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重大危险源管理系统
危化品风险定量分析模型
需求分析
2011年6月30日
I第I 页共I页
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目录
1
术语...........................................................................................................................................
1
2
参考依据
...................................................................................................................................
3
3
风险评价程序...........................................................................................................................
3
4
风险评价所需数据....................................................................................................................
4
5
模型分析
...................................................................................................................................
6
....................................................................................................................
6
设备设施基础失效(泄漏)频率分析.....................................................................
6
泄漏(失效)频率的修正.........................................................................................
7
火源点火可能性分析...............................................................................................
10
泄漏后事故场景的频率分析...................................................................................
16
..................................................................................................................
19
潜在事故情景的描述(容器破裂,管道破裂,安全阀失灵等).........................
19
危险物质泄漏量的计算(有毒、易燃、爆炸)....................................................
22
危险物质泄漏后扩散的计算...................................................................................
35
火灾、爆炸的计算..................................................................................................
39
(毒性、热辐射、爆炸冲击波)................................................
49
泄漏扩散影响分析..................................................................................................
49
火灾热辐射影响分析...............................................................................................
54
冲击波超压影响分析...............................................................................................
55
个人风险、社会风险分析及等值线.......................................................................
57
第I 页共I页
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术语
失效:指系统、结构或元件失去其原有包容流体或能量的能力,如泄漏。
2. 失效频率:失效事件所发生的频率,单位为 /年。
单元:具有清晰边界和特定功能的装置、设施或场所,在泄漏时能与其他装置及时切断。
事故树:它是通过对可能造成系统失效的各种因素(包括硬件、软件、环
境、人为因素)进行分析,画出逻辑框图(失效树),从而确定系统失效原因的各种可能组合方式或其发生概率。
事件树分析:是根据一些规则用图形来表示由初因事件可能引起的许多事件链,以追踪事件破坏的过程及各事件链发生的概率。
源项:定量风险评价中可能引起急性伤害的触发事件,如危险物质泄漏、火灾、爆炸等。
闪火:在不造成超压的情况下物质云团燃烧时所发生的现象。
8. 池火灾:所谓池火灾是指贮罐中泄漏后的可燃液体遇火源发生的火灾 .发
生池火灾时热幅射是主要危害,热辐射效应被限制在液池周围的一个区域
内。
喷射火:压力易燃气体或液体从小孔释放到大气中被点燃,释放压力使之产生长形火焰而形成的稳定燃烧。
火球:大量易燃液体/气体突然释放,并立即被点燃,由于初始动能和热火焰的浮力而上升,形成一个火球迅速燃烧。压力气体和液化烃罐事故会导致火球。
闪蒸就是高压的饱和水进入比较低压的容器中后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水
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两相:指气液混合物。
辐射通量:单位时间内以辐射的形式发射、传播或接收的能量,单位为瓦。
固体火灾:可燃固体材料的燃烧。
蒸气云爆炸(VCE):当大量可燃液体或蒸气泄漏后与空气混合,在扩散过程中如遇到点火源并发生点火时,由于存在某些特殊原因或条件,火焰加速传播,产生爆炸冲击波,产生蒸气云爆炸。
容器瞬间破裂爆炸:如高温高压反应器。
沸腾液体膨胀蒸气云爆炸(BLEVE):压缩液体受火灾影响急剧气化,设备破裂,大量气体轻烃瞬间释放,形成爆炸。
锅炉爆炸:压力容器爆炸。
低温罐破裂爆炸:低温的液态乙烯丙烯泄漏后蒸发为气体,大量吸热,形成雾团,遇点火源爆炸。
粉尘爆炸:细微颗粒积聚,遇点火源爆炸。
个人风险:假设个体100%处于某一危险场所且无保护,由于发生事故而导致的死亡频率,单位为次/年。
社会风险:能够引起大于等于N人死亡的事故累积频率(F),也即单位时
间内(通常每年)的死亡人数。常用社会风险曲线( F-N曲线)表示。
F-N曲线:表示累积频率(F)和死亡人数(N)之间关系的曲线图。
:(EmergencyResponsePlanningGuidelines ),意思是:紧急响应
计划指南。紧急响应计划指南是由美国工业卫生协会( AIHA)所制定的标
准。即在紧急情况下,人们持续暴露在有毒环境中 1-24h,并完成指定任
务所能接受的气体、 蒸汽或烟雾的浓度 (紧急暴露指导标准) 该浓度是 ppm
浓度。目前美国工业卫生协会已公布了四十多种化学物之 ERPG值。例如
ERPG125,指限值 1,空气中化学物质浓度为 25ppm,只有不良反应,不
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会产生不良伤害。
参考依据
GB18218-2009危险化学品重大危险源辨识
化工企业定量风险评价导则
SY/T6714-2008基于风险检验的基础方法
风险评价程序
准备
资料数据收集
危险辨识
失效频率分析 失效后果分析
风险计算 循环计算
风险标准 风险评价 风险减缓
报告和结论
图:定量风险评价的基本程序
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如上图所示:定量风险评价是对危险进行识别、 定量评价,并作出全面的、
综合的分析。借助于定量风险评价所获得的数据和结论,并综合考虑经济、环
境、可靠性和安全性等因素, 制定适当的风险管理程序及措施, 为设计、运行、
安全管理及决策提供技术支持。
风险评价所需数据
定量风险评价过程涉及大量的数据信息, 根据评价的目的和深度确定企业
所需收集的资料数据 ,包括但不限于表中的资料数据 :
表:定量风险评价收集的资料数据
大类 小类
企业生产信息
危害信息
设计和运行数据

数据资料
危险物质存量
危险物质安全技术说明书( MSDS)
现有的工艺危害分析(如危险与可操作性分析( HAZOP))结
果
点火源信息(点火源的名称、种类、方位、数目以及出现的
概率)
点源,如加热炉(锅炉) 、机车、工厂人员;
线源,如公路、铁路、输电线路;
面源,如厂区外的化工厂、冶炼厂;
设计说明
平面布置图
工艺技术规程
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安全操作规程
工艺流程图( PFD)
管道和仪表流程图( P&ID)
设备相关数据
管道数据
运行数据
探测和切断系统(气体探测、火焰探测、毒性探测、电视监
控、联锁切断等)
减缓控制系统
消防减缓控制系统
水幕减缓控制系统
管理制度、操作和维护手册、培训、应急、事故调查、承包
管理系统 商管理、机械完整性管理、变更和作业程序等。 这些大指标
中有很多小指标是打分指标
气候及环境信息 大气参数(气压、温度、湿度、太阳辐射热等)
气象条件 风速
大气稳定度
现场周边地形
周边环境
现场建筑物等
历史与人口数据 事故案例
历史数据
设备失效统计资料等
人口数据 企业厂区内的人口分布
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企业厂区外的人口分布(区别白天与晚上、娱乐场所、体育
馆等敏感场所人员的流动性等)
模型分析

设备设施基础失效(泄漏)频率分析
在对风险辨识过程中, 需要列出定量风险评价所需的压力容器、 常压容器、
管线、阀门、泵、压缩机等事故风险点清单。如清单中的设备不包括下表中的
典型设备设施中, 需要从企业事故统计及工业数据库中获取, 并且要获取泄漏
场景(4种)。
国家安监总局提出的《化工企业定量风险评价导则》中指出 SY/T
6714-2008典型设备发生完全破裂以及孔泄漏的频率,如下表所示:
表:典型设备的泄漏频率
泄漏频率(
/年,
4种场景)
设备类型
5mm
25mm
100mm
完全破裂
单密封离心泵
6×10-2
5×10
-4
1×
10
-4
双密封离心泵
6×10-3
5×10
-4
1×
10
-4
塔器
-5
2×10
-4
2×
10
-5
6×10
-6
8×10
离心压缩机
1×10-3
1×
10
-4
往复式压缩机
6×10-3
6×
10
-4
过滤器
9×10-4
1×10
-4
5×
10
-5
1×10
-5
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翅片/风扇冷却器
2×10-3
换热器,壳程
4×10-5
换热器,管程
4×10-5
19mm直径管道
-5
1×10
25mm直径管道
5×10-6
51mm直径管道
3×10-6
102mm直径管道
-7
9×10
152mm直径管道
4×10-7
203mm直径管道
3×10-7
254mm直径管道
2×10-7
305mm直径管道
1×10-7
406mm直径管道
1×10-7
>406mm直径管道
6×10-8
压力容器
4×10-5
反应器
1×10-4
往复泵
7×10-1
常压储罐
4×10-5

-4
-8
-8
3×10
5×10
2×10
-4
-5
-6
1×10
1×10
6×10
-4
-5
-6
1×10
1×10
6×10
-7
3×10
-7
5×10
-2
6×10
-7
-8
6×10
7×10
-7
-8
4×10
7×10
-7
-8
-8
3×10
8×10
2×10
-7
-8
-8
3×10
8×10
2×10
-7
-8
-8
3×10
3×10
2×10
-7
-8
-8
2×10
2×10
2×10
-7
-8
-8
2×10
2×10
1×10
-4
-5
-6
1×10
1×10
6×10
-4
-5
-6
3×10
3×10
2×10
-2
-3
-3
1×10
1×10
1×10
-4
-5
-5
1×10
1×10
2×10
泄漏(失效)频率的修正
由事故统计及工业数据库得出的泄漏频率称为通用(基础)泄漏频率。针
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对被评价单元的具体情况,采用设备系数( FE)和管理系统系数( FM)两项对
通用(基础)泄漏频率进行修正,修正后的失效频率更能反映被评价单元的实
际泄漏频率。如下式:
F修正=F通用(基础)×FE×FM
式中:FE是设备系数, FM是管理系数。
FE取值:根据设备单元运行环境及运行状况,可为每一设备制定设备修正系数FE。FE包括一般因素和工艺因素,一般因素包括工厂运行周期、
气候条件、地质因素;工艺因素包括工艺连续性、稳定性及泄压系统等,参考下图。确定每一模块各个分项的取值,并将所有分项确定值相
加,得到该设备项的最终数值。 FE的取值范围为,即设备运行环境可造
成装置风险水平降低或增加一个数量级,一般企业的分值为 1。FE的取值
参考SY/T6714-2008 详见第部分。