王曉玉

（中國石油大慶油田工程有限公司）

油氣田儲運工程環(huán)境風(fēng)險評價淺析

王曉玉

（中國石油大慶油田工程有限公司）

以大慶油田南三油庫建設(shè)工程為例，進(jìn)行了環(huán)境風(fēng)險評價，包括風(fēng)險識別、源項分析、后果計算、風(fēng)險計算和評價等內(nèi)容，并對物質(zhì)風(fēng)險識別采用的標(biāo)準(zhǔn)和油氣田儲運工程環(huán)境風(fēng)險評價重點提出了意見。該工程確定風(fēng)險評價等級為一級，要從設(shè)計、建設(shè)和環(huán)境風(fēng)險管理等各方面采取積極防護(hù)措施。

事故風(fēng)險；油氣儲運；環(huán)境空氣

0 引 言

油田開發(fā)和儲運過程中主要危險物質(zhì)為原油，具有易燃、易爆等風(fēng)險。根據(jù)HJ／T 169—2004《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》［1］（以下簡稱《導(dǎo)則》）和《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境影響評價管理防范環(huán)境風(fēng)險的通知》（環(huán)發(fā)［2012］77號）要求，新、改、擴(kuò)建相關(guān)建設(shè)項目必須科學(xué)預(yù)測評價突發(fā)性事件或事故可能引發(fā)的環(huán)境風(fēng)險，提出環(huán)境風(fēng)險防范和應(yīng)急措施。文章以大慶油田南三油庫建設(shè)工程為例，對油氣田儲運工程進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險評價，分析發(fā)生事故后對環(huán)境空氣的危害情況。

1 環(huán)境風(fēng)險評價實踐

1.1 環(huán)境風(fēng)險識別

大慶油田南三油庫建設(shè)工程新建8座外浮頂罐（15×104m3），庫區(qū)附近分布有小五村（NW 1 500 m）、林源鎮(zhèn)（SE 400 m）居民區(qū)。該工程涉及的主要物料是原油，具有易燃、易爆的性質(zhì)［2］，主要環(huán)境風(fēng)險有泄漏、火災(zāi)爆炸等。根據(jù)GB 18218—2009《危險化學(xué)品重大危險源辨識》［3］中的判斷依據(jù)，實際儲存量超過臨界量（5 000 t），屬于重大危險源，確定環(huán)境風(fēng)險評價等級為一級。

1.2 源項分析

1.2.1 最大可信事故

由風(fēng)險識別可知，油罐區(qū)發(fā)生的事故主要為火災(zāi)爆炸、原油泄漏［4］，對環(huán)境的影響主要表現(xiàn)為：①泄漏原油燃燒產(chǎn)生大量煙氣，其中的SO2等有害物質(zhì)將對周圍居民的身體健康和環(huán)境空氣質(zhì)量造成影響。②原油儲存、輸送過程中發(fā)生泄漏事故，或者發(fā)生火災(zāi)事故時，消防水中會攜帶較多的石油類，如果污染物流出廠外，會對周圍生態(tài)系統(tǒng)造成一定影響［5］。由于本工程采取了罐區(qū)設(shè)置防火堤和庫區(qū)設(shè)置調(diào)節(jié)池等防控措施，杜絕了發(fā)生原油泄漏或者火災(zāi)事故時污染物流到外環(huán)境的可能性。因此本工程最大可信事故確定為罐體破裂泄漏原油，遇明火引發(fā)火災(zāi)事故。

1.2.2 危險品泄漏量及危險物質(zhì)特性

假定某單個15×104m3的原油儲罐罐體發(fā)生破裂，導(dǎo)致大量原油泄漏在防火堤內(nèi)形成液池，泄漏油氣遇明火將發(fā)生火災(zāi)事故。輕質(zhì)原油燃燒速度為0．15 kg／（m2·s），防火堤內(nèi)面積26 700 m2，則液池內(nèi)原油燃燒速度為4 005 kg／s［6］。原油硫含量定為0.1%，燃燒煙氣中SO2排放速率約為8.01 kg／s，排放高度按35 m計，假定燃燒持續(xù)時間按4 h計。

油庫火災(zāi)、爆炸后，將會產(chǎn)生大量的SO2、NOX和煙塵等污染物，對周圍大氣環(huán)境產(chǎn)生影響。本評價主要以SO2對大氣環(huán)境的影響進(jìn)行預(yù)測評價，SO2危險物質(zhì)特性見表1［7-8］。

表1 SO2危險物料的特性mg／m3

1.3 后果計算

1.3.1 預(yù)測模式

根據(jù)確定的源項，采用《導(dǎo)則》中的分段煙羽模式

進(jìn)行預(yù)測：

式中，C為位于S（0，0，zs）的點源在接受點r（xr，yr，zr）產(chǎn)生的濃度，mg／m3；Q為污染物釋放速率，mg／s；Δh為煙羽抬升高度，m；σy、σz為下風(fēng)距離xr（m）處的水平方向擴(kuò)散參數(shù)和垂直方向擴(kuò)散參數(shù)，擴(kuò)散參數(shù)按GB／T 13201—91《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法》中推薦采用的帕斯奎爾—吉福特擴(kuò)散參數(shù)。

1.3.2 計算結(jié)果及評價

預(yù)測結(jié)果表明儲油罐泄漏引發(fā)池火災(zāi)事故后，在風(fēng)速3.0 m／s、D類穩(wěn)定度條件下，各時刻原油燃燒產(chǎn)生的SO2排放的最大濃度均未超過相應(yīng)的LC50值；在距事故源下風(fēng)向3 600 m內(nèi)，SO2地面濃度超過MAC（最高容許濃度）值；敏感點林源鎮(zhèn)的SO2最大地面濃度為149.87 mg／m3，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)GB 3095—1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》小時平均濃度0.5 mg／m3的299倍；小五村的SO2最大地面濃度為46.66 mg／m3，超標(biāo)倍數(shù)達(dá)92倍；在距事故源下風(fēng)向40 000 m內(nèi)，SO2地面濃度超過居住區(qū)大氣最高允許濃度值。可見一旦儲罐泄漏引發(fā)火災(zāi)事故，在短時間內(nèi)將對下風(fēng)向的空氣質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，對人身健康產(chǎn)生較大的危害。預(yù)測結(jié)果見表2、表3。

表2 油罐池火燃燒排放SO21 h地面濃度分布mg／m3

表3 油罐池火事故影響范圍和程度

2 風(fēng)險評價與管理

2.1 風(fēng)險評價

根據(jù)國內(nèi)外儲罐事故概率分析，儲罐及儲存物質(zhì)發(fā)生火災(zāi)爆炸等重大事故的概率為8.7×10－5次／（罐·年）。通過預(yù)測和影響分析后，項目燃燒煙氣SO2在各種不利氣象條件下擴(kuò)散后最大地面濃度均低于SO2的半致死濃度，不會出現(xiàn)半致死區(qū)域，只是部分區(qū)域和時段內(nèi)，少數(shù)居民有頭暈等不適感。項目最大可信事故環(huán)境風(fēng)險值小于目前化工行業(yè)風(fēng)險值8．7× 10－5次／（罐·年），項目環(huán)境風(fēng)險在可接受范圍內(nèi)。

2.2 風(fēng)險管理

風(fēng)險管理分為風(fēng)險防范措施和應(yīng)急預(yù)案兩部分。風(fēng)險防范措施包括工藝設(shè)備、電器安全、緊急排放、通風(fēng)、消防措施和自動控制以及原油泄漏事故應(yīng)急措施等內(nèi)容。應(yīng)急預(yù)案包括應(yīng)急計劃區(qū)、應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)和人員、預(yù)案分級響應(yīng)條件、應(yīng)急救援保障、報警、通訊聯(lián)絡(luò)方式、應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測、搶險、救援及控制措施、防護(hù)措施、人員緊急撤離、疏散，應(yīng)急劑量控制、事故應(yīng)急救援關(guān)閉程序與恢復(fù)措施等［9］。

3 評價結(jié)論

◆工程涉及的主要危險物質(zhì)為原油，浮頂罐是環(huán)境風(fēng)險重點防范區(qū)域，構(gòu)成重大危險源，確定風(fēng)險評價等級為一級。

◆本工程潛在的事故風(fēng)險為原油泄漏、火災(zāi)、爆炸，盡管最大可信事故概率較小，但要從設(shè)計、建設(shè)和環(huán)境風(fēng)險管理等各方面采取積極防護(hù)措施，避免事故的發(fā)生和降低事故對環(huán)境的影響。

◆后果計算的預(yù)測結(jié)果顯示，發(fā)生油罐火災(zāi)后林源鎮(zhèn)的SO2最大地面濃度超標(biāo)倍數(shù)達(dá)299倍。一旦儲罐泄漏引發(fā)火災(zāi)事故，在短時間內(nèi)將對下風(fēng)向的空氣質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，對人身健康產(chǎn)生較大的危害。

4 思考與建議

◆本工程利用空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、急性毒性危害LC50等指標(biāo)，評價了事故發(fā)生后SO2的風(fēng)險情況，缺少事故對人群和生態(tài)環(huán)境損害的更加準(zhǔn)確的表述和衡量，應(yīng)對有毒、有害化學(xué)品毒性及生態(tài)學(xué)資料的基礎(chǔ)課題進(jìn)行更加深入研究。

◆隨著相關(guān)部門對油田開發(fā)和儲運工程的環(huán)境風(fēng)險的重視和有關(guān)體系的健全，新建項目的一般性事故對環(huán)境影響極為有限。但是對于現(xiàn)有管線、儲罐或者位置敏感程度較高的已建工程，發(fā)生事故會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因而建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價不僅關(guān)注本次工程內(nèi)容，還應(yīng)重點加強(qiáng)現(xiàn)有或者依托工程的環(huán)境風(fēng)險排查工作。

［1］ HJT 169—2004建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則[S].

［2］ 楊建祥.油田原油罐施工用火作業(yè)風(fēng)險分析與控制措施[J].安全技術(shù),2013,13(3):17-19.

［3］ GB 18218—2009危險化學(xué)品重大危險源辨識[S].

［4］ 奚成剛.油田開發(fā)過程中事故環(huán)境風(fēng)險評價[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2002,12(3):35-38.

［5］ 孫白妮.淺談油田開發(fā)項目事故風(fēng)險環(huán)境影響和防治措施[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2006,31(7):183-185.

［6］ 譚希宙.石油儲罐火態(tài)勢與火災(zāi)撲救[J].油氣儲運, 1999,18(7):50-52.

［7］ 衛(wèi)生部.工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1980.

［8］ GB Z2.1—2007工作場所有害因素職業(yè)接觸限值化學(xué)有害因素[S].

［9］ 王松云.油頁巖干餾煉油環(huán)境風(fēng)險評價研究[J].油氣田環(huán)境保護(hù),2009,19(3):43-47.

1005-3158（2014）02-0041-02

2013-12-25）

（編輯 李娟）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.02.014

王曉玉，2007年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工藝專業(yè)，碩士，現(xiàn)在中國石油大慶油田工程有限公司環(huán)境監(jiān)測評價技術(shù)研究所從事環(huán)境影響評價工作。通信地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)大慶油田工程有限公司環(huán)評室，163712