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油气储运安全技术 SafetyTechnologyofOil GasStorageandTransportation 油气储运安全技术 中国石油大学储运工程系主讲 梁法春2012 9 第一节 课程基本内容 一 课程目标 油气储运安全技术 课程主要目标是培养学生在油气储运实际工作中分析和解决有关安全方面问题的能力 油气集输系统 把油井 气井产物高效 节能地处理成合格的天然气 原油 水和固体排放物管道输送系统 把原油和天然气安全 经济地输送到各个炼油企业和用户油气储存与销售系统 原油 成品油和天然气运输与销售系统 国家的战略石油储备和商业石油储备 城市燃气输配系统 二 内容安排绪论 安全科学基本知识第一章 储运常见事故类型及油气危险性表征第二章 燃烧和爆炸的基本理论第三章 火灾及爆炸伤害分析第四章 泄漏 扩散损失计算第五章 管线腐蚀检测和泄漏定位技术第六章 储运设备的防火防爆第七章 安全评价及事故预测基本方法高含硫气田安全开发技术专题讲座 三 储运安全技术预修课程油库设计与管理 输油 气 管道设计与管理 油气集输 工程热力学 工程流体力学 气液两相流体动力学 四 参考资料 1 宇德明 易燃 易爆 有毒化学品储运过程定量风险评价 中国铁道出版社 2 严大凡 翁永基 董绍华编著 油气长输管道风险评价与完整性管理 北京 化学工业出版社 2005 6 3 吴宗之 危险评价方法及应用 北京 冶金工业出版社 2001 6 4 石油工业动火安全规程SYT5858 2004 5 刘诗飞 重大危险源辨识及危害后果分析 北京 化学工业出版社 2004 5 1 参考书籍 2 期刊 1 采矿与安全工程学报 2 安全 健康和环境 3 矿业安全与环保 4 工业安全与环保 5 安全 6 油气储运 五 考核方法及成绩评定 平时成绩 平时成绩主要根据平时作业 课堂参与及课堂纪律等方面的情况加以评定 考试方式 闭卷考试 总成绩 考试成绩 平时成绩 第二节安全科学基本知识 现在定义 所谓安全 就是没有超过允许限度的危险 或者说 发生导致人身伤害 职业病 死亡或引起设备或财产损失 或危害环境的程度没有超过允许的限度 一 几个安全相关基本术语 安全是指在生产活动中 能将财产损失和人员伤亡控制在可接受的水平之下的一种状态 1 安全 safety 定义 传统定义 不发生导致人身伤害 职业病 死亡或引起设备或财产损失 或危害环境的状态或条件 含义 1 这里所说的安全主要是指生产安全 即不涉及军事或社会意义的安全护保安 也不涉及疾病 网络 食品卫生有关的安全 2 安全不是瞬间的结果 而是一种状态 3 安全是相对的 不是绝对的 绝对安全是不存在的 4 构成安全问题的矛盾双方是安全与危险 而非安全与事故 因此 衡量系统是否安全不应仅仅依靠事故指标 5 在不同的时代 不同的生产领域 接受的损失水平是不同 衡量系统是否安全的指标也不相同 2 危险 danger 定义 危险是在生产活动中人员伤亡或财产遭受损失的可能性超出了可接受的限度的一种状态 危险的原因在于系统包含了各种隐患 这些隐患是导致事故发生的直接原因 隐患包括尚未被人们所认识的 或者被人们所认识但尚未得到控制的各种危险 3 风险 risk 定义 风险是描述系统危险程度的客观量 又称危险性 dangerproperty 是事故发生的可能性和事故造成严重程度的综合度量 通常人们从导致事故发生的概率和事故后果两方面评价系统的风险或危险性 衡量风险大小的指标是风险率 风险率 危险源导致事故的概率 事故后果严重度R P SR 为风险率 P 事故发生的概率 S 事故损失的大小程度 由于概率值难以取得 常用频率代替概率 风险率计算式可改写为 风险率 事故次数 单位时间 事故损失 事故次数 事故损失 单位时间 4 危险源 1 定义 可能导致伤害或疾病 财产损失 工作环境破坏或这些情况组合的根源 传统上 危险源 危害因素GB T13816 1992 生产过程中的危险和危害因素分类与代码 将危险和危害因素分为六类 物理性危险危害因素 化学性危险危害因素 生物性危险危害因素 心理生理性危险危害因素 行为性危险危害因素 其他危险危害因素 2 危险源的分类 根源危险源 也称为第一类危险源 系统中存在的 可能发生意外释放的能量或危险物质称作第一类危险源 这类危险源是直接引起人员伤害 财产损失或环境破坏的根本原因 是能量 能量的载体或危险物质的存在 这是发生事故的物理本质 危险源 根源危险源 状态危险源 这类危险源是导致事故发生的主体 并决定事故后果的严重程度 又由于这类危险源是客观存在的 也称为固有型危险源 能量的存在 包括动能 势能 热能 电能 化学能 核能和机械能等 能量的载体 行驶的汽车 运转的机床 高空存放的物体 高压容器等 危险物质 易燃易爆物质 有毒有害物质 自燃性物质 腐蚀性物质及其他危险化学品等 根源危险源的三种形式 伤害事故类型与第一类危险源 状态危险源定义 导致约束 限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称作状态危险源 也称为第二类危险源 客观存在的能量 能量的载体以及危险物质 在正常情况下 这些能量或危险物质受到约束条件的限制 处于受到约束或受控的状态 所贮存的能量不能意外释放而不会发生事故 约束条件一旦遭到破坏或失效 能量及危险物质则处于失控状态 将导致事故的发生 这些可能导致能量或危险物质约束条件或限制措施的破坏或失效的因素称作第二类危险源 人 物 环境 第二类危险源 第二类危险源来源 不安全行为 失误 不安全状态 故障 HumanError UnsafeAct UnsafeCondition Failure 1 第一危险源是前提 第二危险源是条件第一类危险源的存在是事故发生的前提 没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放 也就无所谓事故 另一方面 如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制 也不会发生能量或危险物质的意外释放 第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件 两类危险源的关系 2 第一危险源决定事故严重程度 第二危险源决定事故发生的可能性第一类危险源决定事故严重程度 第二类危险源往往是一些围绕第一类危险源随机发生的现象 它们出现的情况决定事故发生的可能性 第二类危险源出现得越频繁 发生事故的可能性越大 3 在事故的发生 发展过程中 两类危险源相互依存 相辅相成 第一类危险源在事故发生时释放出的能量是导致人员伤害或财物损坏的能量主体 决定事故后果的严重程度 第二类危险源出现的难易决定事故发生的可能性的大小 两类危险源共同决定危险源的危险性 重大危险源 majorhazardinstallations 1 定义 重大危险源是指长期地或者临时地生产 搬运 使用或者储存危险物品 且危险物品的数量等于或超过临界量的单元 包括场所和设施 危险物品 一种物质或若干种物质的混合物 由于它的化学 物理或毒性特性 使其具有易导致火灾 爆炸或中毒的危险 单元 指一个 套 生产装置 设施或场所 或同属一个工厂的且边缘距离小于500m的几个 套 生产装置 设施或场所 临界量 指对于某种或某类危险物质规定的数量 若单元中的物质数量等于或超过该数量 则该单元定为重大危险源 贮罐区 贮罐 临界量表 重大危险源分级判据 2 分级 4 安全性 safetyproperty 与风险相对的是安全性 是衡量系统安全程度的客观量 系统风险越大 安全性就越差 5 事故 Accident 定义 事故是指在生产活动中 由于人们受到认识技术力量的限制 或者由于认识上的局限 当前不能防止或未能有效控制而发生的违背人们意愿的事件 事件 未遂事件 事故 未造成损失 造成损失 事故分级 国家标准GB T15236 94按伤害严重程度把伤亡事故分为 轻伤事故 只发生轻伤的事故 重伤事故 发生了重伤但是没有死亡的事故 死亡事故 发生了死亡的事故 事故分级 1 特别重大生产安全事故 一次死亡30人及其以上的事故 或一次死亡30人以下但社会影响特别恶劣 性质特别严重的事故 或一次造成直接经济损失一千万元及其以上的事故 2 特大生产安全事故 一次死亡10人以上 29人以下或直接经济损失一百万元及其以上 一千万元以下的事故 3 重大生产安全事故 一次死亡3人以上 9人以下 重伤10人以上或直接经济损失五十万元及其以上 一百万元以下的事故 4 一般生产安全事故 一次死亡1人以上 2人以下 重伤3 9人或直接经济损失十万元及其以上 五十万元以下的事故 中国石化集团公司根据行业特点 制定了事故评价指标和等级 1 一般事故凡符合下列条件之一 为一般事故 a 一次事故造成重伤1 9人 b 一次事故造成死亡1 2人 c 一次事故造成经济损失在10万元及以上 100万元以下 不含100万元 d 一次跑油 料在10吨及以上 e 一次事故造成3套及以上生产装置或全厂停产 影响日产量的50 及以上 2 重大事故凡符合下列事故之一 为重大事故 a 一次事故造成死亡3 9人 b 一次事故造成重伤10人及以上 c 一次事故造成经济损失在100万元及以上 500万元以下 不含500万元 3 特大事故凡符合下列条件之一 为特大事故 a 一次事故造成死亡10人及以上 b 一次事故造成直接经济损失500万元及以上 事故的特性 1 事故的因果性事故因果性是说 一切事故的发生 都是事故原因相互作用的结果 并且多数事故的原因都是可以认识的 2 事故的偶然性和必然性事故具有偶然性和突发性的特点 在一定条件下可能发生 也可能不发生 是随机事件 即事故的偶然性 事故的因果性又表明事故有其发生的必然性 长时期构成事故发生的条件 就必然会造成事故的发生 3 事故的潜在性和预测性事故在未发生之前 似乎一切都处于 正常 和 平静 状态 但并不是不发生事故 相反 此时事故正处于孕育和生长阶段 这就是事故的潜在性 正是事故有孕育和生长的过程 在这个过程中 必然有某些信息出现 这正是事故的预测性 1 没有绝对的安全任何事物中都包含了不安全的因素 具有一定的危险性 安全的油库并不意味着已经杜绝了事故 只不过相对事故发生的概率较低 事故损失较小而已 安全科学所要实现的目标不是 事故为0 的那种极端理想的状况 而是达到 达到最大的安全程度 达到一种实际上可能的 相对安全的目标 2 安全贯穿整个寿命期间贯穿系统从设计 施工 运行整个环节 例如 油库 3 系统危险源是事故发生的根本原因系统中的危险源是导致事故发生的根本原因 安全科学的基本任务是控制和消除系统中的危险源 使系统达到一种安全状态 二 安全科学主要观点 第一类危险源 事故 安全措施 三 事故 危险源 安全措施之间的关系 1 危险辨识 hazardidentification 发现和识别系统危险源的工作 是危险控制的基础 2 危险性评价 riskassessment 评价危险源所导致的事故造成人员伤亡和财产损失达的程度 当危险评价结果认为系统危险性低于 可接受的安全水平 时 可忽略 否者要采取控制措施 3 危险控制利用工程技术或管理手段消除和控制系统危险源 防止事故的发生 一般应该在危险辨识的基础上进行风险评价 然后根据评价结果采取控制措施 实际在操作过程中 二者往往相互交叉 相互重叠 四 安全科学主要内容 Eg 普光气田四级关断系统 将各自独立的井口安全控制系统 集输ESD自控系统 净化厂SIS安全仪表系统和川气东送首站ESD自控系统有效集成 实现各系统关断信号的信息共享 形成了上下游关断联锁控制 四级关断联锁控制示意图 15口 东区六系列 压缩机 外输 净化厂 外输首站 ESDV ESDV 7座 ESDV 10口 4座 ESDV 15口 5座 P301切换阀组 1 2 3 1 2 3 BV BV BV 集输系统 西区六系列 四级关断逻辑的分级ESD 1 全系统关断ESD 2 支线关断ESD 3 单站关断ESD 4 单元关断 五 油气储运安全1 油气储运任务 分离器 电脱水器 稳定塔等 管线 铁路 公路油槽车以及油轮等 油罐 储气库