摘要：為了進(jìn)一步優(yōu)化危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場布局，提高堆場有限空間的利用率，采用風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)計(jì)算模型對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場布局進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)國內(nèi)危險(xiǎn)貨物堆場儲(chǔ)存特點(diǎn)，結(jié)合港口個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求，選擇港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限作為堆場安全容量控制指標(biāo)，通過調(diào)整堆場安全容量和貨物堆存布局，進(jìn)行個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，在滿足港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限的情況下確定最優(yōu)的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存方案。以國內(nèi)某堆場實(shí)際儲(chǔ)存第3類危險(xiǎn)貨物的實(shí)際需求為例，利用風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)計(jì)算模型進(jìn)行堆場安全容量計(jì)算，提出具體堆存方案及建議。通過實(shí)際案例的計(jì)算表明：基于風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)的堆場安全容量計(jì)算可以在滿足風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求的前提下，提高危險(xiǎn)貨物堆場利用率。
我國是集裝箱進(jìn)出口大國，上海港、寧波舟山港、青島港等主要沿海集裝箱港口的年吞吐量均在世界港口中位于前列。由于集裝箱運(yùn)輸?shù)母咝院捅憷?，世界上超過70%的危險(xiǎn)化學(xué)品均通過集裝箱進(jìn)行海上運(yùn)輸。因此，我國的集裝箱堆場特別是危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場數(shù)量規(guī)模也相對(duì)較大。不同于國外一些港口（例如比利時(shí)安特衛(wèi)普港、新加坡港等）采用危險(xiǎn)貨物集裝箱與普通貨物集裝箱混合堆存的方式，我國危險(xiǎn)貨物集裝箱一般堆存在危險(xiǎn)貨物集裝箱專用堆場內(nèi)。雖然我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場的安全距離、堆存方式等作出了規(guī)定，在一定程度上減少了“多米諾”效應(yīng)發(fā)生的可能性，但大量危險(xiǎn)貨物，特別是種類、性質(zhì)不同的危險(xiǎn)貨物集中堆存，仍容易導(dǎo)致事故發(fā)生后產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。近年來，尤其是在天津港“8·12”瑞海公司危險(xiǎn)品倉庫特別重大火災(zāi)爆炸事故發(fā)生后，我國對(duì)危險(xiǎn)貨物存儲(chǔ)的監(jiān)管方面日趨嚴(yán)格，危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場數(shù)量總體呈減少趨勢(shì)，但危險(xiǎn)貨物集裝箱的業(yè)務(wù)量和堆存需求卻在增加。這就導(dǎo)致為滿足堆存安全性的相關(guān)要求，分類分區(qū)、間隔存放的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存方式可能會(huì)造成堆場存放空間不足。2022年12月1日實(shí)施的《港口作業(yè)安全要求第3部分：危險(xiǎn)貨物集裝箱》（GB 16994.3—2021）第7.7條提出：“裝載GB 6944—2012中8類、9類固態(tài)危險(xiǎn)貨物的集裝箱，當(dāng)所載貨物無副危險(xiǎn)性，包裝類非I、II類且不屬于危險(xiǎn)化學(xué)品時(shí)，可與普通貨物集裝箱混堆?！痹摋l款適用范圍僅為8類、9類的固態(tài)危險(xiǎn)貨物，且存在諸多限制條件和堆存要求，其他危險(xiǎn)性較高的危險(xiǎn)貨物仍存在堆存問題。因此，針對(duì)我國危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場的現(xiàn)狀和集裝箱堆場企業(yè)所存在的問題和實(shí)際周轉(zhuǎn)需求，提出一種基于國內(nèi)港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存方案優(yōu)化方法。1.1 港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》（GB 36894—2018）的規(guī)定可知：個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)是指人員無任何防護(hù)長時(shí)間處于某個(gè)場所，受到危險(xiǎn)化學(xué)品事故影響而死亡的頻率；社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是指發(fā)生大于等于N人群體死亡的事故累計(jì)頻率，即在危險(xiǎn)區(qū)域的企業(yè)員工和社會(huì)公眾發(fā)生某種傷害的頻次，用累計(jì)頻率（F）和死亡人數(shù)（N）曲線（F-N曲線）圖來表示。根據(jù)交通運(yùn)輸部《港口危險(xiǎn)貨物重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理辦法》（交水規(guī)〔2021〕6號(hào)）第6條規(guī)定：構(gòu)成一級(jí)、二級(jí)港口重大危險(xiǎn)源的，港口經(jīng)營人應(yīng)當(dāng)委托第三方，按照《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》（GB 36894）的要求，采用定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法確定個(gè)人和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)值。如果通過定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法得出的個(gè)人或社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)值超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)，則港口經(jīng)營人需要采取有效的管控措施來降低相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)值，使其符合風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)的要求。1.2 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)值基于前述可知，危險(xiǎn)貨物港口經(jīng)營人的風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)是按照《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》的要求執(zhí)行的，港口經(jīng)營人儲(chǔ)存設(shè)施周圍的防護(hù)目標(biāo)個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)值不能超過其中的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)。由于計(jì)算危險(xiǎn)貨物堆場的安全容量，針對(duì)的是已經(jīng)建成的在役儲(chǔ)存裝置進(jìn)行計(jì)算，因此，進(jìn)行堆場安全容量計(jì)算時(shí)采用的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)值不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)中的在役危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存設(shè)施個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)?！段ｋU(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》對(duì)儲(chǔ)存設(shè)施周邊的一般防護(hù)目標(biāo)中的一類、二類、三類防護(hù)目標(biāo)和重要、高敏感防護(hù)目標(biāo)的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)均進(jìn)行了具體規(guī)定。個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)值見表1。
1.3 社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)通常分為可接受區(qū)、盡可能降低區(qū)和不可接受區(qū)等。港口經(jīng)營人的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)處于可接受區(qū)。若社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)曲線處于不可接受區(qū)，就需要立即采取管控措施以降低社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)；若社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)曲線處于盡可能降低區(qū)，就需要盡最大可能采取可行的管控措施以降低社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)見圖1。
對(duì)于港口經(jīng)營人來說，應(yīng)保證個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)不超過標(biāo)準(zhǔn)值、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)處于可接受區(qū)，一旦超過個(gè)人或社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)，港口經(jīng)營人應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的管控措施降低風(fēng)險(xiǎn)，必然要增加港口經(jīng)營人的運(yùn)營成本。因此，基于滿足港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)和控制港口經(jīng)營人安全管理成本的目的，參照《化工企業(yè)定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（AQ/T 3046—2013）列出的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型，以堆場安全容量作為企業(yè)確定堆存方案的控制指標(biāo)，即通過調(diào)整堆場安全容量和貨物堆存布局進(jìn)行個(gè)人和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果滿足港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限的方案即為該堆場最優(yōu)堆存方案，從而實(shí)現(xiàn)提高危險(xiǎn)貨物堆場利用率的目的。2.2 個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型在計(jì)算個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，首先對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行計(jì)算網(wǎng)格劃分,依次確定可能發(fā)生泄漏的場景和各場景對(duì)應(yīng)的發(fā)生頻率（fS）；選擇某一天氣等級(jí)（M）和該等級(jí)的某一風(fēng)向（φ），確定二者的聯(lián)合概率PM×Pφ；泄漏場景如果為可燃物泄漏，則還需確定各點(diǎn)火事件（i）和各點(diǎn)火事件的發(fā)生概率Pi；最終得到各泄漏場景、天氣等級(jí)（M）、風(fēng)向（φ）、點(diǎn)火事件（i）條件下各網(wǎng)格點(diǎn)的死亡概率（P個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)）。所有條件下（fS 、M、φ、i）每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)處的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式為
式中：R為網(wǎng)格點(diǎn)處的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)；fS為泄漏場景發(fā)生頻率；PM為天氣概率；Pφ為風(fēng)向概率；Pi為點(diǎn)火概率；P個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)為網(wǎng)格點(diǎn)的死亡概率。個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)通常以個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線表示，將相同個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的網(wǎng)格點(diǎn)相連繪制成個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)等值線，與表1中的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，得出個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)是否可接受的結(jié)論。2.3 社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型在計(jì)算社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，在個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算確定的各泄漏場景、天氣等級(jí)（M）、風(fēng)向（φ）、點(diǎn)火事件（i）的基礎(chǔ)上，確定網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的人數(shù)Ncell，得到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)的人口死亡百分比（P社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)）。計(jì)算死亡總?cè)藬?shù)（∑所有網(wǎng)格單元P社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)×Ncell）≥N的所有事故發(fā)生的頻率（FN），并進(jìn)一步構(gòu)造社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)F-N曲線，根據(jù)F-N曲線所處區(qū)域，與圖2社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，得出社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)是否可接受的結(jié)論。社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式為
式中：FN為死亡N人的累計(jì)頻率；fS為泄漏場景發(fā)生頻率；PM為天氣概率；Pφ為風(fēng)向概率；Pi為點(diǎn)火概率；P個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)為網(wǎng)格點(diǎn)的死亡概率；P社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)為網(wǎng)格點(diǎn)的人口死亡百分比；Ncell為網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的人數(shù)；N為死亡人數(shù)。某堆場為危險(xiǎn)貨物集裝箱儲(chǔ)存企業(yè)，經(jīng)批準(zhǔn)準(zhǔn)予從事第2～9類危險(xiǎn)貨物集裝箱儲(chǔ)存業(yè)務(wù)。堆場周邊存在辦公樓、加油站、高速公路、高壓線走廊等公共設(shè)施，再遠(yuǎn)處還存在學(xué)校、公園、醫(yī)院、商場、地鐵站、居民樓等敏感場所和目標(biāo)。由于第8、9類危險(xiǎn)貨物危險(xiǎn)性相對(duì)較低，且有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在符合相應(yīng)安全條件下可與普通貨物混合堆存，因此，對(duì)于該堆場目前存在的問題是如何合理優(yōu)化第2～6類危險(xiǎn)貨物的堆存，在滿足風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求的前提下，提高堆場的利用效率。堆場布局箱位示意圖見圖2。
在集裝箱危險(xiǎn)貨物中，第3類易燃液體屬于作業(yè)頻次較高且危險(xiǎn)性較大的貨物，具有易擴(kuò)散、流淌的特點(diǎn)，有些物質(zhì)還易產(chǎn)生靜電、易聚合，有些物質(zhì)其蒸氣可與空氣混合形成可燃混合物或具有爆炸危險(xiǎn)性的氣體。此外，某些貨物還帶有副危險(xiǎn)性，如腐蝕性（第8類）和毒性（第6.1項(xiàng)）。因此，該類物質(zhì)的主要危險(xiǎn)特性表現(xiàn)為易燃性和易爆性，故以閃點(diǎn)高低作為其危險(xiǎn)特性的主要表征值。根據(jù)《港口作業(yè)安全要求第3部分：危險(xiǎn)貨物集裝箱》（GB 16994.3—2021）第7.1條的要求：危險(xiǎn)貨物集裝箱應(yīng)按危險(xiǎn)貨物的性質(zhì)和類別將集裝箱堆場劃分不同的堆存區(qū)域。以某堆場儲(chǔ)存第3類危險(xiǎn)貨物的堆存區(qū)域?yàn)槔?，以港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限作為堆場容量控制指標(biāo)，進(jìn)行個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，得到該區(qū)域儲(chǔ)存第3類危險(xiǎn)貨物的安全容量。對(duì)于第3類危險(xiǎn)貨物來說，閃點(diǎn)是體現(xiàn)其危險(xiǎn)性的關(guān)鍵特性，故以閃點(diǎn)作為特征指標(biāo)，結(jié)合第3類危險(xiǎn)貨物閃點(diǎn)分布和火災(zāi)危險(xiǎn)性分類規(guī)則，選取第3類危險(xiǎn)貨物中的戊烷（閃點(diǎn)-48 ℃）、丙酮（閃點(diǎn)-18 ℃）、丁醇（閃點(diǎn)29 ℃）作為本次計(jì)算貨種，按照前述的公式分別計(jì)算儲(chǔ)存上述3種易燃液體的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，在個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)均可接受的前提下得出各貨種具體堆存建議方案。
- 方案1：-48 ℃≤閃點(diǎn)<-18 ℃，總箱量不大于130 TEU。儲(chǔ)存區(qū)域?yàn)椋篋11不堆存；D12堆存2 TEU（北側(cè)1個(gè)箱位）；D13堆存20 TEU（由北至南2列共10個(gè)箱位）；D14堆存16 TEU（由北至南2列共8個(gè)箱位）；D15堆存32 TEU（由北至南5列共16個(gè)箱位）；D21～D23堆存60 TEU?？傆?jì)共130 TEU。方案1堆場布局箱位（黑色箱位顯示情況）示意圖見圖3。
- 方案2：-18 ℃≤閃點(diǎn)<29 ℃，總箱量不大于164 TEU。儲(chǔ)存區(qū)域?yàn)椋篋11不堆存；D12堆存6 TEU（由北至南2列共3個(gè)箱位）；D13堆存30 TEU（由北至南3列共15個(gè)箱位）；D14堆存24 TEU（由北至南3列共12個(gè)箱位）；D15堆存44 TEU（由北至南1～6列共20個(gè)箱位，第7列西側(cè)2個(gè)箱位）；D21～D23堆存60 TEU?？傆?jì)共164 TEU。方案2堆場布局箱位（黑色箱位顯示情況）示意圖見圖4。
- 方案3：閃點(diǎn)≥29 ℃，總箱量不大于208 TEU。儲(chǔ)存區(qū)域?yàn)椋篋11不堆存；D12堆存8 TEU（由北至南1～2列位3個(gè)箱位，第3列西側(cè)箱位）；D13堆存40 TEU（由北至南4列共20個(gè)箱位）；D14堆存40 TEU（由北至南5列共20個(gè)箱位）；D15堆存60 TEU（由北至南9列共30個(gè)箱位）；D21～D23堆存60標(biāo)箱?？傆?jì)共208 TEU。方案3堆場布局箱位（黑色箱位顯示情況）示意圖見圖5。
通過上述計(jì)算可知，隨著第3類危險(xiǎn)貨物的閃點(diǎn)變高，固定區(qū)域內(nèi)可儲(chǔ)存的危險(xiǎn)貨物集裝箱也在增加。在滿足分區(qū)分類儲(chǔ)存及安全風(fēng)險(xiǎn)要求的前提下，可以通過高低閃點(diǎn)混合儲(chǔ)存的方式，進(jìn)一步優(yōu)化堆場集裝箱箱位布局。港口經(jīng)營人可以根據(jù)上述風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存?？紤]到企業(yè)在實(shí)際作業(yè)過程中如嚴(yán)格按照上述閃點(diǎn)、箱位、箱量進(jìn)行細(xì)化儲(chǔ)存過于煩瑣，可以根據(jù)上述風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合企業(yè)港口經(jīng)營實(shí)際情況，對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存進(jìn)行優(yōu)化，即建議企業(yè)在實(shí)際儲(chǔ)存第3類易燃液體（閃點(diǎn)≥-48 ℃，共155種）時(shí)，總箱量不大于130 TEU，且應(yīng)在儲(chǔ)存區(qū)域北側(cè)按箱位由北至南堆存。為解決我國危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存空間緊張的問題，進(jìn)一步優(yōu)化危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場布局，提高堆場有限空間的利用率，采用風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)計(jì)算模型對(duì)危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場布局進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于港口經(jīng)營人來說，保證個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)不超過標(biāo)準(zhǔn)值、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)處于可接受區(qū)是采取較低運(yùn)營成本滿足安全要求的必要儲(chǔ)存方式之一。針對(duì)國內(nèi)危險(xiǎn)貨物堆場儲(chǔ)存特點(diǎn)，結(jié)合港口個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求，選擇港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限作為堆場安全容量控制指標(biāo)，通過調(diào)整堆場安全容量和貨物堆存布局，進(jìn)行個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，在滿足港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限的情況下確定最優(yōu)的危險(xiǎn)貨物集裝箱堆存方案。以某港區(qū)危險(xiǎn)貨物堆場儲(chǔ)存第3類危險(xiǎn)貨物為例，以港口風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)可接受上限作為堆場容量控制指標(biāo)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算結(jié)果可知，隨著第3類危險(xiǎn)貨物的閃點(diǎn)變高，固定區(qū)域內(nèi)可儲(chǔ)存的危險(xiǎn)貨物集裝箱也在增加。在滿足分區(qū)分類儲(chǔ)存及安全風(fēng)險(xiǎn)要求的前提下，可以通過高低閃點(diǎn)混合儲(chǔ)存的方式進(jìn)一步優(yōu)化堆場集裝箱箱位布局，得到堆場儲(chǔ)存不同閃點(diǎn)危險(xiǎn)貨物對(duì)應(yīng)的安全容量。通過實(shí)際案例的計(jì)算表明，基于風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)的堆場安全容量計(jì)算可以在滿足風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)要求的前提下提高危險(xiǎn)貨物堆場利用率。
原文標(biāo)題：基于風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)的堆場安全容量計(jì)算作者：徐靜晗，韓璐，王緒亭，蔣治強(qiáng)，趙紅，薛榮榮，于辰；天津東方泰瑞科技有限公司
該文章在 2024/12/14 9:38:30 編輯過
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