资源描述
安全评价师专业能力一级教程
第一章 危险有害原因辨识
(一)前期准备
1、区域危害有害原因辨识方案编制标准
(1)区域规划是指在一定地域范围内对国民经济建设和土地利用总体布署,即是人们依照现有认识,对规划区域未来构想和理想状态及其实施方案选择过程。
(2)区域规划主要任务是依照规划区域发展条件,从其历史、现实状况和发展趋势出发,明确规划区域社会经济发展方向和目标,对区域社会经济发展和总体建设,包含土地利用、城镇建设、基础设施和公共服务设施布局、环境保护等方面做出总体布署,对生产性和非生产性建设项目进行统筹安排,并提出实施政策。
(3)区域规划目标是发挥区域整体优势,达成人和自然友好共生,促使区域社会经济快速、稳定、协调和可连续发展。
(4)工业生产集中区域:是依照地域区域规划和经济发展需要建立起来企业、厂房、设施等相对集中一个区域。各类危险有害原因、重大危险源以及隐患集中出现在这个区域,事故发生后连带、重合影响严重。所以,对区域危害有害原因辨识非常主要。
(5)区域危害有害原因辨识方案编制标准
·科学性 ·系统性 ·整体性 ·预测性和可控性
辨识应把握区域本质特征:整体性特征(区域内部某一局部改变会造成整个区域改变);结构性特征(区域组成单元,按一定联络产生结构)和高度相关性特征(各结构性区域高度相关性特点)。
2、辨识方案包括主要内容(要素)
(1)区域整体布局:包括土地利用、功效区安全划分、产业布局安全规划、暂时应急避难所规划和产业关联度。
(2)区域基础设施:包括消防站建设地点及消防设施配置规划、运输网、管廊、供水、供电和供气等安全规划。
(3)区域安全管理计划:包括管理机构设置、安全生产规章制度建立、重大危险源监督管理以及重点防护区监督管理规划。
(4)区域应抢救援体系规划:包括组织机构、监测预警系统、指挥系统、应急预案体系和应急管理机制规划。
(5)区域安全监管体系有效性分析
(6)其余要素:包含环境安全、公共卫生、社会治安、自然灾害、海事安全,以及自然条件、人力资源、产业环境对区域社会经济发展影响等。
3、资料搜集方案编制
确保所搜集资料真实性和实时性。
资料主要内容:
·经济社会基础资料
经过各级政府职能部门(发改、统计、国土资源局、建设、交通、水利、林业、农业等等)及相关部门搜集人口、经济社会发展基础资料。
规划及专题调查资料
包含搜集人口规划预测、经济社会发展规划、各部门“五年规划”及行业用地、区域划分、空间布局规划资料,尤其注意搜集重点项目、重点区域规划资料,搜集相关规划图件。
4、 资料搜集技术路线和工作步骤
·制订资料搜集实施方案;
经过关于部门和单位搜集相关资料,整理核实、统计分类、结果归档;
·专题资料调研,搜集与专题直接相关资料;
·进行补充调查。
对关于部门和单位无法直接提供数据资料,要进行实地调查。最终组织关于部门、单位及教授对搜集资料真实性、现实性、权威性进行讨论和论证。
·另外,还能够利用对照法、经验法、类比法等搜集资料并做出对应判断。
5、 区域危害有害原因分析方案编制
(1) 区域规划、产业环境和产业结构方面危险有害原因分析依据国家国民经济和社会发展规划、区域发展政策、产业政策等指导性文件,以及各级政府建设部门及其余相关部门提供城市总体规划、工业生产区域总体规划、区域建设总体目标等基础资料,从产业结构、生产情况、产品情况、产品市场情况、产品生产环境等方面,从同一行业全体角度去分析在产业环境方面潜在危险有害原因。重点从区域投资代技术可能性基础上论证经济合理性。要从保护自然资源、保持生态平衡和可连续发展风险,建设项目是否符合国家产业政策、项目结构风险、单个企业个体风险、企业间相互影响、公用工程、消防安全风险、一些建设项目标设置合理性问题等方面进行区域危险有害原因分析。
(2) 自然资源对区域影响分析
从区域经济发展方向和生产布局要求出发,防止盲目性,综合分析应与主导原因重点分析相结合;必须在现展角度出发评价自然资源。
(3) 自然条件对区域影响分析
1) 温、湿度影响分析
温湿度、风频条件、降雨量、雷电及雷暴天气、地震影响、地质等方面进行影响分析。比如:建设项目工艺条件认为自然条件温、湿度将影响区域内企业生产,则在设计过程中应考虑赔偿方法,尽可能满足安全生产要求。经过设计赔偿还不能满足工艺条件苛刻要求,应从新选址。
2) 风频条件影响分析
应准确掌握该区域季风情况、整年主导风向、多年平均风速、多年平均静风频率,绘制风玫瑰图,确定主导风向,选出该建设项目对周围环境影响较小方位,并考虑项目选址处周围山脉、水域情况,确认该区域不属于窝风地带。
3) 降雨量影响分析
选址区域内降雨量分析包含多年平均降雨量、历年最多降雨量、历年最少降雨量、历年平均最多月降雨量、历年最多月降雨量、历年最多日降雨量等。依照降雨量原因分析,做出对区域和建设项目工程地址标高和防洪排水影响分析。
4) 雷暴天气影响分析
了解区域内雷暴日数、整年平均雷暴日数、年最多雷暴日数、年最少雷暴日数等,分析论证雷电对建设项目标影响,给建设单位和设计单位提供防雷和导静电要求,防止雷暴天气对建设项目标影响。
5) 其余自然气候条件影响
分析论证建设项目区域内气压、降雪、降霜、降雾及蒸发量方面自然原因对区域和建设项目组成影响。
6) 地震影响分析
7) 区域地质影响分析
(4) 周围社会环境对区域影响分析
分析周围生产经营活动存在固有危险有害原因,以及在正常情况下或非正常情况下对项目本身可能造成影响和相互制约干扰原因。
1) 周围生产经营活动原因影响分析;
2) 交通及物流影响分析;
3) 城市建设影响分析;
4) 民族、宗教信仰影响分析。
(5) 人口情况对区域影响分析包含:
1) 区域人口数量分析:性别组成、年纪组成、职业组成、民族组成。
2) 人口增加分析:人口自然增加:出生率、生育率、死亡率和自然增加率。
3) 人口质量分析:人口身体素质、人口文化、技术组成、人口思想素质;
4) 劳动力供给分析:适龄就业人口、未成年就业者、老年就业者、求业人口、就学人口、家务人口、军队服役人口、其余人口。
5) 人口分布分析:人口密度、人口比重。
(6) 区域基础设施影响分析
基础设施分为交通运输系统、给水排水系统、动力系统和通讯系统等。
(7) 区域交通运输结构影响分析
(8) 技术条件对区域发展影响分析
(9) 区域对环境影响分析
(10) 区域内危险有害原因对周围区域影响分析
1) 建设项目内在危险有害原因分析
a) 化学性危险有害原因分析。按照危险化学品分类标准,对系统中存在物质进行分类分析论证,查出易燃易爆性物质、毒害品物质、放射性物质或腐蚀性物质在正常状态下和非正常状态下可能对周围区域造成影响。
b) 物理性危险有害原因分析。分析噪声、粉尘、辐射及其余物理性危险有害原因危害和影响。
c) 生物性危险有害原因分析。分析治病微生物、传染病媒介物、致害动物植物和其余危害人体健康细菌和病菌危害和影响。
d) 行为性危险有害原因分析。分析建设项目建成后对周围区域和其余企业造成通风、采光、交通等不利原因影响。
e) 重大危险源预测与影响分析。分析项目建成后是否可能组成重大危险源,如组成重大危险源应考虑在非正常状态下事故后果及其影响分析。
2) 区域内建设项目对法律法规保护区域影响分析
需要分析建设项目是否符合国家法律、法规,现行产业政策、能源政策、土地政策、清洁生产政策、行业准入制度、行政许可制度对建设项目有没有约束,建设项目选址是否符合《危险化学品安全管理条例》要求安全距离等。
3) 区域内建设项目对政治经济影响分析
主要分析建设项目是否符合国家产业政策导向要求,采取设备和工艺是否被国家禁止和淘汰,采取工艺是否是国内成熟工艺,产品是否有利与社会及人民群众精神文明与物质文明建设需要,项目标建设对国家及地方政治、经济影响,在正常情况下或非正常情况下对周围可能造成影响等方面进行考虑。
(11) 项目个体安全控制方案分析
对建设工程或系统中可能采取安全设施和工艺技术能否满足安全生产要求进行分析。主要包含:工艺条件控制分析,设备选型控制分析,安全条件控制分析,职业卫生及劳动防护。要从以上几个方面归纳总结企业能否提升本质安全化程度。
(12)区域重大工业事故应抢救援体系方面危险有害原因
事故应抢救援是事故发生后降低伤亡和损失补救方法,制订切实可行事故应抢救援体系,是事故发生时能够使救援系统发挥作用确保。区域应建立健全各级(含区域级和企业级)事故应抢救援网络。主要从区域内事故应抢救援体系是否健全和不停完善,是否定时开展演练,是否具备重大事故快速响应能力能方面进行分析。
(二)危险有害原因分析
1、 自然灾害知识
(1)地震
·体波:包含横波(s波)与纵波(p波);二者传输速度不一样;逃生时间
·震级与烈度
·三个地震带(环太平洋地震带:集中了世界上70%地震;欧亚地震带:该地震带上地震分布比较分散,占全球地震15%左右;洋脊地震带:约占全球地震5%)
(2)海啸灾害
海啸是由海底地震、火山暴发、泥石流、滑坡等海底地形突然改变引发具备超长波长和周期大洋行波。
(3)气象灾害
大气圈也随之转动,大气圈受太阳辐射角度不一样而受热不均,在加上大气圈中水汽分布不均匀,大气圈改变莫测,形成了各种各样灾害,如台风、暴雨、沙尘暴、干旱,冰雹,龙飓风等。
1) 台风(飓风)
热带气旋是地球上最具破坏力天气系统。台风指中心附近最大风力达成12级或以上(即风速达成32.6m/s以上)热带气旋。按世界气象组织(WMO)统一要求,热带气旋分五级。按风速从小到大分别是:热带低压,热带气旋,热带风暴,强热带风暴和台风。其中,中心最大风力达成8~9级热带气旋成为热带风暴,达成10~11级被称为强热带风暴,风力超出12级称为台风和飓风。
2) 沙尘暴
沙尘暴指因为强风将地面大量沙尘吹起,空气浑浊,水平能见度小于1km天气现象。
(4)地质灾害
全世界几乎全部国家,尤其在山区,滑坡和泥石流都在重复发生,据不完全统计,1995-,我国滑坡和泥石流等突发性地质灾害共造成10499人死亡和失踪,平均每年死亡和失踪1167人,财产损失64亿员。
2.企业总体布置基本知识
(1)基本概念
·总体布置:在已选定拟建企业场地上,对建设项目和生产经营单位(功效区)、居住区、相邻企业、水源、电源、渣长、运输、平面竖向、防洪排水、外部管线、发展预留、施工用地等进行全方面规划。
·生产区:工厂由生产工艺装置、辅助设施、公用工程设施等组成区域。
·居民区:指具备一定人口用地规模,人们日常居住地方。
·施工用地:指建设项目和生产经营单位建设时所需要用地,包含各种预制
厂和施工行政管理及生活用地等。
(2)总体布局标准
·符合当地城市(镇)规划、区域规划、公业区规划等要求;有条件时,必须与城镇和临近工业企业在生产、交通运输、动力公用、修理、综合利用及生活设施等方面协作;
·环境保护关于要求,保护附近城市(镇)和居民区环境质量,有利与人身和生产安全;
·节约土地,不占或少占良田,有条件时应开拓新土地资源,降低拆迁;满足生产要求,有利与物料输送和节约能源;
·因地制宜,充分适应气象、地形、工程水文等自然条件;
·近期和远期相结合,应考虑到企业远景发展可能性;
·统一布置生产区域内外输送系统(公路、铁路、水路),应有合理铁路、公路、水运系统;
·场外管线宜沿道路敷设,高压架空输电线路布置可与绿化带规划相结合;
·宜保留绿化地,合理布置防护林和新绿地。
·建设项目和生产经营单位位于军事禁区、机场、国家自然保护区、名胜古迹附近时,要符合国家规范和设计要求,尽可能避开以上区域。
3、 区域内危险有害原因对区域周围影响分析
(1) 类比工程资料搜集和调研
(2) 区域内建设项目和生产经营单位存在危险有害原因辨识
(3) 区域周围生产、经营单位活动和周围居民二十四小时日常生活情况进行调查
调查周围企业情况(企业生产类别、生产规模、距离、相互是否存在互供和其余配套情况等),调查周围安全防护距离内人口密度、人口分布、常住和停留人数,周围企业和居民二十四小时人员数量。
(4) 依照定性定量计算结果分析顾有危险严重度分析建设项目投入生产使用后安全平价范围内各个评价单元顾有危险程度。主要危险源分析内容包含:
1) 爆炸性化学品质量及其梯恩梯当量;
2) 可燃性化学品质量及燃烧后放出热量;
3) 毒性化学品浓度及质量;
4) 腐蚀性化学品浓度及质量;
5) 放射性物质品种与数量等。
4、风险程度分析
(1)主要分析内容
利用安全评价方法,定性、定量分析和预测建设项目和生产经营单位各个评价单元关于内容:
1) 出现爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性化学品泄露可能性。
2) 出现爆炸性、可燃性化学品泄露后具备造成爆炸、火灾事故条件和需要时间。
3) 出现毒性化学品泄露后扩散速率及达成人员接触最高限制时间。
4) 炸、火灾、中毒事故造成人员伤亡范围,判断和整理在此范围危险有害原因可能会对周围二十四小时内生产经营活动和居民生活影响情况。
(2)调查和分析区域内重大危险源与周围场所、区域距离
1)居民区、商业中心、公园等人口密集区域。
2)学校、医院、影剧院、体育场等公共设施。
3)供水水源、水厂及水源保护区。
4)车站、码头(按照国家要求,经同意,专门从事危险化学品装卸作业除外)、机场以及公路、铁路、水路交通干线、地铁风亭及出入口。
5)基本农田保护区、畜牧区、渔业水域和种子、种蓄、水产苗种生产基地。
6)河流、湖泊、风景名胜区和自然保护区。
7)军事禁区、军事管理区。
8)法律、行政法规要求给予保护其余区域。
(3)分析区域周围单位生产经营活动或居民生活对区域内建设项目和生产经营单位影响搜集、整理建设项目和生产经营单位周围企业信息,包含为本建设项目提供原料和产品配套辅助工程(如码头、铁路或灌区、循环水和污水处理等)及公用工程(水、电、气等)。分析一旦周围企业发生以外情况,如停水、停电、停气以及周围企业发生火灾、爆炸、有毒气体泄露等事故对本建设项目和生产经营单位影响等。
(4)建设项目和生产经营单位所在地自然条件影响分析
1)选址考虑分析。以下地段和地域不得选为厂址
a)地震断层和设防烈度高于九度地震区。
b)有泥石流、滑坡、流沙、溶洞等直接危害地段
c)采矿陷落(错动)区界限内
d)爆破危险范围内。
e)坝或堤决溃后可能淹没地域。
f)主要供水保护区。
g)国家要求风景区、森林和自然保护区。
h)历史文物古迹保护区
i)对飞机起落、电台通信、电视转播、雷达导航和主要天文、气象、地震观察以及军事设施等有影响区域。
j)IV及自重湿陷性黄土、厚度大新近堆积黄土、高压缩性饱和黄土和III级膨胀土等工程地质恶劣地域。
k)具备开采价值矿藏区。
2)居住区用地选则
3)功效规划
假如厂址已选择好,则要考虑建设项目和生产经营单位厂区(地上或地下)功效、设施布置问题,如消防站设置等(消防站服务半径,应以接警起5min内消防车内能抵达责任区最远点确定)。
4)装置布置合理性
(5)自然条件影响分析
包含:地形和风向影响问题、地质影响问题、气候环境及周围情况影响问题、建设项目与周围依靠影响问题、公用工程(供排水、供电、供气)影响问题、交通运输影响问题等
第二章 危险与危害程度评价
(一)定性评价
单元1:危险与可操作性研究(HAZOP)
单元2:人员可靠性分析放法(HRA)
单元3:含糊理论方法
(二)定量评价
单元1:事故后果预测
单元2:概率风险评级技术(QRA)
单元3:风险等级与事故损失预测
单元1:危险与可操作性研究(HAZOP)
学习目标:掌握危险与可操作性研究(HAZOP)分析方法主要内容,并能够利用该方法进行评价。
1、 方法介绍
·HAZOP研究侧重点是工艺部分或操作步骤各种详细值,其基本过程就是以引导词为引导,对过程中工艺状态(参数)可能出现改变(偏差)加以分析,找出其可能造成危险。引导词主要目标之一是能够使全部相关偏差工艺参数得到评价。
·偏差通常形式为“引导词+工艺参数”。
·建设项目及在役装置均可使用HAZOP方法。
2、 所需主要资料
·带控制点工艺流程图PIDS;
·现有流程图PFD、装置布置图;
·操作规程;
·仪表控制图、逻辑图、计算机程序;
·工厂操作规程;
·设备制造手册。
3、 分析步骤
·分析准备
·完成份析
·编制分析结果汇报
4、 分析准备
·确定分析目标、对象和范围
·评价组组成
·取得必要资料
·将资料变成适当表格并确定分析次序
·安排会议次数和时间
5、 完成份析
·分析组对每个节点或操作步骤使用引导词进行分析,得到一系列结果:偏差原因、后果、保护装置、建设方法。
·每个偏差分析及提议方法完成之后,在进行下一偏差分析。
·在考虑采取某种方法以提升安全性之前,应对于分析节点关于全部危险进行分析。
单元2:人员可靠性分析方法
学习目标:经过学习人员可靠性分析方法(Human Reliability Analysis,HRA),掌握人员可靠性分析方法主要内容,并能够利用该方法进行评价。
1、 关于背景知识
(1)20世纪50年代末和60年代初开始发展,早期许多方法已经不再使用;而个别方法经过不停改进,至今仍在应用,如THERP(人员失误率预测技术)。
(2)20世纪80年代是HRA发展黄金时期,这在某种程度上与1979年发生美国三哩岛核事故关于。代表性方法有SLIM2MAUD(成功可能性指数与多属性效能分解法)HCR(人员认知可靠性方法)和HEART(人员失误评定及减误技术)等。这阶段成为一代HRA方法,其特点在于:这些方法着重利用结构化建模和数学计算等方式追求“精准”分析结果,但在人为差错机理分析和认知过程建模等方面普遍存在一些不足。
(3)20世纪90年代之后,陆续出现了一些新放法,如ATHEANA(人员事件分析技术)、CREAM(认知可靠性与失误分析方法)和MERMOS等。相对于第一代HRA方法,这些方法共同特点是在分析过程中建立了人认知过程模型,试图从认知方面着手,经过分析环境条件、操作员本身和设备本身状态等人为差错诱因来描述人为差错产生机理。基于这一点,这段时间出现方法称为第二代HRA方法。
(4)HRA主要目标在于正确评定因为人为差错造成风险和寻求降低人为差错影响方式,在实际应用中最终目标是寻找造成人因可靠性退化诱因,并有针对性加以控制。
(5)人因可靠性分析就能够转向人为差错分析,详细过程能够分为差错辨识、差错频率确定和差错躲避方法设计三个阶段。
(6)造成人为差错原因有很多,详细影响机理也非常复杂,从现有资料来看,还没有一个“理论上完全正确”方法能够遍历全部诱因并获取其机理。不过,总来说,除了偶然出现随机差错之外,人为差错主要诱因能够分为五类,即训练水平、任务本质、人机交互界面质量、环境原因和任务执行时间。
(7)人因可靠性分析时有两个方面内容需要尤其注意:其一,可靠性水平不是保持不变,他受到任务时间和其余环境原因影响;其二,不一样性质任务所对应可靠性水平也是不一样。
1)描述人员特点、作业环境、所执行工作任务
2)评价人机界面人为原因工程分析
3)执行操作者功效任务分析
4)操作人员职责
5)进行与操作者职责关于人为失误分析
6)汇总结果
单元3:含糊理论方法
学习目标:经过学习,了解含糊数学基本概念和基础知识。掌握利用含糊数学进行评价方法和程序,能够利用含糊数学方法进行定量评价。
1、 含糊集FS-Fuzzy Set
设所论全集为U, U含糊子集为A,A可由特征函数ΨA刻画以下:A:U->[0,1]
2、 含糊集运算
3、 含糊关系-fuzzy relation
4、 含糊矩阵-fuzzy matrix
5、 含糊矩阵运算
6、 含糊关系性质
- 反射性 - 对称性 - 传递性
7、 含糊综合评价基本步骤
建立指标集、建立评价集、确定权重集、对各方案建立指标与评价间含糊关系、综合评价、归-化处理,得到含糊评价结论
(二)定量评价
单元1:事故后果预测
单元2:概率风险评级技术
单元3:风险等级与事故损失预测
单元1:事故后果预测
学习目标:掌握化工企业易发生泄露设备、裂口参数估算,能对泄露后果进行定性分析;掌握常见泄露五种计算模型:气体或蒸汽经小孔泄露模型、液体经管道泄露模型、液体经管道上小孔泄露、储罐中液体经小孔泄露模型、两相流泄露模型等;掌握物质泄露后扩散危害计算模型;掌握工业过程中经典火灾爆炸参数计算模型以及火灾爆炸毁伤准则。
主要内容:
1、 工业泄露主要设备
2、 泄露后果初步分析
3、 经典泄露计算模型
4、 物质泄露后扩散危害计算模型
5、 经典工业火灾爆炸参数计算模型
6、 火灾爆炸毁伤准则
1、 工业泄露主要设备
依照各种设备泄露情况分析,可将工厂(尤其是化工厂)中易发生泄露设备归纳为以下10类:管道、挠性连接器、过滤器、阀门、压力容器或反应器、泵、压缩机、储罐、加压或冷冻气体容器及火炬燃烧装置或放散管等。需了解各种设备泄露时裂口尺寸估算。
2、 泄露后果初步分析
泄露形式
泄露一旦出现,其后果不单于物质数量、易燃易爆性、反应性、毒性关于,而且于泄露物质相态、压力、温度等状态关于。这些状态可有多个不一样结合,在后果分析中,常见可能结合有四种:常压气体、加压液化气体、低温液化气体、加压气体。
泄露后果
泄露物质物性不一样,其泄露后果也不一样。
可燃气体泄露
可燃气体泄露后与空气混合达成燃烧极限时,碰到引火源就会发生燃烧或爆炸。泄露后起火时间不一样,泄露后果也不一样。
Ø 立刻起火可燃气体从容器中往外泄出时即被点燃,发生扩散燃烧,产生喷射性火焰或形成火球,他能快速危及泄露现场,但极少会影响到厂区外部。
Ø 滞后起火。可燃气体泄出后与空气混合形成可燃蒸汽云团,并随风飘移,遇火源发生燃烧或爆炸,能引发较大范围破坏。
1) 有毒气体泄露
有毒气体泄露后形成云团在空气中扩散,有毒气体浓密云团将笼罩很大空间,影响范围大。
(1) 液体泄露
通常情况下,泄露液体在空气中蒸发而生成气体,泄露后果与液体性质和储存条件(温度、压力)关于。
1) 常温常压下液体泄露。这种液体泄露后聚集在防液堤内或地势低洼处形成液池,液体因为池表面风对流而迟缓蒸发,或若遇引火源就会发生池火灾。
2) 加压液化气体泄露。一些液体泄露时将瞬时蒸发,剩下液体将形成一个液池,吸收周围热量继续蒸发。液体瞬时蒸发百分比决定于物质性质及环境温度。有些泄露物可能在泄露过程中全部蒸发。
3) 低温液体泄露。这类液体泄漏时将形成液池,吸收周围热量后蒸发,蒸发量低于加压液化气体泄露量,高于常温常压下液体泄露量。
不论是气体泄露还是液体泄露,泄露量多少都是决定泄露后果严重程度主要原因,而泄露量又于泄露时间长短等原因关于。
3、 经典泄露计算模型
1) 气体或蒸汽经小孔泄露模型
2) 液体经管道泄露模型
3) 液体经管道上小孔泄露模型
4) 储罐中液体经小孔泄露模型
5) 两相流泄露模型
1) 气体或蒸汽经小孔泄露模型
计算泄露前首先应判断泄露气体流动性质:
单元1:事故后果预测
当(公式2-8)成立时,为声速流动;
当(公式2-9)成立时,属于亚声速流动。
对于声流动,气体泄漏量能够以下式表示:
对于亚声速流动,气体泄漏量能够以下式表示:
4、物质泄漏后扩散危害计算模型
(1)泄漏物质在大气中扩散计算模型
假如化学危险物质只是具备易燃易爆性,则发生泄漏后即使可能产生极为严重火灾、爆炸事故。不过影响范围不大,局限于厂区内部或临近区域。不过,若该物质具备毒性,泄漏后能在大气中扩散,则将造成大范围内人员中毒事故。
对于毒物在大气中扩散计算,能够依照以下情形进行计算。
5、经典工业火灾爆炸参数计算模型
(1)压力容器物理爆炸计算模型
(2)点源化学爆炸计算模型
(3)蒸气云爆炸(UVCE)计算模型
(4)沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)计算模型
(5)池火灾计算模型
(6)喷射火计算模型
(1)压力容器物理爆炸计算模型
物理爆炸如压力容器破裂时,气体膨胀所释放能量(即爆炸能量,也称爆破能量)不但与气体压力和容器体积关于,而且与介质在容器内物理性质关于。有介质以气态存在,如空气、蒸气、氢气等;有以液态存在,如液氢、液氯等液化气体以及高温饱和水等。容积与压力相同而相态不一样介质,在容器破裂时产生爆炸能量和爆炸过程不完全相同,其能量计算公式也不一样。
压力容器爆炸时,能量向外释放时以冲击波能量、破片能量和容器残余变形能三种形式表现出来,但后二者所消耗能量只占释放总能量3%-15%,即绝大部分能量以冲击波形式释放,故压力容器物理爆炸危险性计算关键在于确定爆炸能量。容器爆炸能量一旦确定,即可将其折算成标准TNT炸药能量,然后能够套用点源TNT爆炸时爆炸场参数计算公式或模型计算,并进行毁伤效应评定。
(2)点源化学灾爆炸计算模型
1)化学爆炸基本特征
在通常工厂中经常发生爆炸事故多为压力容器物理爆炸及物质化学爆炸。从统计结果来看,化学爆炸事故数量更多。造成危害也更大,所以,这里主要讨论化学爆炸问题。炸药化学爆炸过程有以下三个基本特征:极快反应速度,反应放热性,生成气体产物。这组成了爆炸反应“三要素”。
2)凝聚态化学物质爆炸
凝聚态化学物质(如固、液态炸药)爆炸时,首先在炸药内部发生爆轰。爆轰过程能够采取等容瞬时假设和靠近实际C-J爆轰模型进行描述。当炸药内部爆轰完成后,将在炸药周围空气中形成灾爆炸冲击波。
利用上述方法,一样能够处理下述几个情形爆炸冲击波超压;
②炸药在刚性地面爆炸(如岩石、混凝土等)时情形。③普通地面(如沙土、黏土等)爆炸情形。④炸药在坑道里爆炸情形⑤直列装药情形。
E)爆炸破片
由凝聚态爆炸物爆炸时空气冲击波参数以及地面质点振动速度计算方法及模型可知,爆炸物相当处于无约束状态。也可称为裸药。当爆炸物处于金属壳体或其余约束情况下,爆炸物发生爆炸时,其危害除了考虑爆炸冲击波对人员、建(构)筑物毁伤外,容器壳体爆炸破裂形成破片一样具备毁伤作用,往往是后者危害更大、更显著,所以,进行危险性评定或计算时必须给予考虑。破片形成后以一定初始速度飞行,其所能达成最远距离是设置对应安全距离参考。
通常而言,破片在空气中飞行时,球形破片迎风面积最小,且飞行时空气阻力系数相对较小,因而飞行距离最大,产生危害也最大。当然,球形破片是一个理想情况,只在军事应用中(如杀伤爆破弹丸中预置钢珠)才能出现。实际过程中,壳体爆破大多形成不规则非球形破片,它们在空中飞行时因为受到空气阻力作用会不停翻转,飞行距离也小于球形破片。详细计算过程参见教材。
F)爆炸噪声
爆炸噪声是爆炸作业中最棘手问题之一。尽管绝大多数工业爆炸事故中,不会形成重复数次爆炸噪声,但在一些特定爆炸作业场所(比如,露天矿山、静爆试验场等)爆炸噪声是一个应该考虑危险有害原因。爆炸物爆炸以后,爆炸能量向四面传输,进入空气中形成空气冲击波。伴随传输距离增加,在距爆源较远地方,空气假如声波以声压水平LP表示强度,当Lp小于180dB(相当于爆炸冲击波超压为0.02Mpa)时,将按声波规律传输。声波在介质中传输时,将发生反射、衍射、折射等现象,并在传输过程中衰减。
声波衰减通常包含伴随距离发散衰减Ad、空气吸收引发衰减Aa、地面吸收引发衰减Ag、屏障引发衰减Ab和气象条件引发衰减Am等。总衰减A则是各种衰减总和:
A=Ad+Aa+Ag+Ab+Am(公式2-69)
g)凝聚态爆炸物爆炸现场标志物计算及反设计通常能够用作标志物有建筑物门窗玻璃、墙、梁、柱以及炸坑等。
所谓标志物反设计,就是经过对爆炸事故后现场留下标志物受破坏情况观察、分析,对爆源性质、位置及爆炸药量等作出判断,从而为事故原因调查、分析提供参考依据。
①炸坑标志物计算及反设计②玻璃标志物计算及反设计③墙标志物计算及反设计。
(4)沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)计算模型沸腾液体扩展蒸气爆炸是指液化气容器在外部火焰烘烤下突然发生延性破裂。压力平衡被破坏,液体急剧气化,并随即被火焰点燃而产生爆炸。准确地说,沸腾液体扩展蒸气爆炸并非爆炸,而属于火灾。比如,LPG贮罐破裂时,绝大部分液体以雾状散落在空气中,与周围空气混合而着火燃烧,即使,沸腾液体扩展蒸气爆炸产生破片和冲击波超压有一定危害,但与爆炸产生火球辐射危害相比,其危害能够忽略,远场尤其如此。
(5)池火灾计算模型
(6)喷射火计算模型
以上三种情形相对比较简单,请参考教材自学。
6、火灾爆炸毁伤准则
热辐射伤害准则
现在常见热辐射伤害准则有:
热通量准则、热剂量准则、热量时间准则、热通量时间准则、热通量热剂量准则
热通量准则以热通量作为衡量目标是否被伤害指标,当目标受到热通量大于或等于引发目标伤害所需临界热通量时,目标被伤害。其适同范围为:热通量作用时间比目标达成热平衡所需要时间长。
热剂量准则以热剂量作为衡量目标是否被伤害指标,当目标受到热剂量大于或等于引发目标伤害所需界热剂量时,目标被伤害。其适用范围为:热通量作用于目标时间非常短,以至于接收到热量来不及散失掉。
当热通量准则或热剂量准则均不适用时,应该使用热通量时间准则。
冲击波毁伤准则
a) 包含:超压准则、冲量准则、超压一冲量准则。
b) 当冲击波正压作用时间大于10倍建筑物自振周期时,冲击波对物体作用相当于静压,采取超压准则。(大药量和核爆炸时采取)
c) 当冲击波正压作用时间小于0.25倍建筑物自振周期时,冲击波对物体作用时间相当短,须采取冲量准则。
d) 在二者之间,采取压力冲量准则。
单元2:概率风平价技术
[学习目标]经过学习概率风险评价技术,掌握概率风险评价技术主要内容,并能够利用该方法进行工作。
概率危险(风险)评价技术主要处理事故发生概率问题。与此相关方法有故障类型及影响分析、事故树分析方法、概率分析方法、马尔可夫模型分析方法、概率分析方法、马尔可夫模型分析方法、原因结果分析方法、事件树分析方法、统计图表分析法等。
1、事故频率分析基本知识
样本空间与随机事件
事件之间关系与运算
事件频率与概率
古典概型
2、利用事故概率分析方法分析事故发生概率
概率风险分析应用:定量风险分析方法(QRA)是对某一设施或作业活动中发生事故估算频率和/或后果进行表示系统方法,也能够讲它是一个对风险进行量化管理技术伎俩。其基本内容包含:风险识别或者风险筛选;对危险发生频率评定;对危险产生后果评定;风险评定;风险管理。
3、概率风险分析频骤
研究熟悉系统
分析初始事件
事件序列分析
初始建件和中间事件概率评定
量化和不确定性分析
后果分析
风险排序和管理
4、概率风险评价方法不足
完整性和失效数据缺点
假设和教授判断法
分析过程中都要进行假设,全部假设都要求判断是否适宜,教授易陷入自己分析思绪中,难以严格按科学标准进行分析;
教授判断法固有主观性;
评价对象描述、假设和使用模式方面存在差异引发结果差异性。
表示不确定性
复杂性
技术系统日趋复杂和相互渗透产生了一系列有待处理问题。
单元3:风险等级与事故损失预测
[学习目标]经过学习,掌握风险评价基本知识和风险评价方法,并能够进行风险等级计算和对事故损失进行预测。
1、风险管理目标
1)风险管理宏观目标能够分为五个层次;
降低意外损失风险,预防企业倒闭破产;
维持生存,防止企业经营中止;
安定局面,稳定企业收入;
连续发燕尾服,提升企业利润;
建立良好企业信誉和形象。
2)与宏观目标相配套风险管理近期目标通常分为损失前目标和损失后目标。
损失前风险管理目标制订标准
经济效益、安全情况、社会责任、
损失风险管理目标制订标准
维持生存、保持生产经营正常、实现收益稳定、推行社会职责
3)风险评定能够提供必要风险管理决议信息;
a)是否是足够安全方法能够对发生灾难性事故风险进行控制。
b)设计和运行策略是否满足可靠性目标。
c)采取一些方法是否能够显著地降低所面临风险。
d)哪一个设计方法能够在成本能够接收前提下将风险降低到最低水平。
e)是否已经达成了相关标准或者法规要求。
2、定量风险评定技术及其进展
(1)风险概率分析提出已经有40多年历史,但定量化分析方法应用还是近事情,近是QRA发展最快时期。
(2)现在,在美、英、日等工业发达国家,几乎对全部重大工程项目和建设规划都需要事先做定量风险评价和安全提议。
(3)现在在西方国家有毒物质定量风险评价已经比较系统和完善。同时,QRA也惯用于易燃性物质风险评价。
(4)使用QRA计算风险概率最大价值是在于规划前或工程实施中,而不是在工程完成甚至事件发生之后。
(5)即使QRA技术方法已是十分先进,计算结果也比较精准,但其基本运行毕竟还是建立在“假设”基础之上,而这些假设是否可靠、可信,主要依据所输入模型中数据有效性。
3、风险等级
风险评价依照项目可能发生严重事故概率以及其可能造成危害程度不一样,给予等级划分。风险评价等级划分应考虑三个原因:
物质毒性和反应性危险类别。
可能引发严重事故危害物质使用量或贮运量。
装置或设备危险类别等。
风险分级基本思想是基于风险理论数学关系:
风险程度R=危险概率P×危险严重度C
假如能够计算出风险程度,则可依照风险程度水平来进行风险分级。
不过,在实际风险管理过程中极难进行精准和定量地计算风险。所以,常惯用定性或半定量方法进行风险定量。
现在最广泛采取具备代表性一个方法是美国军用标准(MIL-STD-882)中提供定性分级方法。该分级分别要求了危险严重性等级(将事故后果严重程度定性地分为若干级,称为危害性事件严重度等级)以及危险概率生等级(依照危害性事件出现频繁程度分为若干级,称为危害性事件可能性等级),经过没等级组合进行风险水平分级。
危险概率等级
分类等级
特征
单个项目发生情况
总体发生情况
一
频繁
几乎经常出现
连续发生
二
轻易
在一个项目寿命周期中将出现若干次
经常发生
三
偶然
在一个项目寿命周期中可能出现
有时发生
四
极少
不能认为不可能发生
能够假设不发生
五
不能
不可能出现
不可能发生
危险严重度等级
分类等级
危险性
破坏程度
伤害程度
一
灾难性
系统报废
死亡
二
危险性
主要系统损坏
严重伤害,严重职业病
三
临界
次要系统损坏
轻伤,轻度职业病
四
安全
系统无损坏
无伤害,无职业病
危险严重等级和危险概率等级组合,用半定量打分法思想组成风险评价指数矩阵,从而进行风险分级。这种方法称为风险评价指数矩阵法,是一个评价风险水平和确定风险简单方法。
矩阵中元素即为加权指数,也称为风险评价指数。风险评价指数是综合危险事件可能性和严重性确定,通常将最高风险指数定为1,相对应危害性事件是频繁发生并有灾难性后果事件;最低风险指数定为20,对应于危害性事件几乎不可能发生而且后果是轻微事件。数字等级划分即使有随意性,但要便于区分各种风险档次,划分得过细或过粗都不便于风险评价,所以需要依照详细对象划定。
用矩阵中指数大小作为风险评价准则,即指数1-5为一级风险,不能接收;6-9为二级风险,是不希望有风险;10-17为三级风险,是有条件接收风险;10-17为三级风险,是有条件接收风险;18-20是四级风险,是完全能够接收
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