煤气化工业风险评价 - 图文(4)

2019-04-09 10:08

LPG罐车公路运输途中的风险进行了评价,得出从人为和管理因素着手控制LPG罐车泄漏事故的结论[55]。在这期间,石油化工类项目的事故风险评价已经成为普遍关注的焦点。经过十几年的发展,事故风险评价在各个方面均有不同程度的进步。

2.3.3 事故风险评价进展

项目事故风险评价在评价策略、评价方法、评价的定量化、模型的优化上均有研究及进步。 2.3.3.1 评价策略

(1)评价策略的选择

柴立元等提出风险评价策略的选择,就是回答“在最终的风险表征中,什么

[56]

水平的风险是可以承受的”。图2-1形象地表示了 ERA 方法选择的三个层次。

ERA 的策略分为定性、半定量和定量三个层次进行,分别完成风险的筛选、分级和估计。

评价精确度、复杂程度和费用 定性分析 可接受风险水平 定量分析 不可接受风险水平 B 层次3 半定量分析 B C 层次2 A B 环境风险水平 C 层次1 图2-1 ERA方法选择策略的层次[56]

由图2-1可以看出:

a.定性分析:确认 A 风险处于可接受水平;B、C 不能确认,但 B

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① 风险筛选——定性风险评价:定性风险评价的中心内容是定性分析危害源-暴露途径-受体的关联性,评价受体的敏感性,描述可能承受风险的种群和每个化学品的相对的风险数量级。通过定性风险分析,可以筛选出主要的环境风险。

② 风险分级——半定量风险评价:风险分级评价法是在定性风险评价矩阵基础上提高精确度的一种半定量风险分析方法,属于层次2。它通过设定的评价标准,对评价矩阵中污染物、暴露途径和反应灵敏度等因子给予评分。根据计算所得的风险相对评分值,进行风险分级。

③ 风险评估——定量环境风险评价:由层次2的风险分级确认的风险级别也会有很大的不确定性,定量风险评价是力图通过收集新的、特定地点的数据来减少这种不确定性,借助暴露和剂量-反应的数学模型与模拟计算,把那些有很大不确定性的参数和风险大小,加以数学定量化表征。因而,进行定量风险评价,必须收集详细的数据。然而实际工作中却很少有项目能够提供定量分析所需的详尽资料。所以,只能就公众高度关注的风险问题或那些必须提供更高准确度的风险进行定量的评价。这类评价往往需要由专家进行较长时间的研究才能完成。

(2)评价策略的判定依据

项目事故风险评价策略判定的依据是项目涉及的危险物质判定及危险源判定。

①物质判定 A 毒性物质

毒物是指那些以较少的量进入机体后,能与机体组织发生化学或物理作用影响人体的正常生理功能,导致某些器官和系统发生暂时性或永久性病变的物质。中毒的发生与毒物本身的性质、毒物侵入人体的途径及数量、接触事件及身体状态、防护条件等多种因素有关[57]。毒物的毒性表征毒物的剂量与反应之间的关系,其单位一般以化学物质引起某种毒性反应所需剂量表示。毒性反应通常是以动物死亡数来表征。风险评价中采用的指标通常有:半数致死量或浓度(LD50或LC50),即染毒动物半数死亡的剂量或浓度;立即威胁生命和健康浓度[58](Immediately Dangerour to Life or Health,IDLH),指人在这种浓度下逗留30分钟即可发生死亡或健康严重损害,即空气中任何毒性、腐蚀性或窒息性物质可即刻威胁生命或引起不可逆或迟发的危害健康的效应或使人丧失脱离这种环境能力的化学物浓

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度;最高容许浓度(Maximum Allowable Concentration,MAC)指工作地点、在一个工作日内、任何时间均不应超过的有毒化学物质的浓度。

B易燃易爆物质

易燃物质包括可燃气体、易燃液体和可燃液体。可燃气体指在常压下以气态存在并与空气混合形成可燃混合物,其沸点(常压下)是在20℃或20℃以下的物质;易燃液体是指闪点低于21℃,沸点高于20℃的物质;可燃液体指闪点低于55℃,压力下保持液态,在实际操作条件下(如高温高压)可引起重大事故的物质。爆炸性物质指在火焰影响下可以爆炸,或者对冲击、摩擦比硝基苯更为敏感的物质。

对爆炸性固体物质,采用TNT当量法描述爆炸的危险性;易燃易爆气体采用甲烷当量法描述爆炸的危险性;对易燃易爆液体采用汽油当量法描述爆炸的危险性。

②重大危险源判定

并不是存在有毒有害物质的单元都属于风险评价的范围,风险评价更关注于可能对环境产生重大危害的单元,这些单元可由重大危险源判定原则判定。

重大危险源是指长期或临时生产、加工、搬迁、使用或贮存危险物质,且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。单元指一个(套)生产装置、设施或场所,或同属一个工厂的边缘距离小于500 m的几个(套)生产装置、设施或场所。重大危险源的判定以单元内存在危险物质的数量等于或超过《重大危险源辨识》(GB 18218-2000)中表1、表2、表3及表4规定的临界量,即被定为重大危险源。单元内存在的危险物质为单一品种,则该物质的数量即为单元内危险物质的总量,若等于或超过相应的临界量,则定为重大危险源。单元内存在多种危险物质时,则按下式计算,若满足下面公式,则定为重大危险源:

q1q2q1???1 (式2-1) Q1Q2Q3式中:q1、q2…..qn为为每种危险物质实际存在量,t;Q1、Q2… Qn为与各危险物质相对应的生产场所或贮存区的临界量,t。 2.3.3.2 评价方法

目前,事故风险研究的焦点为重大危险源的风险评价,对于重大危险源风险

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评价可采用不同的评价方法。

关于事故风险评价方法,不断有研究者提出新的思路和方法,如钟登华等基于AHP法对城市输水工程的风险进行了分析,提出了风险因素排序、总的风险评价及风险响应措施的选择,得出了施工风险和塌方风险是输水工程的主要风险因素,地质勘查和施工方案论证是风险响应的优先选择措施[60];周剑峰等采用灰色关联度对肯特管道风险评价法进行修正,将不同因素造成的事故频率及事故后果关联,赋予不同指标权重,得出综合判断管道风险的方法[61];何理等采用模糊模拟技术对水环境中的可能性风险进行研究,采用模糊度量的方法得出风险可能性的大小以备风险管理抉择[62];李正平等采用灰色模型对机械系统动态风险进行评价,将人工操作及能量传递做为动态变量进行分析,提出降低机械系统运行风险的方法[63]。虽然在不同的方法研究上均有所探索,但目前最常用、研究最多的风险评价方法仍然为R=P×C 风险定级评价法[7]。

R=P×C 定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法。其中 R 表示风险,P 表示风险因素发生的概率,C 表示风险因素发生时可能产生的后果,P×C 不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合。R=P×C 风险定级评价法的关键是对事故概率确定以及事故发生后事故状态的描述。

(1)事故概率确定

事故概率确定是建立在对全世界或国内同类项目运行的历史事故资料统计上。近年来,我国学者开始采用事件树法(Event Tree Analysis,ETA)和事故树分析法(Fault Tree Analysis,FTA)确定事故可能发生的概率。

①事件树法

事件树分析法就是根据事故发展顺序,从事故的起因或诱因事件开始,途经原因事件直至结果为止,每一事件都按成功和失败两种状态分析,用树枝代表事件的发展过程的分析法[64]。图2-2给出了一个简单的事件树计算概率过程。应用实例中有翁永基采用事件树分析的方法对油气管道泄漏的事故进行定量分析,估算了油气泄漏事故可能造成的3种后果(无燃烧、燃烧和爆炸事件)发生的概率

[66]

;贾超等采用事件树法对高坝运行事故发生概率进行了计算,对风险进行了分

析,得出高坝运行过程由泄洪设施引起的事故发生概率为12.2×10-5,由地震作用

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引起的事故发生概率为2.80×10-5[67]。

成功状态 (S1) 激发事件 (I) 失败状态 (F1)

成功状态 (S2)

(IS1S2)

失败状态 (IS1F2) (F2)

成功状态 (IF1S2) (S2) 失败状态 (F2) (IF1F2)

图2-2 一个简单的事件树确定概率[65]

②事故树分析法

事故树分析法是通过建立顶上事件发生的逻辑树图,自上而下地分析导致顶上事件发生的原因及其相互间的逻辑关系,直至可直接求解的基本原因事件为止,又称为故障树分析。运用事故树分析,通常依照划分事故系统,确定事故树的顶上事件;分析导致顶上事件发生的所有原因事件及其逻辑关系,作事故树图;求解事故树的最小割集,进行事故树定性分析。最小割集是导致顶上事故发生所必需的最小限度的基本事件的集合;求解顶上事件概率,进行事故树定量分析[68]。事故树法计算事件发生的概率g可描述为:

kg???qi (式2-2)

j?1k?j式中:?为数学运算符号,求概率和;?为数学运算符号,求概率积;qi为基本原因事件概率,可由基本事件失效概率数据库中获取。

应用实例中有张颖等采用事故树法及致命度分析(Failure Modes and Effents Analysis,FMEA)对常压炉的风险进行了评价[69]。国荣等采用事故树法对煤气化炉的系统失常状态概率进行了计算,得出其发生概率为1.7617×10-3 [70]。

事故树分析法和事件树分析法都依赖于一定的统计资料,所得到的事故概率接近于“客观概率”。在实际工作,人们常常不可能获得足够多的信息用以估计“客观概率”;同时,由于决策需要,必须对事故发生的可能性作出估计。因此,有学者运用马尔克夫过程法对重大危险源的爆炸事故概率进行了计算[71],也有学者提出采用模糊数学法由决策者或专家对事故发生的概率作出主观估计,以确定

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