第一章 绪论
第一节 研究的背景、目的和意义
一、研究背景
近年来，我国的经济建设取得了举世瞩目的成就，生产力水平有了巨大提高，一跃成为世界第二大经济体。在这一过程中，作为特种设备的压力容器，其数量也在随之急剧增加。压力容器，仅从名称上可以理解为承受压力的密闭容器。但是具备该特性的设备数量很多，我国将其中危险性较大的一部分划入特种设备范畴。按照《特种设备目录》，固定式压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其参数范围为：最高工作压力≥0.1MPa，介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，容积≥30L 且内直径≥150mm[1]。截止 2018 年底，我国共登记压力容器 394.6 万台，另有气瓶 1.5 亿支[2]。压力容器的应用极为广泛，不仅在石化、制造、电子、纺织等工业领域具有重要的地位和作用，在生活、娱乐、医疗等民生领域也都得到广泛的应用。其中，压力容器在石化行业最为广泛，可用于反应、换热、分离、储存、运输等，液化石油气储罐就是一种常见的压力容器。
液化石油气储罐，除承载高压外，其内部的液化石油气介质具有易燃、易爆、有毒等特性，一个储存 11 公斤液化石油气的压力容器发生爆炸，其爆炸强度相当于0.7kg 的 TNT 爆炸[3]。随着石化行业的快速发展，液化石油气储罐数量与日俱增，使用好，它就能造福于人类；否则一旦生发泄露或爆炸，往往引发火灾、中毒等灾难性事故，造成严重的环境污染、人员伤亡以及产生恶劣的社会影响。例如，1998 年3 月 5 日，陕西省西安市某液化石油气储罐泄漏并连续多次发生闪爆，共造成 14 人死亡，30 余人受伤。另外据统计，仅 2018 年全国发生压力容器事故及相关事故就有 15 起[2]。虽然某些压力容器事故的发生是由多种原因共同作用酿成的，但是事实充分证明，人的不安全行为和物的不安全状态是造成压力容器事故的主要原因[4]。而通过安全评价，可以对人的不安全行为和物的不安全状态进行有效控制。
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第二节 国内外研究现状
一、有关安全评价方法应用的研究
学者们一直致力于液化石油气储罐等压力容器安全评价方法的应用研究。安全检查表法作为一种最基本的安全评价方法，仍然在液化石油气储罐安全评价中得到广泛应用[10]。应用层次分析法，可以对较为复杂、模糊的问题作出决策判断，以此实现定量安全评价[11-12]。Tixier（2003）等人运用层次分析法，对化工园区风险源脆弱性进行安全评价[13]。董颖（2015）在风险强度和风险分级的基础之上，建立了综合安全评价层次结构模型[14]。惠志全（2016）等人引用模糊评价数学模型，对压力容器等承压类特种设备进行安全评价研究[15]。此外，张兰（2017）针对煤化工企业提出安全评价指标体系，应用模糊综合评价法进行评价，也为本文研究提供借鉴[16]。故障树分析法也是较为常用的安全评价方法，蒋宏业（2003）等人通过故障树法对 LNG 储罐进行了安全评价，识别出失效的原因及主要形式[17]。罗云、徐丽丽（2014）等人运用故障树评价法、层次分析法和风险重要性评价法，确定了包含静态和动态风险指标以及概率和严重度指标的承压设备典型事故现实风险评价指标体系[18]。另外，夏金兵（2012）采用道化学火灾、爆炸指数评价法定量地对液化石油气储罐的实际潜在火灾、爆炸危险性进行了分析评价[19]。
此外，也有很多安全评价方法的研究是将两种或多种安全评价方法进行组合，以此进一步得到深层的评价结果。比如：祁景新（2010）等人建立一种新型液化石油气储罐综合评价方法，其实质就是将易燃、易爆、有毒重大危险源评价法和故障树评价法相结合[20]。刘凯峥（2011）以液化石油气罐车等为研究对象，建立了基本BP神经网络的社会风险度安全评价模型和基于蒙特卡罗方法的个人风险值安全评价模型[21]。朱连滨（2014）等人采用定性和定量分析相结合的风险评估法，划分特种设备的风险等级[22]。类似的安全评价方法研究还有反模糊化的模糊评价研究等[23]。
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第二章 安全评价理论及方法
第一节 安全评价理论
一、系统相关性理论
安全评价中的系统相关性，是指一个系统的属性和特征与事故存在着因果的相关性。而系统是指为实现一定的目标，有许多个彼此有机联系的要素组成的整体。系统中的各部分以一定的结构组成系统，并且相互之间存在有机联系，系统作为一个整体呈现出一定的规律与性质[68]。比如，液化石油气储罐离地安装需要足够的地面支撑，与压缩机和泵的连接需要管道来输送，线路上的阀门需要远程控制等。因此，对其进行安全评价，必须将与其相关的设施设备等所有对象视为一个系统来进行综合考量。
对液化石油气储罐进行安全评价，就是要使系统的要素集（X）、关系集（R）和层次分布形式（C）实现最合理的结合，从而使其安全达到最优效果。液化石油气储罐这个系统是由储罐、与之连接的管道、安全阀和压力表等安全附件和仪表、液化石油气介质、操作作业人员等（X）集合组成，其工艺过程是在以上设备、液化石油气介质、作业人员、作业环境等相结合的过程中进行的（R），设备的可靠性、人的行为的安全性、安全管理的有效性等因素层次上存在各种分布形式（C），安全评价的目的就是寻求上面三者之间的安全可靠的有机结合方式。液化石油气储罐系统安全评价层次关系如图 2.1 所示[68]：
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第二节 安全评价方法
一、安全检查表法
安全检查表法是一种最为基本的定性评价方法，主要是在对液化石油气储罐危险因素充分识别的基础上，依据国家法规、标准等要求，将复杂的检查对象分类成若干个评价单元，再分别梳理出危险因素所对应的检查内容编制成表，对检查项目逐项检查，避免遗漏。
安全检查表法因简单、有效而被广泛使用。但因安全检查表法以经验为主，进行安全评价时，成功与否很大程度取决于检查表的编制。对于情况复杂、危险性高的液化石油气储罐，可先用定安全检查表法对相对简单的总图布置、设施设备等评价单元进行评价，再配合使用其他评价方法进行进一步评价[74]。
二、基于层次分析法的模糊综合评价法
层次分析法是系统理论的实际应用。利用层次分析法将评价对象作系统分析，将复杂的总目标层次化处理，分解为不同层次的具体评价因素的组合，形成由高到低的梯阶层次结构模型。对每一层次中的各个因素进行定量化（1～9 标度法）判断比较，通过计算可以求得其相对于上一层次的组合权值，依次沿梯阶层结构由上而下逐层计算，求得底层评价因素对最高层总目标的相对重要性权值。
模糊综合评价是模糊数学的一种具体应用方法。层次结构模型中各层次的评价因素，很难给予具体量化的评价，只能用比较模糊的概念来评价，比如说：优、良、中、差等。而运用数学的方式对上述评价因素进行模糊评价，可以较为准确的得到评价结果，并最终根据对应权值求得评价结论。
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第三章 项目危险因素识别........................17
第一节 总体概况............................ 17
一、DF 公司及改造项目情况.............................17
二、液化石油气储罐参数...............17
第四章 项目安全预评价..............................33
第一节 总图布置和设施设备评价.............................. 33
一、总图布置..............................33
二、设施设备...............................34
第五章 研究结论与展望.......................61
第一节 研究结论........................... 61
第二节 研究展望....................... 62
第四章 项目安全预评价
第一节 总图布置和设施设备评价
一、总图布置
《特种设备安全法》第三十七条明确规定特种设备的安全距离要符合规定的要求。根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028-2006）、《石油化工企业设计防火规定》（GB 50160-2008）等标准要求，对该项目总图布置进行安全评价见表 4.1：
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第五章 研究结论与展望
第一节 研究结论
本文通过查阅文献资料、现场实地调查、总结归纳分析，对液化石油气储罐改造项目进行危险因素识别和重大危险源辨识，并应用相关评价方法开展评价。本文的研究成果主要有以下几个方面：
（一）对液化石油气储罐存在的危险因素进行研究，识别出液化石油气危险特性，进一步得出生产过程中的泄漏、储罐超压爆炸、火灾爆炸、中毒和窒息、高处坠落、机械伤害、车辆伤害、触电、冻伤等 9 种危险因素。通过故障树分析法，构建泄漏、储罐超压爆炸和火灾爆炸这 3 种主要危险因素的故障树，较为全面、准确的开展原因剖析。
（二）针对液化石油气储罐兼具有危险化学品危险性和特种设备危险性的特点，分别从这两方面来进行重大危险源辨识，求得其危险的最高程度。通过计算，两种辨识方法存在不一致性，危险化学品重大危险源辨识结果为构成重大危险源，重大危险源为最低级别 4 级；特种设备重大危险源辨识结果为不构成重大危险源。两种辨识方法虽在结果判定上不一致，但进一步对比发现前种辨识指数刚过判定值，后种辨识指数与判定值相差不大。综合以上因素，本项目液化石油气储罐构成重大危险源。最大危险源的辨识，能够提高液化石油气储罐安全管理工作的针对性、有效性，从而为预防重、特大事故工作提供决策依据。
（三）应用安全检查表法对液化石油气储罐总图布置、设施设备开展评价，通过与国家法规标准的直接对照，找出该项目设计建设方案存在的 5 个问题，分别是排洪沟靠近储罐区、回车场过小、生产区周边有杂草、改造的管道未明确涂色与标注流向以及压力容器、压力管道需要监督检验。针对以上问题，提出对策建议。
参考文献（略）