摘要：本文根據(jù)加油站安全評(píng)價(jià)實(shí)踐，運(yùn)用重大危險(xiǎn)源快速評(píng)價(jià)理論和巖土中爆炸的研究成果，對(duì)我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)汽車加油站重大危險(xiǎn)源分級(jí)管理與風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行了應(yīng)用性研究，得出了我國現(xiàn)行加油站重大危險(xiǎn)源屬于四級(jí)重大危險(xiǎn)源，并提出了加油站風(fēng)險(xiǎn)控制指標(biāo)體系和控制程度判定意見。?

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；重大危險(xiǎn)源；加油站

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汽車加油站是基層政府和安全評(píng)價(jià)人員經(jīng)常遇到的重大危險(xiǎn)源單位。如何在較科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行重大危險(xiǎn)源分級(jí)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制狀態(tài)的評(píng)判，無論在理論和實(shí)踐上都具有重要的意義。

1、危險(xiǎn)物質(zhì)特性及臨界量

加油站儲(chǔ)存的90#、93#、97#等車用汽油屬于《重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》（GB18218—2000）中規(guī)定的第2類（易燃物質(zhì)）中的低閃點(diǎn)易燃物質(zhì)（閃點(diǎn)[閉口]為-24°）的第11種，儲(chǔ)存場(chǎng)所臨界量為20T；而車用0#等柴油屬于高閃點(diǎn)易燃液體（閃點(diǎn)[閉口]為55°），未列入《重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》（GB18218—2000）危險(xiǎn)物質(zhì)中，但在加油站重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)也應(yīng)給予相應(yīng)的關(guān)注。

2、重大危險(xiǎn)源類別

原國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國家煤礦安全監(jiān)察局《關(guān)于開展重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理工作的指導(dǎo)意見》（安監(jiān)管協(xié)調(diào)字[2004]56號(hào)）將重大危險(xiǎn)源分為7大類。加油站屬于第1類易燃、易爆、有毒物質(zhì)的儲(chǔ)罐區(qū)（儲(chǔ)罐）中的可燃液體儲(chǔ)罐區(qū)（儲(chǔ)罐）重大危險(xiǎn)源。按照國家現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，加油站油品儲(chǔ)罐應(yīng)為直接埋地方式。

3、周圍環(huán)境影響

加油站一般選在交通便利的地方，宜靠近城市道路，但不宜選在城市干道的交叉路口附近。一級(jí)加油站不應(yīng)建在城市建成區(qū)內(nèi)。離居民住宅、生產(chǎn)單位、機(jī)關(guān)團(tuán)體、公共場(chǎng)所、交通要道或其他重要公共建筑等應(yīng)按照國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求保持安全防火間距或采取安全防護(hù)措施。

加油站因工藝管線泄漏或加油作業(yè)操作不當(dāng)，形成油蒸氣遇明火或高溫，引發(fā)火災(zāi)，由于其燃燒物質(zhì)質(zhì)量有限，其后果比較而言較輕。加油站油罐內(nèi)油品是重大危險(xiǎn)源所在，一旦失控，可能釀成重大事故。

加油站油罐埋地設(shè)置后有效地預(yù)防甚至杜絕了地上油罐可能因泄漏、油蒸氣等引發(fā)火災(zāi)事故的可能性。從有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料分析，近年來汽車加油站埋地油罐幾乎未發(fā)生過因泄漏、油蒸氣等引發(fā)的火災(zāi)事故。

埋地油罐如果發(fā)生爆炸，主要是因罐內(nèi)油品蒸氣達(dá)到爆炸極限，形成爆炸性混合氣體，遇靜電火花、明火、高溫、雷電等引起的。埋地油罐爆炸事故，只要嚴(yán)格按照《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》的規(guī)定，在防雷電、防靜電、防電火花、防明火、防高溫、防泄漏漫溢等方面安全技術(shù)措施到位后，其發(fā)生概率很小。同時(shí)，埋地油罐因?yàn)樵谕寥乐斜?，周圍的土壤要吸收一部分爆炸能量，爆炸波在地下衰減的較快，對(duì)地面影響范圍小。爆炸后，罐體上部所覆蓋的砂土和四周充填的砂土均可起到滅火和消減爆炸性混合氣體形成的作用，使其難以形成液池火災(zāi)，而發(fā)生二次或伴生火災(zāi)，有效的降低了事故后果。所以埋地油罐即使因明火或高溫等火源發(fā)生爆炸，其后果的嚴(yán)重性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地上油罐。

因此，加油站應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用油罐直接埋地，嚴(yán)禁設(shè)在室內(nèi)或地下室內(nèi)。

重大危險(xiǎn)源快速評(píng)價(jià)方法主要依據(jù)重大危險(xiǎn)源可能導(dǎo)致的事故后果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以預(yù)測(cè)事故發(fā)生的死亡半徑為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，以死亡半徑的大小進(jìn)行重大危險(xiǎn)源的分級(jí)。

1、評(píng)價(jià)原則與假設(shè)條件

重大危險(xiǎn)源快速評(píng)價(jià)方法遵循最大危險(xiǎn)原則和概率求和原則。即如果危險(xiǎn)源具有多種危險(xiǎn)物質(zhì)或多種事故形態(tài)，按后果最嚴(yán)重的危險(xiǎn)物質(zhì)或事故形態(tài)考慮；如果一種危險(xiǎn)物質(zhì)具有多種事故形態(tài)，且它們的事故后果相差懸殊，則按后果最嚴(yán)重的事故形態(tài)考慮。如果一種危險(xiǎn)物質(zhì)具有多種事故形態(tài)，且它們的事故后果相差不太懸殊，則按統(tǒng)計(jì)平均原理估計(jì)總的事故后果考慮。在估算事故后果時(shí)，假設(shè)事故的傷害效用是各向同性，且無障礙物；傷害區(qū)域以單元的中心為圓心、以傷害半徑為半徑的圓形區(qū)域。

2、事故后果計(jì)算模型的確定

加油站可能發(fā)生的事故中以埋地油罐爆炸后果為最嚴(yán)重。其原因是油罐內(nèi)油品氣化形成混合性爆炸氣體并達(dá)到爆炸極限，遇明火或高溫造成的。因此，適用蒸氣云爆炸的傷害模型。可采用范登伯格（Van den Berg）和蘭諾伊（Lannoy）估計(jì)蒸氣云爆炸的TNT當(dāng)量W_TNT的公式。

加油站埋地油罐普遍埋設(shè)在砂質(zhì)土壤中，發(fā)生爆炸應(yīng)屬于在砂質(zhì)亞粘土中的爆炸，其對(duì)周圍人員和建筑物的傷害主要決定于埋地油罐爆炸沖擊波和爆炸振動(dòng)速度。由于埋地油罐爆炸和地上油罐爆炸的爆炸能量及危害后果是不同的，當(dāng)埋地油罐爆炸時(shí)，周圍的土壤要吸收一部分能量，爆炸的影響范圍比較小。就爆炸后果來看，儲(chǔ)罐設(shè)置在地下要比在地上安全。根據(jù)有關(guān)研究資料，埋地儲(chǔ)罐爆炸其死亡半徑、重傷半徑、輕傷半徑、安全距離分別相當(dāng)于地上儲(chǔ)罐的74.5%、57.6% 、46.9% 、40.7%；隨著傷害程度的減輕，埋地儲(chǔ)罐在砂質(zhì)土壤中爆炸與地上儲(chǔ)罐在空氣中爆炸之比成遞減規(guī)律。

因此，如果仍運(yùn)用現(xiàn)有的地上油罐重大事故后果的評(píng)價(jià)方法如易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法、重大事故后果分析方法、火災(zāi)爆炸指數(shù)法等對(duì)埋地油罐罐內(nèi)油蒸氣爆炸后果進(jìn)行估算，誤差將會(huì)很大。因此，應(yīng)從能量釋放的角度出發(fā)，以巖土中的爆炸理論為基礎(chǔ)，利用爆破技術(shù)中已經(jīng)得出的結(jié)論，來研究埋地油罐爆炸事故的爆炸能量及危害后果。目前可以應(yīng)用G.M萊克霍夫關(guān)于在砂質(zhì)亞粘土中爆炸試驗(yàn)得到的爆炸沖擊波與距離的關(guān)系式進(jìn)行估算，能較近似的模擬出埋地油罐爆炸事故傷害結(jié)果。為政府和企業(yè)編制事故應(yīng)急預(yù)案，進(jìn)行汽車加油站儲(chǔ)油罐重大危險(xiǎn)源管理提供較為科學(xué)的依據(jù)。

1、計(jì)算公式

根據(jù)爆炸力學(xué)理論，采用范登伯格（Van den Berg）和蘭諾伊（Lannoy）TNT當(dāng)量法，將其他易燃、易爆物質(zhì)轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的X千克當(dāng)量TNT，來描述爆炸事故的威力，即能量釋放程度（爆炸能量）。認(rèn)為某次爆炸事故造成的破壞狀況與X千克TNT爆炸造成的破壞狀況相當(dāng)。就可以利用長時(shí)間以來軍事上積累的大量的TNT藥量與目標(biāo)破壞程度之間關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出危害程度。計(jì)算公式如下：

W_TNT=а·Q_f/Q_TNT·W_f

式中：W_TNT—蒸氣云的TNT當(dāng)量，㎏；

а—蒸氣云的當(dāng)量系數(shù)，通常取4%；

Q_f—燃料的燃燒熱，MJ/㎏；查美國DOW公司火災(zāi)爆炸指數(shù)法附錄《物質(zhì)系數(shù)和特性》表并換算，汽油為43.7 MJ/㎏，柴油為43.5 MJ/㎏；

Q_TNT—TNT的爆炸熱，4.52 MJ/㎏；

W_f—蒸氣云爆炸中燃燒掉的總質(zhì)量，㎏。

2、埋地儲(chǔ)油罐爆炸能量計(jì)算

車用汽油爆炸極限，根據(jù)有關(guān)資料爆炸下限為1%，上限為8%；柴油爆炸下限為0.6%，上限為6.5%。埋地儲(chǔ)罐爆炸一般是罐內(nèi)油品蒸氣形成爆炸性混合氣體，遇到明火或高溫等火源發(fā)生爆炸。因此應(yīng)以油罐容積為限，計(jì)算其達(dá)到爆炸極限時(shí)油品蒸氣的爆炸能量。

已知汽油相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干空氣的密度為3.5。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干空氣密度為1.293㎏/m3。（柴油爆炸能量為汽油的50%，按照最大危險(xiǎn)原則考慮，可按50%比例折合成汽油計(jì)算。）

設(shè)油罐容積為X，且假設(shè)整個(gè)儲(chǔ)罐為一個(gè)點(diǎn)爆炸源。設(shè)1m3達(dá)到爆炸極限的汽油蒸氣質(zhì)量為в，則有：

в_下=3.5×1.293×1%=0.045255，

в_上=3.5×1.293×8%=0.36204

代入上式，則

W_f=X·в。

根據(jù)已知條件，可對(duì)現(xiàn)國家規(guī)定的一、二、三級(jí)汽車加油站地下儲(chǔ)油罐可能的爆炸能量計(jì)算如下：

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1、計(jì)算公式

如前所述，埋地儲(chǔ)罐爆炸沖擊波計(jì)算應(yīng)采用巖土爆破研究的有關(guān)成果，結(jié)合埋地儲(chǔ)油罐屬于沙土覆蓋和充填，采用G.M萊克霍夫的研究成果。萊克霍夫?qū)τ谏百|(zhì)土壤中的沖擊波超壓，有

△P_m=8〔R/(W_TNT)^1/3〕^-3

式中：△P_m—爆炸沖擊波超壓，㎏f/cm2；

R—爆心到所研究點(diǎn)的距離，m；

W_TNT—蒸氣云的TNT當(dāng)量，㎏。

根據(jù)上式，

R=〔8 W_TNT /△P_m〕^1/3

2、埋地儲(chǔ)油罐爆炸沖擊波對(duì)人員傷害范圍計(jì)算