工程风险辨识

第五章工程风险辨识——危险性分析第一节物质危险性一、危险物质及其分类一种物质或几种物质的混合物，如果具有导致腐蚀、毒害、爆炸、火灾、损伤人们肌体、污染环境、破坏建筑物或构筑物，以及放射性的特性，则此类物质被称为危险物质。1、危险化学物质分类法：（1）爆炸物质——指在外界作用下（如受热、受摩擦、撞击等），能发生剧烈化学反应，瞬时产生大量气体和热量，使周围压力急剧上升发生爆炸，对周围环境造成破坏的物质。按其爆炸性大小，爆炸物质分为如下5类：具有整体爆炸危险的物质具有抛射危险，但无整体爆炸危险的物质具有燃烧危险和较小抛射危险或者两者兼有，但无整体爆炸危险的物质无重大危险的爆炸物质非常不敏感的爆炸物质（2）压缩气体和液化气体——指压缩、液化或加压溶解的气体，并符合下述情况之一者：临界温度低于50℃，或在50℃时，其蒸气压力大于294kPa的压缩或液化气体温度在21.1℃时，气体的绝对压力大于275kPa的液化气体或加压溶解气体。按其性质可分为易燃气体、不燃气体（包括助燃气体）和有毒气体。（3）易燃液体——指闭杯闪点等于或低于61℃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体；但不包括由于其危险性已列入其他类别的液体。根据易燃液体的储运特点和火灾危险性大小，《建筑设计防火规范》将其分为甲、乙、丙3类，即甲类——闪点＜28℃乙类——28℃≤闪点＜60℃丙类——闪点≥60℃根据易燃液体的闪点高低，依据《危险货物分类和品名编号》将其分为下列3类，即第1类——低闪点液体，闪点＜-18℃第2类——中闪点液体，-18℃≤闪点＜23℃第3类——高闪点液体，23℃≤闪点＜60℃（4）易燃固体、自燃物质和遇湿易燃物质易燃固体——指燃点低，对受热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃、燃烧迅速，并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体。自燃物质——指自燃点低，在空气中易于发生氧化反应，放出热量，而自行燃烧的物质。遇湿易燃物质——指遇水或受潮时，发生剧烈化学反应，放出大量的易燃气体和热量的物质，有些不需明火，即能燃烧或爆炸。（5）氧化剂和有机过氧化剂氧化剂——指处于高氧状态，具有强氧化性，易分解并放出氧和热量的物质。包括含有过氧化基的有机物，与粉末状可燃物能组成爆炸性混合物，对热、振动或摩擦较为敏感的物质。按其危险性大小，分为一级氧化剂和二级氧化剂。（6）毒害物质和感染性物质——指进入人体的肌体后，累积达到一定的量，能与人体液和组织发生生物化学作用或生物物理学作用，扰乱或破坏肌体的正常生理功能，引起暂时性或持久性的病理改变，甚至危及人的生命的物品。（7）放射性物质——指反射性比活度大于7.4Bq/kg的物质。按其放射性大小分为一级放射性物质、二级放射性物质和三级放射性物质。（8）腐蚀物质——指能灼伤人体组织并对金属等物品造成损坏的固体或液体。与皮肤接触在24h内出现可见坏死现象，或温度在55℃时，对20钢的表面均匀年腐蚀速率超过6.25mm的固体或液体。按化学性质分为强酸腐蚀物质、碱性腐蚀物质和其他腐蚀物质。按其腐蚀性强弱分为一级腐蚀物质和二级腐蚀物质。2、作为重大危险源辨识的分类法——作为重大危险源辨识的依据。将危险物质分为4类：爆炸性物质易燃性物质活性化学物质有毒物质根据危险物质所处环境——生产场所和储存区，规定它们各个的储存临界量，如果危险物质的数量等于或超过规定的临界量，则判定该物质为重大危险源，多种物质同时储存且每一种危险品均未达到临界量，但满足下面的公式：式中qi——危险物品i的实际储存量，t；Qi——危险物品i的临界量，t；n——单元中危险物品种类数11niiiQq二、物质危险性的辨识考虑四个方面：在生产过程中危险物质来自何方危险物质的类别危险物质的性质危险物质可能导致事故的类型引发火灾、爆炸、毒害、腐蚀等类型事故的物质危险源，往往是安全生产、控制风险的着重点，特别其中的毒物危险性，由于涉及对人们职业性的侵害，更为各国政府重视。根据危险物质辨识的结果，判断物质危险源的属性，综合设备危险性、工艺过程危险性和人因失误造成危险性等的辨识与分析，做出风险等级的评价。本着杜绝特别重大事故，遏制重大事故、减少一般事故发生的方针，制定降低风险的策略，为安全生产、控制风险提供保障——这就是物质危险性辨识的宗旨。第二节设备危险性一、设备危险性辨识1、工艺设备2、电气设备3、特种设备4、设备危险性辨识的依据——首先按照有关法律、法规、规范、标准相关条款进行考察，它是设备危险性判断的依据；其次是根据设备本身的具体情况考察其存在的危险性和可能失效的模式。二、设备危险性辨识调研提纲三、基于危险性分级的设备重要度1、设备重要度共分为4级，按照危险性从高到低的次序，设定重要度系数为5、3、2、0.5；2、影响重要度系数的项目为：介质、操作温度、操作压力，该设备对生产工艺重要程度，失效机理、腐蚀速率，维修费用，历史资料等。3、考虑各设备在生产工艺过程中发挥的作用不同，用“乘数”大小加以区别。“乘数”越大，对生产工艺发挥的作用越大，“乘数”取值为1~4。4、重要度系数与它的“乘数”之积称为“参量”。根据一个设备各个项目“参量”累加和的大小就可确定该设备重要度的级别。5、根据重要度级别的高低进行风险分析与评价并采取不同防范对策。设备重要度级别级别重要度系数×乘数累加和典型设备I级35以上高温高压和H2环境下的加氢反应器及类似的设备；在苛刻工况条件下运行的设备II级20~35一般的高压设备III级20以下运行工况条件不苛刻，制造竣工检查质量完好，使用过程中几乎没有必要检查的设备第四节工艺过程危险性一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法1、主旨：通过对火灾、爆炸指数的分析，发现潜在火灾和爆炸的危险性，及时向有关部门报告采取措施；量化和预测火灾、爆炸和反应性潜在事故的损失；确定可能引起事故发生或使事故扩大的危险装置；提出事故发生后最大可能损失、最大可能停工日数和停产损失的预测值。一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法2、计算程序：该计算是以对物质危险性与工艺过程危险性的分析为基准编制的。危险指数体现了物质及其反应对工艺过程的影响；危险指数反映了系统的最大潜在危险和可能导致的损失，未涉及人因失误和管理因素的影响；计算中所用数据来源于以往经验的统计，尽管许多参数都已量化，但本质上仍属于相对比拟的结果；计算最终结果如最大可能财产损失、停产损失等都折算成美元表示，结合我国国情只能作为参考。一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法3、选取工艺单元：完整的设计方案、工艺流程图等技术资料；导致火灾、爆炸等事故的历史资料；资金单价（美元/m2）;危险物质数量资料；操作工况资料，如温度、压力等；关键的单元操作资料和主要设备资料；能量资料、包括生产过程中潜在化学能和其他形式的能量；该方法对于处理物质数量也有限制：对工业生产而言，易燃、可燃或反应性化学物质不少于2268kg或2.27m3；对中间试验而言，易燃、可燃或反应性化学物质不少于454kg或0.454m3；一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法4、确定物质系数：物质系数（MF）是表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸过程中所释放能量大小的内在特性，是一最基础的数值。确定物质系数时，要研究工艺单元中所有操作环节（如开车、操作、停车过程中最危险物质的泄漏及运行中的工艺设备）的工况，并确定最危险的物质和最危险的状态。物质系数是由美国消防协会规定的NF和NR（分别代表物质的易燃性和化学不稳定性）决定的，可查表求取。5、确定工艺单元危险系数工艺单元危险系数F3包括一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2。构成工艺危险系数的每一项都可能引起火灾或爆炸事故的扩大。计算工艺单元危险系数F3中的各项系数时，应选择物质在工艺单元中所处的最危险状态。可以考虑的状态有开车、连续运行和停车。应防止对过程中的危险进行重复计算，因为在确定物质系数时已选取了单元中最危险的物质，并据此进行火灾、爆炸分析，即已考虑到实际上可能发生的最坏状况。一般工艺单元危险系数F1是确定事故损害大小的主要因素之一；特殊工艺危险系数F2是导致火灾、爆炸事故的主要因素。工艺单元危险系数F3=F1×F2一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法6、确定火灾、爆炸危险指数（F&EI）易燃物质如果泄漏引起火灾，可能生成冲击波或燃爆，会使设备、管道遭受破坏，也可能由于可燃物能量释放发生二次事故。火灾、爆炸危险指数主要用于估计生产过程中火灾、爆炸造成破坏程度。火灾、爆炸危险指数（F&EI）=工艺单元危险系数F3×物质系数（MF）火灾、爆炸危险指数按其数值的大小分为若干等级，以表示危险的不同程度F&EI值1~6061~9697~127128~158159危险等级最轻较轻中等很大非常大一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法7、确定暴露面积确定暴率面积前，首先要确定暴露半径。它可以按0.84F&EI或从图表中查出。以工艺设备的关键部位为中心，以暴露半径为半径的圆，表明了生产单元危险区域的平面分布，每一个被选定的工艺单元都可以画出这样一个圆。工艺单元如果是小设备，以该设备的中心为圆心，以暴露半径为半径画圆。如果设备较大，则以设备表面向外量取暴露半径，然后画圆。在实际情况下，暴率区域的中心常常是泄漏点，经常发生泄漏的点是排气口、膨胀节和装卸料连接处等部位，它们均可以作为暴露区域的圆心。暴露区域面积S=∏R2（R为暴露半径）实际暴露区域面积=暴露区域面积S+所选定的工艺单元面积暴露区域意味着其内的设备将会暴露在本单元发生的火灾、爆炸环境中。为了估计这些设备在火灾、爆炸中遭受的损坏，要考虑实际影响的空间大小。该空间的体积假设是一个绕着工艺单元的圆柱体体积，其底面积是暴露区域面积，高度等于暴露半径。该体积的大小表征了发生火灾、爆炸事故时生产单元所承受风险的大小。值得注意的是，火灾、爆炸的蔓延并不是一个理想的圆，故在各个方向上造成的破坏往往并不相同，即破坏情况受设备位置、风向及排放装置等的影响，这些都是编制损失预防策略的基本依据。一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法8、计算安全补偿系数安全补偿系数C由工艺控制措施系数C1，危险性隔离系数C2,和防火措施系数C3，三者组合而成C=C1C2C39、暴露区域内财产价值暴露区域内财产价值可由区域内含有的财产（包括存在的物料）的更换价值来确定，即更换价值=原来成本×0.82×增长系数式中，0.82是考虑到事故发生时，有些成本不会遭受损失或无需更换得价值，如场地平整、道路、地下管线、地基、工程费等。增长系数则是考虑了涨价、设备折旧等因素，由工程预算专家计算。计算财产的更换价值时，需计算存在物料及设备的价值。储罐内的物料量按其容积的80%计算；塔器、反应器等计算存在量或按与之相连物料储罐的物料量，也可用15min物流量或其有效容积计算。物料的价值要根据制造成本，可销售产品的销售价及废料的损失来确定。一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法10、危险系数的确定危险系数表示单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。11、基本最大可能财产损失（B-MPPD）基本最大可能财产损失是假定没有使用任何一种安全措施的事故损失。它是根据以往积累经验数据确定的，计算式为B-MPPD=更换价值×危害系数12、实际最大可能财产损失（A-MPPD）实际最大可能财产损失表示在采取适当的安全防护措施后，事故造成的财产损失。计算式为A-MPPD=B-MPPD×安全措施补偿系数一、道化学公司火灾、爆炸危险指数法13、最大可能工作日损失（MPDO）估算最大可能工作日损失（MPDO）是评价停产损失BI必需的一个必需的一个步骤。停产损失常常等于或超过财产损失，这取决于物料储备和产品的需求情况。最大可能停工天数（MPDO）可根据其与实际最大可能财产损失A-MPPD关系求出。必须指出，相关资料的图表是以1986年为基准计算的，按照化学工业装置指数，到1995年，应将基准乘以1.188。14、停产损失（BI）式中，BI按美元计的停产损失，VPM为每月产值；0.7表示固定成本和利润，如尽