雷电灾害风险评估论文

摘要针对工业厂房功能明确、结构复杂、布局繁杂的特点，通过与普通建筑物的对比，分析了工业厂房雷电灾害风险评估的特征，并以某卷烟厂为例，分别从截收面积处理、风险区域划分、重点厂房风险处理等方面讨论了工业厂房雷电灾害风险评估的技术要点。今天小编为大家推荐《雷电灾害风险评估论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

雷电灾害风险评估论文 篇1：

雷电灾害风险评估理论研究的现状及展望

摘 要：本文介绍了我国雷电灾害风险评估研究的现状， 并对雷电灾害风险评估业务的未来发展趋势进行了构想。

关键词：雷电灾害风险评估；不确定度；质量管理体系；运行阶段评估

1 雷电灾害风险评估的研究现状

1.1 国外安全评价发展历史

国外安全评价起步早、发展快，特别是在评价具有易燃、易爆、有毒物料的工艺过程中有大量的图表可供使用参考，简洁明了，实用性强。同时又根据评估对象开发出多种补偿系数，使评估更有针对性。

1964年美国道（DOW）化学公司首先开发出“火灾、爆炸危险指数评价法”经过多年修订、补充、完善已成为世界化学工业及石油化学工业公认的最主要的危险指数评价法。1974年英国帝国化学公司（ICI）蒙德（Mond）在对道化学火灾、爆炸危险指数评价法（第三版）的基础上做了重要的改进和扩充，增加了毒性的概念和计算，并发展了一些补偿系数。

1.2 国内雷电灾害风险评估的技术进展

我国的学者在长期的评估实践中发现如果过分依赖评估标准，就容易造成评估结果缺乏针对性。植耀玲[ 1 ]等研究了原有雷电灾害风险评估中Lo取值法的局限性，并提出了Lo的优化取值法。李京校等[ 2 ]着重研究了采取雷电预警措施之后对评估参数Lx及其取值方法的影响，并给出了相对应的风险评估方法。扈海波等[ 3 ]实施了社区雷电灾害风险评估模型的开发及应用。史雅静等[ 4 ]推导出了位置因子和评估对象高度的关系，并建立了位置因子的精细化计算模型。柴健等[ 5 ]提出多个风险因子的评估方法。冯鹤等[ 6 ]探讨了根据工程实际确定参数Am值的一般方法。胡定等[ 7 ]使用FMEA法研究了预评估失效的原因和计算方法，并按照失效程度高低对参数进行了排序，并列出了高失效度参数的修正意见。

2 雷电灾害风险评估的发展问题与展望

2.1 发展验收阶段评估和运行阶段评估

雷灾风险验收阶段评估是在建设项目竣工后通过对建设项目的物料、工艺、防御设备、人员、环境的实际情况的雷灾风险评价。验收阶段评估的核心是：

1）现场防雷措施是否符合国家相关标准与规定；

2）防雷措施是否按照预评估过程的推荐决策进行施工；

3）是否建立了防雷管理制度、是否进行了人员培训；

4）是否制订了防雷事故预防和应急救援措施；

5）通过更新的数据对项目进行雷灾风险评价并提出决策意见。

验收阶段评估能通过对现场检查、检测、访问，获取在之前评估阶段没有获取或不易察觉的数据，建立项目的评估档案，降低之前阶段评估数据的不确定度，能更准确的识别危险源及进行原因和频率、概率分析。

雷灾风险现状评估是在前阶段风险评估的基础上通过对设施、设备的实际运行情况及管理现状的调查与分析进行的危险源识别与风险评价。

定期开展雷灾风险现状评估的核心是：1）通过勘察更新评估的输入数据；2）通过经验丰富的现场勘查人员排查危险源；3）模拟创建事故场景。定期开展雷灾风险现状评估将是前阶段风险评估的升华，决策意见也更有针对性。

2.2 合理利用闪电定位与雷灾勘察资料

如何验证雷电灾害风险评估是否有效是一个普遍性难题，一方面可以依靠相关实验提供的大量运行数据，另一方面雷电灾害事故和危险事件也为评估提供了珍贵的现实依据。我国以往的雷灾事故数据多是对事故进行了简单的描述，并没有提供任何关于事故原因的分析，一些数据只涉及重大事故，对于小事故、未构成事故的危险事件很少涉及。随着我国监测预警服务系统的逐步普及，评估机构应重视利用雷灾事故数据为雷电灾害风险评估提供输入。评估机构应利用闪电定位仪、雷电流峰值记录仪等监测手段结合业主报告的雷灾事件对雷电发生的地点、电流极性、电流幅值、灾害损失等数据进行勘察分析，并还构建事故场景并建立雷灾数据库，不但要了解发生了什么，更重要的是要理解事故为什么发生。评估机构之间应该共享雷灾事故数据库信息。

2.3 开展质量管理体系工作

要使雷电灾害风险评估工作真正发挥作用，必须要有质量保证，所以必须充分吸收质量管理体系的精髓，实现雷电灾害风险评估的健康稳定发展。

雷电灾害风险评估机构需建立的质量管理体系的内容包括：1）制定控制方针与目标；2）明确机构与职责；3）加强人员培训及业务交流；4）开展合同评审；5）开展内部评审；6）强化跟踪服务；7）档案管理；8）纠正与预防措施；9）建立文件记录。

3 结论

对国外综合性安全评价技术的学习对我国雷电灾害风险评估的发展有很大裨益。在新形势下评估机构应该开发验收评估、运行阶段评估等多种先进的管理模式，建立、完善质量管理体系，保证雷电灾害风险评估工作质量。同时应该采取定性评估、半定量评估和增加冗余防雷设计的方式来提高评估的有效性。评估机构还应该合理利用闪电定位与雷灾勘察资料为雷电灾害风险评估提供输入。

参考文献：

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[2] 李京校，扈海波，樊荣等.雷电监测预警对雷击风险评估的影响分析[J].气象科学，2013，33（6）：678-684.

[3] 扈海波，李京校.雷电灾害风险评估模型在社区空间尺度上对雷击危险次数及脆弱性的模拟和分析[J].自然灾害学报，2015，24（1）：191-202.

[4] 史雅静，肖稳安，柴健等.雷击风险评估中位置因子的精细化分析[J].电瓷避雷器，2015，264（2）：114-118.

[5] 柴健，王学良.精细化雷击风险评估方法的研究[J].实验室研究与探索，2015，34（1）：284-288.

[6] 冯鹤，田艳婷，李小龙.雷电灾害风险评估中 Am 因子的选取方法研究[J].科学技术与工程，2013，33（13）：10093-10097.

[7] 胡定，于潇，郑永泉等.基于 FMEA 法的预评估失效模式分析及改进方法[J].气象研究与应用，2015，36（2）：100-103.

[8] Rausand，M.著，刘一骝译.风险评估：理论、方法与应用[M].北京：清华大学出版社，2013：379-389.

作者简介：

于潇（1986-），男，黑龙江哈尔滨人，助理工程师，研究方向：雷击风险评估。

作者：于潇 曾明育 陈统明

雷电灾害风险评估论文 篇2：

工业厂房雷电灾害风险评估技术要点

摘要 针对工业厂房功能明确、结构复杂、布局繁杂的特点，通过与普通建筑物的对比，分析了工业厂房雷电灾害风险评估的特征，并以某卷烟厂为例，分别从截收面积处理、风险区域划分、重点厂房风险处理等方面讨论了工业厂房雷电灾害风险评估的技术要点。

关键词 工业厂房;雷电灾害风险评估;技术要点

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.04.027

Key words   Industrial factory building;Lightning disaster risk assessment;Technical points

雷电灾害是联合国“国际减灾十年行动”公布的最严重的自然灾害之一，给人们的生产生活带来了严重威胁。工业厂房是指包括生产车间、辅助用房及附属设施用房在内的直接用于生产或为生产配套的各种房屋，因工业生产的特殊性，工业厂房一般不会位于城市中心地带，周围高耸建（构）筑物较少，具有较高的雷电危险性，且各类房屋功能明确，通过管道、线路相连，一旦发生雷灾事故，可能导致整个厂区的生产故障甚至设备损毁。

雷电灾害风险评估是风险管理的有效方法，对工业厂房进行雷电灾害风险评估，可以根据评估对象的环境特征对其进行科学计算以提供合理、有效的防护措施。但雷电灾害风险评估相关标准规范多针对独立建筑物制定，对危爆场所、电子信息系统关注较多，工业厂房作为整个厂区建筑群中拥有独特功能、性质的单体，因其复杂的管、网布设，以及相互关联的功能分区，雷电灾害风险评估相关标准并不能完全适用。考虑工业厂房的特殊性，研究工业厂房雷电灾害风险评估技术要点，可以为工业厂房雷电灾害风险评估提供科学方法，为相关技术人员提供参考依据。该文以某卷烟厂为例，介绍工业厂房雷电灾害风险评估的技术要点。

1 厂房基本特征及雷电灾害风险

工业厂区内往往根据功能不同进行分区处理，各分区间既相对独立又互相联系，形成一个统一的整体。该文拟分析的某卷烟厂包含厂前区、生产区、动力区、辅助区和仓储区，厂前区为科研办公楼;生产区为联合工房;动力区为动力中心;辅助区包括综合服务楼、职工活动场地和停车场;仓储区包括片烟库、辅料库及成品库、香精香料库和工业垃圾站。此外，在厂区东侧有废水处理站和雨水泵站，各高架库房的南侧都有大面积的物料运输广场，其中片烟高架库物料运输广场面积为55 m×29 m，辅料和成品高架库物料运输广场面积为70 m×29 m，这样在联合工房的南端，就形成了集中的物流运输区域。

全厂供电由开发区新建变电站引来2路专用电源线，至动力中心10 kV变电所，满足新建厂供电负荷要求。动力中心变电所引出至联合工房变电所、科研办公楼变电所、雨水泵房变电所、工业垃圾站变电所。科研办公楼变电所供给综合服务楼、传达室用电;雨水泵房变电所供给废水处理站用电;工业垃圾站变电所供给片烟库、成品辅料库、生产工房、库房、办公楼用电。区域平面布置及电路走线情况见图1。

该卷烟厂各建筑物相互独立，但从布设位置和功能上又体现了便于生产和存储、管理互相衔接的特点[1]。对其进行雷电灾害风险评估时，一方面，各建筑物间的有效截收面积互相重叠，另一方面，线路走线方向一致，甚至布设在同一电缆沟内，线路截闪互相影响。同时，雷电击中动力中心时，不仅将对相连建筑工业垃圾站、雨水泵站等造成影响，对整个厂区也会产生风险，此外，物料运输广场等区域具有较高危险性，雷擊时将对周围建筑、人员造成影响。在进行雷电灾害风险评估工作时，均应在规范的基础上采取相应技术手段，保证雷电灾害风险评估合理有效。

2 等效截收面积的处理

2.1 建筑物等效截收面积

2.2 服务设施等效截收面积

服务设施是指与建筑物相连的各类管线，遭受雷击时，雷电流沿管线进入室内，将导致接触电压与跨步电压的风险、物理损坏的风险以及电气电子系统失效的风险。工业厂区一般设有厂区总变配电室向各厂房供电，线路沿电缆沟敷设。如图3所示，多条线路布设在同一电缆沟内，且部分处于周围建筑物等效截收面积范围内[3]。因电缆埋地敷设，周围建筑物等效截收范围内，如果雷电击中建筑物，线路将得到有效保护。故如图3青色部分，线路等效截收面积将去除周围建筑物的截收面积，而在周围建筑物内的等效面积可考虑乘以环境因子。此外，还应考虑同方向上的线路类型不同，无法同时进行计算时，应根据线缆根数对等截面积进行划分，以免重复计算。

3 风险区域划分

工业厂房在功能分区布局上较普通建筑更为复杂，可包含办公区、生活区、多个生产区，物料在整个厂房不同区域以及不同厂房间有序流转，成为有机整体。对工业厂房进行建筑分区时，除应考虑土壤或地板类型、防火分区、空间屏蔽等，还应在区域功能、特征方面全面考虑，合理分区[4]。

联合工房是集卷烟生产和管理为一体的现代化工业厂房，由制丝部分、掺配加香部分、卷接包部分、生活辅房4部分组成，是该卷烟厂的核心，也是厂区雷电灾害风险评估的重点。联合工房主要功能为车间厂房，配套有生活辅房，主要的風险包括人员生命损失风险和经济损失风险，以联合工房为例介绍大型厂房雷电灾害风险评估注意事项。

较一般民用建筑物，联合工房设有不同的出入口，人流入口在北端的生活辅房，物流出入口在工房南端，2个出入口人员数量、出现时间以及出入口地面特征不尽相同，故应将室外区域设为2处，分别给予考虑。同时，室内区域分为不同的生产工作区，各部分功能、性质各异，设有16个防火分区，应具体考虑不同防火分区的特点，根据减小雷击可能性的因素及雷击后果的不同，进一步划分不同区域，分别进行风险计算。

4 公众服务损失风险计算

传统意义上的公众服务损失风险一般指一定区域内断水、断电等影响正常生产、生活的风险，在对供电、供水公司进行计算时需重点考虑。但对于工业厂房，通常设有专门的变、配电所和控制中心，对全厂的电力、通信、自控等进行统一调配，一旦遭受损害，将导致整个厂区生产中断，甚至可能造成人员恐慌以及危险物品泄露等间接损失[5]。

动力中心是该卷烟厂的动力供给、分配和计量的中心，直接影响全厂的正常工作、生产，共有4座临近建筑物，分别为联合工房、科研办公楼、雨水泵房、工业垃圾站，对其进行公众服务损失风险的计算。但标准中给出的公众服务损失风险允许值为10-3，与文中所计算的公众服务损失风险并不能完全对应，在具体计算时，应考虑生产企业对生产损失的可接受程度，调整具体数值，以便合理计算。

5 小结

工业厂房较普通商务、住宅楼，其功能上具有独特的性质，如内存物含有易燃、易爆、有毒、有害物质，生产设备对电磁脉冲高度敏感，承担整个厂区的物流枢纽、中控中心等作用，且工厂工艺流程复杂，不同厂房内设备互相连接输送物料，均对雷电灾害风险评估带来影响。在进行雷电灾害风险评估时，应综合考虑相关特征，采取科学方法，必要时适当调整雷电灾害风险评估参数，以保证评估结果的科学、合理。

参考文献

[1] 汝洪博，马金福，冯志伟，等.建筑物雷击次数等效截收面积计算方法[J].气象科技，2013，41（1）：191-195.

[2] 魏秀梅.化工企业雷电灾害风险评估与应用[J].气象科技，2014，42（2）：353-358.

[3] 马宏达.学习和引用IEC建筑物防雷规范中值得商榷的几个问题[J].电工技术杂志，2004（2）：11-13.

[4] 尹娜.雷电灾害风险评估研究[D]. 南京：南京信息工程大学，2005.

[5] 钟颖颖.洋口港区雷击风险及预警方法研究[D]. 南京：南京信息工程大学，2011.

责任编辑：李杨

作者：韩辉

雷电灾害风险评估论文 篇3：

基于多米诺效应分析的油品储罐雷电灾害风险评估

摘要以大型外浮顶原油储罐为例，基于火灾爆炸事故的多米诺效应分析方法，分析雷击诱发罐组多米诺火灾连锁事故场景，给出雷击储罐导致多米诺火灾效应的人员伤亡风险计算方法，提出适用于油品储罐的雷电灾害风险评估模型。结果表明，雷击导致的浮顶罐密封圈电火花是引起油罐火灾事故的主要原因；雷击诱发的储罐火灾可通过热辐射形式作用于邻近储罐，使得周边人员生命安全风险大幅上升；在大型油罐的雷击灾害风险评估中，可通过引入扩展因子的方法，将雷击事故引起的多米诺效应影响纳入评估模型之中，预测雷电灾害次生事故后果，为雷电防护设计提供服务。

关键词雷电灾害风险；油品储罐；多米诺效应；个人风险

Lightning Risk Assessment of Crude Oil Storage Tanks Based on Domino Effect Analysis

YIN Feng， LIU Yang， LI Meng （Lightning Protection Center of Tianjin， Tianjin 300074 ）

Key wordsLightning disaster risk； Oil storage tanks； Domino effect； Individual risk

近年來，随着经济的发展和科技的进步，我国石油工业呈现规模化、园区化发展趋势[1]，大型油库、储罐日益增多，面临的雷电灾害风险也随之增大。从损害源强度而言，石油化工企业通常选址建在旷野郊区，高大罐体易成为制高点而遭受雷击。同时，企业排放的烟尘废气能影响当地气溶胶组分，加剧雷暴生成。另一方面，从承灾体易损性角度，石油化工生产、贮存的易燃易爆危险品数量和种类的增多，增加了雷击危险事故的可能性。一旦装置因雷击事故发生泄漏或爆炸事故，极易波及相邻单元和周边人员，使得危害范围进一步扩大。因此，全面认识和评价石油工业场所的雷电灾害风险，制定合理风险评估模型，既是防灾减灾的基础环节，也是石油工业发展的迫切需要。

当前的雷击风险评估方法主要依托GB/T 21714.22008《雷电防护 第二部分—风险管理》，其适用对象为一般建筑物及与建筑物相连的服务设施。关于石油化工装置的雷击风险评估尚缺乏统一标准，为此，不同学者分别探讨了区域整体评估[2-4]和单体评估[5]方法，前者对装置群落整体考虑，不能具体反映雷电灾害源影响，易扩大风险，造成结果上的偏差；后者对装置单体雷击风险单独考虑，忽略了装置毗邻空间的公共安全问题，缺乏对装置间雷电灾害风险关联性的考量。近年来，雷击油品储罐引发的爆炸火灾事故频发，其中不乏形成多米诺效应连锁事故，如1989年8月黄岛油库5#罐因雷击起火后，连续引爆1#～4#罐，大火持续燃烧104 h，造成19人死亡、78人受伤[6]；2015年4月17日美国德克萨斯州一处页岩油罐遭雷击起火，引发周围11个油罐着火，影响恶劣[7]。笔者以大型浮顶油罐为例，在以GB/T 21714.22008雷击灾害风险评估模型为蓝本的基础上，引入多米诺效应的分析方法，对雷击储罐引发的火灾事故及事故扩展造成的人员伤亡风险进行量化分析，通过将安全评价方法与现有的防雷工程模型相结合，探讨适用于油品储罐的雷电灾害风险评估方法。

1资料与方法

1.1实例概况以20 000 m3外浮顶原油储罐罐组为例，对雷电击中储罐引起的雷电灾害风险进行定量评估。罐组布置情况如图1所示。该罐组坐落于天津市南港工业区，当地雷暴日为28.4 d。罐组包含T1～T4共4个原油常压储罐。罐直径为40.50 m、高15.85 m，罐壁最薄处壁厚度为5.50 mm。储罐均采用一次、二次密封，一次密封采取机械密封。储罐之间设有防火堤，并配置有泡沫液间和手提式灭火器。储罐以自身金属罐体作为接闪器和引下线，储罐设计接地电阻≤10 Ω。

1.2雷击储罐的多米诺效应分析近年来大型浮顶储罐雷击事故表明，雷击浮顶储罐引起的火灾事故均为密封圈火灾，着火点位于密封圈处，均有多处燃爆点[8]。雷击储罐时，流过的雷电流或雷电感应电压在储罐导电片或机械密封金属连接件之间形成放电火花。在一定密封泄露条件下，空气进入二次密封内部，与油气混合达到爆炸下限，遇到雷电火花发生闪爆。若密封圈火灾未得到及时有效控制，则可能升级为全表面火灾，这是浮顶储罐火灾最为严重的一种形式，对周围热辐射强度最高，灭火难度最大。着火储罐以热辐射形式作用于邻近储罐的罐壁和浮顶，使其油品分层，在密封圈处形成热油区，直至热油区油品温度达到初沸点，可燃蒸汽穿过密封圈被点燃形成密封圈火灾，引发多米诺事故。随着可燃蒸汽大量产生，造成浮顶不稳定，导致储罐火灾面积扩大[9]。在此以雷击电火花引起储罐全表面火灾为初始事故，以周围储罐发生全表面火灾为二级事故，对雷击储罐火灾引起的多米诺效应概率和个人风险进行计算。

1.2.1初始事故频率的确定。为确定雷击引起储罐全表面火灾的频率，首先需得到雷电击中储罐的概率。根据GB/T 21714.22008，储罐每年遭受雷击的危险次数为：

ND=NG·AD·CD×10-6（1）

式中，NG为雷击大地密度，与雷暴日数TD的关系为NG=0.1TD；AD为截收面积，对高为H、半径为R的储罐AD=π（R+3H）2；CD为储罐位置因子，对周围有相同高度包围的储罐取0.5。

根据DL/T 6201997[10]，年雷暴日超过20 d的地区，有

lgP=-I88 （2）

式中，I為雷电流幅值（kA）；P为当地雷电流幅值超过I的概率。试验表明，单个导电片电流达400 A即可产生点燃性火花[11]。浮顶储罐二次密封圈内部相邻导电片间隔不超过3 m，导电片数量n约为储罐周长的1/3，产生雷击火花需要的雷电流幅为n×400（A），则储罐发生雷电事故引起储罐密封圈火灾的数学期望为P×ND。

1.2.2邻近储罐失效概率计算。热辐射引起的目标设备损坏概率可通过Cozzani等[12]建立的概率函数得到：

Pd=12π∫Y-5-∞e-x22dx（3）

式中，Y为目标设备损坏的概率单位。对常压容器而言，有：

Y=12.54-1.847 lnt （4）

lnt=-1.128lnq（r）-2.667×10-5V+9.887 （5）

式中，t为无故障时间（s）；q（r）为距火源距离r处目标接收到的热通量（kW/m2）；V为目标设备容积（m3）。

1.2.3个人风险计算。对于初始事故周围的n个可能目标，空间（x，y）处对应的个人风险IR（x，y）为：

IR（x，y）=2nj=1（fj·Vj）（6）

fj=f0·∏1≤i≤n[1-qi+δ（2qi-1）]，δ=1，i∈j

0，ij（7）

Vj=minV0+ni=1δ×Vi，1，δ=1，i∈j

0，ij（8）

式中，f0为初始事件发生年频率；qi为第i个设备失效对应的扩展概率；V0和Vj分别为初始事故和事故造成的人员死亡概率。在此采用Pietersen火灾热辐射概率模型[13]计算储罐附近人员死亡概率：

V=∫Pr-5-∞e-x22dx（9）

Pr=-37.23+2.56ln（t·I1.33） （10）

式中，t为人员承受热辐射时间（min）；I为危险区域人员受到的热辐射通量（kW/m2）。

1.2.4基于多米诺事故分析的储罐雷电灾害风险评估修正模型。当前的雷电灾害风险评估标准（GB/T 21714.2-2008）以R=N×P×L为基本公式，将建筑物单体的雷击灾害风险表示为危险次数、损害概率及损失率三者的乘积。对于油品储罐的承灾体特性，雷电击中储罐引起的人员伤亡风险包括2个风险分量，分别为：

RA=ND×PA×rA×Lt （11）

RB=ND×PB×rP×hz×rf×Lf（12）

式中，RA为雷击储罐时距离储罐3 m范围内因接触和跨步电压导致的人员伤亡风险分量；RB为雷击储罐因危险火花放电导致火灾、爆炸等物理损害引起的人员伤亡风险分量；ND为储罐的年预计雷击次数；PA为雷击储罐因接触和跨步电压造成人员伤亡的损害概率，取决于是否敷设地网；rA为影响人员伤亡损失的缩减因子，取决于土壤类型；Lt为接触和跨步电压伤害引起的损失率；PB为雷击储罐因危险火花放电触发导致人员伤亡的概率，取决于雷电防护系统措施；rP为与防火措施有关的缩减因子，取决于防火措施；hz为有特殊危险时因物理损害导致人员伤亡的增长因子，取决于人员密度；rf为火灾危险程度的缩减因子，取决于消防负荷；Lf为物理损害引起的损失率。

由雷电灾害风险评估中各因子含义可知，对于油品储罐而言，当前的评估模型未考虑连锁事故引起的风险扩散的情况，为对其进行量化，该研究在RB中增加一项风险扩散因子he，表征雷击事件引起邻近装置发生多米诺事故导致附近人员伤亡的增长因子，将其表示为：he=SeS。式中，S为初始事故引起人员伤亡的个人风险曲线围成的面积；Se为考虑多米诺扩展效应后人员风险曲线所围面积。则修正后的储罐雷击风险评估模型为：

RA=ND×PA×rA×Lt （13）

RB=ND×PB×rP×hz×he×rf×Lf （14）

2结果与分析

2.1初始事故频率郎需庆等[14]研究指出，一次密封采用机械密封形式，油气浓度达到爆炸极限的概率为19%。同时，LASTFIRE项目组对世界范围内浮顶罐火灾事件统计，55次密封圈火灾中有1例升级为全表面火灾[9]。根据公式（1）、（2），计算得到储罐T1因雷击发生全表面火灾事故的年频率约为4.54×10-5。

2.2邻近储罐失效概率通过ALOHA软件模拟计算T1储罐发生全表面火灾时周围空间的热辐射通量强度，根据公式（3）～（5），计算得到热辐射通量强度和邻近储罐失效概率随储罐距离的变化情况（图2）。由储罐区平面（图1）可知，储罐T2、T3、T4与T1距离分别为16.2、16.2和39.7 m。根据邻近储罐失效概率随储罐距离变化（图2），确定邻近储罐T2、T3、T4失效扩展概率分别为3.12×10-2、3.12×10-2和4.29×10-4。

图2邻近储罐失效概率与储罐间距的关系

Fig.2Relationship between failure probability of nearby tanks and tank spacing 2.3雷击储罐引起的多米诺事故个人风险根据公式（6）～（10），将罐组周边空间区域网格化，计算储罐T1单独发生雷击事故和邻近储罐发生多米诺事故的个人风险曲线，其中邻近储罐发生事故的多米诺场景分别为储罐T2发生事故，储罐T3发生事故，储罐T4发生事故，储罐T2和T3发生事故，储罐T2和T3发生事故，储罐T3和T4发生事故，储罐T2、T3和T4发生事故。对比考虑雷击储罐多米诺效应前后的个人风险（图3）可知，当考虑多米诺效应时，因雷击而引发火灾事故的伤亡半径明显高于不考虑多米诺效应的危害后果，表明当雷电击中装置区某储罐时，由于其扩展效应，周边储罐也会产生很高的人员伤亡风险。因此，在大型油罐的雷击灾害风险评估中，对于雷击风险的扩展效应的考虑十分必要。

2.4基于多米诺事故分析的储罐雷电灾害风险评估根据工业ALARP原则[15]和GB/T 21714.22008人身伤亡风险容许值的有关规定，将每年雷击灾害引起的人员伤亡的个人风险等值线数值规定为1.0×10-5，从而得到风险扩展前后风险曲线所包围的面积，进而计算得到储罐T1的扩张因子he为1.56，其他风险因子数值见表1。根据储罐雷电灾害风险评估修正模型，计算得到RA=2.05×10-6、RB=3.20×10-6，则雷击T1储罐引起的人员伤亡风险值R1=5.25×10-6，低于GB/T 21714.22008规定的人员伤亡风险容许值（10-5），属于可接受风险。

3结论

近年来雷电灾害引起的储罐火灾爆炸事故越来越多，建立合理的风险评估模型十分必要。当前的雷电灾害风险评估标准对于石油化工装置存在较大的局限性。该研究以雷电灾害对大型浮顶原油储罐罐组影响为切入点，分析了雷击引起爆炸火灾事故的情境，确定了储罐因雷击发生全表面火灾的基础概率，并采取多米诺效应的分析方法，建立了适用于大型浮顶储罐的风险评估模型，细化了评估模型中雷击风险扩散的量化标准，最后以天津市南港工业区20 000 m3外浮顶原油罐组为实例，通过对雷电击中储罐引起的雷电灾害风险进行计算和分析，得到如下结论：

（1）雷击导致的浮顶罐密封圈电火花是引起油罐火灾事故的主要原因。雷击诱发的储罐火灾可通过热辐射形式作用于邻近储罐，引发多米诺事故。通过实例计算表明，雷电电火花引发储罐全表面火灾后，由于初始事故多米诺效应，伤害半径有所增加，个人风险大幅上升。

（2）对于油品储罐的雷击灾害风险，可通过引入扩展因子的方法，将雷击事故引起的多米诺效应影响纳入评估模型之中，使得评估方法更有针对性，为石油化工场所的防雷减灾工作提供服务。

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作者：银峰 刘洋 李猛