前 言
本標準按照GB/T 1.1-2009給出的規則起草。
本標準由國家安全生產監督管理總局提出。
本標準由全國安全生產標準化技術委員會化學品安全分技術委員會(TC288/SC3)歸口。
本標準起草單位:中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院、化學品安全控制國家重點實驗室、國家安全生產監督管理總局化學品登記中心、國家石化項目風險評估技術中心。
本標準主要起草人:張海峰、牟善軍、白永忠、黨文義、武志峰、于安峰、沈郁、韓中樞、趙文芳。
化工企業定量風險評價導則
1 范圍
本標準規定了化工企業定量風險評價過程中的技術要求。
本標準適用于化工企業的定量風險評價,不適用于公路運輸、鐵路運輸、水上運輸、長輸管道等企業外運輸設施的定量風險評價。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB 18218 危險化學品重大危險源辨識
GB 50160 石油化工企業設計防火規范
AQ 8001 安全評價通則
HG 20660 壓力容器中化學介質毒性危害和爆炸危險程度分類
SY/T 6714 基于風險檢驗的基礎方法
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1
危險 hazard
可能造成人員傷害、職業病、財產損失、環境破壞的根源或狀態。
3.2
危險辨識 hazard identification
采用系統分析方法識別出系統中存在的危險或事故隱患。
3.3
失效 failure
系統、結構或元件失去其原有包容流體或能量的能力(如泄漏)。
3.4
失效頻率 failure frequency
失效事件所發生的頻率,單位為 /年。
3.5
失效后果 failure consequence
失效事件的結果,一個事件有一個或多個結果。
3.6
風險 risk
發生特定危害事件的可能性與后果的乘積。
3.7
定量風險評價 quantitative risk assessment
對某一設施或作業活動中發生事故頻率和后果進行定量分析,并與風險可接受標準比較的系統方法。
3.8
單元 unit
具有清晰邊界和特定功能的一組設備、設施或場所,在泄漏時能與其他單元及時切斷。
3.9
故障樹分析 fault tree analysis
故障樹又名事故樹,它是通過對可能造成系統失效的各種因素(包括硬件、軟件、環境、人為因素等)進行分析,畫出邏輯框圖(故障樹),從而確定系統失效原因的各種可能組合方式及其發生概率。
3.10
存量 containment
設備或單元可能釋放流體量的上限。
3.11
常壓儲罐 atmospheric storage tank
設計壓力小于或等于6.9 kPa(罐頂表壓)的儲罐。
3.12
壓力儲罐 pressurized storage tank
設計壓力大于或等于0.1 MPa(罐頂表壓)的儲罐。
3.13
單防罐 single containment storage tank
帶隔熱層的單壁儲罐或由內罐和外罐組成的儲罐。其內罐能適應儲存低溫冷凍液體的要求,外罐主要是支撐和保護隔熱層,并能承受氣體吹掃的壓力,但不能儲存內罐泄漏出的低溫冷凍液體。
3.14
雙防罐 double containment storage tank
由內罐和外罐組成的儲罐。其內罐和外罐都能適應儲存低溫冷凍液體,在正常操作條件下,內罐儲存低溫冷凍液體,外罐能夠儲存內罐泄漏出來的冷凍液體,但不能限制內罐泄漏的冷凍液體所產生的氣體排放。
3.15
全防罐 full containment storage tank
由內罐和外罐組成的儲罐。其內罐和外罐能適應儲存低溫冷凍液體,內外罐之間的距離為1m~2m,罐頂由外罐支撐,在正常操作條件下,內罐儲存低溫冷凍液體,外罐既能儲存冷凍液體,又能限制內罐泄漏液體所產生的氣體排放。
3.16
源項 modeling source term
可能引起急性傷害的觸發事件,如危險物質泄漏、火災、爆炸等。
3.17
射流 jet
泄漏出來的高速氣流與空氣混合形成的軸向蔓延速度遠大于環境風速的云羽。
3.18
事件樹分析 event tree analysis
事件樹分析是根據規則用圖形來表示由初因事件可能引起的多事件鏈,以追蹤事件破壞的過程及各事件鏈發生的概率。
3.19
閃火 flash fire
在不造成超壓的情況下物質云團燃燒時所發生的現象。
3.20
池火 pool fire
可燃液體泄漏后流到地面形成液池,或流到水面并覆蓋水面,遇到火源燃燒而形成池火。
3.21
點火源 ignition source
能夠使可燃物與助燃物(包括某些爆炸性物質)發生燃燒或爆炸的能量源。
3.22
蒸氣云爆炸 vapor cloud explosion
當可燃氣體(或可燃蒸氣)與空氣預先混合后,遇到點火源發生點火,由于存在某些特殊原因或條件,火焰加速傳播,產生蒸氣云爆炸。
3.23
噴射火 jet fire
加壓的可燃物質泄漏時形成射流,在泄漏口處被點燃,由此形成噴射火。
3.24
火球 fire ball
大量燃料與周圍的空氣有限混合后燃燒時所發生的現象。
3.25
個體風險 individual risk
個體在危險區域可能受到危險因素某種程度傷害的頻發程度,通常表示為個體死亡的發生頻率,單位為 /年。
3.26
社會風險 societal risk
群體(包括職工和公眾)在危險區域承受某種程度傷害的頻發程度,通常表示為大于等于N人死亡的事故累計頻率(F),通常以累積頻率和死亡人數之間關系的曲線圖(F-N曲線)來表示。
3.27
潛在生命損失(PLL) potential loss of life
單位時間某一范圍內全部人員中可能死亡人員的數目。
3.28
盡可能合理降低原則(ALARP) as low as reasonably practice
在當前的技術條件和合理的費用下,對風險的控制要做到在合理可行的原則下“盡可能的低”。
3.29
死亡概率(P) probability of death
表示個體死于暴露下的概率大小, P為0~1之間的無因次數。
4 基本程序
定量風險評價包括以下步驟,流程圖見附錄A:
a) 準備;
b) 資料數據收集;
c) 危險辨識;
d) 失效頻率分析;
e) 失效后果分析;
f) 風險計算;
g) 風險評價;
h) 確定評價結論,編制風險評價報告。
5 定量風險評價項目管理
5.1 定量風險評價項目管理主要包括以下步驟,流程圖參見附錄B.1:
a) 了解用戶需求;
b) 確定研究目的和目標;
c) 確定研究深度;
d) 確定評價規則;
e) 制定項目計劃;
f) 項目執行。
5.2 在定量風險評價前,應確定以下評價規則:
a) 風險度量形式和風險可接受標準;
b) 數據采集、處理及缺失數據的處理;
c) 評價數據、假設、過程及結果的記錄;
d) 評價小組組成及培訓要求;
e) 失效頻率的計算方法及原則;
f) 點火概率的計算方法;
g) 失效后果的計算方法及原則;
h) 風險的計算方法及原則;
i) 風險評價結果及建議的符合性審查。
5.3 宜對評價小組成員進行培訓,明確定量風險評價小組成員所需的技能及在團隊中的職責。小組成員包括但不限于風險評價項目經理、企業主管、工藝/設備工程師、安全工程師/風險分析師及風險評價技術專家等。小組成員的職責及培訓內容參見附錄B.2。
6 資料數據收集
6.1 一般資料數據
應根據評價的目標和深度確定所需收集的資料數據,包括但不限于表1的資料數據。
表1 定量風險評價收集的一般資料數據
類別 | 一般資料數據 |
危害信息 | 危險物質存量、危險物質安全技術說明書(SDS)、現有的工藝危害分析(如危險與可操作性分析(HAZOP))結果、點火源等。 |
設計和運行數據 | 區域位置圖、平面布置圖、設計說明、工藝技術規程、安全操作規程、工藝流程圖(PFD)、管道和儀表流程圖(P&ID)、設備數據、管道數據、運行數據等。 |
減緩控制系統 | 探測和隔離系統(可燃氣體和有毒氣體檢測、火焰探測、電視監控、聯鎖切斷等)、消防、水幕等減緩控制系統。 |
管理系統 | 管理制度、操作和維護手冊、培訓、應急、事故調查、承包商管理、機械完整性管理、變更和作業程序等。 |
自然條件 | 大氣參數(氣壓、溫度、濕度、太陽輻射熱等)、風速、風向及大氣穩定度聯合頻率;現場周邊地形、現場建筑物等。 |
歷史數據 | 事故案例、設備失效統計資料等。 |
人口數據 | 評價目標(范圍)內室內和室外人口分布。 |
6.2 人口數據
6.2.1 人口分布統計時,應遵循以下原則:
a) 根據評價目標,確定人口統計的地域邊界;
b) 考慮人員在不同時間上的分布,如白天與晚上;
c) 考慮娛樂場所、體育館等敏感場所人員的流動性;
d) 考慮已批準的規劃區內可能存在的人口。
6.2.2 人口數據可采用實地統計數據,也可采用通過政府主管部門、地理信息系統或商業途徑獲得的數據。
6.3 點火源
6.3.1 化工企業典型點火源分為:
a) 點源,如加熱爐(鍋爐)、機車、火炬、人員;
b) 線源,如公路、鐵路、輸電線路;
c) 面源,如廠區外的化工廠、冶煉廠。
6.3.2 應對評價單元的工藝條件、設備(設施)、平面布局等資料進行分析,結合現場調研,確定最壞事故場景影響范圍內的潛在點火源,并統計點火源的名稱、種類、方位、數目以及出現的概率等要素。
7 危險辨識和評價單元選擇
7.1 危險辨識
7.1.1 應按照AQ 8001中6.2的規定對評價對象進行系統的危險辨識,識別系統中可能對人造成急性傷亡或對物造成突發性損壞的危險,確定其存在的部位、方式以及發生作用的途徑和變化規律。
7.1.2 危險辨識可采用如下方法:
a) 系統危險辨識方法,如預先危險分析(PHA)、“如果-怎么樣”(What-if)分析、危險與可操作性分析(HAZOP)、故障類型和影響分析(FMEA)、故障樹分析(FTA)和事件樹分析(ETA)等;
b) 依據GB 18218進行危險化學品重大危險源辨識;
c) 事故案例分析;
d) 其他方法。
7.2 評價單元選擇
7.2.1 根據評價目的,可對辨識出的所有危險單元開展定量風險評價;也可對辨識出的危險單元進行初步評價并選擇需要進行定量風險評價的單元,選擇的評價單元應能代表評價對象的風險水平。
7.2.2 評價單元選擇可采用如下方法:
a) 危險度評價法(見附錄C);
b) 設備選擇數法(見附錄D);
c) 其他方法。
8 泄漏場景及頻率
8.1 泄漏場景
8.1.1 泄漏場景根據泄漏孔徑大小可分為完全破裂以及孔泄漏兩大類,有代表性的泄漏場景見表2。當設備(設施)直徑小于150 mm時,取小于設備(設施)直徑的孔泄漏場景以及完全破裂場景。
表2 泄漏場景
泄漏場景 | 范圍 | 代表值 |
小孔泄漏 | 0 mm~5 mm | 5 mm |
中孔泄漏 | 5 mm~50 mm | 25 mm |
大孔泄漏 | 50 mm~150 mm | 100 mm |
完全破裂 | >150 mm | 1)設備(設施)完全破裂或泄漏孔徑>150 mm 2)全部存量瞬時釋放 |
8.1.2 泄漏場景的選擇應考慮設備(設施)的工藝條件、歷史事故和實際的運行環境,可采用表3定義的典型泄漏場景。
表3 設備(設施)典型泄漏場景
序號 | 設備(或設施)種類 | 泄漏場景 |
1 | 管線 | 見8.1.3 |
2 | 常壓儲罐 | 見8.1.4 |
3 | 壓力儲罐 | 見8.1.5 |
4 | 工藝容器和反應容器 | 見8.1.6 |
5 | 泵和壓縮機 | 見8.1.7 |
6 | 換熱器 | 見8.1.8 |
7 | 壓力釋放設施 | 見8.1.9 |
8 | 化學品倉庫 | 見8.1.10 |
9 | 爆炸物品儲存 | 見8.1.11 |
10 | 公路槽車或鐵路槽車 | 見8.1.12 |
11 | 運輸船舶 | 見8.1.13 |
8.1.3 管線
管線泄漏場景見8.1.1,并滿足以下要求:
a) 對于完全破裂場景,如果泄漏位置嚴重影響泄漏量或泄漏后果,應至少分別考慮三個位置的完全破裂:
——管線前端;
——管線中間;
——管線末端。
b) 對于長管線,宜沿管線選擇一系列泄漏點,泄漏點的初始間距可取為50 m,泄漏點數應確保當增加泄漏點數量時,風險曲線不會顯著變化。
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