油气储存重大基础设施脆弱性评估导则

1油气储存重大基础设施脆弱性评估导则本文件给出了油气储存重大基础设施脆弱性评估的总则、脆弱性的组成要素、脆弱性的组成要素、脆弱性评估流程、脆弱性组成要素评估、脆弱性分级标准和脆弱性再评估。本文件适用于自然灾害诱发的火灾爆炸等多米诺效应灾害场景下的油气储存重大基础设施脆弱性评估工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB18218危险化学品重大危险源辨识GB/T20368液化天然气（LNG）生产、储存和装运GB/T32572自然灾害承灾体分类与代码GB50074石油库设计规范GB50160石油化工企业设计防火标准GB50341立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB50453石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准GB50650石油化工装置防雷设计规范GB50737石油储备库设计规范GB/T50761石油化工钢制设备抗震设计标准GB50984石油化工工厂布置设计规范GB51156液化天然气接收站工程设计规范SH/T3007石油化工储运系统罐区设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1危险化学品hazardouschemicals具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品。[来源：GB18218—2018,3.1]3.2油气储存重大基础设施majorinfrastructureforoil&gasstorage对管输油气（原油、成品油、LNG、LPG等）进行接收、储存、转运等操作，且构成重大危险源的设施、场地，包括站场、油库等设施。2[来源：SY/T7031-2016，2]。3.3应急资源emergencyresources参与应急的物质、装备、资金、人力、设施、信息和技术等各类资源的总和，包括应急队伍、装备、物资、专家及周边其他应急管理机构、消防救援队、医疗卫生机构、应急避难场所等社会应急资源。3.4承灾体hazard-affectedbody承受灾害的对象。[来源：GB/T32572—2016,2.2]3.5单元unit用于储存危险化学品的储罐或仓库组成的相对独立的区域，储罐区以罐区防火堤为界限划分为独立的单元，仓库以独立库房（独立建筑物）为界限划分为独立的单元。[来源：GB18218—2018，3.6]3.6临界量thresholdquantity某种或某类危险化学品构成重大危险源所规定的最小数量。[来源：GB18218—2018，3.3]3.7自然灾害naturaldisaster由自然因素造成人类生命、财产、社会功能和生态环境等损害的事件或现象。[来源：GB/T32572—2016,2.1]3.8Natech事件Natechevent由自然灾害引发的泄漏、火灾、爆炸等技术灾害。3.9脆弱性vulnerability承灾体暴露于灾害扰动作用影响时，结构和功能因其本身的敏感性以及缺乏对应的抗灾性而发生改变的性质。承灾体易遭受灾害的程度及其恢复能力的合集。3.10暴露性exposure承灾体接触或受到扰动影响的程度、持续的时间或范围。3.11敏感性sensitivity承灾体在扰动影响下，发生反应的敏感程度。3.12抗灾性hazardresistance承灾体在发生事故后应对外界扰动的能力。3.13响应与应对能力copingandresponsecapability承灾体向处于事故状态的承灾体提供应急救援支持的能力。33.14适应能力adaptivecapacity承灾体发生事故后，系统具有的防止事故后果进一步扩大的能力。3.15事故层级node表征初始事故演化过程中造成多米诺效应等次生、衍生灾害的不同阶段，层级为1时表示自然灾害，层级大于1表示由自然灾害诱发的技术灾害。4符号和缩略语下列符号适用于本文件。iEi,1Si,1Ri,1Ei,nSi,nRi,nLLiDMqi,CNK技术灾害中可能的升级因子数量，升级因子通常包括热Rk,j→iϕk,j→iωk,j→iωmax对第k种技术灾害阈值的判断，如果大于第k种升级因子阈值，φk等uk4表1符号（续）STDdDEiEUi,dETi,dEPi,dESi,dαRi,CRCRi,ACMmELi,mRi5评估导则5.1系统性运用系统的脆弱性评估方法，识别油气储存重大基础设施中的脆弱性单元，分析构成脆弱性的要素及相互间关系，综合评定脆弱性等级。5.2专业性发挥专业机构及专家作用，运用信息化技术手段和各行业领域适用的专业评估方法，开展脆弱性评估。5.3持续性基于应急救援人员与应急资源的优化、设备结构的强化、安全屏障的配备，评估脆弱性变化情况，实现脆弱性再评估。6脆弱性的组成要素6.1脆弱性的组成要素从灾害演化特性的角度分析，脆弱性组成要素包括：a)受到自然灾害扰动导致的脆弱性；b)受到技术灾害扰动导致的脆弱性。5油气储存重大基础设施脆弱性所涵盖的组成要素关系见附录A。6.2脆弱性的影响因素从油气储存重大基础设施致损特征的角度分析，脆弱性影响因素包括：暴露性、敏感性、抗灾性。7脆弱性评估流程7.1流程脆弱性评估流程见附录B。7.2数据收集表2中提供了脆弱性评估中通常宜收集的数据信息（包括但不限于此）。表2脆弱性评估宜收集的数据信息危险物质存量、危险物质安全技术说明书（SDS）、现有的工艺危害分））应急人员和应急资源配置情况，应急池的有效容量7.3单元划分明确初始自然灾害类别，如地震、洪水、台风、雷电等，根据危险源的危险要素信息，进行单元划分,便于后续步骤对每一个单元的脆弱性进行计算和分级。7.4自然灾害的脆弱性计算以n表示事故层级，自然灾害扰动的致灾过程即为自然灾害层级（n=1每一个承灾体的脆弱性按式（1）计算。V×(1_Ri,1)………（1）式中：Vi,1——第i个承灾体在自然灾害层级的脆弱性；Ei,1——第i个承灾体在自然灾害层级的暴露性；Si,1——第i个承灾体在自然灾害层级的敏感性；6Ri,1——第i个承灾体在自然灾害层级的抗灾性。7.5技术灾害层级的脆弱性计算技术灾害扰动的致灾过程即为技术灾害层级（n>1），根据技术灾害的升级过程，每个层级的脆弱性状态值是在上一层级脆弱性状态Vi,n-1基础上进一步耦合叠加，按式（2）计算。V=Vi,n-1+Ei,nxSi,nx(1-Ri,n)………………（2）式中：Vi,n——第i个承灾体在第n个事故层级的脆弱性；Ei,n——第i个承灾体在第n个事故层级的暴露性；Si,n——第i个承灾体在第n个事故层级的敏感性；Ri,n——第i个承灾体在第n个事故层级的抗灾性。7.6承灾体整体脆弱性程度分析当所评估的事件层级达到设定阈值时，可以实现对承灾体整体脆弱性状态分析，从而针对不同事故阶段采取相应的应对措施。技术灾害脆弱性增量随着层级的增加逐步减小，设定值n最大推荐为6。8脆弱性组成要素评估8.1暴露性评估8.1.1自然灾害作用下的暴露性油气储存重大基础设施在自然灾害作用下承灾体的暴露性影响因素有三个：a)灾害特性因素L，表征承灾体可能遭受的自然灾害威胁程度。具体的灾害特性因素L与自然灾害类别有关：灾害特性因素可由相关领域专家根据油气储存重大基础设施所在地的地质条件和气象条件，结合自然灾害致灾原理与承灾体的结构特征进行评估，主要的评估依据为区域内自然灾害的频率与强度、以及灾害发生后承灾体暴露于灾害作用的可能性。通过所有承灾体的综合对比，进行归一化处理，L∈[0,1]。危险物质暴露性因素分析清单见附录C的规定；b)危险物质暴露性因素DM，表征承灾体所储存物质的危险程度。依据GB18218，通过重大危险源的辨识指标Wi表征DM。重大危险源按的辨识指标Wi按式（3）计算；式中：Wi——第i个承灾体的重大危险源辨识指标；2iCC——与每种危险化学品相对应的临界量，单位为吨（t）；根据计算出来的Wi值，按表3确定危险物质暴露性因素DM；c)承灾体在上一事件层级的脆弱性状态Vi。自然灾害层级下即n=1,那么Vi,0=0，第i个承灾体在自然灾害层级的暴露性按式（4）计算。Ei,1=f(Li,DMi,Vi)=(1-Vi,0)xLixDMi……（4）7表3重大危险源的辨识指标Wi与危险物质暴露性因素DM值的对应关系DM值18.1.2技术灾害作用下的暴露性油气储存重大基础设施在技术灾害作用下的暴露性影响因素有三个。a)承灾体的中心暴露性因素CE，表征其他承灾体作为事故单元时对承灾体i的影响程度。首先需要对事故场景进行分析，根据危险物质的性质确定技术灾害类型。CEi是一个N×K维的矩阵（K为技术灾害中可能的升级因子数量，升级因子通常包括热辐射、冲击波和碎片）。CEi中的元素φk,j→i表示第i个承灾体受到事故单元j的第k种升级因子作用时的影响程度，用对应的升级因子强度与升级阈值的比值⑴k,j→i进行表征，⑴k,j→i按式（5）计算：式中：Rk,j→i——第j个承灾体产生第k种升级因子对第i个承灾体的强度，依据GB/T37243计算。THk,i——第i个承灾体对于第k种升级因子的升级阈值，依据GB/T37243选取。；对所有的⑴k,j→i数据进行标准化处理，按式（6）计算得到ϕk,j→i；式中：ωmax——所有ωk,j→i中的最大值，即max(ωk,j→i)；承灾体i受事故单元j影响的中心暴露性因子ϕk,j→i分析清单见附录D的规定，分析所有承灾体后得到各中心暴露性因素矩阵CEi；b)承灾体的危险物质暴露性因素DMi；c)承灾体在上一事故层级的脆弱性状态Vi,n-1；第i个承灾体在技术灾害事件层级n的暴露性按式（7）计算：Ei,n×DMi………………式中：φk——对第k种技术灾害阈值的判断，如果大于第k种升级因子阈值，φk等于1，否则等于0；uk——承灾体发生事故后第k种升级因子发生的可能性占比，依据GB/T37243计算。8.2敏感性评估8.2.1自然灾害作用下的敏感性油气储存重大基础设施在自然灾害作用下的敏感性影响因素包括：8a)灾害特性因素L；b)自然灾害作用下承灾体的结构强度因素ST，表示承灾体自身结构承受不同强度自然灾害影响的能力。通过所有承灾体的综合对比，根据承灾体的结构特性、材料属性、运行工况、安全屏障有效功能等信息确定自然灾害作用下的承灾体结构强度因素，ST∈[0,1]；c)承灾体在上一事件层级的脆弱性状态Vi。如果自然灾害层级下即n=1,那么Vi,0=0，第i个承灾体在自然灾害事件层级n的敏感性按式（8）计算。=f(Li,Vi,STi)=(1-Vi,0)xLix(1_STi,0)……（8）8.2.2技术灾害作用下的敏感性油气储存重大基础设施在技术灾害作用下的敏感性影响因素包括：a)承灾体的中心敏感性因素OC，表示承灾体i为事故单元时，对其他承灾体的影响程度。OCi是一个NxK维的矩阵，OCi中的元素φk,i→j表示第i个承灾体作为事故单元时产生的第k种升级因子作用于第j个承灾体的影响程度；事故单元i对承灾体j的中心敏感性因子φk,i→j分析清单见附录E的规定，分析完所有可能事故单元后可以得到承灾体中心敏感性因素矩阵OCi；b)技术灾害作用下承灾体的结构强度因素ST，表示承灾体自身结构承受不同强度技术灾害影响的能力。通过所有承灾体的综合对比，根据承灾体的结构特性、材料属性、运行工况等信息确定技术灾害作用下的承灾体结构强度因素，且ST∈[0,1]；c)承灾体在上一事件层级的脆弱性状态Vi，第i个承灾体在技术灾害事件层级n的敏感性按式（9）计算。8.3抗灾性评估8.3.1响应与应对能力不同承灾体的响应与应对能力由事故监测预警概率、应急响应时间决定，按式（10）计算。Ri,CRC=DEiEUi,d.Ed.Ed.ESi,d)…………………（10）式中：D——应急队伍数量；EUi,d——对第d个应急队伍的启动能力评估值，宜根据专家打分或专项评估结果经归一化处理得出，ETi,d——对第d个应急队伍的响应时间评估值，宜根据专家打分或专项评估结果经归一化处理得出，EPi,d——对第d个应急队伍的人员数量和综合素质评估值，宜根据专家打分或专项评估结果经归一化处理得出，EPi,d∈[0,1]；ESi,d——对第d个应急队伍的资源配置评估值，宜根据专家打分或专项评估结果经归一化处理得出，DEi——第i个承灾体的事故监测预警概率，通过第i个承灾体周围独立监测设施的累积正常运行概率计算得确定，按式（11）计算，DEi,λ为第i个承灾体周边第λ个独立监测设施历史正常运行时间占比。DEiDEi,λ)……………9式中：α——独立监测设施的总个数，λ=1,2,λ,α。8.3.2适应能力在油气储存重大基础设施区域内，适应能力主要针对的是事故应急池，其能够暂时贮存泄漏的废液，预防事故蔓延。通过对承灾体配备的事故应急池有效容量的综合评估，按式（12）计算承灾体的适应能力水平Ri,AC。Ri,ACELi,m………………（12）式中：M——承灾体i对应的事故应急池数量；ELi,m——第m个应急池可用性和有效性的表征值，与应急池的容量有关，宜根据专家打分或专项评估结果经归一化处理得出，ELi,l∈[0,1]。因此，脆弱性评估中的韧性按式（13）计算。R.ESi,d).ELi,x…………（13）将计算所得的不同事件层级上的暴露性、敏感性和抗灾性代入式（1）和式（2）求得各个承灾体的脆弱性值，根据等级划分准则，得到脆弱性等级。9脆弱性分级标准根据计算出来的脆弱性V值，按表4确定脆弱性的级别。表4脆弱性级别和脆弱性V值的对应关系脆弱性V值根据评估结果，脆弱性级别为V级的视为稳定状态，风险处于可接受范围，其