摘要：為了進一步優化危險貨物集裝箱堆場布局，提高堆場有限空間的利用率，采用風險基準計算模型對危險貨物集裝箱堆場布局進行優化。針對國內危險貨物堆場儲存特點，結合港口個人風險和社會風險基準要求，選擇港口風險基準可接受上限作為堆場安全容量控制指標，通過調整堆場安全容量和貨物堆存布局，進行個人風險和社會風險計算，在滿足港口風險基準可接受上限的情況下確定最優的危險貨物集裝箱堆存方案。以國內某堆場實際儲存第3類危險貨物的實際需求為例，利用風險基準計算模型進行堆場安全容量計算，提出具體堆存方案及建議。通過實際案例的計算表明：基于風險基準的堆場安全容量計算可以在滿足風險基準要求的前提下，提高危險貨物堆場利用率。
我國是集裝箱進出口大國，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。由于集裝箱運輸的高效性和便利性，世界上超過70%的危險化學品均通過集裝箱進行海上運輸。因此，我國的集裝箱堆場特別是危險貨物集裝箱堆場數量規模也相對較大。不同于國外一些港口（例如比利時安特衛普港、新加坡港等）采用危險貨物集裝箱與普通貨物集裝箱混合堆存的方式，我國危險貨物集裝箱一般堆存在危險貨物集裝箱專用堆場內。雖然我國相關標準規范對危險貨物集裝箱堆場的安全距離、堆存方式等作出了規定，在一定程度上減少了“多米諾”效應發生的可能性，但大量危險貨物，特別是種類、性質不同的危險貨物集中堆存，仍容易導致事故發生后產生連鎖反應。近年來，尤其是在天津港“8·12”瑞海公司危險品倉庫特別重大火災爆炸事故發生后，我國對危險貨物存儲的監管方面日趨嚴格，危險貨物集裝箱堆場數量總體呈減少趨勢，但危險貨物集裝箱的業務量和堆存需求卻在增加。這就導致為滿足堆存安全性的相關要求，分類分區、間隔存放的危險貨物集裝箱堆存方式可能會造成堆場存放空間不足。2022年12月1日實施的《港口作業安全要求第3部分：危險貨物集裝箱》（GB 16994.3—2021）第7.7條提出：“裝載GB 6944—2012中8類、9類固態危險貨物的集裝箱，當所載貨物無副危險性，包裝類非I、II類且不屬于危險化學品時，可與普通貨物集裝箱混堆。”該條款適用范圍僅為8類、9類的固態危險貨物，且存在諸多限制條件和堆存要求，其他危險性較高的危險貨物仍存在堆存問題。因此，針對我國危險貨物集裝箱堆場的現狀和集裝箱堆場企業所存在的問題和實際周轉需求，提出一種基于國內港口風險基準要求的危險貨物集裝箱堆存方案優化方法。根據《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》（GB 36894—2018）的規定可知：個人風險是指人員無任何防護長時間處于某個場所，受到危險化學品事故影響而死亡的頻率；社會風險是指發生大于等于N人群體死亡的事故累計頻率，即在危險區域的企業員工和社會公眾發生某種傷害的頻次，用累計頻率（F）和死亡人數（N）曲線（F-N曲線）圖來表示。根據交通運輸部《港口危險貨物重大危險源監督管理辦法》（交水規〔2021〕6號）第6條規定：構成一級、二級港口重大危險源的，港口經營人應當委托第三方，按照《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》（GB 36894）的要求，采用定量風險評價方法確定個人和社會風險值。如果通過定量風險評價方法得出的個人或社會風險值超出標準規定的風險基準，則港口經營人需要采取有效的管控措施來降低相應風險值，使其符合風險基準的要求。基于前述可知，危險貨物港口經營人的風險基準是按照《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》的要求執行的，港口經營人儲存設施周圍的防護目標個人風險值不能超過其中的個人風險基準。由于計算危險貨物堆場的安全容量，針對的是已經建成的在役儲存裝置進行計算，因此，進行堆場安全容量計算時采用的個人風險基準值不應超過標準中的在役危險化學品儲存設施個人風險基準。《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》對儲存設施周邊的一般防護目標中的一類、二類、三類防護目標和重要、高敏感防護目標的個人風險基準均進行了具體規定。個人風險基準值見表1。
社會風險基準通常分為可接受區、盡可能降低區和不可接受區等。港口經營人的社會風險應處于可接受區。若社會風險曲線處于不可接受區，就需要立即采取管控措施以降低社會風險；若社會風險曲線處于盡可能降低區，就需要盡最大可能采取可行的管控措施以降低社會風險。社會風險基準見圖1。
對于港口經營人來說，應保證個人風險不超過標準值、社會風險處于可接受區，一旦超過個人或社會風險基準，港口經營人應當采取相應的管控措施降低風險，必然要增加港口經營人的運營成本。因此，基于滿足港口風險基準和控制港口經營人安全管理成本的目的，參照《化工企業定量風險評價導則》（AQ/T 3046—2013）列出的個人風險和社會風險計算模型，以堆場安全容量作為企業確定堆存方案的控制指標，即通過調整堆場安全容量和貨物堆存布局進行個人和社會風險計算，計算結果滿足港口風險基準可接受上限的方案即為該堆場最優堆存方案，從而實現提高危險貨物堆場利用率的目的。在計算個人風險時，首先對計算區域進行計算網格劃分,依次確定可能發生泄漏的場景和各場景對應的發生頻率（fS）；選擇某一天氣等級（M）和該等級的某一風向（φ），確定二者的聯合概率PM×Pφ；泄漏場景如果為可燃物泄漏，則還需確定各點火事件（i）和各點火事件的發生概率Pi；最終得到各泄漏場景、天氣等級（M）、風向（φ）、點火事件（i）條件下各網格點的死亡概率（P個體風險）。所有條件下（fS 、M、φ、i）每個網格點處的個人風險計算公式為
式中：R為網格點處的個人風險；fS為泄漏場景發生頻率；PM為天氣概率；Pφ為風向概率；Pi為點火概率；P個體風險為網格點的死亡概率。個人風險通常以個人風險等值線表示，將相同個人風險的網格點相連繪制成個人風險等值線，與表1中的個人風險基準進行比對，得出個人風險是否可接受的結論。在計算社會風險時，在個人風險計算確定的各泄漏場景、天氣等級（M）、風向（φ）、點火事件（i）的基礎上，確定網格點內的人數Ncell，得到對應的網格點的人口死亡百分比（P社會風險）。計算死亡總人數（∑所有網格單元P社會風險×Ncell）≥N的所有事故發生的頻率（FN），并進一步構造社會風險F-N曲線，根據F-N曲線所處區域，與圖2社會風險基準進行比對，得出社會風險是否可接受的結論。社會風險計算公式為
式中：FN為死亡N人的累計頻率；fS為泄漏場景發生頻率；PM為天氣概率；Pφ為風向概率；Pi為點火概率；P個體風險為網格點的死亡概率；P社會風險為網格點的人口死亡百分比；Ncell為網格點內的人數；N為死亡人數。某堆場為危險貨物集裝箱儲存企業，經批準準予從事第2～9類危險貨物集裝箱儲存業務。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施，再遠處還存在學校、公園、醫院、商場、地鐵站、居民樓等敏感場所和目標。由于第8、9類危險貨物危險性相對較低，且有國家標準規定在符合相應安全條件下可與普通貨物混合堆存，因此，對于該堆場目前存在的問題是如何合理優化第2～6類危險貨物的堆存，在滿足風險基準要求的前提下，提高堆場的利用效率。堆場布局箱位示意圖見圖2。
在集裝箱危險貨物中，第3類易燃液體屬于作業頻次較高且危險性較大的貨物，具有易擴散、流淌的特點，有些物質還易產生靜電、易聚合，有些物質其蒸氣可與空氣混合形成可燃混合物或具有爆炸危險性的氣體。此外，某些貨物還帶有副危險性，如腐蝕性（第8類）和毒性（第6.1項）。因此，該類物質的主要危險特性表現為易燃性和易爆性，故以閃點高低作為其危險特性的主要表征值。根據《港口作業安全要求第3部分：危險貨物集裝箱》（GB 16994.3—2021）第7.1條的要求：危險貨物集裝箱應按危險貨物的性質和類別將集裝箱堆場劃分不同的堆存區域。以某堆場儲存第3類危險貨物的堆存區域為例，以港口風險基準可接受上限作為堆場容量控制指標，進行個人風險和社會風險計算，得到該區域儲存第3類危險貨物的安全容量。對于第3類危險貨物來說，閃點是體現其危險性的關鍵特性，故以閃點作為特征指標，結合第3類危險貨物閃點分布和火災危險性分類規則，選取第3類危險貨物中的戊烷（閃點-48 ℃）、丙酮（閃點-18 ℃）、丁醇（閃點29 ℃）作為本次計算貨種，按照前述的公式分別計算儲存上述3種易燃液體的個人風險和社會風險，在個人風險和社會風險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<-18 ℃，總箱量不大于130 TEU。儲存區域為：D11不堆存；D12堆存2 TEU（北側1個箱位）；D13堆存20 TEU（由北至南2列共10個箱位）；D14堆存16 TEU（由北至南2列共8個箱位）；D15堆存32 TEU（由北至南5列共16個箱位）；D21～D23堆存60 TEU。總計共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<29 ℃，總箱量不大于164 TEU。儲存區域為：D11不堆存；D12堆存6 TEU（由北至南2列共3個箱位）；D13堆存30 TEU（由北至南3列共15個箱位）；D14堆存24 TEU（由北至南3列共12個箱位）；D15堆存44 TEU（由北至南1～6列共20個箱位，第7列西側2個箱位）；D21～D23堆存60 TEU。總計共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≥29 ℃，總箱量不大于208 TEU。儲存區域為：D11不堆存；D12堆存8 TEU（由北至南1～2列位3個箱位，第3列西側箱位）；D13堆存40 TEU（由北至南4列共20個箱位）；D14堆存40 TEU（由北至南5列共20個箱位）；D15堆存60 TEU（由北至南9列共30個箱位）；D21～D23堆存60標箱。總計共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。
通過上述計算可知，隨著第3類危險貨物的閃點變高，固定區域內可儲存的危險貨物集裝箱也在增加。在滿足分區分類儲存及安全風險要求的前提下，可以通過高低閃點混合儲存的方式，進一步優化堆場集裝箱箱位布局。港口經營人可以根據上述風險計算結果進行危險貨物集裝箱堆存。考慮到企業在實際作業過程中如嚴格按照上述閃點、箱位、箱量進行細化儲存過于煩瑣，可以根據上述風險計算結果，結合企業港口經營實際情況，對危險貨物集裝箱堆存進行優化，即建議企業在實際儲存第3類易燃液體（閃點≥-48 ℃，共155種）時，總箱量不大于130 TEU，且應在儲存區域北側按箱位由北至南堆存。為解決我國危險貨物集裝箱堆存空間緊張的問題，進一步優化危險貨物集裝箱堆場布局，提高堆場有限空間的利用率，采用風險基準計算模型對危險貨物集裝箱堆場布局進行優化。對于港口經營人來說，保證個人風險不超過標準值、社會風險處于可接受區是采取較低運營成本滿足安全要求的必要儲存方式之一。針對國內危險貨物堆場儲存特點，結合港口個人風險和社會風險基準要求，選擇港口風險基準可接受上限作為堆場安全容量控制指標，通過調整堆場安全容量和貨物堆存布局，進行個人風險和社會風險計算，在滿足港口風險基準可接受上限的情況下確定最優的危險貨物集裝箱堆存方案。以某港區危險貨物堆場儲存第3類危險貨物為例，以港口風險基準可接受上限作為堆場容量控制指標，進行風險計算，根據風險計算結果可知，隨著第3類危險貨物的閃點變高，固定區域內可儲存的危險貨物集裝箱也在增加。在滿足分區分類儲存及安全風險要求的前提下，可以通過高低閃點混合儲存的方式進一步優化堆場集裝箱箱位布局，得到堆場儲存不同閃點危險貨物對應的安全容量。通過實際案例的計算表明，基于風險基準的堆場安全容量計算可以在滿足風險基準要求的前提下提高危險貨物堆場利用率。
作者：徐靜晗，韓璐，王緒亭，蔣治強，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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