第四章定量风险评价方法.ppt

第四章定量风险评价方法 4 1典型危险指数评价法 4 2逻辑分析法 4 3DNV风险评价软件 4 4其它评价方法 4 1典型危险指数评价法 4 1 1概述使用危险性评价的主要目的是确定最重要的工艺区域和操作 用于危险分析的危险等级方法原理依据三个要素 可能出什么错误 可能性程度如何 有哪些影响因素 危险指数评价法是从安全角度出发 对所要分析的问题 确定其工艺及操作有关危险性 通过对工艺属性进行分析比较计算 进而确定哪一个区域的相对危险性更大 对重点关键的区域单元 危险性大的单元 进行进一步的安全评价 4 1 2危险度评价法 危险度评价法是借鉴日本劳动省化工企业 六阶段 的定量安全评价表 结合我国有关的国家标准 如 石油化工企业防火设计规范 GB510610 1992 1999年修订版 压力容器中化学介质毒性和爆炸危险度评价标准 HG20660 1991 等 和技术规范标准 编制了 危险度评价取值表 同时规定了危险度由物质 容量 温度 压力和操作等5个项目共同确定 其危险度分别按A 10分 B 5分 C 2分 D 0分赋值计分 再由累积分值确定单元危险度 危险度分级 4 1 3道化学火灾 爆炸指数评价法 美国道化学公司自1964年开发 火灾 爆炸危险指数评价法 以来 以已往的事故统计资料及物质的潜在能量和现行安全措施为依据 定量的对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾 爆炸和反应危险性进行分析评价 其目的是 1 量化潜在火灾 爆炸和反应性事故的预期损失 2 确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置 3 向有关部门通报潜在的火灾 爆炸危险性 4 使有关人员了解到可能造成的损失 以确定减轻损失的途径 道化学评价计算程序 确定物质系数MF 3 设计一般工艺危险系数F1 计算特殊工艺危险系数F2 确定工艺单元危险系数F3 F1F2 计算安全措施补偿系数C C1C2C3 确定火灾 爆炸指数F E1 F3 MF 确定暴露面积 确定暴露区域内财产的更换价值 确定基本MPPD 确定实际MPPD 确定MPPD 确定危害系数 确定BI DOW方法计算说明 选择工艺单元物质系数的确定工艺单元危险系数火灾爆炸危险指数等级安全措施补偿系数工艺单元危险分析汇总 1 选择工艺单元 工艺单元是工艺装置的任一主要单元 在计算火灾 爆炸危险指数时 只评价从预防损失角度考虑对工艺影响的工艺单元 选择恰当工艺单元的重要参数有6个 一般参数值越大 工艺单元越需要评价 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 操作压力和操作温度 导致火灾 爆炸事故的历史资料 对装置起关键作用的单元 注意事项 由于火灾 爆炸危险指数体系是假定工艺单元中处理的易燃 可燃或化学活性物质的最低量为2270Kg或2 27m3 因此 若单元内物料量较少 评价结果就有可能被夸大 一般情况下所处理的易燃可燃或化学活性物质量至少为454Kg或0 454m3 评价结果才有意义 当设备串联布置且相互间未有效隔离 应仔细考虑如何划分单元 要仔细考虑操作状态及操作时间对F EI有影响的异常情况 2 物质系数的确定 物质系数 MF 是表述物质在燃烧或其他化学反应引起的火灾 爆炸时释放能量大小的内在特性 是由NF Nk 分别代表物质的燃烧性和化学活性 决定的 3 工艺单元危险系数F3 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 计算工艺单元危险系数F3中各项系数时 应选择物质在工艺单元中所处的最危险的状态 特殊工艺危险系数F2 基本系数 所有选取的特殊工艺危险系数之和工艺单元危险系数F3 一般工艺危险系数F1 特殊工艺危险系数F2F3取值范围 1 8 若F3 8时按8计 4 火灾爆炸指数等级 火灾 爆炸危险指数被用来估计生产事故可能造成的破坏 火灾 爆炸危险指数 F EI 是单元危险系数 F3 和物质系数 MF 的乘积 F EI及危险等级 5 安全措施补偿系数 安全措施可分为工艺控制 物质隔离 防火措施3类 其补偿系数分别为C1 C2 C3 其计算程序如下所示 直接把合适的系数填入该安全措施的右边 没有采取的安全措施 系数记为1 每一类安全措施的补偿系数是该类别中所有选取系数的乘积 C1 C2 C3计算便得到总补偿系数 6 工艺单元危险分析汇总 工艺单元危险分析汇总表以及F EI是用来制定生产单元风险管理程序的有效的工具 这种评价法提供了一种识别单元中其他危险因素的方法 可以使所有单元的危险因素都能发现 4 1 4ICI蒙德法 帝国化学公司蒙德部火灾 爆炸 毒性指数评价法又称蒙德法 是在道化学火灾 爆炸危险指数评价法基础上补充发展的评价方法 蒙德法的计算指标 DOW ICI总指标 火灾潜在性的评价 爆炸潜在性的评价 毒性危险性评价及总危险性系数 蒙德法评价程序 单元划分 DOW ICI综合指数D B 1 M 100 1 P 100 1 S Q L 100 T 400 物质危险系数B 待定物质危险M 数量危险Q 一般工艺危险P 特殊工艺危险S 布置危险L 毒性危险T 火灾负荷系数F单元毒性指标V主毒性事故指标C爆炸指数E气体指数A 综合危险性 危险指标修正 重新评价R值 预防措施 蒙德法计算说明 划分评价单元单元的主要物质及其物质系数单元危险性初期评价单元的补偿评价提出安全对策措施和评价结论 1 划分评价单元 对化工装置和工艺区域进行评价时 为了突出装置工艺区的最危险部分的特征 从而在安全对策上更具针对性 因此 必须把化工装置和工艺区域化分成不同的单元分别进行评价 布置上的相对独立性和工艺上的差异是将装置分成不同评价单元的两个基本原则 而且 在不增加危险潜能的情况下 可以将具有类似危险性潜能的单元合并为一个比较大的单元 2 单元的主要物质及其物质系数 单元内的主要物质 一般是指单元中以较多数量存在的危险性潜能较大的物质 其物质系数是用来表明重要物质在标准状态下 25 大气压 的火灾 爆炸或放出能量的危险性潜能大小的尺度 物质系数用B表示 一般可燃物质 其物质系数是重要物质在标准状态下由空气的燃烧热决定的 可按下式计算 MF HC 1 8 4 186 1000式中 HC一重要物质的燃烧热 kJ mol 边缘可燃性物质 边缘可燃性重要物质或在输送条件下不燃的重要物质的物质系数 其值可由重要物质的生成热和气相燃烧生成物的生成热的差计算得 按下式计算 MF HR 1 8 4 186 M式中 HR一燃烧热计算值 kJ molM一重要物质的分子量 不燃性物质 这种物质是与氧气不会发生放热反应的物质 如水 砂 氮气 氨 四氯化碳 二氧化碳 六氯乙烷等 为维持方法的有效性 对物质系数为0的物质 给出MF 1 加入稀释剂的可燃性物质混合物 若在可燃性物质混合物中加入了组分一定的稀释剂 可用可燃性强或爆炸性强的这种成分的物质系数 可以用非活性成分的MF 0 1及组分中的成分比求出混合物的物质系数 对于边缘可燃性物质 采用比非活性物质的物质系数要适当高的值 可燃性固体和粉尘 在单元内被选作重要物质的木块和大体积的金属固体等 只有在这种固体在微粒状 粒状或粉尘状态其危险性比大体积高得多时才可以用MF 0 1 在粉状等高危险性时 必须用燃烧热作为物质系数 组成不明物质 燃料气 特殊用途的物质 医药品等的混合粉末 面粉及煤等各种粉尘类物质 要经实验测定其燃烧值 在某些情况下 若能得到该物质在密封容器中的爆炸压力数据 即可按下式求出物质系数 MF P T 6 89 10 3 288 6 2 式中P一在常压下爆炸时的最大爆炸压力 MPaT一初始温度 K 物质的混合危险 当物质混合时 大量氧化剂和还原剂在装置内混合所放出的反应热比可燃性物质的燃烧值大 则计算的反应热必须按下式变换为物质系数 MF H R 1 8 4 186 M 式中 H R一1mol某一成分的反应热 KJ mol M 一计算 H R反应物的分子量和与其反应的其他物质的分子量之和 具有凝聚相爆炸或分解的潜在危险性物质 这类物质在使用时应了解其燃烧值是否比爆炸值或分解热大 要采用大的值计算物质系数 重要物质暴露在空气中或其他条件下可变为具有凝聚相爆炸或分解的潜在危险性的混合物和生成物时 由于在操作单元中变化的物质任何时候都不会存在 因此在计算物质时可忽略不计 4 1 5肯特长输管道风险评价法 相对危险评估值 泄漏影响系数 指数和 产品危害 扩散系数 第三方损害指数 腐蚀指数 设计指数 误操作指数 从记录和操作人员访谈中搜集的数据 肯特长输管道风险评价的基本模型 4 2逻辑分析法 4 2 1事故树分析 事故树是一种描述事故因果关系的有方向的 树 这种分析法能对各种系统的危险性进行识别评价 既适用于定性分析 又能进行定量分析 由于事故树分析不仅能分析出事故的直接原因 而且能深入提示事故的潜在原因 因此在工程或设备的设计阶段 在事故查询或编制新的操作方法时 都可以使用这种方法对其安全性作出评价 4 2 2事件树分析 事件树分析是用来分析普通设备故障或过程波动导致事故发生的可能性 与故障树不同的是 事件树分析是采用归纳法 适合用来分析那些产生不同后果的初始事件 四 风险分析方法 4 3DNV定量风险评价软件 4 3 1概述 DNV风险评价软件是挪威DNV石油开采运输公司独立开发的 得到了挪威政府的认可 而且在全世界设立了许多分公司 它的专用风险评价软件已在全世界许多国家得到广泛运用 DNV风险评价软件的主要作用是帮助石油化工企业减少生产经营风险 减少对人类生活环境的破坏 以及为石油化工企业扩大再生产和解决生产发展的一些问题提供可靠科学的依据 4 3 2评价方法与步骤 DNV风险评价软件主要包括SAFETI软件和LEAK软件 1 SAFETI风险评价程序 数据收集 系统描述 工艺参数 气象资料 装置平面图 潜在点火源等 危险辨识 建立事故模型 频率分析 后果分析 反应循环 风险量化估算 确定风险标准 确定主要危险 控制或降低风险 风险评价 控制措施 4 3 2评价方法与步骤 2 LEAKLEAK是基于孔径分布或者是泄漏速率分布来计算泄漏概率的 孔径分布模型是利用内部的用户定义孔泾范围系列来计算故障装置的泄漏频率的 用户只要指定了想要模拟的孔径或者泄漏速率的范围 LEAK就会计算出各种范围内的泄漏速率 在LEAK软件中 用户需要为由许多区域组成的整个装置列出详细清单 通常这些区域又由许多单元组成 而单元又依次由设备组成 除了总的泄漏频率外 可以获得其他每一集合层次所占的比重 4 3 3评价方法特点与其他风险评价法相比 DNV风险评价软件具有以下特点 1 拥有强大的事故统计数据库 2 拥有多种事故模型 以方便准确地对各种事故现象进行模拟计算 3 以报表或图形的方式显示评价结果 评价结果形象 准确 直观 4 适用行业广 功能强大 4 4应用实例实例1 应用SAFETI对某LPG储罐重大事故后果进行模拟评价 1 概况 2 典型事故情景构成及输入参数 3 事故后果分析 4 评价结论实例2 应用SAFETI对液氯泄漏毒害事故进行模拟评价 1 评价对象概况 2 典型事故情景构成及输入参数 3 液氯泄漏毒害事故后果分析 4 液氯泄漏毒害事故风险评估 4 4其他风险定量评价方法 4 4 1风险矩阵法风险矩阵法评价流程 熟悉系