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摘要：采用先進(jìn)的“情景構(gòu)建”理論與方法，針對(duì)火電廠氨站可能存在的重大危害事件，通過(guò)科學(xué)地推演突發(fā)事件演化過(guò)程，梳理有效的處置措施和應(yīng)急任務(wù)，開(kāi)展必要的應(yīng)急準(zhǔn)備戰(zhàn)略性研究，為提高火電廠的應(yīng)急管理水平提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火電廠；氨站；重大突發(fā)事件；情景構(gòu)建；應(yīng)急能力

引言

突發(fā)事件情景構(gòu)建是基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與脆弱性分析，對(duì)未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)可能發(fā)生的事件進(jìn)行科學(xué)假定，分析與模擬情景的演化過(guò)程與災(zāi)難后果，梳理應(yīng)對(duì)情景需要面對(duì)的任務(wù)列表，對(duì)照評(píng)估既有的能力現(xiàn)狀，提出提升應(yīng)急準(zhǔn)備能力建議措施的一個(gè)研究過(guò)程。

近年來(lái)情景構(gòu)建理論已被廣泛應(yīng)用于國(guó)家應(yīng)對(duì)重大突發(fā)社會(huì)事件的應(yīng)急準(zhǔn)備研究，北京、上海、廣州等城市開(kāi)展了突發(fā)事件情景構(gòu)建多項(xiàng)課題的研究，為提高和完善政府應(yīng)對(duì)重大突發(fā)事件起到重要的推動(dòng)作用。將情景構(gòu)建的基本理論，開(kāi)發(fā)應(yīng)用于中海油 LNG 接收站重大生產(chǎn)安全事故的研究，為企業(yè)應(yīng)急能力的建設(shè)貢獻(xiàn)了新的戰(zhàn)略性的建議，使企業(yè)對(duì)本單位可能發(fā)生的各類重大突發(fā)事件有了更直觀的認(rèn)知，研究成果得到普遍認(rèn)同和高度評(píng)價(jià)。

火力發(fā)電企業(yè)較石油化工企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)程度相對(duì)較低，發(fā)生重大影響的災(zāi)難性事故的可能性極小，同樣火電廠對(duì)于應(yīng)對(duì)突發(fā)重大事件的主觀意識(shí)和應(yīng)對(duì)能力建設(shè)亦存在差距。通過(guò)對(duì)火電廠典型生產(chǎn)安全事故的重大突發(fā)事件情景構(gòu)建研究，結(jié)合企業(yè)安全生產(chǎn)管理現(xiàn)狀，分析并評(píng)估企業(yè)的應(yīng)急能力建設(shè)狀況，為企業(yè)完善和提高安全生產(chǎn)體系建設(shè)提供支持。

火電廠煙氣脫硝采用純度為 99.6%的氨氣做為反應(yīng)劑，使用的氨氣是通過(guò)液氨槽車運(yùn)送到廠內(nèi)氨區(qū)的液氨儲(chǔ)罐內(nèi)，使用時(shí)液氨經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)為氨氣，通過(guò)氨氣管道輸送至脫硝反應(yīng)器。液氨屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，儲(chǔ)存單元構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，是火電廠風(fēng)險(xiǎn)最大的危險(xiǎn)源。液氨沸點(diǎn)（一個(gè)大氣壓） 是-33.5℃，在常溫下（20℃） 其飽和蒸氣壓達(dá)0.857MPa，液氨泄漏會(huì)迅速氣化擴(kuò)散，氨氣屬于有毒氣體，在突發(fā)大量氨泄漏且不能有效控制時(shí)，氨氣的大量擴(kuò)散，不僅會(huì)影響企業(yè)生產(chǎn)、員工造成傷害，還會(huì)對(duì)周邊社區(qū)人民群眾的人身安全和身體健康造成重大的威脅，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)影響。為能夠有效應(yīng)對(duì)該類突發(fā)事件，承擔(dān)應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任，有必要充分了解其危害產(chǎn)生規(guī)律。我們通過(guò)模擬液氨泄漏演化過(guò)程，模擬事件發(fā)展方式，構(gòu)建液氨泄漏可能產(chǎn)生的典型情景，梳理情景階段的應(yīng)急任務(wù)，分析應(yīng)急準(zhǔn)備存在的缺失與差距。

1 研究與應(yīng)用過(guò)程

通過(guò)收集事故案例，分析整理，了解液氨泄漏原因及后果，特別是嚴(yán)重突發(fā)事件發(fā)生的演化過(guò)程。進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，了解液氨存儲(chǔ)使用狀態(tài)及作業(yè)過(guò)程，分析事件的發(fā)生并演化的因素與邏輯，并邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)事故的演化規(guī)程進(jìn)行探討。

1.1 案例分析

多年來(lái)該類生產(chǎn)安全事故偶有發(fā)生。通過(guò)對(duì)歷年來(lái)液氨泄漏典型生產(chǎn)安全事故分析，可以得知：

①液氨為液化氣體，泄漏后會(huì)迅速氣化形成氨氣，氨氣為有毒物質(zhì)，人吸入會(huì)造成傷害；氨與空氣混合后的體積濃度達(dá)到 16～25％時(shí)容易發(fā)生爆炸，爆炸沖擊波能夠?qū)χ苓吔?gòu)筑物及人員造成破壞和傷害；若氨氣被引燃形成火災(zāi)，會(huì)造成周邊設(shè)備設(shè)施損壞，或造成人員傷害。

②氨氣較空氣輕，氨在空氣中形成氨霧，并隨空氣流動(dòng)，就像風(fēng)一樣能很快改變方向。在一些大氣條件下，氨霧幾乎是不可見(jiàn)的，但當(dāng)空氣潮濕時(shí)，氨霧變得就像云一樣白。

③當(dāng)氨濃度較低時(shí)，操作人員聞到氨的臭味一般會(huì)遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)；當(dāng)氨濃度比較高時(shí)，操作人員還沒(méi)來(lái)得及逃離現(xiàn)場(chǎng)前就已經(jīng)吸入了危險(xiǎn)劑量的氨。由于整個(gè)呼吸系統(tǒng)很潮濕，氨很容易被吸進(jìn)身體。當(dāng)一定濃度的氨被吸入，其燒傷呼吸系統(tǒng)的速度很快，致呼吸困難，甚至窒息死亡。

④若液氨從儲(chǔ)罐中泄漏到大氣中，溫度為-33℃以下，此時(shí)接觸到人體皮膚將會(huì)造成皮膚嚴(yán)重凍傷。氨發(fā)生泄漏后，隨即氣化并大量吸熱，氨氣將很快從泄漏點(diǎn)向四周擴(kuò)散，如容器或管道發(fā)生破裂，噴出的液氨將射出 3 至 6m。當(dāng)液氨噴濺到潮濕的皮膚和衣服上時(shí)，衣服將被凍結(jié)在身體上，此時(shí)必須先解凍，切記不能試著脫下任何被凍結(jié)在皮膚上的衣服，否則連同皮膚也會(huì)被扯下來(lái)。

⑤液氨對(duì)水有非常強(qiáng)的親和力。發(fā)生噴濺后，如果及時(shí)用大量的水進(jìn)行沖洗稀釋，能最大程度地減輕對(duì)身體潮濕部位的傷害，這些部位包括眼睛、呼吸系統(tǒng)（口、喉嚨、肺）和特別潮濕的皮膚。一旦有人不小心接觸了液氨，必須立即進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)急救。現(xiàn)場(chǎng)急救指在現(xiàn)場(chǎng)用大量的水長(zhǎng)時(shí)間對(duì)身體受害部位進(jìn)行沖洗，在傷者被送到醫(yī)院前一直保持連續(xù)不斷的水沖洗。沖洗時(shí)盡可能多用水，水不要重復(fù)使用。

⑥一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的氨中毒，第一時(shí)間達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的救援人員也無(wú)法救助傷者，由于出現(xiàn)呼吸困難，帶來(lái)的呼吸器也派不上用場(chǎng)了。因此，如果現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生氨泄漏事故，保護(hù)呼吸非常重要，但由于受條件限制不能及時(shí)得到有效的呼吸設(shè)備，使傷者人生安全受到嚴(yán)重威脅。

1.2 情景篩選

將情景構(gòu)建應(yīng)用于火電廠，對(duì)情景的篩選應(yīng)結(jié)合企業(yè)特點(diǎn)和環(huán)境現(xiàn)狀，危險(xiǎn)源的設(shè)置情況，分析事件的演化規(guī)律，篩選具有典型意義的現(xiàn)實(shí)情景。

篩選依據(jù)：

①代表性和典型性。所篩選的情景應(yīng)能代表所在火電廠的高風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)。

②后果嚴(yán)重性。所篩選出的情景應(yīng)是導(dǎo)致人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境影響，造成公眾恐慌或者引發(fā)不良社會(huì)影響的重特大生產(chǎn)安全事故。

③影響范圍和處置難度。所篩選的情景應(yīng)是超出本廠的處置能力，需要屬地政府支援并協(xié)調(diào)外部的應(yīng)急響應(yīng)資源，組織外部相關(guān)方配合或更高層面組織的統(tǒng)一協(xié)調(diào)和處置的重特大生產(chǎn)安全事故。

④任務(wù)覆蓋面廣。所篩選的情景應(yīng)覆蓋更多的應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)。

⑤發(fā)生可能性。所篩選的情景應(yīng)是合理的、可信的。

可以參考以下因素判斷：

歷史事件：在組織風(fēng)險(xiǎn)范疇內(nèi)雖然發(fā)生概率較低，但后果嚴(yán)重，在國(guó)內(nèi)外的事故案例中確實(shí)出現(xiàn)過(guò)。

災(zāi)害趨勢(shì)：由于火電生產(chǎn)需求與周邊環(huán)境的變化，某些生產(chǎn)安全事故的發(fā)生頻率或后果呈現(xiàn)加大的趨勢(shì)。

專家推論：相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜移毡檎J(rèn)為，某些生產(chǎn)安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)正在不斷提升，需要重點(diǎn)關(guān)注。

生產(chǎn)安全事故或未遂事故的歷史案例數(shù)據(jù)，是判斷是否可能發(fā)生該類事故，以及事故嚴(yán)重程度的支撐資料。著重從本地區(qū)、本行業(yè)的安全生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面研究相關(guān)生產(chǎn)安全事故發(fā)生的可能性。預(yù)測(cè)生產(chǎn)安全事故發(fā)生的可能性時(shí)，還應(yīng)考慮其發(fā)展趨勢(shì)的變化，可使用基于歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的外延預(yù)測(cè)方法，并參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)論。

1.3 事件樹(shù)分析

通過(guò)事件樹(shù)分析“火電廠液氨泄漏”邏輯過(guò)程。

圖 1 火電廠液氨泄漏后果分析圖

情景 1：液氨泄漏，液氨快速氣化并逐漸擴(kuò)散。氨氣是強(qiáng)烈刺激性氣味、有毒，氨氣密度較空氣小，容易擴(kuò)散，若有風(fēng)，擴(kuò)散會(huì)更加迅速。若不能有效控制氨氣擴(kuò)散，微量隨著其擴(kuò)散范圍的擴(kuò)大和濃度的提高，會(huì)對(duì)周邊區(qū)域人員造成中毒傷害。

情景 2：氨氣泄漏后，因出現(xiàn)外來(lái)明火、電氣火花、靜電、摩擦火花等明火，會(huì)引燃氨氣。由于蒸發(fā)氣體發(fā)生爆燃，短時(shí)間發(fā)生閃火引燃蒸發(fā)氣體，泄漏口形成噴射火，隨著液氨流動(dòng)擴(kuò)散，在圍堰內(nèi)形成池火。池火危害性與管內(nèi)液體存量與壓力、持續(xù)時(shí)間有關(guān)。池火熱輻射可能影響區(qū)域人員受到傷害，設(shè)備設(shè)施被引燃致使火災(zāi)蔓延，造成財(cái)產(chǎn)損失。

情景 3：隨著液氨蒸發(fā)氨氣擴(kuò)散，氨氣蒸汽云團(tuán)隨風(fēng)擴(kuò)散，部分氣體濃度會(huì)形成燃爆范圍內(nèi)的氣體區(qū)域，遇到明火、火星、靜電火花等，在該區(qū)域發(fā)生閃火爆燃，燃爆閃火可能引燃圍堰內(nèi)蒸發(fā)氣體形成池火；亦可能引燃區(qū)域內(nèi)的可燃物質(zhì)，造成火災(zāi)；燃爆沖擊波會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)人員傷亡，設(shè)備、設(shè)施損壞。

火電廠氨區(qū)設(shè)置在電廠的邊緣位置，為嚴(yán)格設(shè)防的獨(dú)立封閉且嚴(yán)禁煙火的嚴(yán)管區(qū)域，液氨儲(chǔ)存裝置按規(guī)范配置安全設(shè)施和監(jiān)控裝置。

以上三種情景的演化風(fēng)險(xiǎn)程度分析如下：

氨氣在區(qū)內(nèi)被引燃的可能性較小。液氨快速蒸發(fā)形成周邊溫度的急劇下降，氨區(qū)內(nèi)出現(xiàn)明火的可能性較小，氨的引燃溫度是 651℃，泄漏的氨氣被引燃的可能性較小。擴(kuò)散到外界的氨氣形成蒸汽云爆炸的可能性小。氨氣的爆炸極限%（V/V）：16～25%，爆炸極限范圍較窄，且氨氣較空氣輕（0.6），擴(kuò)散較快，區(qū)域擴(kuò)散至外界的氨氣形成燃爆空間的可能性小。

如意外出現(xiàn)明火出現(xiàn)燃燒爆炸，其危害范圍可控制在廠內(nèi)。

如擴(kuò)散持續(xù)沒(méi)能有效遏制，氨氣擴(kuò)散至外界會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)影響。

出現(xiàn)液氨泄漏情景 1 的演化趨勢(shì)可能性較大，其影響范圍超出廠界，可能造成周邊社區(qū)人員上到傷害，情景 2、3 危害均可控制在廠界內(nèi)。情景 1 存在社會(huì)危害的可能，需要地方聯(lián)動(dòng)，具有社會(huì)影響，亦是目前政府和社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。選擇情景 1 作為情景構(gòu)建研究，會(huì)產(chǎn)生包括與社會(huì)聯(lián)動(dòng)等更多和復(fù)雜的應(yīng)急任務(wù)，且企業(yè)較為缺失，具有典型意義。

1.4 模擬計(jì)算

依據(jù)所在地氣象狀況，事件發(fā)生預(yù)設(shè)條件，選取事件基本參數(shù)，模擬運(yùn)算典型場(chǎng)景。

①現(xiàn)場(chǎng)泄漏可分為小孔、中孔、大孔三種情況，泄漏口徑相當(dāng)于 5、25、100mm。

②泄漏時(shí)間：根據(jù)企業(yè)實(shí)際取探測(cè)系統(tǒng)等級(jí)為 A，隔離系統(tǒng)等級(jí)為 B。小孔泄漏最大泄漏持續(xù)時(shí)間：30min；中孔泄漏最大泄漏持續(xù)時(shí)間：20min；大孔泄漏最大泄漏持續(xù)時(shí)間：10min。

③ 根 據(jù) 挪 威 標(biāo) 準(zhǔn) ， 氨 氣 濃 度 為55000ppm 時(shí) ， 人 5 分 鐘 會(huì) 死 亡 。* 這 里 輸 入 值 為55000ppm。

④建模 1：易燃?xì)怏w模型，不考慮爆炸模型（露天環(huán)境）；建模 2：有毒氣體擴(kuò)散。

1.4.1 參數(shù)設(shè)定

按照企業(yè)實(shí)際情況，收集區(qū)域氣象數(shù)據(jù)，選擇典型模擬參數(shù)，見(jiàn)表 1。

表 1 模擬設(shè)定基本參數(shù)表

1.4.2 計(jì)算結(jié)果

①泄漏擴(kuò)散結(jié)果（表 2）

②大孔泄漏后的擴(kuò)散曲線（圖 2、圖 3）

③大孔泄漏后的擴(kuò)散情景圖（圖 4、圖 5）

圖 2 大孔泄漏后的擴(kuò)散曲線（側(cè)視圖）

圖 3 大孔泄漏后的擴(kuò)散曲線（截面圖）

圖 4 大孔泄漏后的擴(kuò)散情景（風(fēng)向 SW 俯視圖）

圖 5 大孔泄漏后的擴(kuò)散情景（風(fēng)向 SSW 俯視圖）

表 2 氨儲(chǔ)罐泄漏后的擴(kuò)散情況表

2 應(yīng)急分析與評(píng)估

2.1 應(yīng)急任務(wù)分析

根據(jù)情景演化過(guò)程的場(chǎng)景展現(xiàn)狀況，分析應(yīng)對(duì)任務(wù)，見(jiàn)表 3。

表 3 情景演化過(guò)程應(yīng)急任務(wù)分析

2.2 應(yīng)急任務(wù)梳理

按照應(yīng)急管理劃分為預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測(cè)與預(yù)警、應(yīng)急處置與救援、事后恢復(fù)與重建四個(gè)階段，對(duì)每一階段任務(wù)、承擔(dān)該任務(wù)的主責(zé)部門、協(xié)同部門及其主要職責(zé)及資源清單進(jìn)行了分析，共形成 36 個(gè)任務(wù)清單，其中預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備 6 個(gè)、監(jiān)測(cè)與預(yù)警 4 個(gè)、應(yīng)急處置與救援 23 個(gè)、事后恢復(fù)與重建 3 個(gè)。

依據(jù)情景演化過(guò)程，對(duì)照火電廠相關(guān)《應(yīng)急預(yù)案》，梳理應(yīng)急任務(wù)，查找應(yīng)急準(zhǔn)備、任務(wù)、處置等缺失，指出存在問(wèn)題。

①基于情景對(duì)照，分析得出了“預(yù)防”、“應(yīng)急準(zhǔn)備”、“監(jiān)測(cè)與預(yù)警”、“應(yīng)急響應(yīng)”、“事后恢復(fù)與重建”等五個(gè)階段的任務(wù)，明確了應(yīng)對(duì)該類突發(fā)事件的任務(wù)框架，形成了情景事件任務(wù)分析。

②基于應(yīng)急任務(wù)分析，從多個(gè)方面分析了目前應(yīng)急能力分布狀況，梳理了需要完善加強(qiáng)的應(yīng)急能力和可能導(dǎo)致應(yīng)急響應(yīng)失效的脆弱性環(huán)節(jié)。并通過(guò)多次探討、現(xiàn)場(chǎng)考察，從多個(gè)方面對(duì)應(yīng)急工作提出了若干具體的建議，形成了應(yīng)急能力評(píng)估及對(duì)策措施建議。

③依據(jù)情景演化過(guò)程，對(duì)照熱電廠相關(guān)《應(yīng)急預(yù)案》，梳理應(yīng)急任務(wù)，查找應(yīng)急準(zhǔn)備、任務(wù)、處置等缺失，發(fā)現(xiàn)涉及危險(xiǎn)源辨識(shí)機(jī)制、安全監(jiān)控裝置、避難場(chǎng)所規(guī)劃、應(yīng)急物資管理等問(wèn)題 30 余項(xiàng)。

2.3 應(yīng)急能力評(píng)估

根據(jù)《安全生產(chǎn)應(yīng)急準(zhǔn)備評(píng)估指南（征求意見(jiàn)稿）》，對(duì)企業(yè)應(yīng)急管理進(jìn)行量化分析，評(píng)估企業(yè)應(yīng)急管理狀況。針對(duì)重視先期處置、明確應(yīng)急任務(wù)、完善應(yīng)急準(zhǔn)備等方面提出意見(jiàn)與建議，為企業(yè)提升應(yīng)急準(zhǔn)備能力提供專業(yè)支持。經(jīng)綜合評(píng)估得分比例約為 81%，顯示企業(yè)應(yīng)急管理水平已達(dá)到一定的程度，但仍有較大的上升空間。針對(duì)存在的問(wèn)題研究改善提高措施。

3 結(jié)論

火電廠液氨泄漏事件情景展現(xiàn)，以及對(duì)其應(yīng)急準(zhǔn)備能力的評(píng)估結(jié)果，為企業(yè)完善應(yīng)急救援體系提供了針對(duì)性的支持。通過(guò)對(duì)應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)完整，明確各應(yīng)急組織的相關(guān)職責(zé)，建立了相應(yīng)的專業(yè)應(yīng)急隊(duì)伍，配備必要的的專業(yè)應(yīng)急設(shè)施裝備，完善綜合應(yīng)急預(yù)案和專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案。確?；痣姀S能夠具備了應(yīng)對(duì)相當(dāng)規(guī)模重大事故的應(yīng)急處置能力。本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)是在火電廠首次應(yīng)用情景構(gòu)建的理論和方法開(kāi)展應(yīng)急準(zhǔn)備與應(yīng)急管理工作，目的是通過(guò)“情景分析-任務(wù)梳理-能力評(píng)估”技術(shù)，提高應(yīng)急準(zhǔn)備與應(yīng)急響應(yīng)的能力，對(duì)突發(fā)事件有效的預(yù)防、準(zhǔn)備、響應(yīng)和恢復(fù)。使所有參與應(yīng)急管理的單位和人員目標(biāo)一致、思想統(tǒng)一、行動(dòng)協(xié)調(diào)、使整體的應(yīng)急準(zhǔn)備工作做到“有的放矢”，其對(duì)于發(fā)生概率小、災(zāi)難嚴(yán)重，很難預(yù)測(cè)又缺乏經(jīng)驗(yàn)但危害嚴(yán)重的重大事件時(shí)做到從容，有準(zhǔn)備的應(yīng)對(duì)。從而提升火電廠整體應(yīng)急準(zhǔn)備能力