重大危险源分级标准

重大危险源分级标准（征求意见稿）1适用范围本规范规定了重大危险源评估分级的方法和程序。本规范为重大危险源评估分级技术规范，适用于包括储罐区、库区、生产场所等重大危险源。2规范性引用文件下列文件中的条款，通过本规范的引用而成为本标准的条款。凡是标注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。《中华人民共和国安全生产法》《危险化学品安全管理条例》《安全生产许可证条例》《重大危险源辨识》（GB18218）《安全评价通则》《关于规范重大危险源监督与管理工作的通知》(安监总协调字[2005]125号)3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。3.1重大危险源majorhazardinstallations重大危险源是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或超过临界量的单元（包括场所和设施）。4重大危险源分级判据重大危险源分级判据如表1所示。表1重大危险源分级判据危险源等级分级判据死亡人数一级重大危险源可能造成30人（含30人）以上二级重大危险源可能造成10一29人三级重大危险源可能造成3—9人四级重大危险源可能造成1-2人具体判别的依据如下：①一级重大危险源：可能造成死亡30人（含30人）以上的重大危险源；②二级重大危险源：可能造成死亡10-29人的重大危险源；③三级重大危险源：可能造成死亡3-9人的重大危险源；④四级重大危险源：可能造成死亡1-2人的重大危险源。5重大危险源死亡人数及财产损失计算方法可能造成的死亡人数评价程序为：①将重大危险源的周边区域划分成等间隔的网格区，用一笛卡尔坐标体系的网格覆盖城市的区域地图(如图1所示)，网格间距大小取决于当地人口密度，以不影响计算结果为准。②确定每一网格内的人员数量，通过火灾(室内火灾除外)、爆炸、毒物泄漏扩散事故后果模型计算重大危险源事故在每一网格中心处产生的热辐射、超压或毒物浓度的数值，然后通过热辐射、冲击波超压、中毒概率函数将其其转化为造成死亡的概率。③将每一网格中心的死亡率与人口数量相乘，即得到死亡的人数。④将所有网格的死亡人数求和，即得到总的死亡人数。具体用下式表示：niiivSDN1（1）式中，N为总的死亡人数，Di为第i个网格的人口密度，S为网格面积，vi为第i个网格的个人死亡率，n为网格的数目。图1死亡人数计算原理示意图采用财产损失半径的方法评估事故后果造成的损失，并假定此半径内没有损失的财产与此半径外损失的财产相互抵消，或者说此半径内的财产完全损失，此半径外的财产完全无损失。财产损失半径通过火灾、爆炸事故后果模型确定。财产损失半径按下式计算：6/123/131751TNTTNTiiWWKR（2）式中，Ri为i区半径，m；Ki为常量。热辐射对建筑物的影响直接取决于热辐射强度的大小及作用时间的长短，以引燃木材的热通量作为对建筑物破坏财产损失半径，计算公式如下：2540067305/4tq（3）cMWt/（4）式中，q为引燃木材的热通量（W/m2），t为热辐射作用时间，即火灾持续时间（s）。6重大危险源评价分级程序重大危险源的评价分级程序如下图所示。如果一种危险物质具有多种事故形态，按照后果最严重的事故形态考虑，即遵循“最大危险原则”。各类重大危险源具体事故情景选择、后果计算及死亡概率计算过程参见附录A。图2重大危险源评价分级程序危险源调查分析选取事故情景计算事故后果火灾模型爆炸模型泄漏扩散模型计算财产损失半径确定评价区域划分网格计算死亡概率热辐射概率方程冲击波超压概率方程计算死亡人数按死亡人数分级毒物中毒概率方程财产调查人口调查按财产损失分级确定重大危险源等级附录A：重大危险源事故后果模型A.1储罐区重大事故后果分析A.1.1储罐区的主要事故后果类型A.1.1.1池火灾易燃液体如汽油、苯、甲醇、乙酸乙酯等，一旦从储罐及管路中泄漏到地面后，将向四周流淌、扩展，形成一定厚度的液池，若受到防火堤、隔堤的阻挡，液体将在限定区域（相当于围堰）内得以积聚，形成一定范围的液池。这时，若遇到火源，液池可能被点燃，发生地面池火灾。A.1.1.2蒸气云爆炸易燃易爆气体如H2、天然气等，泄漏后随着风向扩散，与周围空气混合成易燃易爆混合物，在扩散扩过程中如遇到点火源，延迟点火，由于存在某些特殊原因和条件，火焰加速传播，产生爆炸冲击波超压，发生蒸气云爆炸。易燃易爆的液化气体如液化石油气、液化丙烷、液化丁烷等，其沸点远小于环境温度，泄漏后将会由于自身的热量、地面传热、太阳辐射、气流运动等迅速蒸发，在液池上面形成蒸气云，与周围空气混合成易燃易爆混合物，并且随着风向扩散，扩散扩过程中如遇到点火源，也会发生蒸气云爆炸。A.1.1.3喷射火对于易燃易爆气体如H2、天然气，以及易燃易爆的液化气体来说，泄漏后可能因摩擦产生的静电立即点火，产生喷射火。A.1.1.4沸腾液体扩展蒸气云爆炸易燃易爆的液化气体容器在外部火焰的烘烤下可能发生突然破裂，压力平衡被破坏，液体急剧气化，并随即被火焰点燃而发生爆炸，产生巨大的火球。这种事故被称为沸腾液体扩展为蒸气云爆炸。A.1.1.5中毒事故毒性的液化气体如液氯、液氨等，由于沸点小于环境温度，泄漏后会因自身热量、地面传热、太阳辐射、气流运动等迅速蒸发，生成有毒蒸气云，密集在泄漏源周围，随后由于环境温度、地形、风力和湍流等因素影响产生漂移、扩散，范围变大，浓度减小。A.1.2储罐区主要事故后果模型A.1.2.1池火灾事故后果模型池火灾火焰的几何尺寸及辐射参数按如下步骤计算。①计算池直径根据泄漏的液体量和地面性质，按下式可计算最大可能的池面积。（1）式中，S为液池面积（m2），W为泄漏液体的质量（kg），为液体的密度（kg/m3）Hmin为最小油层厚度（m）。最小物料层厚度与地面性质对应关系见表1。表1不同性质地面物料层厚度表地面性质最小物料层厚度（m）草地0.020粗糙地面0.025平整地面0.010混凝土地面0.005平静的水面0.0018②确定火焰高度计算池火焰高度的经验公式如下：61.00)]/([42gDmDLhf（2）式中：L为火焰高度（m），D为池直径（m），mf为燃烧速率（kg/m2s），ρ0为空气密度（kg/m3），g为引力常数。③计算火焰表面热通量假定能量由圆柱形火焰侧面和顶部向周围均匀辐射，用下式计算火焰表面的热通量：DLDfmHDqfC22025.025.0（3）式中，q0为火焰表面的热通量（kw/m2），ΔHC为燃烧热（kJ/kg），π为圆周率，f为热辐射系数（可取为0.15），mf为燃烧速率（kg/m2s），其它符号同前。min/HWS④目标接收到的热通量的计算目标接收到的热通量q(r)的计算公式为：Vrqrq)ln058.01()(0（4）式中，q(r)为目标接收到的热通量（kw/m2），q0为由式（3）计算的火焰表面的热通量（kw/m2），r为目标到油区中心的水平距离（m），V为视角系数。⑤视角系数的计算角系数V与目标到火焰垂直轴的距离与火焰半径之比s，火焰高度与直径之比h有关。)(22HVVVV（5）BAVH（6）5.025.01)1/(1111tan)/1(bsbsbsbA（7）5.025.01)1/(1111tan)/1(asasasaB（8）sKJhsshVV/)(/))1/((tan5.021（9）5.015.021111tan1sasaaaJ（10）5.011/1tanssK（11）)2/()1(22ssha（12）)2/()1(2ssb（13）其中A、B、J、K、VH、VV是为了描述方便而引入的中间变量，π为圆周率。A.1.2.2蒸气云爆炸事故后果模型蒸气云爆炸产生的冲击波超压是其主要危害。冲击波超压可通过传统的TNT当量系数法进行计算，将事故爆炸产生的爆炸能量等同于一定当量的TNT，也可根据爆炸能量直接计算。（1）TNT当量法①确定闪蒸系数在热力学数据资料的基础上，用下式估算燃料的闪蒸部分。LTCFpexp1（14）式中，F为蒸发系数，Cp为燃料的平均比热(kJ/kgK)，ΔT为环境压力下容器内温度与沸点的温差(K)，L为汽化热(kJ/kg)。②计算云团中燃料的质量：FWWf2（15）式中，Wf为云团中燃料的质量(kg)，W为泄漏的燃料的质量(kg)，F为闪蒸系数。③计算TNT当量：TNTffeTNTHHWW/（16）式中，WTNT为燃料的TNT当量(kg)，Wf为云团中燃料的质量(kg)，Hf为燃料的燃烧热(MJ/kg)，HTNT为TNT的爆热(MJ/kg)，αe为TNT当量系数，推荐αe=0.03。④将实际距离转化为无因次距离：3/1/TNTWRR（17）式中，R为离爆炸点的实际距离(m)，R为无因次距离(m)。在离爆炸点距离为R处，根据相应的R值，查图1得到超压，进而预测人员受伤害和建筑受破坏的情况。无因次超压（×9806.65Pa）1/3-3mkgwTNT实际距离无因次距离1/3-3mkgwTNT实际距离刻度距离图1Δ—P∽—R曲线（2）直接计算法在得到云团中燃料的质量的情况下，可按下式直接计算爆炸冲击波超压Δp。32)(ln0320.0)(ln1675.0)(ln5058.19126.0)/ln(ZZZppas（18）（0.3≤Z≤12）31)/(aPERz（19）CWQE8.1（20）式中，Δps为冲击波正相最大超压（Pa），Z为无量纲距离，Pa为环境压力，R为目标到爆源的水平距离（m），E为爆源总能量（J），α为蒸气云当量系数，一般取0.04，W为蒸气云中对爆炸冲击波有实际贡献的燃料质量（Kg），QC为燃料的燃烧热（J/Kg）。A.1.2.3喷射火事故后果模型加压的可燃物泄漏时形成射流，如果在泄漏裂口处被点燃，则形成喷射火。假定火焰为圆锥形，并用从泄漏处到火焰长度4/5处的点源模型来表示。①火焰长度计算喷射火的火焰长度可用如下方程得到：66.161)(444.0mHLC（21）式中，L为火焰长度（m），HC为燃烧热（J/kg），m为质量流速（kg/s）。②热辐射的通量计算距离火焰点源为X(m)处接收到的热辐射通量可用下式表示：100042XmfHqC（22）式中，q为距离X处接收的热辐射的通量（KW/m2），f为热辐射率，τ为大气传输率。大气传输率τ按下式计算：Xln0565.01（23）A.1.2.4沸腾液体扩展为蒸气云爆炸事故后果模型计算主要包括如下步骤。①火球直径327.0665.2WD（24）式中，D为火球直径（m），W为火球中消耗的可燃物质量（Kg）。对单罐储存，W取罐容量的50%；对双罐储存，W取罐容量的70%；对多罐储存，W取罐容量的90%。②火球持续时间327.0089.1Wt（25）式中，t为火球持续时间（s），W同式（24）。③火球抬升高度火球在燃烧时，将抬升到一定高度。火球中心距离地面的高度H由下式估计：DH（26）④火球表面热辐射能量假设火球表面热辐射能量是均匀扩散的。火球表面热辐射能量SEP由下式计算：)/(2tDmHFSEPas（27）式中，Fs为火球表面辐射的能量比，Ha为火球的有效燃烧热（J/Kg）。Fs与储罐破裂瞬间储存物料的饱和蒸气压力P（MPa）有关：32.027.0PFs（28）对于因外部火灾引起的BLEVE事故，上式中的P值可取储罐安全阀启动压力Pv（MPa）的1.21倍，即：vPP21.1（29）Ha由下式求得：TCHHHpvca（30）式中，Hc为燃烧热（J/kg），Hv为