化工企业地震次生灾害及其防范对策.docx

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化工企业地震次生灾害及其防范对策

化工企业地震次生灾害及其防范对策

化工企业地震次生灾害及其防范对策

叶泰来杨林根

安徽省巢湖地区地震局　　　安徽省维尼纶厂地震办公室

摘　　　　　要

　　本文论述了化工企业地震次生灾害的形成和特点，及其易发部位和影响因素。

前　　　　　言

　　化工企业多在密闭，高温，高压，深冷以及管道输送等复杂工艺条件下生产，其原料和产品多具有易燃，易爆，有毒，腐蚀等特性。

近十几年来，我国化学工业的发展突飞猛进，其总产值约占全国工业总产值的１１.８％，这些化工企业生产地域趋于集中化，大多分布在大中城市。

化工企业的地震灾害主要表现为次生灾害，一旦发生，可以在很短时间内，把一个厂区变成废墟，并有可能引起连锁反应和循环灾害，形成社会性问题。

因此，重视研究化工企业地震次生灾害及其防范对策是当前对策研究中的一项重要任务，它不仅对化工企业的生产和建设有着十分重要的意义，而且是城市防灾规划中不可缺少的组成部分。

一。

化工企业地震次生灾害的形成和特点

　　化工企业地震次生灾害是指化工原料，药剂，产品，中间产物以及生产过程中产生的废水，废渣等，因受地震影响而引起的一系列灾害，如爆炸，火灾，毒害，污染等。

　　化工企业由于物种繁多，生产流程长，设备多，工艺复杂，加之生产方式多样化，致使化工企业地震次生灾害的形成途径复杂，危害极大，其成灾机制，笔者认为有以下五个方面：

　　１。

建（构）筑物倒塌。

唐山震害表明，强烈地震发生时，由于厂房塌落，框架断裂，楼房歪斜，管架倾倒等因素，造成设备破坏，并由此而引起的次生灾害居多。

如汉沽某化工厂，在唐山地震中，房屋倒塌造成设备和管道损坏，二氯化硅漏出，遇空气自燃引起火灾。

　　２。

地基失效。

地震产生的裂缝，地基不均匀下沉，砂土液化以及滑坡等，造会造成化工设备的位移，倾倒，变形和破裂。

唐山地震造成了秦京输油管三处破坏。

日本新澙地震，因地基砂土液化，使昭和石油联合企业发生大火，持续燃烧３６０小时以上，烧毁储油罐８４座，原油３千万公升。

　　３。

振动（共振）。

振动（共振）可直接破坏化工设备，造成化工物料的跑，冒，溢，漏或制动系统的误动作，以及设备间碰撞，磨擦产生热量或火花等而导致成灾。

唐山地震时，天津某化工厂，由于强烈地面振动，氯气罐阀门松口，氯气外溢，三名当班工人中毒身亡。

１９８５年墨西哥地震，共振是造成远离震中４００Ｋｍ以外的墨西哥城遭到严重破坏的重要原因。

　　４。

指挥或操作失误。

地震时，由于惊慌，指挥人员指挥失误，操作人员操作不当，从而导致次生灾害。

震后对化工设备的损坏处理不当，也有可能导致新的次生灾害。

据天津统计，唐山地震后，重新使用外表看起来完好的烟囱，引起火灾的就有３１起。

　　５。

续发灾害。

由于地震动造成破坏而诱发一系列新的灾害，如火灾的热幅射，火花，爆炸带来的冲击波，水库溃堤出现的泥石流等，都会造成企业发生新的次生灾害或循环灾害。

在日本新澙地震中，市内有８处起火，已有７处被扑灭，仅剩１处昭和石油公司的原油储罐继续燃烧，约５小时后，引起相邻工厂发生新的爆炸和火灾。

化工企业地震次生灾害的特点主要表现为：

　　第一，严重性。

化工企业中，易燃，易爆，剧毒物品，腐蚀性液体，放射性物质，细菌等广泛分布，成为地震引发次生灾害的重大隐患。

地震可使化工厂房，设备的抗震薄弱环节和事故隐患来一次全面大暴露，一个偌大的化工企业，可能在次生灾害中毁于一旦。

显然，化工企业地震次生灾害可以造成超于一般企业，一般震害的巨大经济损失和人员伤亡，存在着发生小震大灾的可能性。

日本关东地震，地震次生灾害所造成的损失远大于地震直接灾害造成的损失，在死亡的１０万人中，死于次生灾害的占９０％以上。

　　第二，复杂性。

化工企业地震次生灾害种类纷繁，主要有：

火灾，爆炸，溢毒（毒气，毒液），环境污染（放射性物质，腐蚀性液体，细菌等污染），而且，具有火灾和爆炸的突发性以及环境污染的广泛社会性。

盲目避震，盲目搭建防震棚以及“记忆毁灭”等新的次生灾害也都有可能发生。

这些次生灾害在时间上和空间上构成复杂的灾害系统，企业的多种次生灾害就同时性的发生在这种复杂的灾害系统中。

　　第三，连锁性。

化工企业的地震灾害可以诱发出一系列第二次，第三次新的次生灾害，形成连锁反应。

日本新澙地震，化工企业地震次生火灾尤为严重，由于火灾而导致新的爆炸和新的火灾，形成第二个，第三个灾害源，烧毁工厂，进而是蔓延到社会。

这种连锁反应无疑增大了次生灾害的危害性和抗震救灾的复杂性（附模式图）。

化工企业地震次生灾害连锁反应模式图

二。

化工企业地震次生灾害的易发部位

　　１。

管道接头处。

地上管道损坏多因管架根部和横梁震裂，导致管道歪斜或从架顶悬垂，扭曲拉裂。

地下管道破坏较多，破坏位置多为接头处和伸出地面与设备连接处。

做了大量抗震工作的日本，在千叶县地震中，仍有１７家企业共２７５处管线遭破坏。

　　２。

设备的底脚螺栓。

化工设备的强度一般远比抗震要求坚固，地震时，主体上不会受到大的损坏，但底脚螺栓可能被拉长或切断，重心高的设备其支架和立柱可能因强度不足造成设备的倾斜和移位。

海城地震波及盘锦炼油厂，使减压塔底脚螺栓拉长５ｍｍ，垫板被压弯。

唐山地震中，唐钢５０吨化炉被整体掀起，底脚螺栓被拔起约１０ｃｍ。

　　３。

脆性材料部件。

化工设备中聚氯乙烯管，铸铁阀门，玻璃器皿，高压瓷瓶等脆性部件，在强烈地震的振动下，很易破碎。

唐山地震时，唐山，天津地区的变电站内油开关，由于瓷套细长，多有震坏。

只有陡河电站使用的２２０ＫＶ三氟化硫开关，采用锥形瓷套，震后完好无损。

　　４。

储罐底圈壁板与底板连结处的角焊缝。

唐山地震时，天津化工厂有两个１０００立方米的油罐燃料油溢出，罐底部出现足型鼓曲。

渤海石油公司东油库一座３００立方米罐顶裂缝长达１０米，与其连接的管线同时断裂。

　　５。

防火堤。

日本宫城地震，仙台炼油厂油罐区遭受地震破坏，泄漏的油品冲出防火堤，冲垮堤下基础，大量油品经厂区道路边排水沟流入大海。

幸运的是这次罕见事故正值厂内大修期间，尚未引起火灾和其他次生灾害。

　　６。

泵，压缩机，加热炉和减压塔。

泵和压缩机可从密封部位发生泄漏，如是自燃物就可引起火灾。

加热炉的管路易损坏，热油外喷，导致成灾。

减压塔是在负压下生产的设备，地震可使阀门松口或损坏，空气通过孔隙进入系统后形成爆炸性混合物，引起次生灾害。

　　７。

化工库，化（实）验室及药物存放架。

唐山地震时，天津某研究所实验室，金属钠瓶被砸坏，钠自燃引起火灾。

　　８。

化工原料，废料堆，沉渣池以及污水处理池等。

这些部位容易发生浸水，决口，塌方和滑坡而酿成灾害。

１９７８年日本伊豆大岛近海地震，使位于东京西南１６９ｋｍ处矿业公司的一个蓄水坝开裂，被氰化物污染的巨量泥水排入附近的持越河和狩野川河，致使用１０万条鱼中毒死亡。

　　９。

仪表和控制装置。

日本新澙地震，安装在储油罐上的近代化学消火装置操作失灵，导致１００座储油罐着火。

损失惨重。

三。

化工企业地震次生灾害的主要影响因素

　　１。

物料因素。

目前世界上已有化学物品六百多万种，其中７０％以上具有易燃，易爆，有毒和有腐蚀性，它是产生化工企业地震次生灾害的物质基础，化工企业的次生灾害主要是泄漏物料造成的。

唐山地震中，因化学物品反应引起火灾的就有５起。

　　２。

设备因素。

地震中化工设备遭到破坏，从而引起次生灾害的为多，如天津某化工厂，唐山地震时，氯乙烯单体罐爆炸产生火灾。

因此，设备是化工企业抗震减灾的重点。

　　３。

自然因素。

化工企业所在地的地震烈度，地形地质特征，设备布局，周邻环境以及优势风向等，对次灾害影响至关重要。

仅以风向而言，１８７０年巴圹地震，据载：

“风助火势，越烧越旺，大有烧遍全村之势”。

　　４。

人为因素。

企业人员的政治素质和技术水准是影响次生灾害的关键。

地震时企业职工能坚守岗位，及时采取应急处理措施，可扑救次生灾害。

天津某化工厂，地震时合成车间起火，工人们冒着生命危险关闭阀门，控制火源，保住了聚合釜的安全，阻止了新的次生灾害的发生。

　　５。

社会因素。

诸如地震谣传，误传，震后灾情和震情趋势，家庭结构和社会组织功能等，也会对次生灾害产生一定的影响，其影响程度主要取决于职工心理结构的破坏程度和企业的救灾能力以及地震知识和防震抗震常识的宣传普及的深度等。

四。

化工企业地震次生灾害的综合防御对策

　　化工企业的震害，多半是次生灾害。

防治次生灾害，需从多方面着手，尤其要结合本企业的具体情况和特点，采取综合防御对策。

　　１。

开展科学评估，制定减灾方案

　　化工企业要对本企业进行次生灾害的危险性评估，对各个已建和新建的重大次生灾害源进行单因素的危险性分析，估计一旦发生地震，可能产生的次生灾害的种类，分布和危害程度等。

在此基础上，制定企业次生灾害减灾方案，制定并落实各重大次生灾害源抢险救灾应急措施，以科学分析指导防灾工作，提高企业防灾减灾决策的科学性。

　　２。

建立减灾组织，进行物质准备

　　要根据统一部署，建立本企业的防灾减灾组织机构。

这个组织包括指挥，抢险，消防，保卫，运输等，并进行必要的抢险救灾的设备，工具和通讯器材等物质准备。

该组织可开展专业人员的训练和学习，集中力量，优先对本企业危害最大的次生灾害源加以治理。

　　３。

开展宣传普及教育，增强职工防灾意识

　　开展地震科普知识和抗震减灾常识的宣传普及教育，是动员广大群众同地震次生灾害作斗争的重要对策。

要结合本企业的具体特点，采取多种形式，进行地震次生灾害种类，产生原因，危害性以及预防，扑救方法等的宣传，增强职工防灾意识，掌握防灾知识，提高对突发性次生灾害的应变能力，使他们了解本企业次生灾害源的位置，危害范围等，地震一旦发生时，灾害源周围群众能迅速选择就近的安全地点作为避险目标，选取最短距离并可避免堵塞的道路作为安全避险路线，以提高企业自身和职工个人的救灾能力。

　　４。

进行抗震鉴定，增设保护性设施

　　对企业已有建筑物和设备开展抗震鉴定，根据鉴定结果，有计划地优先考虑对易产生次生灾害的要害部门进行抗震加固，有针对性地设置保护性设施。

化工企业的加固主要是对设备加固，国内外的震例表明，经过抗震加固的设备，基本能经受住地震的袭击。

辽河化肥厂的选粒塔，海城地震中完好无损就是一例。

为此，对化工企业的中的各种塔，罐及架空管道，化验室，实验室的药品存放架等，采取必要的加固措施，加固要做到刚柔结合。

实践证明，刚性太强反易破坏。

同时，配备备用冷却设备，事故放空槽等地震保护性设施，从而有效地防止次生灾害的发生和蔓延。

　　５。

严格把关，搞好新建化工企业对次生灾害的抗震减灾规划并认真实施

　　新建化工企业，需重点考虑的问题主要有：

１。

全盘考虑对重大次生灾害源的合理布局，其建筑和设备要提高抗震设防烈度。

２。

对易产生次生灾害的设备，如阀门，法兰盘，弯头，三通或旁通管道连接处等应力集中点，设计时要采取抗震措施。

架空管道易遭建筑物倒砸，应尽量考虑采用地下埋设管道的形式等。

３。

设备布置要尽量露天化，给那些易燃，易爆的设备，仓库，车间留有适当空间和通道，并使其座落在本地优势风向的下风口，尽量远离居民区。

４。

选址要重视地震地质的研究，注意避开重大地形变和砂土液化区。

５。

厂区要规划绿化区，隔离带和避灾救灾的空间。

　　６。

加强岗位责任制，减少次生灾害损失

　　教育企业职工在地震时要坚守岗位，沉着镇定，减少误操作，及时扑救次生灾害。

地震一旦发生，每个职工都应知道自己做什么？

先做什么？

后做什么？

怎样去做？

必要时开展地震减灾演习。

尤其对各种抢险队伍要更从严要求，立足于大震，夜震，从应付严重灾害的实战出发，研究出包括预防，救治次生灾害在内的各种行动预案，并明确分工，责任到人，做到有备无患，临震不乱。

　　７。

增强化工主管部门和企业领导的防灾，减灾的使命感

　　过去我国的抗震减灾工作，忽视了对次生灾害的研究，对化工企业次生灾害的严重危害性没有引起应有的重视。

不少企业领导，提起防灾，都表示意识到潜在灾害的严重性；谈到治理，都

４。

杜一主编，灾害与灾害经济，中国城市经济社会出版社，１９８８。

５。

王子平，陈非比，王绍玉著，地震社会学初探，地震出版社，１９８９。

６。

中国石油化工总公司兰州炼油化工总厂，地震与石化企业抗震防灾，地震出版社，　　　　１９９０。

７。

王优龙，石化企业的震害及其防治途径，工程抗震，３期，１９８９。

注：

本文系安徽省地震局下达的地方地震科研课题，课题组成员还有：

张俊杰，毛金清，吴伯等同志。

曾发表在《地方地震工作》总第８期上。