英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
英国邦斯菲尔德事故——英国风险评估工程师的观点
摘要：
2005年12月，邦斯菲尔德油库的某个储油罐泄漏出大量原油，由此形成了大范围的蒸汽云，引发了大爆炸。本文介绍了此次事故关键方面的个人意见，这些意见是由对油库这些场所进行危险识别和风险评估的研究人员提出的，可作为安全设计的一部分，或作为定期审查、安装安全性的评估方法。这些观点来自一位工程师，他作为专家证人，参与了对2005年12月邦斯菲尔德油库事故责任人的民法诉讼，并向运营商提供类似邦斯菲尔德油库储油罐事故的经验咨询。这位工程师，通常会使用公认的评估方法和实践，对储油罐操作者提供支持，以开发安全案例和设计安全评审。本文的目的，是为那些需要识别和评估Buncefield型的装置（即大气压或接近大气压的任何大型可燃液体储存系统），可能引发火灾和爆炸危险和风险的人员提供参考。
本文涵盖了以下内容
1.在邦斯菲尔德事故之前，人们对类似的事故所涉及的爆炸、火灾、和对大量原油泄漏后的影响和阻止措施，都缺乏认识。
2. 在识别和评估火灾和爆炸风险时，需要考虑的重要因素。
3.风险缓解的设计和操作的重要方面。
1.绪论
2005年12月11日清晨，Hertfordshire储油公司的储油罐发生泄漏，泄露的原油在邦斯菲尔德油库的西侧被点燃，直接导致了大爆炸，并对临近设施造成损害。该事故的损害规模报告指出，此次事故的损害规模，远大于当时可以预见的所有事故的规模。
英国健康和安全委员会指示，对邦斯菲尔德事故的调查，由英国健康、安全与环境委员会（HSE）和英国环境署（EA）执行，由独立调查委员会（BMIIB）监督。2006年7月，独立调查委员会报告说，邦斯菲尔德事故产生的超压的大小，远远大于目前理解的蒸气云爆炸所能预测的超压大小。
独立调查委员会邀请了一队爆炸专家组成工作组，对邦斯菲尔德爆炸事故的严重程度进行评估。该小组表示，爆炸的严重程度“不会在此事故发生前对任何油库的重大危险评估中得到预测”。
除了对事故进行调查，英国还起草了两起相关法案，并在英国风险评估界内进行了大量讨论。这个讨论所关注的重点是，邦斯菲尔德事故的实际危害和风险，已经超出预期。因此，业内人士认为，英国进行的危害识别和风险评估的方法存在错误。
本文阐述了在邦斯菲尔德事故发生之前，作为英国法律法规的一部分，相关人员做了哪些事故后果评估工作，对其他储油库的大规模事故的评估，重新应用有效的事故后果评估方法，从事故中学得的经验。
2.事故的关键细节
邦斯菲尔德事故在邦斯菲尔德重大事故调查委员会发布的报告中，有详细记录。在已经出版的一些报告中，详细说明了2005年12月11日凌晨的这起事故。笔者从中总结的邦斯菲尔德事故发生的时间表如下：
05:19之前 高液位报警器已经发生故障，被设置在液位最高水平。人们高度信赖的高液位报警系统出现错误。已经暴露出来了操作标准的降低的问题，并暴露出操作者监管水平低下。
05:19 液位计失灵后，液位超高并开始溢出。
初始泵速为550 m3 / h，输入过量使油料到达储油罐顶部。
05:53泵速增加到890 m3 / h。
06:00识别、应急响应系统开启，消防水泵启动。
06:01第一次大爆炸。
随后发生小爆炸和多个储罐燃烧。
大火燃烧了三天才熄灭。
3.邦斯菲尔德油库爆炸前的评估
对于潜在重大事故危险的油库、工厂，必须从两个方面确定监管计划以消除可能发生的爆炸——1999年制定的“主要事故危险控制规范”（COMAH），于2005年修订，另一个规划是1992年制定的规划（有害物质）条例（土地利用规划条例HSE）。COMAH评估，预计将由该设施的运营商承担，并包括生命安全风险管理。对一个油库站点的重大事故隐患及其相关的风险，提供辨识安全报告（MAHS）是库存场所的硬性要求。
土地利用规划评估是由英国健康、安全与环境委员会（HSE）评估员，对运营商所提供的资料与有害物质详细信息进行评估的，并且是是否同意申请的一部分参考依据。这些评估被用来确定油库站内与站外的距离，并确定站内对站外环境的影响。
监管方案需要预测油库场站发生的危险事故，以及潜在的油罐超压造成的后果，并能识别确认这种事故。上述两种监管方案，利用了行业标准制定的知识、适用于油库事故的事故教训。根据主要是事故危险控制规范(COMAH)，英国HSE与主管当局共同合作，其中包括考虑提交的安全报告。为了支持这一点，他们发布了关于易燃液体储存评估的指导（英国HSE，2001）。
邦斯菲尔德油库的场地，受制于主要事故危险控制规范(COMAH)提供安全报告的要求，并且需要经过若干单独的评估以支持规划法案（HS）。
判断邦斯菲尔德油库场地的主要事故危险控制规范(COMAH)的合格与否，所需要的危险识别和风险评估，是由英国第三方顾问代表和油库运营商来完成。所得到的主要事故危险控制规范(COMAH)评估，以及HOSL的主要事故危险控制规范(COMAH)的安全报告，提交给了英国健康、安全与环境委员会（HSE）和环境署（EA）进行检查后，已被通过。但他们并没有发现事故当晚储油罐的超压事故。
为了符合规划（有害物质）规定，英国健康、安全与环境委员会（HSE）对油库场地进行了评估。由于该场地的使用发生了变化，所以对邦斯菲尔德油库的场址进行了若干次此类评估。最后一次评估是在2001年进行的。有关评估的信息和评估方法的详细信息，可以在独立调查委员会（BMIIB）报告和英国健康、安全与环境委员会（HSE）咨询文件CD211（英国HSE）中找到，并且能找到修订的关于大型原油储存地点开发和控制的英国HSE的政策建议。
对可能产生大量蒸汽云的情况，英国健康、安全与环境委员会（HSE）的技术政策（当时）进行评估蒸气云爆炸，是基于以下指导原则的。这些原则的解释基础，是基于对当时蒸汽云爆炸（VCE）进行科学的理解：
在测试条件下，已知一些可燃蒸气云可能引起爆炸，尽管在实践中，发生这种情况的风险，远远小于英国健康、安全与环境委员会（HSE），在不考虑用于土地利用规划评估的蒸气云爆炸的概率。
在特定评估中，并没有明确的划分规则，来决定蒸气云爆炸是否应考虑，但英国健康、安全与环境委员会（HSE）已经制定了一些指导原则（最初原则涉及到评估液化石油气），以协助在评估时决定是否考虑蒸汽云爆炸（VCE），转载如下：
|
从评估中排除VCE危害的因素 |
排除VCE的因素危害的评估 |
|
反应性较低的燃料饱和烃，在释放点处或附近没有限制（或半限制）结构，小质量的燃料，即小于10吨进入蒸气云。 没有能量释放燃料,例如:在大气压力下存储。 缺乏强的点火源。 |
更多反应性燃料不饱和烃存在约束（或半约束）结构或接近释放点，大质量的燃料，即超过10吨燃料进入蒸汽云。 充分释放燃料,例如:加压存储。 具有足够的爆炸点火源。 |
邦斯菲尔德油库现场的超压危险已经被评估。上述关于超压危险的原理和假设，被用于邦斯菲尔德油库2001年的评估。使用MEM（多能量法），进行过以道路油罐装载区为中心的蒸汽云爆炸（VCE）产生的危害的评估。这就应用了以下经验：经验表明，非闪烁性的液体如汽油（即液体在没有压力的情况下）通常代表VCE可以忽略的危险。为了证实这一点，技术人员使用了正丁烷作为汽油的示例物质，采用MEM（多能量法），并且将半限制体积V作为油罐装载舱的整个平面区域的乘积，并且假设蒸汽高度H为1米 。 从这些假设，确定了损伤效应距离达185米。所得到的参考距离和相关区域如下图1所示。 图1来源于参考文件中提取出来的CD211号文件。
图1 邦斯菲尔德油库土地规划参考区域图
从对事件发生前的监管合规性评估的审查中，只能确定和评估了油罐蒸汽空间和拥堵油罐装载舱中的蒸汽云爆炸（VCE）。这两者都表明，蒸汽云爆炸（VCE）不会在夜间造成严重损坏。
4.其他以前的事故
确定可能引起更高超压爆炸的潜在因素的主要途径，是审查以前的事故，并理解与以前事故相关的因素。然而，原油与燃料场所的经营者，以及英国各个风险评估机构，对大规模的溢油爆发的认识非常有限。在独立调查委员会（BMIIB）最后的报告中，记录的一个声明就强调了这一点。
在报告第32段，事故发生后不久，董事会认同了业界和英国有关专家们普遍同意的看法：世界上以前从未发生过类似的事故。然而，事故调查期间很快就发现，以前有过涉及到大量油蒸气的事故。不幸的是，据我们所知，当时人们在这些事故中并没有对高压产生的机制，做过深入的调查。因此，无法得出与邦斯菲尔德油库事故明显相似的结论。
在大型汽油储存和分配场站中，过去事故中的主要危险因素，与大型储油罐池塘火灾的危害有关。直到邦斯菲尔德油库爆炸事故发生时，这都是人们对大型储油库最关注的地方。这一关注导致了对大型储罐火灾的研究的方向，例如LASTFIRE（英国LASTFIRE项目）和准备应对这种火灾的手段。
然而，英国对大型油料（如汽油）储油罐释放出超高压，由此发生爆炸事故的潜在危险的认识，并不明确。在邦斯菲尔德事故之后，发现了与邦斯菲尔德事故有相似之处的事故。关于这些事故的简要细节如下：
1983年纽瓦克 ——67号储油罐通过埋地管道灌注油料过程中溢过报警线。由于没有油罐报警器报警，大约有200吨原油长时间溢出（没有给出具体时长）。最终导致1人死亡，24人受伤，5.6公里范围内的窗户破碎。当时的气候条件依旧没有给出。但报道了蒸汽云的中心点（点火源）（Anonymous，1983），它位于相邻的滚筒修补设施中。在该事件之后，提出了关于油罐灌注速率安排的建议。然而，人们没有评估该事故如何产生了如此大的超压。 关于蒸气云形成的地形信息也不全。 一般来说，地形信息有磨砂土地，但可能包括拥挤的因素，如过度存储操作。
1985年在那不勒斯，17号储油罐在船舶转运期间溢油。油料溢出时长为1.5小时，溢出量约700吨。当时的天气，温度为8摄氏度，风速为2米/秒。事故导致5名当地工作人员受伤，设施损毁范围达5公里。在这种情况下，该事故的独立调查委员会（BMIIB）初始报告，是针对相对拥挤的区域，案例研究报告引用了以下内容：该地区相对较高的拥堵程度，可能抑制了油蒸汽的扩散。在这种情况下，这种拥挤程度可能就是产生超压的原因。
1991年在圣爱尔布兰——着火前20分钟，释放产生的云量估计在23000立方米，导致2公里内的窗户受损。天气温度为5摄氏度，风速为1米/秒。
油轮的存在将增加到限制、拥挤等因素中，在所报道的事故的评估中，也重复提出了这一点（Lechaudet，1995）。停放的油轮被评估为爆炸的中心，并对蒸汽云的扩散，起到了高度的抑制和拥堵作用。
1999年林查班(泰国港口)——储油罐超限溢油，但溢出的量非常有限。事故导致8人死亡，其中所有这些人都是因在车辆旁调查泄漏事件时导致死亡的，这可能是人为因素造成了点火源。 有关周边地形的信息有限，但有报道称，车辆都停靠在油罐附近（包括消防车）。虽然数据非常有限，但车辆的存在意味着限制和拥挤因素不能被排除，这可能解释了超压的产生原因。
然而，在审查有关这些事件的现有信息时，普遍缺乏对爆炸发生机制的详细审查和确定，这就增加了解释邦斯菲尔德事故因素的难度。在大多数情况下，如卡车停放和其他地方拥堵等因素，都有助于解释其相关事故的规模。
这些以前的事故教训，并不能直接用来提供帮助，以确定邦斯菲尔德油库事故后果的规模。然而，缺乏对重大事件的普遍认识，降低了（英国）对油料爆炸等的认识水平，所以对油库的评估中，未发现大量油料泄漏导致爆炸的隐患。
从以前的事故以及邦斯菲尔德事故本身的审查中，可以确定一些共同的因素。在所有情况下，都有长时间的油料溢出，着火前没有发现溢出物，而且在所有情况下，天气都是“静止的”，无论是非常低的还是没有风的条件，几乎都不允许蒸汽云传播或分散开。
5.将模型重新应用于事故
确定夜间发生爆炸的可能性，要求对现场进行审查，并对可能产生爆炸超压的限制和拥堵规模，进行不乐观条件下的评估。
调查蒸气云爆炸（VCE）的标准方法是，首先要确定蒸气云的范围，然后确定云中被限制和拥挤后的体积，这些可能会导致产生超压。有几种方法可用于测定蒸气云爆炸（VCE）的超压。它们可以从能够直接应用的经验模型，转化到高度复杂的计算流体动力学（CFD）方法进行研究。计算流体动力学（CFD），需要计算机建模和相当程度的知识和经验。在邦斯菲尔德事故发生之前，大家普遍认为，油库经营者可能不会进行这种CFD建模。然而，CFD模型已被用于事故调查，这有助于识别和确定造成邦斯菲尔德事故中严重超压的因素。
有几种经验爆炸方法可用于确定超压后果。两种最常用的方法（在英国）是，TNT等效法和多能量法（MEM）。多能量法使用程度更高，被广泛认为是TNT等效法的改进，用于确定超压。Bakere-Strehlowe-Tang法是另一种基于能量的方法，其结果或多或少与多能量法（MEM）相同。这两种方法都使用相对简单的计算，不需要复杂的计算机程序（尽管它们经常被做成程式）。因此，在邦斯菲尔德事故之前，
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[137474]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
