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大型常压储罐安全运行的火灾风险管理系统

摘要：本文由作者撰写，展示应用“LastFire Project”专家组研究的火灾风险评估方法的优点。现如今，这个方对大型常压储罐相关的火灾风险有非常好的效果。它是在1997 - 2005年期间由HSE管理体系和16个全球经营石油公司的操作专家开发的。作者通过“点对点模式”创建的软件包，展示了LastFire方法应用带来的好处以及通过使用该方法和辅助系统，明白如何实现以火灾风险管理系统形式相对应的消防策略。同样的工作流程也可以扩展到与储存碳氢化合物的大型常压储罐相关的其他问题，例如土壤污染造成的环境影响，以创建一个共同的框架评价体系，以及该流程不能在当局共享。制定的方法，从原始项目开始，根据国际层面分享的最新规范（甚至由法规强制执行）设定为有效的“火灾危险管理方法”，为了实现的降低风险，成本，所需时间等，建议将风险评估与预防保护措施选择相结合。

关键词：火灾风险管理系统 QRA 储油罐 LASTFIR

1.框架

随着性能化设计，对与大型常压储罐操作相关的火灾风险，LastFire 项目方法可以当作是一种宝贵和更新的工具。本文的作者应用了LastFire 方法在意大利炼油装置的几个真实情况（利用了来自LastFire工作组官方合作伙伴的支持），以验证方法应用、成本分析和风险降低之间的联系以及在相同实际中由法规强制执行的重大事故风险评估中带来的好处。特别是为了验证“传统的”重大事故预防安全报告（由2003/105 / CE指令（2003年10月16日欧洲议会和理事会的指令2003/105 / EC强制执行） Seveso III“，以及被称为”Seveso II“的先前的96/82 / CE指令（关于控制涉及危险物质的主要危害的理事会指令96/82 / EC，1996） 作为重大事故预防的法规）可以作为LastFire方法的输入的数据源及如何利用成本效益分析的结果支持安全管理系统的使用。

文章介绍LastFire项目（原始文件作者的版权，Lastfire项目（1997a）至Lastfire项目（1997e）和Lastfire项目更新（2005,2006/2007）的参考文献），是一个示例应用的程序，软件开发了辅助的应用程序，就可以很容易扩展该方法的应用领域。火灾风险评估是基于LastFire的基本原理，翻译成一个用户容易掌握的软件包。 该软件工具用于加快评估，以及验证不同的降低火灾风险损失的成本，以及将类似的方法、大致相同的框架扩展到与油罐有关的其他风险，甚至到不同设施。

在翻新和改良的新工厂中，与特定事故情景相关的火灾风险分析已成为确定实际安全水平，确保设计期间的有效保护能力（也为了避免昂贵的重新设计）以及有效地确定防火标准和特点的基本规范。在过去几年中，消防工程师已经开发了不同的火灾风险评估方法（见消防工程师协会（SFPE），2009））。 他们中的大多数坚持“成效”的观念。降低风险的选择应该保证“成效”有利于ALARP方法（低至合理切实可行）。在某些情况下，改变对规则的设置可以允许设计者、工厂经理和利益相关人员对不同的风险降低措施来评估策略以获得相同的火灾风险（目标）。用于做出决定的框架应该根据与选项相关的成本来确定替代方案，量化风险减少量以实施所选措施的时间以及在实施措施期间的可靠性/可用性。完整的评估可以与具有风险评估和决策过程的管理机构共享。 最后一步符合安全管理系统（即例如OHSAS 18001：2007的自愿性标准（BS OHSAS，2007））的要求，作为2003/105/2007年实施的重大事故预防安全管理体系的规定性条例， CE（欧洲议会和理事会2003年第106 / EC号指令，2003年）和96/82 / CE（关于控制涉及危险物质的重大事故危险的理事会指令96/82 / EC）欧洲 指令）。整个工作流程可以看作是性能化设计的消防工程中一个很好的例子：从本篇论文作者的想法，扩展相同的框架到其他火灾风险和其他风险（大型常压储罐除外）。 性能化设计的消防安全方法是在已建立的消防安全目的和目标（保证的性能），火灾情景的确定性和/或概率分析以及使用公认的工程工具、方法和性能标准的基础上，对所描述安全目标的设计方案进行定量评估。从定量风险分析（QRA）开始，最终形成（根据专家、利益相关者、管理者和当局之间共享的风险可接受性标准），现有工业制定的干预计划设计新工厂的防火措施。这种方法允许对现有工厂进行修改的安全问题做出更明确的决定。 消防工程师学会（SFPE，USA）最近发表的几篇论文很好地解释了性能化设计的消防安全方法（见消防工程师协会（SFPE），2000年），（消防工程师协会（SFPE） 2003），（消防工程师协会（SFPE），Custer和Meachan，1997年））和火灾风险分析的关键概念（消防工程师协会（SFPE），2005年）。风险分析通过有效和成本效益的保护措施支持的风险降低方法，提高了安全级别。对复杂和大型工厂实际的调整计划应该考虑到现场的风险、实施保护措施所需的时间框架和成本相关的风险，以便达到相应目标，。本文旨在向读者概述作者在应用最近和国际性能化设计的方法（由16个国际石油公司支持）上方面开展的活动，目的是扩大与大型浮顶油罐操作相关的火灾风险知识（直径gt; 40米）。在考虑到场地的具体特征、国家具体法规、公司风险可接受的标准、所使用的灭火保护标准等方面，成功确定降低风险政策的方法。此外，本文还考虑了近期火灾事故的影响。LastFire 方法不应只作为“通用”QRA工作流程，将其作为符合最新趋势的'火灾危险管理办法',即使在国际一级的条例中,也建议将风险评估纳入基于已实现的风险减少的风险评估(作为可衡量的参数)、成本和时间等措施的选择。LastFire工作流程的重要性与风险分析师将风险分析与成本效益评估相结合的能力有关。虽然这种组合方法现在广泛用于建筑物的消防安全，但在工业和化学领域中，风险分析并不直接与降低风险措施的成本效益分析相结合。即使在这些领域中广泛使用的定量风险评估方法（参见（AICHE和CCPS，1989）和（消防工程师协会（SFPE），2009），还有性能化设计的方法，并且经常由有管辖权的当局执行（见（关于控制涉及危险物质的重大事故危险的理事会指令96/82 / EC）和欧洲议会和理事会的指令2003/105 / ，2003））。拟议的方法开始,考虑到在国际层面进行的深入历史分析,依靠几家石油公司的长期工业经验，并通过减少风险措施（技术，程序等如最现代的组织管理系统中所建议的）。风险分析师可以修改初始经营的方案，可以添加和改变新方案（甚至可以根据学术权威的要求）。起始事件的选择对于分析者来说总是具有挑战性的活动，但是它是整个评估的基本步骤（为了避免选项过载，参见（Coppola，Ferrari，Fiorentini，＆Rossini，2004））。 工作流程由以下四个主要部分总结的几个后续步骤组成：

（1）分析火灾情景及其特征，火源、危险和易燃物品和化学品的条款，事故描述，后果估计，操作经验，重大事故方法中的QRA等；

（2）降低风险措施的验证和比较（消防工程，事故演变，成本效益分析等）；

（3）在评估中使用的风险可接受的标准应考虑利益相关人员的规定（也用于城市规划目的）和火灾危险管理政策；

（4）制定火灾风险管理体系改进计划（技术，组织，程序改进，应急规划，HSE培训，内部标准审查等）。

一般工作流程也可以总结成更好地描述和定义问题，并估计不同改进的性能。

1.1工作范围

LastFire方法主要基于成本效益分析框架，该框架涉及评估营业点的现有风险水平和通过实施减少风险的措施可以降低的潜在风险水平。它提供测试过后的工作流程，可以帮助确定最适当和具有成本效益的风险缓解选项（其本身应该是协调火灾危害管理过程的一个组成部分）。LastFire方法只处理与大型常压储罐运行相关的火灾。读者很容易识别：

（1）如何将相同的方法成功地扩展到与不同设施相关的火灾风险或其他安全风险的管理；

（2）现代软件工具如何支持评估；

（3）如何实现衡量降低风险的能力并记录决策过程，这是很重要的。特别地，其原始作者已经开发出方法，以处理与大型常压储罐的操作相关的风险和安全问题。根据该方法的途径，可以开发特定的类似方法来处理与不同系统（例如过程工厂）相关的问题，并且最终与以方案、演变、后果、降低风险措施为特征的特定风险相关联（例如环境问题）。 一般来说，该方法对安全风险实施性能化设计。

第一步是建立与现有设施连接的实际风险水平，然后量化的潜在风险降低，可以实现一个单一的或相结合的风险减轻措施（预防/保护）。

这个过程的关键要素可能是分析师理解和量化现有的风险水平，并保证他可以量化和比较从任何潜在风险减少备选方案中选择的风险较低的(即使作为一个用于缓解单一或多种情况的池)。

风险管理的理念不仅是“可以做什么”，而是要做什么是适当的，还要考虑参考情景的特定罐/场地，进行成本效益分析，以确定哪种措施或措施组合是最适合的和具有成本效益的。

标准化信息工具的方法和使用可以帮助加快评估，保存并随后记录，修改它们以引入新的限制、措施和策略等。

该过程的第一部分涉及量化现有的火灾风险级别；此信息提供了一个“基线”，可以衡量和记录风险减。首先，现有风险的评估是对事件发生统计的平均值。然而，如果已知检查的特定罐（或同组罐1）与可能被认为是“平均”罐有明显的变化，则这些可以被修改，（例如因为它具有全表面固定保护系统）。

从标准化池中识别出一个或多个潜在风险减轻选项，其中对每个风险减轻选项进行描述，该方法提供了迭代机制，通过该机制可以首先量化不同选项可获得的风险减少，然后与其他解决方案进行比较。

此外，所采用后续成本效益方法包括对成本进行比较,以对照选定的措施在减少火灾风险方面的统计成本节省的具体措施。

对于每个可用选项，以下问题可以衡量采用的好处：

“没有测量事件的统计预期成本-测量后事件的预期成本gt;实施措施的成本？”

风险降低和因此导致的成本节约可以通过减少偶然事件的频率和/或结果来实现。事件的成本直接与一些问题有关：

（1）对工作人员的损伤；

（2）外部损害；

（3）后果环境；

（4）公司形象，等。

可以使用分类表来确定损害的大小：（参见IEC 61511：2003标准中附录D中提出的校准参数，“确定所需的安全完整性水平 - 半定性方法：校准风险图” ）。 使用分类表，也有助于处理公司的风险可接受的标准。 一些文件提供了一些迹象来确定与火灾有关的经济后果（见（美国化学工程师学会（AICHE），化学过程安全中心（CCPS），1989年）和（Ramachandran，1984年，1998）），其中大多数是指建筑物火灾，它们不完全适用于估计工业和加工厂火灾的损害。

迭代分析过程可以总结如下：

（1）确定可能发生在罐（或同类罐组）中的情景；

（2）评估与所确定情景相关的现有风险水平；

（3）考虑可能潜在降低所选情景风险的预防/减缓选项；

（4）确定实施和维持所考虑的缓解方案的总成本；

（5）如果实施缓解措施（利益），评估风险水平的统计降低；

（6）确定风险降低是否大于实施成本；

（7）验证通过应用于模拟的不同预防/生产选项获得的不同风险降低措施。

2. 确定潜在的情况

2.1顶事件

为了简化大型常压储罐LASTFIRE火灾风险分析方法，嵌入了一个元素数据库：参考情景（称为“顶级事件”）和风险降低措施。

最初的火灾由以下事故组成：边缘密封火灾；罐顶起火；全面火灾；外滩火。

为了更好地鉴别这些典型的火焰，这些火焰能够影响下一段中的大型常压储罐，对它们的特征进行简短描述。

2.1.1边缘密封火灾

当油罐和罐顶之间的密封已经失去了完整性，蒸气在密封区存在火源时，发生边缘密封火灾。在火灾中所涉及的密封量可以从一个很小的区域变化到罐的整个圆周。根据密封设计,可燃蒸汽可以发生在密封的各个部分。

2.1.2罐顶起火

当储罐顶部的碳氢化合物泄漏着火,但屋顶保持其浮力时,发生“屋顶”火灾。此外,可以点火通过油箱通风孔或车顶接头溢出的易燃蒸气可能被点燃。

2.1.3全面火灾

全面火灾是罐顶失去其浮力并且罐中的液体的一些或全部暴露，并且然后卷入的火灾。

2.1.4外滩火

在堤岸中的火灾是在罐壳外的容纳区域内发生的任何类型的火灾。这些类型的火灾可以从小的溢出事故（从油箱配件，法兰和相关的管道工作）到覆盖整个地区的火灾。在一些情况下（例如混合器上的火焰），由于罐内容物的静水压头，所产生的火会引入一些喷射或喷射火焰的特性。

假设在上述任何潜在情况下存在烃蒸汽和空气的可燃混合物，则只有在存在足够能量以引发燃烧的点火源的情况下才会导致火灾。

除了闪电，点火源通常可以与某种形式的活动相关，例如在维护期间的热工作，机械过热，远程点火源（例如，来自罐上释放的蒸气云“发现”远程点火源在安装的另一部分）或火炬烟囱脱落。因此，除了闪电之外，还应通过适当的程序控制点火源。常压储罐的火灾风险是与单个参考方案相关的预风险的总和(顶事件)。

由于每个顶级事件都有其有效的应对措施，重要的是，使用各种选项实现的风​​险降低的度量被称为减轻顶级事件的火灾风险。

2.2后果的量化和现有风险水平

风险降低和成本效益分析应参照“罐底风险”确定的“基线”进行评估，无需采取任何防火和防护措施，或者更好的是，检查罐。

使用统计平均事件频率结合对所考虑事件的升级潜力的分析将用于确定所考虑的最高事件的统计成本。业务中断、消防成本、环境损害

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