基于企业关联度的化工园区定量风险评价技术研究

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从上世纪八十年代开始,我国化工行业飞速发展,截止到2012年,我国共建立了1246家各级化工园区。化工园区将大量危险源进一步积聚,形成了重大危险源联合区域,危险性急剧增大。企业间的相互合作以及产业链上下游关系使得企业间的关联性更加紧密。园区内企业间紧密关联且布局集中,一旦其中一个危险源发生事故,极有可能影响周边其他危险源,引发衍生事故,造成事故多米诺效应。  企业关联度能直接影响化工装置失效概率、危险物质分布等重要因素,因此对化工园区整体风险影响较大。开展基于企业关联度的化工园区定量风险评价技术的研究,改进现有评价技术,可以使计算得出的结果更精确,为园区重大危险源分级管理,事故应急救援预案编制、风险承载能力计算、规划方案制定、安全对策措施设置等方面提供依据。综上所述,本课题的研究具有重要的理论价值和现实意义。  本文首先采用理论分析的方法,重点研究了基于企业关联度的风险影响因素及其作用机理。确定了产业链关联对风险的影响主要是正面的,即降低了危险物质储量,减轻了事故后果;多米诺效应关联对风险的影响主要是负面的,即提高了装置失效概率。  然后对多米诺效应关联、产业链关联、风险承载体和危险物质分布不均匀性以及风险承载能力计算四个方面进行了研究。  运用蒙特卡罗模拟的方法,开发出一款计算事故连锁多米诺效应概率的软件。该软件可以计算复杂系统内每个装置在事故多米诺效应作用下的综合概率,且计算结果与理论分析方法得出的结果吻合度较高。同时详细定义了一类新的多米诺效应:工艺连锁多米诺效应,并分别研究工艺过程中各装置在不同工艺连锁多米诺效应作用下的失效概率公式。  研究了产业链对事故后果的影响机理,并运用当量系数法统一不同危险性的物质,提出产业链物质总量计算公式以及由于产业链存在而减少的物质量计算公式。  在实际情况下,化工园区内部风险承载体(人员、财产等)以及危险物质并不是平均分布在园区各处,因此本文研究了上述因素分布的不均匀性。一方面在定量风险评价过程中,提出将园区整体范围内人员及财产密度改为企业厂区范围内的人员及财产密度,这一改进有利于较为精确的计算事故造成的人员及财产损失;另一方面在化工园区风险承载能力计算过程中,提出采用仓储面积代替园区总面积的计算方法,该方法克服了原有计算方法过于强调危险物质平均分布的缺点。  最后将上述研究成果,应用于现有的定量风险评价技术,对现有评价技术进行优化改进。运用改进前后的定量风险评价技术对实例进行计算并对计算结果进行对比分析。  结果分析得出,考虑风险承载体分布不均匀性后,人员分布相对集中,造成园区整体潜在生命损失值比原有数值增长了2.48倍,且各企业由于人员密度不同,PLL值呈现较大幅度的变化。考虑事故多米诺效应对装置的影响后,装置综合失效概率增长为初始失效概率的2倍至7倍不等,且储罐区储罐越多,多米诺事故概率越高。改进后的定量风险评价技术计算出的园区整体风险水平明显上升,化工园区已建企业实际危险物质容量计算结果仅为原来的四分之一。
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