毕业设计（论文）-西安市太华路天然气加气站安全评价研究.doc

西安石油大学本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 选题的目的及意义 加气站是一个易燃、易爆、有毒的危险场所。在生产区内，分布于各处的工艺装置彼此由各种阀门与管道相通，构成了一个相互关联、相互制约的生产体系。天燃气长期以一定的压力存在于工艺装置和管路中，很容易从老化和松弛的各密封点渗漏出来。同时在加气过程中，残存在管内的天燃气不可避免地也要逸出。不仅操作人员直接置身于这种环境中操作，维修人员也常常在此环境中对各设备管道进行维护修理作业，如果在任何一个工作面上，违反某项安全制度，就极有可能出现燃烧、爆炸事故，甚至造成站毁人亡的恶果。对天然气加气站进行安全评价研究，可以认识了解到加气站运作工程以及对危险危害因素的认识。认识到存在的危险危害因素，就能全方位的认识加气站，对于某些事故隐患予以消除，从而预防不必要的事故的发生，对于减少事故发生和重大的经济损失有很大的帮助。最主要的意义就是避免人员伤亡。研究过程中将涉及到对加气站评价单元的划分，从而对于天然气加气站中的每一个环节都不会遗漏。对于西安市太华路天然气加气站的安全评价主要是先认识到它存在着哪些危险危害因素，然后一一对其评价。安全评价是实现安全生产的重要手段和基本程序，是有效提高企业本质安全程度的一项基础性工作；是为安全生产监督管理部门提供决策和技术监督支撑的有利手段；是消除隐患、防范事故的一项重要举措；对有效贯彻我国“安全第一、预防为主”的安全方针具有重要意义1.2 国内外加气站安全评价现状1.2.1 国外加气站安全评价现状 安全评价技术起源于20世纪30年代。它在20世纪60年代得到了很大的发展，首先应用于美国军事工业。1962年4月美国公布了第一个有关系统安全的说明书空军弹道导弹系统安全工程，从此对与民兵式导弹计划有关的承包商提出了系统安全的要求，这是系统安全理论首次实际应用。系统安全工程的发展和应用，为系统安全评价工作奠定了可靠的基础。安全评价的现，实作用又促进许多国家政府、生产经营单位加强对安全评价的研究，开发自己的评价方法，对系统进行事先、事后的评价、分析、预测系统的安全可靠性，努力避免不必要的损失。由于安全评价在减少事故，特别是重大恶性事故方面取得的巨大效益，许多国家的政府和生产经营单位都愿意投入巨额进行安全评价。据统计，美国各公司共雇用了3000名左右的风险专业评价和管理人员，美国、加拿大等国就有50余家专门进行安全评价的“安全评价咨询公司”，且业务繁忙。 随着现代科技的迅速发展，特别是数学方法和计算机科学技术的发展，以模糊数学为基础的安全评价方法得到了发展和应用，并拓展了原有的方法和应用范围，如模糊故障树分析、模糊概率法等。计算机专家系统、人工神经系统、计算机模拟技术也应用于对生产系统进行实时、动态的安全评价。在加气站这一方面，国外用于CNG站安全评价的常用方法有:美国道(Dow)化学公司的火灾、爆炸指数法，英国帝国化学公司蒙得工厂的蒙得评价法，日本的六阶段危险评价法，概率风险评价方法，安全检查表法，预先危险性分析等安全评价的方法，为消除事故隐患做出了贡献。近几年，随着数学方法和计算机科学技术的发展，以模糊数学为基础的安全评价方法，得到了发展和投入应用，并拓展了原有的方法和应用范围，如模糊故障树分析、模糊概率法、应用计算机专家系统、决策支持系统、人工神经网络技术等，对统进行实时、动态的安全评价。美国、英国、意大利和德国等西方发达国家都在CNG站安全评价方面引入新的数学方法和计算机应用技术，开发了一系列商业化的危险评价软件，在帮助人们找出导致事故发生的主要原因，认识潜在事故的严重程度，并确定减缓危险的方法等方面发挥了很大的作用。除此之外，德国、意大利、美国等国家非常重视CNG站安全评价基础资料的收集，对CNG加气站的各种事故及事故发生原因进行了充分调查，按各系统主要设备的失效概率进行了分类，建立了CNG加气站故障率数据库，数据的输入和使用非常方便，为安全性和可靠性分析提供了重要的基础资料。1.2.2 国内加气站安全评价现状20世纪80年代初期，安全系统工程引入我国，受到许多大中型生产经营单位和行业管理部门的高度重视。通过吸收、消化国外安全检查表和安全分析方法，机械、冶金、化工、航空、航天等行业开始应用安全分析评价方法，如安全检查表（SCA）、故障树分析（FTA）、故障类型及影响分析（FMFA）、事件树分析（ETA）、预先危险分析（PHA）、危险与可操作性研究（HAZOP）、作业条件危险性评价（LEC）等，有许多生产经营单位将安全检查表和事故树分析法应用到生产班组和操作岗位。此外，对石油、化工等危险性较大的生产经营单位，应用道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法进行了安全评价，许多行业和地方政府有关部门制定了安全检查表和安全评价标准。20多年来，我国的安全评价从无到有、从小到大，期间经历了许多曲折。它的发展，吸取了环境影响评价、管理体系认证等其他类似工作的很多经验和教训。国家安全生产监督管理总局已将安全评价体系作为安全生产六大技术支撑体系之一，安全评价体系将为保障我国的安全生产工作发挥巨大的作用。在CNG站的安全评价方面，国内有许多学者付出了辛勤的劳动，并取得了一定进展。西华大学的何太碧等人建立了CNG加气机技术水平评价指标体系，建立了国产CNG加气机技术水平评价指标体系层次模型，进行了指标测度，通过模型分解，采用专家打分法和功效函数法对定性指标和定量指标确定分值，建立了加气机技术水平评价标准。同时运用三种分析研究方法，在理顺CNG加气站工艺流程及主要设备的同时，引进现代设备管理理念，结合综合评价方法，建立了CNG加气站设备水平评价的层次模型，找出影响CNG加气站技术的关键因素，为CNG加气站设备技术水平评价搭建理论平台。童岱、黄海波等人对城市CNG加气站布局规划与评价方法研究体系进行了总体结构设计;分析了城市CNG汽车加气站服务系统的结构体系和CNG加气站布局规划原则和评价指标体系;通过对加气站安全评价要素集合分析，探讨了加气站生产工艺、加气站储气方式、加气能力、加气站与重要单位和建筑的间距等因素对安全的影响，构成了安全要素的模糊评判权系数行向量，建立了CNG加气站安全性模糊综合评价模型:建立了对国产CNG加气站设备生产行业的各类产品的设计制造技术水平评价模型，以及对加气站在用设备在服役期内的实际技术状态评价模型;开发了CNG汽车加气站整体布局综合评价分析软件。四川大学等建立了CNG汽车加气站设备技术水平评价指标体系，讨论了确定CNG汽车加气站设备技术水平评价指标体系的原则和层次分析方法，建立了CNG汽车加气站评价指标体系框架模型和评价指标体系层次结构模型，该模型可用于对同一CNG汽车加气站不同型号同种设备或不同CNG汽车加气站同种设备的评价和排序。最后，通过实例计算对CNG汽车加气站的压缩机技术水平进行了评估。 CNG加气站在我国是个新生事物，有许多问题尚待解决，尤其对于CNG加气站安全性评价研究，国内目前还处于探索阶段。在此期间，主要是一些高等院校、科研单位及企业相互合作进行了相关地研究。1.3 论文的主要内容和结构1.3.1 论文的主要内容本文是对西安市太华路天然气加气站进行安全评价研究，在此过程中会涉及到对于加气站的运作过程的描述与加气站危险危害因素的分析，通过对危险危害因素的分析，给于加气站划分评价单元，将加气站划分为三个单元。第一个单元包括总平面布局、安全管理、气管线、电气设施、消防设施这四个部分；第二个单元包括加气工艺单元、第三个单元包括储气库单元。对易燃易爆的储气罐区，采用道化学安全评价方法。对于加气岛采用作业条件危险性评价法。对其它部分则采用是安全检查表法。通过安全评价后，发现总平面布局、电气设施、气管线方面还存在着一些问题；加气工艺单元和储气库单元都处在较安全的状态。对此提出了一些安全对策措施，防火防爆措施、电气安全措施、总平面布局措施等。最后得到安全评价结论。1.3.2 论文的结构第一章是绪论，简要介绍选题的背景及意义，国内外安全评价现状，论文的主要内容及安排； 第二章主要介绍了加气站工艺流程及其分析。介绍了加气站的五大系统。第三章主要是加气站危险危害因素分析。详细分析和讨论了加气站工艺危险性、生产过程中的危险性、安全附件危险性等等。第四章主要介绍了各种安全评价的方法。第五章主要进行了加气站安全评价单元的划分及评价方法的选择。介绍了各种安全评价的方法；对加气站进行了单元划分；介绍了评价方法的选择原则，并针对加气站各个评价单元选择了相应的评价方法。第六章是定性定量分析评价。本章利用所选择的评价方法进行定性定量分析评价，找出各个单元中存在的可能的危险危害因素，为评价改进措施的提出提供依据。第七章是加气站安全对策措施。通过定性定量的分析评价，针对其中可能存在的危险危害因素，提出切实可行的改进措施。 第七章结论，对加气站安全评价应用研究进行了总结612 太华路加气站工艺流程与分析2.1 加气站工艺流程将移动式气瓶库中的气通过卸气柱，在压缩机的帮助下，在优先控制顺序柜的作用下将气送到储气库，当有汽车来加气时，储气库的气会到达售气机，最后到达汽车。流程图如图2-1所示。移动式气瓶库卸气柱压缩机优先控制顺序柜储气库售气机储气库储气库汽车汽车图2-1 CNG加气站流程图2.2 太华路天然气加气站的主要系统CNG加气站的关键技术可分为天然气预处理系统、压缩系统、储存系统和售气系统、控制系统等多个系统。2.2.1 天然气预处理系统进入加气站的天然气在压缩前或压缩后必须经过净化和干燥处理，即要经过脱硫、脱烃和脱水过程。脱硫是指脱除天然气中的硫化氢等酸性气体，以防止设备管线腐蚀和钢质气瓶发生“氢脆现象”。脱烃是指脱除天然气中的轻烃，使乙烷和重烷含量小于3%，以防止发动机点火燃烧不正常。脱水是指脱除天然气中的水分，以防止CNG在减压膨胀降温过程中供气系统出现冰堵。 天然气脱水是预处理过程中最关键的一环，CNG加气站通常选用双塔式干燥器脱水，按脱水装置在站中的位置可分为低压、中压和高压脱水3种方式。高压脱水法若能在配件、阀件质量方面解决好相关技术工艺问题，因其结构紧凑、脱水效果好，是比较好的脱水方案。 天然气经过净化干燥处理后必须达到车用天然气标准方可充入加气站的储气瓶、直接售气或给CNG汽车瓶加气。我国已经制定了“车用压缩天然气”国家标准（GB18047-2000）。该标准对车用CNG的含硫量和含水量做出了非常严格的限制规定，要求硫化氢含量小于15毫克每立方米，水露点低于最高操作压力下最低环境温度5。2.2.2 天然气压缩系统 天然气压缩系统主要由进气缓冲罐、压缩机主机、润滑系统、冷却系统等部分组成。压缩机主机最为重要，它是加气站的心脏，其性能好坏直接影响加气站运行的可靠性和经济性。CNG加气站一般采用排气压力高、排量小的往复式压缩机。从润滑方式分，主要有润滑和无润滑两种，对于有有润滑，在其最终排气口后应安装脱油装置。加气站用压缩机的排气压力一般为25兆帕，有的稍微高一些，达到28兆帕，也有少数厂家的压缩机达到32兆帕，但分析表明，以排气压力25兆帕时最为经济、可靠和安全。进气压力范围为0.0359兆帕，压缩机排气量可根据不同规模进行选择，范围可为162000立方米没小时，常用排气量为200300立方米每小时。2.2.3 天然气储存系统和售气系统为避免压缩机频繁启动及在不需要进行充气时提供气源，CNG加气站需设有储气装置。典型的设计是储气系统和售气系统通过优先顺序控制盘的顺序来实现高效充气和快速加气。通常加气站采用分级储存方式，将储气瓶组分为高压、中压和低压瓶组，由优先顺序控制盘对其充气和取气过程进行自动控制。充气时，先向高压组充气，当高压组的压力上升到一定值时，中压组开始充气，等到中压组压力上升到一定值时，低压组开始充气，随后三组气瓶一起充气，上升到最大储气压力后停止充气。取气时，先从低压组取气，当低压组的压力下降到一定值时，开始从中压组取气，等到中压组压力下降到一定值时，开始从高压组取气，随后从三组气瓶一起取气，直到三组储气瓶中的压力下降到与车载气瓶的最高储气压力相等时，停止取气。如果仍有汽车需要加气，则直接从压缩机排气管路中取气，等到汽车加气完成后，压缩机再按照充气顺序完成三组储气瓶的充气，然后停机。这种工作方式的优点可以保证储气瓶组充气最多，提高利用率，也可以使汽车加气的速度最快。2.2.4 控制系统控制系统的功能是控制加气站设备的正常运转和对有关设备的运行参数进行监控并在设备发生故障时自动报警或停机。目前，国外加气设备的控制系统多采用PLC（可编程逻辑控制器），这种方法可靠性高，能实现设备的全自动化操作，也可远传到值班室实现无人看守，减轻操作工的劳动强度。3 太华路加气站危险危害因素分析西安市太华路天然气加气站销售系统、附属设施的主要事故按其性质来说，主要有责任事故、非责任事故和破坏事故等。影响太华路加气站销售系统、附属设施安全检查的主要因素有站场和气品自身因素、设备设施的因素、人的因素、管理因素和环境因素等。事故的发生往往是这几种因素相互作用的结果，而事故的发生是多种多样的，其危害也大不相同。安全评价就是运用科学的评价方法，依据国家法律、法规及行业标准，分析、预测存在的危险、有害种类和危险、危害程度，提出科学、合理和可行的劳动安全卫生技术措施和管理对策。3.1 物质的危险、有害因素分析该加气站存在的具有火灾、爆炸危险及有毒有害物质为天然气，其危险程度分析如下：天然气的介质以甲烷为主（含量为96.16%），还含有少量的二氧化碳、硫化氢、氮气等气体。由此，天然气的危险性主要表现为甲烷的危险性，具体分析如表3-1所示表3-1 天然气的理化特性标识中文名天然气英文名Natural gas分子式CH4CAS号74-82-8危险性类别第2.1类 易燃气体化学类别烷烃理化性质主要成分纯品外观与性状无色无臭气体熔点（）-182.5沸点（）-161.5相对密度（水=1）0.42（164）相对密度（空气=1）0.55饱和蒸气压（kPa）53.32（168.8）燃烧热（kJ/mol）889.5临界温度（）82.6临界压力（MPa）4.59溶解性微溶于水，溶于醇、乙醚燃爆特性与消防燃烧性易燃闪点（）188爆炸下限（%）5.3爆炸上限（%）15最小点火能（mJ）0.28最大爆炸压力（MPa）0.717危险特性易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。灭火方法切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。健康危害侵入途径吸入健康危害甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。当空气中甲烷达25%30%时，可引起头痛、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离，可致窒息死亡。皮肤接触液化品，可致冻伤。急救措施皮肤接触若有冻伤，就医治疗吸入迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气体用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。储运注意事项储存于阴凉、通风仓间内。仓温不宜超过30。远离火种、热源，防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素等分开存放。切忌混储混运。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施。露天贮罐夏季要有降温措施。禁止使用易发生火花的机械设备和工具。预时要注意品名，注意验瓶日期，先进仓的先发用。搬运时要轻装轻卸，防止钢瓶及附件损坏。防护措施工程控制生产过程密闭，全面通风呼吸系统防护一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下，佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。眼睛防护高浓度时戴安全防护眼镜身体防护穿防静电工作服手防护戴一般作业防护手套其他工作现场禁止吸烟。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。3.2 工艺危险性分析加气站工艺运行的介质天然气是一种易燃、易爆的物质，根据建筑设计防火规范（GBJl687（2001年版）的生产火灾危险性分类，天然气为甲类火灾危险性物质。因此，火灾爆炸是加气站的主要危险。3.3 生产过程中的危险性分析3.3.1 火灾、爆炸危险因素分析1）装置设备火灾、爆炸危险因素分析。本项目发生火灾、爆炸等灾难性事故其主要因素有：（1）设备设计、制造缺陷，制造原材料缺陷，可引起介质泄漏，造成火灾、爆炸事故。（2）设备安装，施工缺陷，也可引起介质泄漏，引起火灾爆炸事故；（3）设备阀门、法兰、管道、仪表接头处连接不好，密封不严，造成介质泄漏，引起火灾、爆炸事故；（4）仪表和自控系统失灵，显示和传递信号不准，造成设备超压运行，引起设备爆炸事故；（5）人员操作失误，造成系统工艺紊乱，引起事故发生；（6）设备巡回检查不到位，设备配件故障、密封垫圈老化，容易引起介质泄漏，造成火灾、爆炸事故；（7）地下管线腐蚀、热应力作用，会造成泄漏，引起火灾、爆炸事故；（8）地上管线保温措施不力，连接处焊接不好，密封不好，引起泄漏，造成火灾、爆炸事故；（9）明火管理不善、或在有可燃气体聚集的场所从事焊、割等作业，会引起火灾、爆炸事故；（10）人员在有可燃气体聚集场所吸烟，引起火灾爆炸事故；（11）作业时，金属物体碰撞，产生火花，成为事故火源；（12）消防系统运行不良，发生火灾事故时造成事故扩大漫延；2）产品储罐及装车系统火灾、爆炸危险因素分析，本项目中的工作介质均是易燃易爆物质，且该场所是人员聚集场所，更易发生火灾、爆炸事故。其主要因素有：（1）设备设计、制造、安装缺陷，均可造成介质泄漏，引起火灾、爆炸事故；（2）装车操作人员操作失误，造成介质泄漏，引起火灾、爆炸事故的发生；（3）计量不准或指标仪表失灵，造成人员疏忽大意，使装车超压、发生爆炸事故；（4）天然气罐不定期检修，造成天然气泄漏，引起火灾、爆炸事故；（5）装天然气车不设置可靠接地夹或接地不好，造成静电放电，引起火灾、爆炸事故；（6）装车区人员来往较多，管理不到位，带入火源，引起火灾、爆炸事故；（7）运输车辆安全检查不到位，如静电接地、排气管阻火器、司乘人员带入火种等，引起事故；（8）燃料气输送管道泄漏，如遇火源，引起火灾、爆炸事故；造成输气管道泄漏的原因有：.管材和焊接缺陷；输气管线在制作和焊接中，焊缝中会出现加渣、未焊透等缺陷，制作管子如选材不当，钢材会存在气泡、砂眼等质量问题，这些原因往往在管道投产初期造成管线损坏。腐蚀土壤具有腐蚀性，如防腐措施不力，会造成地下管道的腐蚀损坏。热应力如地下管线填埋深度不够，或地上管线保温措施不力，会造成冻裂。3.3.2 物理爆炸存在物理爆炸危险的设施或设备主要是回收罐、分离器等压力容器及压力管道。如果容器、管道内介质压力超过了压力容器、压力管道的强度极限或压力容器、压力管道存在缺陷、仪表失灵或操作失误，可引起容器、压力管道等设备内压急剧上升，有发生开裂爆炸危险。一旦开裂，造成介质外泄，会造成更大的损失。3.3.3 电气伤害事故造成电器伤害的主要因素有：1） 触电伤害 生产过程中引起触电事故的主要原因，除了设备缺陷、设计不周等技术因素外，大部分是由于违章指挥、违章操作引起的，常见的有：（1）维修时不执行监护制度，不使用或使用不合格绝缘工具和电器具；（2）线路检修时不装设或未按规定装设接地线；（3）线路或电气设备工作完毕，人还未离开，就对停电设备恢复送电；（4）在带电设备附近进行作业，不符合安全距离或无监护措施；（5）开启设备不核对设备名称、编号、位置状态；（6）跨越安全围栏或超越安全警戒线；工作人员误碰带电设备，以及在带电设备附近使用钢卷尺进行测量或携带金属超高物体在带电设备下行走；（7）装设地线不验电；（8）使用电动工具金属外壳不接地，不带绝缘手套；（9）工作人员擅自扩大工作范围；（10）在潮湿地区、金属容器内工作不穿绝缘鞋，无监护人员等。2）电弧烧伤 电弧烧伤是弧光放电引起的，可引起手部和脸部的烧伤，电弧发出强烈的可见光及紫外线和红外线的辐射，如防护设施不当，会对人造成伤害。3.3.4 机械伤害事故该加气站涉及的机械设备压缩机及机泵，在操作或检修过程中存在碰撞、卷入等机械伤害，其主要是由于人的违章指挥、违章操作造成的，常见的有：（1）违章操作，穿戴不符合安全规定的服装进行操作；（2）机械设备安全防护装置缺乏和损坏、被拆除等，导致事故发生；（3）操作人员疏忽大意，身体进入机械危险部位；（4）在检修和正常工作时，机械突然被别人随意启动，导致事故发生；（5）在不安全的机械上停留、休息、导致事故发生。（6）加气槽车或CNG汽车在进出加气站、洗车中的意外、人为失误造成的车辆伤害。在日常的操作运行中，如设备的正常检修、正常运转时，人员进入机械危险部位，如防护措施失效、防护用具不当，会导致事故的发生。因此，安全防护是防止机械伤害事故的关键，即保持安全防护设施的完好，按规定使用劳动防护用品等。同时，加强安全管理力度，防止非操作人员随意开机，做好正常检修设备时的安全防护措施。3.3.5 中毒、窒息事故天然气的主要成分是甲烷，甲烷成分占到天然气总量的96.1%，甲烷属单纯窒息性气体，无毒，但甲烷浓度较高时，会因缺氧而造成窒息死亡。空气中甲烷浓度达到25%30%时出现头昏，呼吸加速，运动失调。天然气中还含有一定量的硫化氢气体，硫化氢是强烈的神经毒物，高浓度时会引起人的昏迷直至死亡。检修罐体时如防护不当会使人窒息、中毒或死亡。3.3.6 噪声危害该加气站主要是压缩机工作产生的噪声。噪声对人的危害，主要有以下几个方面。1）听力和听觉器官的损伤：人听觉器官的适应性是有一定限度的，长期在强噪声作用下，听力逐渐减弱，引起听觉疲劳。若长年累月在强烈噪声的作用下，内耳器官发生了器质性的病变，成为永久性听阈位移，也叫噪声性耳聋。2）引起心血管系统疾病和神经衰弱：噪声可以使交感神经紧张，表现为心跳加快，心律不齐，血压波动，心电图阳性率增高。噪声引起神经衰弱症候群，如头痛、头晕、失眠、多梦、乏力、记忆力衰退、心悸、恶心等。神经衰弱的阳性率随噪声声级的增高而增高。3）对消化系统的影响：引起胃功能紊乱、食欲不振、消化不良。4）对视觉功能的影响：由于神经系统互相作用的结果，能引起视网膜轴体细胞光受性降低，视力清晰稳定性缩小。5）降低工作效率，影响安全生产：噪声易使人烦燥不安与疲乏，注意力分散，导致工作效率降低，甚至引起误操作而发生意外。3.4 防雷、防静电危险性分析站区有可燃气体或易燃物存在的场合，静电放电、雷电放电均可成为引爆的火源，导致火灾、爆炸事故发生。加气站若未设置防雷、防静电装置或设置有防雷、防静电装置，但其位置、连接方法不正确，避雷装置年久失修或接触不良，造成接地电阻过大，接地线断裂，都可能造成生产区、加气区静电聚集，遇火源，引发事故。3.5 安全附件危险性分析站区设备上设置有安全阀、压力表、流量计等安全附件和相应的控制仪表，若安全阀弹簧失效、密封性能不良、排放能力不够，都可能造成天然气泄漏事故。若压力表、紧急切断装置等存在制造质量问题或出现故障失效时，也可能给系统安全运行带来隐患。3.6 作业安全管理危险性分析作业人员是否遵章守纪及企业安全管理水平的高低是实现安全生产的主要因素，在日常生产中违章作业及安全管理不规范是主要的危险有害因素。违章作业主要表现有：违章动火，违章电操作，违章开关阀门，压缩机组操作违章，检修、抢修操作违章等；安全管理不规范主要表现为：安全管理机构、安全管理制度、安全教育与培训、安全检查及隐患治理、安全技术措施及计划、应急救援预案等内容的不健全、不完整及不合理等。3.7 巡检、维修危险性分析巡检人员在巡检的过程中有可能发生其他的意外伤害，如交通事故等。另外，在对压缩机组等设备进行检查、维修时，操作人员可能发生机械等事故。3.8 自然灾害危害因素分析根据对加气站的自然条件分析，所在位置的自然灾害主要有：地震和雷电。3.8.1 地震危害分析加气站所处区域的地震烈度为8度。强烈的地震可能造成建构筑物倒塌，管线断裂或严重变形，电力、通信系统中断等事故，从而可能造成天然气的泄漏，进而引发火灾爆炸、中毒等灾害事故，并造成财产损失、人员伤亡。3.8.2 雷电危害分析站区内有充满天然气的金属管道、设备以及营业站房、变配电室等建（构）筑物，有可能遭受雷击破坏，甚至引起火灾爆炸，伤害人员，造成财产损失。3.9 行为性危险因素分析1）指挥失误由于指挥失误或不按有关指挥造成设备受损，人员伤害，这主要是基本功不够，心理素质差或感知延迟、对事故无预见性而造成。指挥失误主要发生在设施、设备在运行过程中，特别是在正常运行时的操作中，有的错误性质是严重的，其后果可直接导致设备损坏甚至危及人身安全。2）操作失误操作人员在操作过程中误操作，违章操作造成设备受损、人员伤害的事故也有可能发生。3）监护失误操作人员在操作过程中，监护人员的监护不力，甚至判断失查和监护失误造成事故。3.10 重大危险源辨识该加气站工艺装置主要危害区域及危险特征（见表3-2）：表 3-2 装置主要危害部位及特征序号生产单元重点危险部位主要危险物料主要危险危害1贮气井贮气井天然气爆炸、火灾、中毒2压缩机房管线、安全阀天然气爆炸、火灾、窒息重大危险源辨识（GB18218-2000）规定，重大危险源的辨识依据是以物质的危险特性及其数量，同时对构成生产场所及贮存区重大危险源的爆炸性质、易燃物质、活性化学物质及有毒物质的名称及临界量作了明确规定。（1）危险物质及临界量（见表3-3）：表3-3 危险物质名称及临界量序号物质名称临界量（t）备注生产场所贮存区1天然气110易燃物质（2）重大危险源辨识日生产压力25MPa的天然气50000m，已超出贮存场所临界量，因此均构成重大危险源。4 安全评价方法的介绍4.1 安全评价简介4.1.1 安全评价定义安全评价也称危险度评价或风险评价。安全评价是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对系统中存在的危险因素、有害因素进行辨识与分析，判断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。 4.1.2 安全评价目的寻求最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。安全评价要达到的目的包括： 1)系统地从计划、设计、制造、运行、贮运和维修等全过程进行控制。2)建立使系统安全的最优方案，为决策提供依据。3)为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件。促进企业实现本质安全化。 4.1.3 安全评价作用 1)可以使系统有效地减少事故和职业危害。2)可以系统地进行安全管理。3)可以用最少投资达到最佳安全效果。4)可以促进各项安全标准制定和可靠性数据积累。5)可以迅速提高安全技术人员业务水平。安全评价分为安全预评价、安全验收评价、安全现状综合评价、安全专项评价4.1.4 安全评价程序1)准备阶段：明确被评价对象和范围，收集西安市太华路加气站的相关工程和系统的技术资料。2)危险危害因素识别与分析：根据加气站的情况，识别和分析危险危害因素，确定危险危害因素存在的部位、存在的方式、事故发生途径及其变化规律。3)定性及定量评价：在危险危害因素识别和分析的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法。拟对带有气得部分采用道化学法（定量）；而对于加气站的建筑物和附近建筑物采用安全检查表法（定性）。4)提出安全对策措施：根据定性、定量评价结果，提出消除或减弱危险危害因素的技术和管理方面的对策措施及建议。技术方面如进站压力超过站内设计压力时 ,能及时报警并关闭进站总阀。调压组出口压力超过设定值 ,能发出报警并关闭调压组总管阀门 ,对泄漏进行检测和报警。管理方面如加强对站内的安全检查、设备的定期安全检查、人员的安全教育与培训。5)形成评价结论及建议：简要地列出主要危险和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危害因素，明确生产经营者应重视的重要安全措施。6)编制安全评价报告。4.2 安全评价方法4.2.1 安全评价方法分类安全评价方法分类的目的是为了根据安全评价对象选择适用的评价方法。安全评价方法的分类方法很多，常用的有按评价结果的量化程度分类法、按评价的推理过程分类法、按针对的系统性质分类法、按安全评价要达到的目的分类法等。 1)按评价结果的量化程度分类法 按照安全评价结果的量化程度，安全评价方法可分为定性安全评价方法和定量安全评价方法。 (1)定性安全评价方法。定性安全评价方法主要是根据经验和直观判断能力对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定性的分析，安全评价的结果是一些定性的指标，如是否达到了某项安全指标、事故类别和导致事故发生的因素等。属于定性安全评价方法的有安全检查表、专家现场询问观察法、因素图分析法、事故引发和发展分析、作业条件危险性评价法(格雷厄姆-金尼法或LEC法)、故障类型和影响分析、危险可操作性研究等。 定性安全评价方法的特点是容易理解、便于掌握，评价过程简单。目前定性安全评价方法在国内外企业安全管理工作中被广泛使用。但定性安全评价方法往往依靠经验，带有一定的局限性，安全评价结果有时因参加评价人员的经验和经历等有相当的差异。同时由于安全评价结果不能给出量化的危险度，所以不同类型的对象之间安全评价结果缺乏可比性。 (2)定量安全评价方法。定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律(数学模型)，对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定量的计算，安全评价的结果是一些定量的指标，如事故发生的概率、事故的伤害(或破坏)范围、定量的危险性、事故致因因素的事故关联度或重要度等。 按照安全评价给出的定量结果的类别不同，定量安全评价方法还可以分为概率风险评价法、伤害(或破坏)范围评价法和危险指数评价法。 概率风险评价法。概率风险评价法是根据事故的基本致因因素的事故发生概率，应用数理统计中的概率分析方法，求取事故基本致因因素的关联度(或重要度)或整个评价系统的事故发生概率的安全评价方法。故障类型及影响分析、故障树分析、逻辑树分析、概率理论分析、马尔可夫模型分析、模糊矩阵法、统计图表分析法等都可以用基本致因因素的事故发生概率来计算整个评价系统的事故发生概率。 伤害(或破坏)范围评价法。伤害(或破坏)范围评价法是根据事故的数学模型，应用计算数学方法，求取事故对人员的伤害范围或对物体的破坏范围的安全评价方法。液体泄漏模型、气体泄漏模型、气体绝热扩散模型、池火火焰与辐射强度评价模型、火球爆炸伤害模型、爆炸冲击波超压伤害模型、蒸气云爆炸超压破坏模型、毒物泄漏扩散模型和锅炉爆炸伤害TNT当量法都属于伤害(或破坏)范围评价法。伤害(或破坏)范围评价法是应用数学模型进行计算，只要计算模型以及计算所需要的初值和边值选择合理，就可以获得可信的评价结果。评价结果是事故对人员的伤害范围或(和)对物体的破坏范围，因此评价结果直观：、可靠，评价结果可用于危险性分区，同时还可以进一步计算伤害区域内的人员及其人员的伤害程度，以及破坏范围物体损坏程度和直接经济损失。但该类评价方法计算量比较大，一般需要使用计算机进行计算，特别是计算的初值和边值选取往往比较困难，而且评价结果对评价模型和初值和边值的依赖性很大，评价模型或初值和边值选择稍有不当或偏差，评价结果就会出现较大的失真。因此，该类评价方法适用于系统的事故模型和初值和边值比较确定的安全评价。 危险指数评价法。危险指数评价法应用系统的事故危险指数模型，根据系统及其物质、设备(设施)和工艺的基本性质和状态，采用推算的办法，逐步给出事故的可能损失、引起事故发生或使事故扩大的设备、事故的危险性以及采取安全措施的有效性的安全评价方法。常用的危险指数评价法有道化学公司火灾爆炸危险指数评价法，蒙德火灾爆炸毒性指数评价法，易燃、易爆、有毒重大危险源评价法。 在危险指数评价法中，由于指数的采用，使得系统结构复杂，难以用概率计算事故可能性的问题，通过划分为若干个评价单元的办法得到了解决。这种评价方法，一般将有机联系的复杂系统，按照一定的原则划分为相对独立的若干个评价单元，针对评价单元逐步推算事故可能损失和事故危险性以及采取安全措施的有效性，再比较不同评价单元的评价结果，确定系统最危险的设备和条件。评价指数值同时含有事故发生可能性和事故后果两方面的因素，避免了事故概率和事故后果难以确定的缺点。该类评价方法的缺点是：采用的安全评价模型对系统安全保障设施(或设备、工艺)功能的重视不够，评价过程中的安全保障设施(或设备、工艺)的修正系数，一般只与设施(或设备、工艺)的设置条件和覆盖范围有关，而与设施(或设备、工艺)的功能多少、优劣等无关。特别是忽略了系统中的危险物质和安全保障设施(或设备、工艺)间的相互作用关系，而且，给定各因素的修正系数后，这些修正系数只是简单地相加或相乘，忽略了各因素之间的重要度的不同。因此，使得该类评价方法，只要系统中危险物质的种类和数量基本相同，系统工艺参数和空间分布基本相似，即使不同系统服务年限有很大不同而造成实际安全水平已经有了很大的差异，其评价结果也是基本相同的，从而导致该类评价方法的灵活性和敏感性较差。 2)其他安全评价分类法 按照安全评价的逻辑推理过程，安全评价方法可分为归纳推理评价法和演绎推理评价法。归纳推理评价法是从事故原因推论结果的评价方法，即从最基本危险、有害因素开始，逐渐分析导致事故发生的直接因素，最终分析到可能的事故。演绎推理评价法是从结果推论原因的评价方法，即从事故开始，推论导致事故发生的直接因素，再分析与直接因素相关的之间因素，最终分析和查找出致使事故发生的最基本危险、有害因素。 按照安全评价要达到的目的，安全评价方法可分为事故致因因素安全评价方法、危险性分级安全评价方法和事故后果安全评价方法。事故致因因素安全评价方法是采用逻辑推理的方法，由事故推论最基本危险、有害因素或由最基本危险、有害因素推论事故的评价法，该类方法适用于识别系统的危险、有害因素和分析事故，这类方法一般属于定性安全评价法。危险性分级安全评价方法是通过定性或定量分析给出系统危险性的安全评价方法，该类方法适应于系统的危险性分级，该类方法可以是定性安全评价法，也可以是定量安全评价法。事故后果安全评价方法可以直接给出定量的事故后果，给出的事故后果可以是系统事故发生的概率、事故的伤害(或破坏)范围、事故的损失或定量的系统危险性等。 此外，按照评价对象的不同，安全评价方法可分为设备(设施或工艺)故障率评价法、人员失误率评价法、物质系数评价法、系统危险性评价法等。4.2.2 常用的安全评价方法应用于石化企业的安全评价方法很多，主要有以下几种:1) 安全检查表法安全检查表法将被评价系统剖析，分成若干个单元或层次，列出各单元或各层次的危险因素，然后确定检查项目，把检查项目按单元或层次的组成顺序编制成表格，以提问或现场观察方式确定各检查项目的状况并填写到表格对应的项目上，从而对系统的安全状态进行评价。该方法有充分的时间组织有经验的人员来编写，不会漏掉能导致危险的关键因素;同时该方法简单易懂。但该方法只能作定性的评价，只能对己经存在的对象进行评价，对拟建或在建的对象进行评价，需找到相似或类似的对象。 2) 故障类型及影响分析法故障类型及影响分析 (FMEA)是风险分析的重要方法之一，在设计阶段，主要是对个系统的各个主要组成部分进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种类型对系统安全所带来的影响，判明故障的严重程度，从而采取防止或消除措施。一般步骤:（1）将系统分割成子系统;(2)分析每个子系统可能发生的失效模式;(3)根据失效模式对系统或子系统影响程度的不同，定性地或半定量地划分成不同的等级。该方法可以搞清系统和设备的所有故障形式及其对系统、功能和人员的影响;对有可能发生的故障类型，提出实际可行的检测方法和手段，为系统和设备的维修提供完善的资料等。由于FMEA通常受到时间、可用资源以及可用必要数据的限制，因此，最好用于早期的危险度分析，它经常与故障树分析相结合一起使用。3) 模糊综合评价模糊综合评价法是将专家打分的模糊性转换成确定性，而且从最大程度上避免专家的主观性和偏好性的一种全面的定性的评价系统安全的方法。模糊综合评价方法的一般步骤:确定影响安全的主要因素;确定各影响因素的权重;建立模糊综合评价;根据不同情况采用不同运算算子作出评价。该方法运用了模糊理论，将系统中模糊的、不确定的因素进行确定性处理，使看似模糊不定的因素，变得容易掌握和评价。但是该方法核心是建立隶属函数，而模糊隶属度的确定带有很强的主观性和随意性，操作难度较大，有时根据人的经验不同，建立的隶属度函数就不同，这有可能影响评价的准确性和客观性，因此，在实际评价中应尽可能多地征求专家的意见，建立合理的隶属度函数，从而提高模糊综合评价的准确性。4) 安全事故树法事故树分析是分析系统安全另一种最有效的逻辑方法，目的是分析消防系统中事故产生的原因和评价消防系统潜在的危险。事故树分析一般分为以下几个阶段:合理选择顶端事件，对于石化企业来说，一般选择“燃烧爆炸”作为顶端事件;建造事故树，这是FTA的核心部分，通过对已有资料的分析，在系统设计和运营人员的帮助下，建造事故树;建立事故树的数学模型，对事故树进行简化或模块化;进行可靠性定性和定量分析。故障树能清晰地用图说明系统是怎样失效的;故障树把系统的故障与组成系统部件的故障有机地联系在一起，通过故障树可以找出系统的全部可能的失效状态。但故障树分析需要花费大量的人力、物力和时间，有时也会发生遗漏和逻辑推理的缺点和错误，故障树分析由于受到统计数据的不确定性的影响，在定量分析中有很大困难。5) 火灾、爆炸指数评价道(DOW)化学公司火灾、爆炸危险指数评价法是以物质系数为基础，并考虑工艺过程中其他因素如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理、安全装置情况等影响，来计算每个单元危险度数值，然后按数值大小划分危险度级别，以对化工生产过程中固有危险进行度量。火灾、爆炸指数评价方法能真实地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失;确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置;并向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性，使有关人员了解各工艺部分可能造成的损失，并帮助其确定减轻潜在事故的严重性和总损失的有效措施。但该方法不能反映更多的问题，而只能应用于筛选重要的危险源。用DOW指数法进行初步评价后，进一步的安全评价应该是对重大危险源用故障树分析(FTA)，找出导致事故发生的基本原因和事故发生的概率，同时用数理模型算出事故后果。6) 日本劳动省化工厂安全评价六阶段法日本六阶段评价法是以道化学公司方法为基础，但对物质系数和修正系数的计算以及分级作了较大改动和简化。整理有关资料并进行研讨，资料包括建厂条件、物质理化特性、工程系统图、各种设备操作要领、人员配备、安全教育计划等;对有关设计和运转的各个项目进行定性评价;把系统或装置分成几个工序，再把工序中各单元的危险度定量化，以其中最大危险度作为本工序的危险度;根据工序评价出的危险度等级，在设备上和管理上采取相应的措施。设备方面的措施有n种安全装置和防灾装置，管理措施有人员安排、教育训练、维护检修等;参照同类装置以往的事故案例评价其安全性，必要的话，反过来再讨论安全措施。属于第n、m级危险度的装置或系统，到此步便认为评价完毕;属于第I级危险度的情况，希望进一步用事故树再评价。7) 英国蒙得(MOND)法该方法对道化学方法做重要的改进和补充。其中最重要的两个方面是:一是引进了毒性概念，将道化学公司的“火灾爆炸指数”扩展到包括物质毒性在内的“火灾、爆炸、毒性指标”的初期评价，使表示装置潜在危险性的初期评价更加切合实际;二是发展了某些补偿系数(补偿系数小于l)，进行装置现实危险性水平再评价，即进行采取安全对策措施加以补偿后的最终评价。从而使评价较为恰当，也使预测定量化更加具有实用意义。5 太华路加气站评价单元划分与评价方法选择5.1 加气站平面布置压缩天然气加气站由天然气引入管道和过滤、计量、脱硫、脱水、调压、压缩、储存、加气等主要生产工艺系统和循环冷却、废油回收、冷凝处理、供电、供水等辅助生产工序以及站房所组成。根据各工序的工艺特点，压缩天然气加气站可分为储存加压生产区和加气营业辅助区两大区域。储存加压生产区设有天然气压缩机房，包括过滤、计量、压缩、脱水装置和储气瓶库（或用于储存压缩天然气的储气井）、天然气压缩机冷却系统等。加气营业辅助区设有加气区（包括天然气加气岛）、营业站房（含营业室、财务室、值班室、办公室、仪表总控制室等）、综合辅助用房（含高低压变配电室、消防水系统等）。压缩天然气加气站平面布置图如5-1所示图5-1 压缩天然气加气站平面布置图其中1是脱流塔 、2是脱水塔、3是缓冲罐、4是压缩机间、5是水冷器、6是储气瓶组、7是站房、8是罩棚、9是加气岛。5.2