基于风险集中度的化工园区安全评价研究论文_梁晨

沈阳航空航天大学辽宁省沈阳市 110000

摘要：本文考虑化工园区危险源特点及其相互联系，定义“风险集中度”概念及其计算方法，以信息扩散法、区域安全评价法、理想值逼近法等为手段计算风险集中度，优选化工园区布局规划，为园区布局评价提供指导。

关键词：化工园区；风险集中度；安全评价

1 绪论

1.1 课题研究背景

近年来，新型化学工业园区建设和发展不断加快，在带来巨大经济效益的同时也带来了一系列安全风险，化工园区以危险源集中为主要特征，企业集群使得化工园区内存在大量的火灾、爆炸、有毒有害物质泄漏等重大危险源，这些物质的固有危险性大，一旦发生事故，其影响和后果不堪设想，对人身、财产造成的损失不可估量[1]。危险源的数量与园区的发达程度和生产能力成正比，技术水平越发达所需要的工业危险品数目越多，更易形成重大危险源集中区域，众多危险源之间一旦发生泄漏、火灾爆炸事故，极易造成大面积的事故，由于化工园区各厂区、各企业相对密集，在某家企业发生重大事故后，在多米诺效应作用下，很有可能波及相关企业，引发灾难性的重大事故。以园区整个区域为主体对象进行安全评价研究，对区域内的危险源进行布局调整、优化、分散，有助于合理安排园区内消防、医疗等资源分配，以降低区域范围内的整体风险。

2 基于风险集中度的化工园区安全评价

2.1 风险集中度

风险集中度，即风险集中（分散）程度，将其定义为一个参数，在仅考虑风险的前提下，每一个化工园区理论上存在有最优的布局方案，集中度反映的是不同布局情况下，该种布局对应的参数与最优布局对应参数的差距，是一个对比量。

通过集中度数值可以反映出园区内各企业布局情况，对于园区规划阶段方案的择优选取意义重大。

2.2 化工园区的安全评价

2.2.1 确定事故发生概率及严重度

利用信息扩散法计算园区内企业火灾爆炸事故发生的概率，将园区内某区域在一定时间内的事故频率作为观测样本，指标论域为事故发生的统计年限，依靠以往事故发生次数的统计值进行扩散。本文选择全国近45年油罐区发生火灾爆炸事故记录和国内发生该事故场所油罐区总数作为基础样本数据，利用正态扩散函数进行类比计算，最后得到该化工园区内每年发生火灾爆炸事故的概率值。

2.2.2确定事故后果引起个体死亡概率

着重考虑园区内部火灾爆炸风险，对于原料毒性、工艺生产中的机械伤害等均不考虑。对于园区内易燃易爆物质而言，由于火灾爆炸计算模型尤为复杂，本文将其转化成为TNT当量，根据TNT当量对比分析，进行严重度分级并划定伤害区域，进行风险分区，依照事故严重度与可能性的函数关系即风险的计算方式，对区域进行危险性等级分级，根据伤害区域内事故严重程度确定个体死亡概率。

2.2.3风险集中度确定[2]

本文选用理想值逼近法确定确定企业合理的安全相关性与相对安全容量。首先选取函数曲线上有代表性的点，在安全相关性系数的约束条件下，从0到约束值之间，区间19等分，对应着在曲线上取包含端点在内的 20 个点，区间端点处若无定义，则取极限，20个方案足以满足筛选企业合理的相对安全容量与安全相关性，无需进行细致划分。

筛选出最优解，即为数学模型中离理想解最近的方案，当两个备选方案与理想解距离相同时，引入负理想解概念，同理选出这两个方案离负理想解的距离，二者中负理想解远者为优解。由于企业安全相关性模型与安全容量模型相差不大，故对于化工企业来说，最优方案点出现的位置大体相同，只需结合实际情况选择一个即可。

利用上述方式，可以求出园区内每一个企业布局下的最优的安全容量，所有企业安全容量相加即得到园区总体的安全容量，如下式：

（2.1）

（式中：为企业数量，为企业相对安全容量，为某种危险物质的燃烧热，

为第中布局下，化工园区相对安全容量）

区域安全相关性为：

（2.2）

（式中：为第种布局下，化工园区安全相关性，为化工企业间的安全相关性个数）

不同的布局方案都会对应着一个确定的化工园区安全容量以及整体安全相关性，也就对应着基于安全容量、相关性系数等指标的风险集中度，结合实际情况，通过比较风险集中度的大小，最终确定的企业布局即为最终的优选优化布局。本文利用理想值逼近法得出集中度较小的化工园区企业布局方案，结合实际情况，利用决策树手段，选择最终布局[3]。

计算过程如下：

（1）在数学方法中，对于决策矩阵可以将其规范化。故对于化工园区布局决策的决策矩阵，对应着规范化矩阵，其中为备选方案的个数，表示每个方案的属性，则