化工园区事故风险评估方法及应用研究

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1、摘要摘要近三十年来，我国化工园区快速发展，虽然化工园区实现了资源配置的合理优化，促进了化工行业的持续发展，但是布局规划不合理、风险管控不到位等问题增加了化工园区的潜在事故风险。化工园区聚集着大量的危险源，一旦发生事故将会造成严重后果。为了保障化工园区的安全运营，避免重特大事故的发生，应该预先评估化工园区的事故风险，继而采取针对性措施降低园区的风险水平。因此，研究化工园区事故风险评估方法具有重要的实际意义。本文根据近几年化工事故数据和典型事故案例，分析化工行业的风险特征，以化工园区中化工生产、人员密集场所和油气设施为典型事故风险评估单

2、元，确定12个重点风险评估对象，在此基础上研究适用于3类典型风险评估单元和化工园区整体的风险评估方法，利用ArcGIS软件实现不同单元和园区整体的风险可视化，选取某城市的化工园区对上述方法进行实例验证。主要研究内容和结论如下：（1）在化工事故数据分析和典型事故案例研究的基础上，将化工园区划分为化工生产、人员密集场所、油气设施3类典型事故风险评估单元。化工生产单元包括危险化学品生产、储存、使用企业，涉氨、涉氯企业；人员密集场所单元包括办公楼、职工宿舍、食堂；油气设施单元包括输油管道、天然气管道、加气站、加油站。2011—2015年全国

3、化工事故起数和死亡人数统计数据分析结果表明：1）在全国石化行业总产值逐年上升的背景下，2011—2015年全国化工事故起数和死亡人数呈逐年下降趋势；2）高温、低温季节是事故多发期，东南沿海是事故多发区域；3）中毒和窒息、爆炸、高处坠落是事故多发类型，基本化工原料、煤化工、精细化工是事故多发行业；4）布局规划不合理、企业安全投入不到位、应急救援不及时是导致重特大化工事故发生的共性原因。（2）针对化工生产单元，提出了多级流模型（MFM）初始事件发生概率计算方法；针对人员密集场所单元，提出了火灾发生概率和严重程度相结合的火灾风险评价方法；

4、针对油气设施单元，提出了输油管道和天然气管道的事故后果伤害形式、计算模型和伤害准则。对比分析英国、美国、荷兰和我国的个人、社会风险可接受准则，依据我国的个人风险可接受准则提出了化工生产和油气设施单元的风险分级方法。依据建筑物消防设施配备情况，提出了人员密集场所单元的风险分级方法。（3）在建立化工园区整体风险评估流程的基础上，构建了基于3类典型单元风险累加运算的化工园区整体风险评估方法，开发了化工园区事故风险评估软件。分别构建了基于潜在生命损失（PLL）的化工园区风险值评估方法和基于层I中国矿业大学（北京）博士学位论文次分析法（AHP

5、）的模糊综合化工园区风险排序值评估方法，实现了化工园区整体风险值和风险排序值的计算。PLL风险评估方法选取潜在生命损失作为化工园区的整体风险量化指标，通过3类典型风险评估单元的个人风险，得到各单元的潜在生命损失，累加得到化工园区的整体风险值。基于3类风险评估单元及其包括的重点评估对象，建立化工园区事故风险评估指标，运用层次分析法得到指标的权重值，结合3类典型风险评估单元的风险等级计算不同评估对象的风险排序值，分析其对化工园区重大事故风险的影响。基于上述模型，开发了化工园区事故风险评估软件，实现了化工园区事故风险评估指标权重值的计算以

6、及化工园区整体事故风险排序值的计算。（4）建立了化工园区GIS风险地图，实现了上述单元风险评估和化工园区整体风险评估风险计算结果的可视化。运用ArcGIS软件建立了点、线、面3个不同维度的化工园区事故风险地图图层，分别对应显示企业、风险评估单元和化工园区的风险。设计了风险地图总体架构、评估单元标识、风险等级标识和图层信息列表，实现了不同风险评估单元、不同风险等级的图层叠加。将企业的空间地理信息和风险信息相结合，直观呈现企业的地理位置、坐标、风险等级和名称等基本情况。（5）实例应用研究。选取城市A不同区域的7个化工园区对本文提出的化工

7、园区事故风险评估方法进行实例验证。结果表明，本文提出的化工园区事故风险评估方法可实现对园区内典型设施和人员密集场所的风险评估，为化工园区事故预防提供技术依据。本文的创新点为：（1）提出了多级流模型初始事件发生概率计算方法；（2）建立了基于潜在生命损失的化工园区风险值评估模型；（3）建立了基于层次分析法的模糊综合化工园区风险排序值评估模型。关键词：化工园区、事故预防、安全管理、风险评估、风险地图IIAbstractAbstractInrecentyears,alargenumberofchemicalindustryparkshave

8、beenbuiltinChinawitharapidtrend,whichachievesarationalallocationofresourcesandpromotesthesustainabledevelopmentofthec