附录B-半定量风险检验分析工作手册

B-1附录B-半定量风险检验分析工作手册B.1介绍完成第一个风险检验先导项目后后，开发了一个按比例缩小的RBI分析方法来提供大部分利益但不要求很多输入。同是也希望以简化的方式提供结果，例如显示可能性与后果关系的一个5×5矩阵，在该矩阵中值作为类别出现。这个5×5矩阵如图B-1所示。这种按比例缩小的方法被称作“LevelII”方法；定量方法（见第5章）为“LevelI”；而使用BRD的所有方法的为“LevelIII”方法。B.2后果分析对于LevelII风险检验方法，其后果模型与第七章所述的模型基本相同。一个主要的简化是在对存量的确定中。在先导项目中，大量的时间和精力花在存量量值的确定上。对于LevelII方法，为了简化该过程，存量可使用以下指南按量值大小顺序估计：存量从下表B-1中所示的五个“数量级”类中选出其中一个：表B-1存量类别范围类别范围计算中所用的值A100～1,000lbs.500B1,000～1,000lbs.5,000C1,0000～1,000,000lbs.50,000D100,000～1,000,000lbs500,000E1,000,000～1,000,000lbs.5,000,000使用者可对表B-2所述的每一类别的判断评估选择类别：表B-2存量类别描述类别定性描述A泄放将比被评估的设备项所排放的总存量少B泄放将等于被评估的设备项所排放的总存量C泄放将等于被评估的设备项所排放的总存量，加上1～10个其他设备项D泄放将等于被评估的设备项所排放的总存量，加上10个或更多其他设备项E泄放将等于装置所排放的总存量分析人员仍可选择使用存量的任何值。例如，如果存量被计算出，则可输入该值。按第7章所述精确地计算出每个孔尺寸的后果区。为了计算出每以设备项的一个单一的总失效后B-2果，计算出一个“可能性加权”平均区域。该计算通过首先将每个孔尺寸的后果区乘以该孔尺寸的“同类”频率与所有孔尺寸的“同类”频率的比来进行。（见下式B-1）AREAnFREQnFREQnnn14(B-1)该比值根据孔相对于其他孔的相对可能性确定要赋给每一孔尺寸的计算面积的“权”。在该方法中，每一“同类”频率的值并不重要，只有每一同类频率与其他同类频率的相对值有关系。然后将为每一孔尺寸这样计算的加权面积相加以产生一个单一的后果面积值。（见方程B-2）该值可被认为是当观察到许多事件符合所采用的同类孔尺寸的分布时最可能受到影响的区域。可能性加权平均面积：4141nnnnFREQnFREQnAREQn(B-2)可能性加权平均面积转换成一个后果类别是通过对面积值的简单的类别分配来完成的。根据选择的分配，根据研究的需要获得一个与任一类别相关的一个面积是可能的。但是API风险检验的发起小组的一个共识意见是所有炼油厂都应使用相同的对类别的面积分配进行比较。表B-3示出了一个简单的数量级分配。表B-3后果区类别结果类别可能性加权平均面积A＜10ft2B10～100ft2C100～1,000ft2D1,000～10,000ft2E＞10,000ft2在考虑LevelII是用于按风险对设备排序的一个简化方法的基本定律时，营业中断和环境后果不包括在该方法中。B.3可能性分析先导研究的一个主要的观察是在许多情况下，将远远超过所有其他子系数权值的技术模块子系数进行组合。技术模块子系数范围可高达1,000甚至更高，而其它子系数相对很小（＜10＝。此外，其他子系数（机械子系数除外）在一个装置或单元上倾向于恒定不变，因此不提供任何给定装置或单元中设备项之间的区分。如此以来，这些子系数可被用于不同现场之间的比较，但不会有助于基于风险的检验计划的形成。下面列出“其他”子系数以供参考：表B-4技术模块子系数的可变性子系数可变性通用子系数：—装置条件对装置来说恒定不变—冷天气对装置来说恒定不变—地震活动性对装置来说恒定不变机械子系数：—设备复杂性随设备不同而改变B-3—建造规范随设备不同而改变—寿命周期随设备不同而改变—安全系数随设备不同而改变—振动监测在一单元内通常恒定不变工艺子系数：—连续性对单元来说恒定不变—稳定性对单元来说恒定不变—泄压阀对单元来说恒定不变工艺安全管理：在单元或装置来说恒定不变根据这些观察，决定可能性只能通过技术模块子系数确定。这是唯一的直接受检验影响、并且形成检验计划的基础的子系数。技术模块子系数转换成可能性类别是通过简单地将类别分配给子系数值来实现的。选择一个简单的数量级分配并示于表B-5。表B-5技术模块子系数的转换可能性类别技术模块子系数A＜1B1～10C10-100D100-1,000E＞1,000B.4风险分析LevelII方法的风险分析是直接对其合适的类别分配可能性和后果并将其放到5×5矩阵中。矩阵的不同阴影区显示风险的“高”、“中高”、“中”和“低”等几个类别。这些分配示于图B-2。注意将风险分配偏移以便将较高风险分配给较高的后果事件。这通常是在形成风险曲线时完成以便表明相对于低的后果事件向高后果事件的强势转移。B.5LevelII方法工作手册本工作手册试图用作与基本资源文件（BRD）的RBILevelII方法有关的一种工作表。它获取附录A中所述的有关信息和计算并在对可能性、后果和风险分类所要求的每一步骤知道使用者。该工作手册设计用于每个单个设备。它计算与LevelII风险检验涉及的两两个不同后果：a、可燃性后果B-4b、有毒后果可燃性后果和有毒后果作为一个类别报告。为了进行定量风险检验计算，需要定义泄放的一些特性。本工作手册A部分说明这些确定泄放率、持续时间等的初始计算。然后进行可能性分析（B部分）以获得设备的可能性类别。如附录Ⅰ中所述，可能性类别由技术模块子系数确定。最后通过将可能性类别和后果类别放置到风险矩阵中来评估风险（D部分）。对一单元或装置内所有设备都重复的上述过程将产可能有助于根据其潜在风险对设备优先排序的风险措施。运行单元：设备号：说明：A部分泄放率计算不同孔尺寸的泄放率、泄放类型和每一孔尺寸的持续时间的估计。步骤Ⅰ计算泄放率1.输入被评估设备中盛装的的典型物质。（见第7章表7.1）2.使用附录Ⅷ第2节中指南输入设备的存量类别2a.作为范围中点或计算值输入存量值。（见附录Ⅷ、表B-1）lbs.3.使用表7.4输入适用于区域中出现的检测系统的检测等级。4.使用表7.4输入适用于区域中出现的隔离系统的隔离等级。5.使用表7.5根据检测和隔离系统估计泄漏持续时间¼英寸1英寸4英寸破裂6.输入运行压力psia7.根据设备中流体的相态，对气体或液体圈圆。若为液体，则跳到第15行气体液体气体泄放率8.运行温度℉9.根据流体性质的标准表气体在第8行给出的温度下的热容（Cp）BTU/lb-mol℉10.计算并输入K[)(RCCKpp]，式中R为理想气体常数（1.987BTU/lb-mol℉）11.使用第7.4节的方程7.2计算并输入压力（Ptrans）psia12.设备内流体压力是否高于过渡压力（6行＞11行）?如果是，则圈定“音速”，进入13行如果不是，则圈定“亚音速”，进入14行音速亚音速孔尺寸→¼英寸1英寸4英寸破裂13.使用7.4节中的音速方程7.3来计算每一所列孔尺寸的泄放率，跳到16行Lb/secLb/secLb/secLb/sec14.使用7.4节中的亚音速方程7.4来计算每一孔尺寸的泄放率，跳到16行Lb/secLb/secLb/secLb/secB-5液体泄放率15.使用7.4节中方程7.1来计算泄放率，输入泄放率,进到16行Lb/secLb/secLb/secLb/sec第二步确定每一孔尺寸的泄放类型16.将最大允许泄放存量除以相应的泄放率=2行/(13、14或15行)。再除以60得到分钟数。输入分钟值。这就是根据初始流量减小存量所要求的时间。minminminmin17.流量（13、14或15行）乘3分钟10,000lbs吗？若回答为“是”，则圈定“inst”表示瞬时泄放。否则圈定“cont”表示持续泄放。注意1/4英寸孔尺寸始终为“cont”InstcontInstcontInstcontInstcont泄放后的相态确定18.输入大气压下流体的沸点TNBP℉19.使用表7.3来确定泄放后流体的相态20.输入17、19行中圈定的项的首字母。这就是泄放类型（即，IL表示瞬时液体，等）21.看5行和16行。对每一孔尺寸，输入两个中之较小者。这就是泄放持续时间。对于瞬时泄放，持续时间假设为0。（第5行的泄放持续时间基于检测/隔离，而16行的泄放持续时间基于存量÷泄放率）minminminmin瞬时释放质量的确定22.从第2a行输入被评估的设备的存量。这就是瞬时释放质量lbsB部分可能性分析可能性分析是由几个能显示设备失效可能性的系数的积。第Ⅰ步技术模块子系数（见第8.3.1节）筛选识别破坏机理。使用合适的破坏机理模块（见附录Ⅷ）来确定单独的系数。如果没有识别出破坏机理，则输入-2作为技术模块子系数（11行）1.识别破坏机理1a.减薄/腐蚀（是/否）1b.HTHA(是/否)1c.SCC(是/否)注：2~7项用于记录对技术模块适用的一些基本信息。并非所有项每一技术模块都需要，而且并非每一技术模块所要求的所有数据都提供如下：1a1b1c2.当前服役的设备年龄2A.估计/实测腐蚀率2B.Nelson曲线温度2C.SCC裂纹尺寸或敏感性3.计算技术模块表的左栏4.确定检验当量（H、U、F、P、I）4A.检验数5.表中技术模块子系数6.保险设计修正7.高度可靠的破坏率数据的修正8.修正的技术模块子系数9.综合技术模块子系数10.附录Ⅷ中表B-6的可能性类别B-6PartC.1可燃性后果计算因碳氢化合物点火泄放造成的设备和人员的可燃后果面积的估计典型物质1.复制典型物质（泄放率计算手册A部分第1行）孔尺寸—＞1/4in1in4inRupture泄放类型2.复制泄放类型（泄放率工作手册A部分第23行）泄放率或泄放质量3.根据泄放类型复制泄放率或泄放质量（泄放率计算工作手册A部分第13、14、15行）Lborlb/minLborlb/minLborlb/minLborlb/min检测等级4.复制泄放率工作表第3行（适用于区域中检测系统的检测等级）保温等级5.复制泄放率工作表第4行抄写（适用于区域中的隔离系统的隔离等级）可燃事件减缓的调节6.根据上述第4和5巷，查看7.8节中的表7.14来调节泄放率或者泄放质量。输入调节的泄放率或泄放质量。对减少后果面积的减缓系统（消防水雨淋系统、监视器或泡沫喷淋系统），对第9行进行调节。Lborlb/minLborlb/minLborlb/minLborlb/min设备破坏面积7.查看后果方程表7.10~7.13中的设备破坏方程，并在用相应方程中调节的泄放率或泄放质量（6行）代替“x”。（使用第1、2、3行的信息来选择正确的方程）如果流体处在高于其自燃温度80℉下，使用表7.12或7.13，否则使用表7.10或7.11潜在致死面积8.查看后果方程表7.10到7.13中潜在致死区并用相应方程中调节的泄放率或泄放质量（6行）代替“x”。（使用第1、2、3行的信息来选择正确的方程）如果流体处在高于其自燃温度80℉，则使用表7.12或7.13，否则使用表7.10或7.11后果降低9.如果后果因为7.8节的表7.14中的减缓系统而可能降低，则将设备破坏面积（7行）降低推荐的百分比。这就是设备破坏面积。ft2ft2ft2ft210.如果后果因为7.8节的表7.14中的减缓系统而可能降低，则将未调节的潜在致死面积（第7行）降低推荐的百分比。这就是致死面积。ft2ft2ft2ft2B-7PartC.2有毒后果计算HF或H2S的泄放有毒后果面积的估计1.复制物质（泄放率计算工作手册PartA的第1行）注：只编制了HF或H2S的探查表1/4in1in4inRupture孔尺寸—＞2.复制泄放类型（泄放率计算手册PartA的第20行）3.复制泄放率（泄放率计算工作手册PartA的13、14、15