92
1 概述
近年来，随着我国石油化工行业的快速发展，油品储罐越来越趋向大型化。随着罐容的提高，原油储罐存在很大的火灾风险，国内外多起重大油罐火灾事故给企业和社会造成了经济损失以及恶劣影响[1]。当发生罐区池火灾时，整个罐区一片火海，火焰包围并威胁罐区油罐，一旦灭火救援人员扑救不及时，将会造成不可估量的严重后果[2]。
本文通过研究某原油处理厂的原油储罐区，采用CASST-QRA软件对5万m 3原油储罐泄漏引起的池火灾事故后果进行定量分析，计算出池火灾事故发生后的死亡半径与重伤半径，估算事故波及的范围和严重程度，提出预防原油储罐事故的技术和安全管理建议措施，为原油处理厂的安全管理和应急管理提供可靠的依据。
2 事故后果模型与参数设置2.1 池火灾事故后果模型
池火灾是指油品储罐内起火，或储罐泄漏后油品散流在防火堤内所形成的液池，或流到水面并覆盖水面，遇点火源发生火灾的现象[3]。池火灾的主要危险性是对临近人员和设备造成的热辐射伤害。
本文采用CASST-QRA软件对原油储罐池火灾事故的危害进行模拟评价，包括：模拟计算池火灾特性参数及评价池火热辐射对周围人员的危害。
采用可燃液体池火灾热辐射评价模型，输入所
需基础数据参数，可计算出液池半径、火焰高度、火焰表面热辐射通量与目标接受热辐射通量，然后根据计算出来的目标接受热辐射通量，依据人体在危险场所暴露时间，利用稳态火灾作用下的热通量伤害准则，确定死亡半径、重伤半径、轻伤半径及与人员安全距离。火灾产生的热辐射对人员和设备设施的伤害和破坏准则按照《化工企业定量风险评价导则》附件H.2执行。
2.2 模拟参数设置
危险有害物质选取的原则是：选取装卸储运量较大、火灾爆炸危险性较大、挥发性较强、毒性较强的物质。本项目选取罐区中储存原油闪点最低、单罐容积最大、靠近厂区边缘并且距离厂外居民区最近的原油储罐作为危险源进行事故后果模拟计算。
泄漏源选取原油储罐附属管线、阀门及容器。泄漏方式为连续性泄漏。泄漏模式包括小孔、中孔泄漏，大孔泄漏和完全破裂。具体分为：容器整体破裂、容器中孔泄漏、管道完全破裂、管道大孔泄漏、管道中孔泄漏、阀门大孔泄漏、阀门中孔泄漏、阀门小孔泄漏等。
泄漏持续时间按持续泄漏10min考虑。
根据原油储罐所在区域的自然条件，模拟计算选择正常的气象条件：平均风速3.0m/s，环境温度9.2℃，大气稳定度为C类。
本次事故后果模拟计算的原油储罐危险源参数选取如表1所示。
基于CASST-QRA的原油储罐泄漏事故后果模拟分析
王伟
天津北海油人力资源咨询服务有限公司 天津 300457 
摘要：采用CASST-QRA软件对某原油处理厂5万m 3原油储罐泄漏引起的池火灾事故后果进行定量分析。通过软件计算得出原油储罐在发生事故时的死亡半径与重伤半径等参数，估算事故波及的范围和严重程度，提出预防原油储罐事故的技术和安全管理建议措施，为更加有效地预防和控制此类事故提供理论基础。
关键词：原油储罐 池火灾 CASST-QRA 后果模拟
Simulation and analysis of consequences of crude oil tank leakage accident based on CASST-QRA
Wang Wei
radius软件
Tianjin Beihai Oil Human Resources Consulting Service Co. ，Ltd.，Tianjin 300457
Abstract：In this paper，casst-qra software is used to quantitatively analyze the consequences of pool fire accident caused by leakage of 50000 m 3 crude oil storage tank in a crude oil processing plant. Through software calculation，the results of death radius and serious injury radius of crude oil tank accident are obtained，the scope and severity of the accident are estimated，and the technical and safety management measures for preventing crude oil tank accident are put forward，so as to provide a theoretical basis for more effective prevention and control of such accidents.
Keywords：Crude oil tank；Pool fire；CASST-QRA；Consequence simulation
表1 危险源参数
危险源名称储罐类型储存物质状态储罐容积/m 3工作压力/℃附属管道内径/mm 出口管道工作流量/（kg·s -1）围堰面积/m 2原油储罐
外浮顶储罐
液态
50000
常压/40
800
562.6
44455.36
93
3 模拟结果分析
依次在CASST-QRA软件中载入企业地图并确定实际距离，载入气象信息、填写危险源信息、周边人员分布等信息，通过CASST-QRA软件自动计算出50000m 3原油储罐在各种情况的不同灾害模式下的事故后果。其结果如表2所示。
表2 原油储罐池火灾模拟计算结果
泄漏模式泄漏孔径/mm 灾害模式死亡半径/m 重伤半径/m 轻伤半径/m 容器整体破裂200池火200221279管道完全破裂800池火200221279管道大孔泄漏100池火89100130阀门大孔泄漏50池火455168容器中孔泄漏25池火222535阀门中孔泄漏25池火222535管道中孔泄漏25池火222535阀门小孔泄漏
5
池火
3
/
7
泄漏概率较高的泄漏模式下原油储罐池火灾事
故后果如图1所示。
（a
）阀门大孔泄漏
（b
）管道大孔泄漏
（c
）容器中孔泄漏
（d ）容器整体破裂
图1 典型泄漏模式下原油储罐池火灾事故后果图
通过应用CASST-QRA软件对原油储罐运行过程中因原油泄漏引发池火灾事故后果进行模拟评价，得出主要结论如下：在正常气象条件下，原油储罐发生阀门小孔泄漏、阀门中孔泄漏、管道中孔泄漏、容器
中孔泄漏引发池火灾事故时，影响范围基本位于防火堤内，当发生阀门大孔泄漏、管道大孔泄漏）、管道完全破裂、容器完全破裂泄漏时，影响范围扩大到厂区内周围设施以及北侧、东侧厂界外的公路和居民区，可能会造成该区域内诸如巡检人员、村民等暴露人员的伤亡事故，并可能会破坏其他设备设施，从而引起事故规模的扩大。
4 结论及建议4.1 结论
运用CASST-QRA软件对原油储罐进行事故后果模拟，得出原油储罐一旦发生泄漏、导致池火灾事故后对周围人员、储罐及临近建（构）筑物的波及程度加重。通过模拟分析，得出储罐的危险性及危险程度，能有效地指导企业制定重大事故的应急预案及安全管理部门制定相应的技术及管理措施。
4.2 建议
企业应加强罐区的安全监控、安全技术及管理措施。原油储罐应设有配备液位、温度、压力等信息的不间断采集和监测系统及可燃气体检测报警系统，并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能。定期检查罐体状况，防止因腐蚀等原因造成罐体开裂、穿孔。严格控制厂区内点火源，加强节假日等可能燃放烟花爆竹特殊时期的罐区防护。罐区内的电气设备应采用防爆型电器，防雷、防静电设施应定期检查、检测保证完好可靠。
 参考文献
[1]郎需庆，刘全桢，宫宏.几起油库重大火灾事故引发的思考[J].消防技术与产品信息，2011（10）：3-5.
[2]韩帅，李玉，李伟东，等.基于CFD 的大型储油罐区池火灾数值模拟[J].科技与企业，2020，16（9）：133-134。
[3]国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全监察局），安全评价[M].北京：煤炭工业出版社，2003：392-394.