CASST-QRA軟件在液氨制冷企業(yè)中的應(yīng)用

馮秀龍

（上海賽源環(huán)境檢測技術(shù)有限公司，上海 201799）

近年來隨著社會發(fā)展，物流企業(yè)供應(yīng)鏈中危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)一旦發(fā)生事故給企業(yè)和社會帶來的危害十分嚴(yán)重。本文運(yùn)用CASST-QRA軟件計(jì)算分析屬于供應(yīng)鏈中的制冷企業(yè)在使用液氨的制冷機(jī)房構(gòu)成的危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源一旦發(fā)生事故后的影響范圍，并以此判斷帶來的社會風(fēng)險(xiǎn)和個人風(fēng)險(xiǎn)是否滿足國家規(guī)范。

1 企業(yè)基本情況

某企業(yè)為一家大型供應(yīng)鏈冷庫企業(yè)，主要擔(dān)任著國家交給的中央儲備肉任務(wù)，其擁有2棟大型冷庫（冷庫1和冷庫2）和一棟制冷機(jī)房，冷庫采用液氨制冷方式提供冷源。

2 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識

2.1 單元劃分

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》（GB18218—2018）第3.5條，第3.6條，第4.1.1條中對于危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源、生產(chǎn)單元、儲存單元的定義對該企業(yè)涉及氨的構(gòu)建筑物進(jìn)行單元劃分[1]。

該企業(yè)制冷機(jī)房、冷庫1、冷庫2使用了氨作為制冷劑，制冷機(jī)房通過氨管道向冷庫1、冷庫2輸送制冷劑（氨氣），并在通向冷庫1、冷庫2的氨管道入口處各設(shè)置了一個切斷閥，根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》第3.5條：“生產(chǎn)單元為危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)、加工及使用等的裝置及設(shè)施，當(dāng)裝置及設(shè)施之間有切斷閥時，以切斷閥作為分隔界限劃分為獨(dú)立的單元”。因此將冷庫1、冷庫2、制冷機(jī)房分為獨(dú)立的3個生產(chǎn)單元進(jìn)行危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識。

表1 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源單元劃分

2.2 重大危險(xiǎn)源辨識及分級

2.2.1 重大危險(xiǎn)源控制物質(zhì)的確定

依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識》（GB18218—2018）中表1、表2，最終確定危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源控制物質(zhì)：氨。

2.2.2 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識

（1）冷庫1

冷庫1氨管道中存在的氨以氣相形式存在，氨管道長度約為1 300m，其管徑為325mm，工作壓力為1.0MPa到0.1MPa，本文以冷庫中氨氣可能存在的最大量進(jìn)行計(jì)算，故以工作壓力1.0MPa下氨氣的存在量進(jìn)行重大危險(xiǎn)源判斷，經(jīng)查氨氣在工作壓力1.0MPa，其密度為7.07kg/m3，因此冷庫1氨管道中氨的存在量為：

3.14 ×0.325/2×0.325/2×1.3×7.07=0.76t

冷庫1重大危險(xiǎn)源物質(zhì)的最大存在量詳見表2。

表2 冷庫1重大危險(xiǎn)源物質(zhì)（氨）的最大存在量一覽表

經(jīng)過辨識，冷庫1未構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源。

（2）冷庫2

冷庫2氨管道中存在的氨以氣相形式存在，氨管道長度約為1 385m，其管徑為325mm，工作壓力為1.0MPa到0.1MPa，本文以冷庫中氨氣可能存在的最大量進(jìn)行計(jì)算，故以氨管道長度1 385m，管徑325mm，工作壓力1.0MPa下氨氣的存在量進(jìn)行重大危險(xiǎn)源判斷，經(jīng)查氨氣在工作壓力1.0MPa，其密度為7.07kg/m3，因此冷庫1氨管道中氨的存在量為：

3.14 ×0.325/2×0.325/2×1.385×7.07=0.812t

冷庫2重大危險(xiǎn)源物質(zhì)的最大存在量詳見表3。

表3 冷庫2重大危險(xiǎn)源物質(zhì)（氨）的最大存在量一覽表

經(jīng)過辨識，冷庫2未構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源。

（3）制冷機(jī)房

制冷機(jī)房中氨以液氨的方式存在，共儲存于4個儲氨器中，每個儲氨器的容積為4.98m3，低壓循環(huán)桶（4m3共3臺，8m3共2臺），制冷機(jī)房重大危險(xiǎn)源物質(zhì)的設(shè)計(jì)最大量詳見表4。

表4 制冷機(jī)房重大危險(xiǎn)源物質(zhì)（液氨）的設(shè)計(jì)最大量一覽表

經(jīng)過辨識，制冷機(jī)房構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源。

因此：該企業(yè)屬于危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)的場所為制冷機(jī)房。

2.2.3 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源分級

根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》安監(jiān)總局[2011]第40號令[2015修訂]的要求，對構(gòu)成危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的制冷機(jī)房進(jìn)行重大危險(xiǎn)源分級。重大危險(xiǎn)源分級采用校正系數(shù)校正后的比值之和R作為分級指標(biāo)。

該企業(yè)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源（制冷機(jī)房）分級結(jié)果見表5。

表5 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源分級表

通過對制冷機(jī)房重大危險(xiǎn)源進(jìn)行分級可知，其重大危險(xiǎn)源等級為三級。

3 個人風(fēng)險(xiǎn)和社會風(fēng)險(xiǎn)估算

對該公司的個人風(fēng)險(xiǎn)和社會風(fēng)險(xiǎn)的估算是依據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》附件2中“可容許風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定。摘錄其部分內(nèi)容如下：

3.1 可容許個人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)[2]

個人風(fēng)險(xiǎn)是指單位時間內(nèi)的個體死亡率，即因危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源各種潛在的火災(zāi)、爆炸、有毒氣體泄漏事故造成區(qū)域內(nèi)某一固定位置人員的個體死亡概率。一般使用個人風(fēng)險(xiǎn)等值線表示。

通過定量風(fēng)險(xiǎn)評價，危險(xiǎn)化學(xué)品單位周邊重要目標(biāo)和敏感場所承受的個人風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)滿足表6中可容許風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表6 可容許個人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 可容許社會風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)

社會風(fēng)險(xiǎn)一般用社會風(fēng)險(xiǎn)曲線（F-N曲線）表示，即指能夠引起大于等于N人死亡的事故累積頻率（F），也即單位時間內(nèi)（通常為年）的死亡人數(shù)。

可容許社會風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)采用ALARP原則作為可接受原則。如圖1所示。

圖1 可容許社會風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（F-N）曲線

4 運(yùn)用CASST-QRA軟件模擬事故后果

運(yùn)用CASST-QRA軟件模擬該企業(yè)危險(xiǎn)性最大的8m3低壓循環(huán)桶發(fā)生泄漏的事故后果。

4.1 CASST-QRA軟件計(jì)算過程

依次在CASST-QRA軟件中載入企業(yè)地圖并確定實(shí)際距離，載入氣象信息、填寫危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源信息（危險(xiǎn)源類別、儲罐數(shù)量、容積、工作壓力、工作溫度、采取的安全防護(hù)設(shè)計(jì)類型、儲存物質(zhì)等信息）、項(xiàng)目周邊的調(diào)查情況（如人數(shù)分布）等信息。

4.2 結(jié)果輸出

通過CASST-QRA軟件自動計(jì)算出8m3低壓循環(huán)桶在各種情況的不同災(zāi)害模式下的事故后果。其結(jié)果如表7所示。

表7 不同泄漏模式下事故后果模擬結(jié)果

由表7可知，當(dāng)8m3低壓循環(huán)桶發(fā)生整體破裂和容器大孔泄漏時造成的危害最大，其死亡半徑可以達(dá)到162m，重傷半徑能達(dá)到232m，輕傷半徑范圍也可以達(dá)到312m。

4.3 個人風(fēng)險(xiǎn)及社會風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）個人風(fēng)險(xiǎn)分析

通過CASST-QRA軟件中“風(fēng)險(xiǎn)評估”菜單下的“風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果輸出——＞個人風(fēng)險(xiǎn)等值線”可以自動繪制出出個人風(fēng)險(xiǎn)等值線，如圖2所示。

圖2 個人風(fēng)險(xiǎn)等值線

（最外圈 1為：10-8風(fēng)險(xiǎn)值 中間圈 2為：10-7風(fēng)險(xiǎn)值 最內(nèi)圈 1為：10-6風(fēng)險(xiǎn)值）

通過圖2可知，《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》（安監(jiān)總局[2011]第40號令[2015修訂]）附件2中“表6 可容許個人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)”所列的“重要目標(biāo)和敏感場所”都不在個人風(fēng)險(xiǎn)等值線內(nèi)，因此該企業(yè)制冷機(jī)房的個人風(fēng)險(xiǎn)滿足可容許個人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）社會風(fēng)險(xiǎn)分析

通過CASST-QRA軟件中“風(fēng)險(xiǎn)評估”菜單下的“風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果輸出——＞社會風(fēng)險(xiǎn)曲線”自動繪制出社會風(fēng)險(xiǎn)（F-N）曲線，如圖3所示。

圖3 社會風(fēng)險(xiǎn)（F-N）曲線

通過圖3可知，該企業(yè)的社會風(fēng)險(xiǎn)（F-N）曲線在“可容許區(qū)”內(nèi)，因此其社會風(fēng)險(xiǎn)可接受。

4.4 CASST-QRA分析結(jié)論

運(yùn)用CASST-QRA軟件分析可知，《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》（安監(jiān)總局[2011]第40號令[2015修訂]）附件2“表6 可容許個人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)”所列的“重要目標(biāo)和敏感場所”都不在該企業(yè)的個人風(fēng)險(xiǎn)等值線內(nèi)，所以該企業(yè)的個人風(fēng)險(xiǎn)滿足可容許個人風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求；該企業(yè)的社會風(fēng)險(xiǎn)（F-N）曲線在“可容許區(qū)”內(nèi)，因而其社會風(fēng)險(xiǎn)可接受。

5 結(jié)論

在運(yùn)用CASST-QRA軟件計(jì)算該企業(yè)制冷機(jī)房危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的個人風(fēng)險(xiǎn)和社會風(fēng)險(xiǎn)的過程中，通過前期數(shù)據(jù)導(dǎo)入或填寫后能自動計(jì)算個人風(fēng)險(xiǎn)和社會風(fēng)險(xiǎn)，并可以將個人風(fēng)險(xiǎn)和社會風(fēng)險(xiǎn)以圖表的形式導(dǎo)出，提高了計(jì)算效率，直觀地反映了個人風(fēng)險(xiǎn)的影響范圍和社會風(fēng)險(xiǎn)（F-N）曲線所落區(qū)域。