个人风险等值线覆盖范围较广，拟入驻项目周围企业按照一般防护目标中的三类防护目标进行防护，则表明该风险不可接受，进而说明各企业之间存在相互影响。

图4 中国制定的社会风险标准Figure 4 Social risk standards formulated by China

图5 整体个人风险计算结果Figure 5 personal risk calculation results

图6 整体社会风险计算结果Figure 6 Social risk calculation results

(4)评估过程还对各企业的事故后果影响范围，PLL 累积结果以及各企业自身的社会风险结果进行对比分析，通过筛选，18 家拟入驻企业中有3 家具有涉及到重点监管工艺、涉及危险化学品种类和危险性大、潜在生命损失(PLL)累计值超过1×10-5、社会风险值高等特点的企业，事故后果影响范围远大于甲类厂房间防火间距，且个人风险较大，社会风险值趋于不可接受或在尽可能降低区，对整体个人风险和社会风险影响最大。

因此，该项目建设单位撤销3 家企业的入园意向签约，随后建立了入园企业准入和退出机制，设立了园区安全准入门槛，入驻项目安全准入至少包括以下内容：

①入驻企业要遵守国家和地方法律法规，并持续改进；

②入驻企业要严格履行安全许可手续，按程序办事；凡入驻企业，应依法实施建设项目安全条件审查，严格进行安全设计管理，严格控制涉及剧毒化学品生产企业的建设项目，从严审批涉及“两重点一重大”生产储存装置的建设项目。

③入驻企业要开展精细化工反应安全风险评估；

④入驻企业要开展安全标准化达标活动；

⑤入驻企业要对采用危险化工工艺的装置进行HAZOP分析和SIL 分析；

⑥入驻企业类型要符合精细化工产业发展方向，在园区产业链确定的项目之内；

⑦项目引入时进行定量风险评估，确定项目个人风险和社会风险；

⑧入驻企业到周边厂房的安全防护距离满足甲类厂房防火间距要求；

⑨入驻企业到周边企业的个人风险值控制在1×10-5以下；

⑩入驻企业到居民区等高密度场所的个人风险值控制在3×10-6以下；

⑪入驻企业到高敏感场所的个人风险值控制在3×10-7以下；

⑫危险品道路运输产生的个人风险必须小于1×10-4。

3 结语

化工园区要科学健康、可持续发展，引进企业则要有能力跨越合理的准入门槛。在充分考虑化工园区相关企业产业链的科学性和安全性的情况下，把符合园区总体规划和产业规划，构成上下游产业链需求、符合区域安全生产标准和园区安全风险容量要求作为危险化学品企业准予入驻的前置条件，建立安全准入门槛，通过筛选入驻危险化学品企业，大力支持产业相匹配、工艺设备先进的企业建设，严格禁止限制或淘汰类工艺、设备设施和自控水平落后、本质安全水平低的项目入驻建设。定量风险评价(QRA)方法为化工园区优化引入项目提供了理论基础和技术方法，对制定项目安全准入制度工作具有一定的技术支撑作用。