化工企业火灾爆炸事故安全防护措施分析与研究

纪巧林(江苏华东耀皮玻璃有限公司，江苏 常熟 215500)

0 引言

近年来，化工企业火灾爆炸事故时有发生，安全形势严峻。据不完全统计，2018年，国内发生化学品相关事故1900余起，共造成522人死亡，其中火灾爆炸事故817起，占事故总数的43%，造成240人死亡，占死亡总人数的46%。2018年国内十大化学品火灾爆炸事故见表1。

表1 2018年国内十大化学品火灾爆炸事故

2019年，国内发生1600余起化学品相关事故，共造成500人死亡，其中火灾爆炸事故718起，占事故总数的43%，造成239人死亡，占死亡总人数的47%。2019年国内十大化学品火灾爆炸事故见表2。

表2 2019年国内十大化学品火灾爆炸事故

化工企业发生火灾爆炸事故后，事故造成的爆炸冲击波、爆炸产生的碎片、火灾热辐射和震动等是造成事故后果的主要原因，为了控制和减少事故发生后造成的危害，降低事故影响，化工企业在设计阶段做好火灾爆炸事故安全防护措施具有重要意义。

1 化工企业火灾爆炸事故安全防护措施现状

目前较多的研究集中于如何避免火灾爆炸事故的发生，如装置和设备设施的本质安全设计、采用安全的原辅材料代替有毒有害、易燃易爆等物料、人员安全培训教育及其他安全管理措施等；但从历年化工企业火灾爆炸事故实际情况看，有必要研究在火灾爆炸事故发生后，通过事故发生前采取的安全防护措施，达到减轻事故后果的目的。目前此类安全防护措施主要是依据国家标准规范，如《建筑设计防火规范》、《工业企业总平面设计规范》、《石油化工企业设计防火标准》等，通过设置安全防护距离、安全泄压装置、防火墙/防爆墙、建构筑物的耐火等级等措施来抵御火灾爆炸事故所引发的能量。

2 化工企业火灾爆炸事故安全防护措施研究方向

图1 存在安全隐患实例图

当前化工企业在设计中主要依据国家标准规范设置安全防护距离、泄压面积、防火墙/防爆墙等，但从事故安全防护角度来说，符合国家标准规范是最低要求，有关标准规范的制定是对某一类集合体从安全防护角度提出的基本要求，还需要针对每一个企业的个体，研究某一企业是否应在符合国家标准规范前提下做更深入的安全防护措施研究。比如江苏常熟一化工仓储企业所属的危险化学品储罐距离苏通大桥桥墩过近(见图1a)，从符合国家标准规范角度，该企业储罐符合距离要求，但是应深入研究储罐群在可能事故情景及最不利情形下对苏通大桥的影响，并采取相应的安全防护措施，比如减少储罐储量、停用若干储罐、对桥墩采取安全防护措施等；又如江苏江阴某个化工园区，某个区域有上百个储罐(见图1b)，距离较近，但符合标准要求，储罐分属不同企业，然而此类情形一旦引起爆炸事故多米诺效应，势必对周边企业或人员造成重大影响，需要深入研究此类高密度已建化工企业如何做好事故安全防护措施，减少事故影响。

3 安全防护设施设计方法

针对当前已建成化工企业存在的符合国家标准规范要求但是存在能导致重大事故后果的情形，应采用先进的科学技术方法，对上述情形进行有针对性的研究，此类方法包括理论研究、数值模拟和实验研究。从理论上研究特定情形下火灾爆炸事故产生机理，对症下药，指导研究爆炸安全防护措施的设计；通过运用大型数值模拟软件如FLACS、ANSYS、AutoReaGas等，此类软件各有优缺点，应结合研究需求和防护重点进行选用，目前FLACS 是公认的火灾爆炸安全防护商用软件，使用方法相对简单，结果也较为准确；通过实验研究，设计模型，在考虑尺寸效应情况下对事故工况进行研究，得出较为准确的事故影响后果，从而精确设计安全防护设施。

理论研究难度较大，需要较长时间的人力和财力投入，且研究成果具有不确定性，但是火灾爆炸事故能量的计算已经可以做到大致估算，根据不同种类和特性的危险化学品，有不少经验公式可以计算其爆炸能量；数值模拟操作简单、花费时间和财力较少，可以较快的得出火灾传播区域、爆炸压力分布及冲击波的传播路径等；实验研究耗费的时间和经费最多，需要设计实验模型、进行多次重复的实验才能得到较为理想的结果。

4 结语

结合当前化工企业事故多发的背景，在阐述目前化工企业火灾爆炸事故安全防护措施现状基础上，提出了爆炸安全防护措施研究方向，并提供了三种研究方法和途径，可分别通过理论研究、数值模拟和实验研究，对符合国家标准规范要求，但存在可能导致重大事故后果的情况进行深入研究，采取科学、合理、针对性的爆炸安全防护措施，以减少火灾爆炸事故引起的冲击波、爆炸碎片和热辐射能量伤害。