多米诺效应的定量分析.docx

多米诺效应的定量分析 0 多米诺工程事件的回顾 在危险储存区域和有危险设备的生产区，一个设备或危险单元的事故影响了相邻的单元，导致事故的传播和其他事故通常被称为“多米诺”或“连通性”事故。20世纪60年代后, 全世界范围内发生了多起严重火灾、爆炸、有毒物质泄漏的重大事故, 造成了大量人员伤亡和财产损失。 1984年11月19日墨西哥首都墨西哥城国家石油公司液化气管道泄露产生蒸气云爆炸, 引发约15次爆炸, 而爆炸产生的强烈热辐射和大量破片使站内6个球罐和48个卧罐几乎全部损毁, 站内其他设施毁损殆尽, 附近居民区受到严重影响。事故中约490人死亡, 4 000多人受伤, 另有900多人失踪, 31 000人无家可归。1997年9月14日, 印度斯坦石油化工有限公司的HPCL炼油厂发生特大火灾爆炸事故。由于一个球罐发生泄漏、燃烧并爆炸, 引发另一个球罐爆炸, 事故像多米诺骨牌一样接连发生。事故区共有25个储罐、19座建筑物被烧毁, 60多人丧生, 造成1.5亿美元财产损失。对重大事故的研究发现, 多米诺效应是引起重大事故的一个重要因素。Kourniotis等对20世纪后40年的207起重大事故进行了研究, 发现由多米诺效应引发的事故占55.07%, 可分为4类 (图1) 。 国内如1997年6月27日北京东方化工厂储罐区发生的特大爆炸和火灾事故。操作失误导致大量石脑油冒顶外溢, 挥发成可燃性气体后遇到明火引起火灾, 火灾引发邻近乙烯罐爆炸, 共造成9人死亡、39人受伤, 直接经济损失1.17亿元。2005年11月13日, 吉林石化公司双苯厂发生爆炸事故。T-102塔堵塞导致循环不畅, 处理不当后发生爆炸。爆炸破坏了邻近设备, 几个小时内至少发生4次爆炸, 超过5个罐体遭到破坏, 5人死亡, 经济损失上亿元, 同时事故造成的苯、苯胺、硝基苯等爆炸污染物和污水进入松花江, 造成重大环境污染事件。 随着现代工业的发展, 设备多样化、复杂化和危险品增加, 潜在的多米诺事故危险加大, 但是由于多米诺事故发生的小概率性、预测的不确定性和安全成本效益等问题, 人们一直不重视多米诺效应, 相关研究也较少。近年来, 随着多起多米诺事故的发生和人们对安全的进一步认识, 多米诺事故的研究逐渐受到重视。在欧洲, 为预防多米诺事故等重大事故, 采纳“Seveso-Π” (96/82/EC) 指令作为一个基础指令。多米诺事故的定性、定量风险分析为认识和管理多米诺事故提供了参考依据。将多米诺事故的定量分析法应用到现有安全评价方法中, 通过分析企业、工厂装置发生多米诺效应的频率和后果, 确定多米诺效应的风险范围, 从而更有利于工厂布局、土地使用和企业的安全管理, 对预防多米诺效应或连锁反应的发生有重要意义。 1 多米诺效应的分析方法 欧洲1996年确定的赛维索法案 (Seveso) 已成为研究多米诺事故的重要参照标准, 并在2003年对赛维索法案进行了修订, 强调对重大事故的风险分析与预防。为完善风险评价、风险控制和预防措施程序, 需在生产场所进行内部和外部多米诺事故评估, 但是由于评价标准不统一 (如安全距离的大小、是否采取热隔离或应急水覆盖等措施) , 多米诺事故评估在实际应用过程中仍存在难点。 澳大利亚Bagster和美国Pitblado给出了一种估算多米诺事故发生频率的方法, 即将多米诺事故看作初始事故和二次事故两次事故的后果, 确立最初框架模型, 如需要可进一步扩展。认为外力因素破坏设备密封性或引起泄漏, 而点火源的存在可能会引发火灾、爆炸等事故。事故源位置的确定及距事故源一定距离位置上所受的延迟影响, 都应在确定事故强度与距离关系时考虑。 加拿大Khan和印度Abbasi对火灾和爆炸等事故多米诺效应机理进行了研究, 指出引发多米诺效应的事故类型和多米诺效应的典型模式, 同时提出多米诺分析方法和相关概率模型, 并在1998年开发出重大事故的多米诺效应分析软件DOMIFFECT。 英国HSE发表了重大事故多米诺效应风险分析方法的发展报告。壳牌公司的SHELL SHEPHERD 商业软件, 已经在其公司内部用于调查多米诺效应和扩大效应因素。意大利Cozzani 等对热辐射、冲击波超压和破片3种容易导致多米诺事故发生的物理效应破坏临界标准进行了研究, 确定了目标单元在特定储存及放置状态下, 初始事故破坏二次目标单元的临界物理效应量。根据历史和试验数据建立设备的损坏概率模型, 结合脆弱性模型, 建立多米诺定量分析方法。意大利的Gubinelli和德国Hauptmanns等对事故破片的随机性和不确定性进行计算和分析, 得到容器发生爆炸后破片所能到达不同距离的概率曲线, 同时也对抛射碎片引起的多米诺效应进行了研究。比利时的Delvosalle等建立DOMINO