油库火灾爆炸事故多米诺效应定量评价
0引言
多米诺效应含义是指，当一个工艺单元和设备发生事故时，会伴随其他工艺单元和设备的破坏，从而引发二次、三次事故甚至更加严重的事故。自从欧洲第一家“seveso”协会成立后，多米诺效应的危险就得到公认。从MHIDAS资料库中也可看出，105件固定装置的爆炸事故中，有66件是由附近的设备爆炸引起的[1]。通常认为可能产生多米诺效应的有：火灾、爆炸产生的冲击波和碎片抛射物、毒物泄漏及热辐射。但是，工艺单元和设备只有在爆炸产生的冲击波和碎片抛射物(或火灾火焰)的“攻击范围”内，并且冲击波和碎片抛射物
(或火灾火焰)具有足够的能量，致使单元设备破坏，连锁事故才会发生。
在油库风险分析中，很多主要危险都是一种复杂的现象，即“多米诺效应”。很久以前，多米诺效应就已被提出，但是国内文献中对多米诺效应的研究较少甚至对其工程应用十分模
糊。
传统的风险评价，分布在不同地点的同类工艺单元，都被认为具有相同的危险性(或安全性)。但是实际上，若考虑多米诺效应的作用，同种类工艺单元的危险性可能就会有所不同。在分析及预防各种事故的安全管理中，多米诺效应分析(DEA，DominoEffectAnalysis)
更具有实用性。因此，辨识并减少导致多米诺事故的路径是十分重要的。
1油库事故多米诺效应
多米诺效应，通常被描述为：初始事故波及到附近的设备，引起一个或更多的二次事故，从而导致整个后果比初次事故所引起的后果更加严重。一个多米诺事件具有以下3个特征
[1]：
1)初始事故情景，其引发了多米诺效应；
2)伴随初始事故的传播效应，由于初始事故造成的二次事故所引起的逐步升级传播媒介
的作用；
3)一个或更多的二次事故，涉及到相同或不同的设备。
油库是油品输送和储存环节中的重要场所，具有油罐数量多、储量大、生产设施多、工艺复杂等特点，是火灾爆炸危险源。油库为实现优化操作，通常将储罐紧密布置，但是从安全角度考虑，存在事故间的相互影响，很容易引发二次事故，导致事故多米诺效应。
2多米诺效应评价
2.1多米诺效应评价方法
多米诺效应指的是，当一个工艺单元和设备发生事故时，会伴随其他工艺单元和设备的破坏，从而引发二次、三次事故甚至更加严重的事故。根据国内外油库爆炸案例分析，油库爆炸大体可分为物理性爆炸和化学性爆炸[2-3]，油库发生火灾爆炸事故时，造成多米诺事故
的危险因素主要有冲击波、爆炸碎片、热辐射、有毒物质泄漏等。
多米诺效应评价方法主要分析热辐射、冲击波超压及爆炸碎片引发多米诺效应的可能性及其潜在危险性，并与数学概率模型相结合，计算事故升级的概率。具体的评价流程图如图
1所示。
图1由多米诺意外事故引起的定量风险评价流程图
2.2多米诺效应评价程序
笔者通过对某化工厂的油库区分析，具体阐述事故多米诺效应评价程序。
2.2.1评价阶段所需数据
301区(原油罐区)、302(石脑油、汽油罐区)、303区(柴油罐区)、304区(催化原料罐区)、305区(液化汽油罐区)进行多米诺效应分析。图2和图3给出了上述评价单元的位置布置图。
表1总结了每个设备装置的相关性质。
图2评价设备布置简图
图3评价单元的位置布置图
表1评价单元的相关性质
301，302，303及306区对其进行重大危险源分析如表2所示。
表2301,302,303区重大危险源分析
2.2.2确定可能的多米诺事故
确定可能的多米诺事故可以分3步：①在可能的事故的分析中考虑初始事故的辨识；②
逐步升级因素的辨别；③根据相关标准选择可能的初级逐步升级事件。
该评价单元原油储罐储量最大，潜在危险性高，一旦发生事故，损失将十分惨重。301
区原油罐发生事故主要为池火灾，而可能引起二次事故的逐渐升级因素是热辐射。
液化石油气是十大危险化学品之一，一旦大量泄漏，如遇到明火引起火灾爆炸，极易导致次生灾害[9]。306液化石油气罐区主要危险性是蒸气云爆炸(VCE)和池火灾(poolfire)，可
导致二次事故的升级因素是冲击波。
303区罐内物质为柴油，柴油属于丙A类危险油品。其主要危险性为火灾爆炸，该罐一旦发生火灾爆炸，主要事故是池火灾，可能引起二次事故的逐渐升级因素是热辐射。
302，304区罐主要储存石脑油、催化原料和油浆危险性较小，主要可能发生火灾。
2.2.3辨别初始事故和升级因素
油库发生的初始事故及导致二次事故的升级因素如表3所示。
表3评价单元考虑的主要事故及二次事故因素
2.2.4逐步升级传播媒介的初步选择
确定二次事故，找到初步可能逐步升级事件是很重要的。通常要分析事故对设备造成破坏的标准阈值。如果升级因素造成的物理作用低于指定的阈值，则事故逐步升级的可能性很
小。关于多米诺效应和设备破坏在文献中有一定数量不和谐的阈值(见文献[4－6])。
2.2.5概率分析
306区液化汽油罐区的多米诺效应，主要考虑冲击波的破坏作用。
关于冲击波造成装置破坏的定量评价方面，ValerioCozzani提出了模型Y=K1+K1Ln(Δp°)。306区共6个1000m3液化汽油罐，按85%的充装系数计算[7-8]。假设其中一个瞬时
泄漏，发生VCE
事故，分析其发生爆炸产生冲击波对周围储罐和装置的影响，即产生多米诺效应的可能
性。
1000m3液化汽油罐爆炸产生冲击波超压值如表4所示，超压对周围设备的损害概率单
位如表5所示，超压对周围设备损害的概率如表6所示。
冲击波波阵面上的超压平面等高线如图4所示，三维等高线和爆炸冲击波立体曲面如图5所示。
表4306区罐爆炸产生冲击波超压值
表5超压对周围设备的损害概率单位
表6超压对周围设备损害的概率
图4爆炸冲击波超压平面等高线