五章系统安全评价技术

第五章系统安全评价技术安全评价(SafetyAssessment)(又称风险评价RiskAssessment)，是对系统或作业中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评估，并以既定指数、等级或概率值做出定量的表示。安全评价是以实现工程、系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。（摘自《安全评价通则》）一、安全评价技术概述安全评价技术发展概况安全评价的基本原则和要求安全评价的目的意义安全评价的分类二、安全评价的程序及方法1.安全评价的基本程序准备阶段：明确被评价对象和范围，收集国内外相关法律法规、技术标准及工程、系统的技术资料。危险、有害因素辨识与分析：根据被评价的工程、系统的情况，辨识和分析危险、有害因素，确定危险、有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律。即通过一定的手段测定、分析和判明危险，包括：（1）固有和潜在的危险（2）可能出现的新的危险（3）在一定条件下转化生成的危险。定性、定量评价：把危险的项目通过定量化处理，确定发生的概率和危险的程度。在危险、有害因素辨识和分析的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法，对工程、系统发生事故的可能性和严重程度进行定性、定量评价。安全对策措施：根据定性、定量评价结果，提出消除或减弱危险、有害因素的技术和管理措施及建议。即为消除危险所采取的技术措施和管理措施。包括采取消除避开、限制、转换等措施。安全评价结论及建议：简要列出主要危险、有害因素的评价结果，指出工程、系统应重点防范的重大危险因素，明确生产经营者应重视的重要安全措施综合评价：通过采取系统分析与评价方法，进行概率危险程度和危险等级的评定。然后，与既定的安全指标和标准比较，以求判明所达到的水平。安全评价报告的编制：依据安全评价的结果编制相应的安全评价报告。二、安全评价的程序及方法二、安全评价的程序及方法2.安全评价的内容安全评价危险性确认危险性评价危险的查出（检查）1、新的危险2、危险性的变化危险的定量化（确认）1.事故发生的概率2．事故的损害程度危险的排除（措施）1.采取措施消除和降低危险性2.采取措施前后的比较允许界限（评价标准）社会对危险的允许界限再评价二、安全评价的程序及方法3.安全标准经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的（期盼的）安全程度，需要有一个界限、目标或标准进行比较，这个标准称之为安全标准。安全标准的确定主要取决于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安全科学发展的水平。确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较法，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计分析，确定使用一定范围的安全标准。二、安全评价的程序及方法4.安全评价方法主要有指数评价方法、概率风险评价方法、综合评价法和数值模拟与人工智能方法等。（一）指数评价方法：美国的DOW化学公司的火灾爆炸指数法、英国帝国化学公司（ICI）蒙德（MOND）工厂的蒙德评价法、日本化工企业的六阶段安全评价法、中国化工厂危险程度分级法、均为指数法。指数评价法使用方便，适用于象化工厂这样多种灾害并存结构复杂且隐患概率及其后果模型难以确定的领域。1.火灾爆炸危险指数评价法是用火灾爆炸危险指数作为评价化工工艺过程，生产装置及贮罐等的危险程度的指标，对工艺设备中潜在的火灾、爆炸和活化反应的危险性进行的有步骤的客观评价。特点：分析中采用的定量指标是根据历史上的事故数据，被分析物质的潜在能量和已采取的事故防止措施确定的。目的：（1）是要定量地描述火灾、爆炸事故的可能损失。（2）确认哪些极有可能引起或扩大事故损失的设施。（3）使领导部门及时了解潜在的火灾爆炸危险。（4）进一步确定最佳的事故防止方案，最大限度地减少事故的严重性和损失程度。1)火灾爆炸危险指数评价法基本程序准备资料装置或工厂的设计方案；火灾、爆炸指数危险度分级表；火灾、爆炸指数计算表；安全措施补偿系数表；工艺单元风险分析汇总表；工厂风险分析汇总表；有关装置的更换费用数据1）选择工艺（评价）单元首先应充分了解所评价工厂设备间的逻辑关系，然后再进行单元划分，而且只选择那些从损失到预防角度影响比较大的、对工艺有影响的单元进行评价。选择单元时应考虑的问题：潜在化学能（物质系数）；工艺单元中危险物质的数量；资金密度（每平方米美元数）；操作压力和操作温度；导致火灾、爆炸事故的历史资料；对装置操作起关键作用的单元2)确定物质系数物质系数是最基础的数值，也是表述由燃烧或化学反应引起的火灾、爆炸过程中潜在能量释放的尺度（物质的可燃性和化学活性）。3)确定工艺单元危险系数（F3）F3＝F1×F2工艺单元危险系数值是由一般工艺单元危险系数（F1）与特殊工艺危险系数（F2）的乘积，一般工艺危险系数是确定事故危险程度（事故损失大小）的主要因素；包括放热、吸热反应、物料处理和输送、封闭单元或室内单元、通道、排放和泄漏。特殊工艺危险系数是导致事故发生（发生概率）的主要原因。包括毒性物质、负压物质、在爆炸极限范围内或其附近的操作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不稳定物质的数量、腐蚀、泄漏、明火设备、热油交换系统、转动设备。4)确定火灾、爆炸危险指数（F&EI）火灾、爆炸危险指数用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。各种危险因素如反应类型、操作温度、压力和可燃物的数量等表征了事故发生概率、可燃物的潜能以及由工艺控制故障、设备故障、振动或应力疲劳导致的潜能释放的大小。火灾爆炸危险指数是工艺单元危险系数与物质系数的乘积，即F&EI＝F3×MFF&EI危险等级1～6061～9697～127128～158159最轻较轻中等很大非常大5)确定安全措施补偿系数C任何一个化工厂或建筑物在建造时，都应考虑使一些基础的设计特征符合有关规范和标准，还应根据实际情况和经验考虑到安全措施的要求，以预防严重事故的发生，降低事故的概率和危害。安全措施可分为三类：C1－工艺控制；C2－危险物质隔离；C3－防火设施。C=C1×C2×C36)确定暴露面积（影响区域）用火灾、爆炸指数乘以0.84即可求出暴露半径R（英尺），继而求出暴露区域面积。7)影响区域内财产的更换价值更换价值＝原来成本×0.82×价格增长系数8)确定危害系数危害系数由单元危险系数（F3）和物质系数（MF）按计算图来确定，F3的最大值为8.0。9)基本最大可能财产损失（基本MPPD）基本MPPD＝暴露区域的更换价值×危害系数10)实际最大可能的财产损失值（实际MPPD）实际MPPD＝基本MPPD×C11)确定最大可能损失天数（MPDO）估算最大可能工作日损失是为了评价停产损失，可根据实际的MPPD从计算图中计算出来。12)停产损失（BI）根据造成损失的大小确定其安全程度70.030VPMMPDOBIICIMOND法肯定了道化学公司评价法，但在其基础上做了重要的改进和扩充。考虑对系统安全的影响因素方面更加全面，更注意系统性，而且注意到在采取措施、改进工艺以后根据反馈的信息修正危险性指数，突出了动态特性。扩充内容如下：增加了毒性的概念和计算；发展了某些补偿系数；增加了几个特殊工程类型的危险性；能对较广范围内的工程及储存设备进行研究。日本六步式安全评价法首先出现在日本化工企业。1976年日本劳动省公布了“化工企业六步骤安全评价法”，各化工厂贯彻执行。它集中了定性和定量评价的双重内容，是一种考虑比较周全的评价方法。对于新建、改建或扩建的化工厂中各种容器、塔、槽、化学品的制造和贮运设施的安全评价。荷兰单元危险性快速排序法该法是道化学公司的火灾爆炸指数法的简化方法，使用起来简捷方便。该法主要用于评价生产装置火灾、爆炸潜在危险性大小，找出危险设备、危险部位。方法内容：1、单元划分：该法建议按工艺过程可划分成如下单元：(1)供料部分；(2)反应部分；(3)蒸馏部分；(4)收集部分；(5)破碎部分；(6)泄料部分(7)骤冷部分；(8)加热／制冷部分；(9)压缩部分；(10)洗涤部分；(11)过滤部分；(12)造粒塔；(13)火炬系统；(14)回收部分；(15)存储装置的罐、储罐、大容器；(16)存储用袋、瓶、桶盛装的危险物质场所。2、确定物质系数和毒性系数根据美国防火协会的物质系数表直接查出被评价单元内危险物质的物质系数，并由该表查出健康危害系数（NH）。按表转换为毒性指数。荷兰单元危险性快速排序法健康危害系数与毒性系数附录：物质系数特性表化合物物质系数健康危害系数化合物物质系数健康危害系数煤油100奈102氢210一氧化碳213汽油161氯气14苯162硫化氢214荷兰单元危险性快速排序法3、计算一般工艺危险系数（GPH）：由以下工艺过程对应的分数值之和求出一般工艺危险性系数：(1)放热反应：放热反应危险系数荷兰单元危险性快速排序法(2)吸热反应：燃烧（加热）、电解、裂解等吸热反应取0.2；利用燃烧为缎烧、裂解提供热源时取0.40。(3)存储和输送：1)危险物质的装卸取0.50;2)在仓库、庭院用桶、运输罐储存危险物质：储存温度在常压沸点之下取0.3；储存温度在常压沸点以上取0.60。(4)封闭单元：1)在闪点之上、常压沸点下的可燃液体取0.30;2)在常压沸点之上的可燃液体或液化石油气取0.50。(5)其他方面：用桶、袋、箱盛装危险物质，使用离心机，在敞口容器中批量混合，同一容器用于一种以上反应等取0.50。荷兰单元危险性快速排序法4、计算特殊工艺危险性系数：由下列各种工艺条件对应的分数值之和求出工艺危险性系数。(1)工艺温度：在物质闪点之上取0.25;在物质常压沸点以上取0.60;物质自燃温度低且可被热供气管引燃取0.75。(2)负压：向系统内泄漏空气无危险不考虑；向系统内泄漏空气有危险取0.50；氢收集系统取0.50；绝对压力0.67kPa以下的真空蒸馏，向系统内泄漏空气或污染物有危险取0.75。荷兰单元危险性快速排序法(3)在爆炸范围内或爆炸极限附近操作：露天储存罐可燃物质，在蒸汽空间中混合气体浓度在爆炸范围内或爆炸极限附近取0.50；接近爆炸极限的工艺或需用设备和／或氮、空气清洗、冲淡以维持在爆炸范围以外的操作取0.75；在爆炸范围内操作的工艺取1.00。(4)操作压力：操作压力高于大气压力时需考虑压力系数。可燃或易燃液体查图或按下式计算相应系数：y＝0.435lgp（式中P为减压阀确定的绝对压力）荷兰单元危险性快速排序法(5)低温：－30～0℃之间的工艺取0.30；低于－30℃的工艺取0.50。(6)危险物质的数量：加工处理工艺中，由下图A查出相应的系数；储存中，由下图B查出相应的系数。图A可燃物质在加工处理中的能量的影响系数图B可燃物质在储存中出现的能量的影响系数曲线A．加压液化气,B一可燃液体荷兰单元危险性快速排序法(7)腐蚀：腐蚀分为装置内部腐蚀和外部腐蚀两类：1)局部腐蚀：腐蚀率0.5mm/年取0.10;2)腐蚀率大于0.5mm/年、小于1mm/年取0.20；3)腐蚀率大于0.5mm/年取0.50；(8)接头或密封处泄漏：1)泵和密封盖自然泄漏取0.10;2)泵和法兰定量泄漏取0.20;3)液体透过密封泄漏取0.40;4)观察玻璃、组合软管和伸缩接头取1.505、计算火灾、爆炸指数(1)火灾、爆炸指数F：F=MF(1+GPH)(1+SPH)(2)毒性指标T:T=(Tn+Ts)(1+GPH+SPH)/100Tn－物质毒性系数；Ts=考虑有毒物质MAC值(最高容许浓度)的系数。荷兰单元危险性快速排序法6、评价危险等级该方法把单元危险性划分为3级，评价时取火灾、爆炸指数和毒性指标相应的危险等级中最高的。有毒物质MAC的系数单元危险性等级生产设备安全评价法本评价方法适用于高压气体制造车间或工厂设施的安全评价。该评价方法从高压气体设施的设计、运行和安全管理各方面考虑防止高压气体设施发生事故。生产设备安全