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重大化工危险源辨识及风险评价指标体系构建

类别:化工安全 发布时间:2019-09-09 浏览人次:

摘要:从固有危险度和安全补偿措施两个方面构造了重大化工危险源评价的一级指标,以危险物质的能量、危险物质的数量、危险源周围的财富密集度、危险源周围的人群密集度、有毒物质的毒性特征、建筑装置设施危险性、工艺过程的危险性作为固有危险性的评价因素,以安全态度、工艺过程控制措施、防火防爆措施、物质隔离作为安全补偿措施的评价因素,主要指标为11个,确定了各指标的量化方法和分级模型。


引言


重大危险源辨识与评价是化工企业重大危险源安全管理中的一项基础性工作。通过进行化工企业重大危险源辨识与评价,可以掌握化工安全生产状况,明确安全整顿目标,提高设施、设备的本质安全水平和安全管理水平,实现安全和生产的同步发展。刘宏等针对中小型化工企业危险源分为4个等级。易光旺通过分析国内外重大危险源辨识标准中危险物质临界量的差异说明了修改我国《重大危险源辨识》中危险物质临界量的必要性。本文介绍了重大危险源的辨识,建立风险评价指标体系,确定了各指标的量化方法和分级模型。


1、化工重大危险源辨识和分级技术


重大危险源是指化工活动中客观存在的危险物质达到或超过临界量的单元或区域,在一定的触发条件下造成火灾、爆炸或中毒等事故。重大危险源主要包括:爆炸性物质、易燃物质、活性化学物质和有毒物质。爆炸性物质指的是在外界作用下如受热、受摩擦、撞击等,瞬间产生大量的气体和热量,能发生剧烈的化学反应,使周围压力急骤上升,发生爆炸,对周围环境造成破坏的爆炸品。易燃物质,是指满足闪点小于60℃条件的部分易燃液体和满足爆炸下限低于10%条件的部分压缩气体和液化气体。有毒化学品对人体有急性、慢性致畸、致癌性等危险。


我国的重大危险源评价方法分两类,一类是静态分级法,即分级的标准不变,或分级结果不随参加分级风险源数目多少而变化。另一类是动态分级法,即分级的标准是可变的,或参加分级风险源数目的多少变化了,其分级结果也相应的有所变动。


2、重大危险源风险评价指标体系的构建及分级模型


2.1评价指标的选取和框架


评价指标集是从固有危险程度和安全补偿因素两大部分进行选取的。固有危险主要反映物质自身的特性、危险物质生产过程、化学工艺过程的特点以及危险单元的内外部环境情况。安全补偿因素主要是指人在控制事故发生和防止事故后果扩大方面所采取的措施。对于固有危险程度,事故统计数据表明火灾、爆炸和毒物泄漏危险在所有事故危险中后果最为严重。对于安全补偿因素,考虑容器危险性、工艺控制措施、物质隔离措施、防火措施、安全态度、防爆措施等。化工行业中火灾、爆炸及毒物泄漏事故极易发生,造成的危害最大。本文主要指标体系总体框架如图1所示,主要指标为11个。


2.2指标的量化及归一化


工艺过程控制措施包括:应急电源、抑爆、冷却、计算机控制、紧急停车装置、惰性气体保护、活性化学物质检查、操作指南或操作规程、其他工艺过程危险分析。检查核实待评价风险源所采用的工艺过程控制措施,参考道化学方法中每个措施给出的系数,得出该指标的的取值C1=k1·k2.……kn。具体系数如表1所示。防火措施包括:


(1)泄漏检测装置;

(2)钢制结构;

(3)消防水供应;

(4)特殊系统;

(5)喷洒系统;

(6)水幕;

(7)泡沫装置;

(8)手提式灭火器/水枪;

(9)电缆保护,具体系数如表2所示。

表1指标量化表

指标量化依据

工艺过程控制措施

应急电源(0.98)
冷却装置(0.97~0.99)
抑爆装置(0.84~0.98)
紧急切断装置(0.96~0.99)
计算机控制(0.93~0.99)
惰性气体保护(0.94~0.96)
操作规程/程序(0.91~0.99)
化学活泼性物质检查(0.91~0.98)
其他工艺危险分析(0.91~0.98)

表 2 指标量化表

指标量化依据

防火防爆设施

泄漏检验装置(0.94~0.98)
钢结构(0.95~0.98)
消防水供应系统(0.94~0.97)
特殊灭火系统(0.91)
洒水灭火系统(0.74~0.97)
水幕(0.97~0.98)
泡沫灭火装置(0.92~0.97)
电缆防护(0.94~0.98)

3 指标量化表

指标量化依据
物质隔离遥控阀(0.96~0.98)
卸料/排空装置(0.96~0.98)
排放系统(0.91~0.97)
紧急切断装置(0.96~0.99)
连锁装置(0.98)

表 4 指标量化表

指标量化依据
安全态度管理者参与安全的管理(0.90~0.95)
安全训练(0.86~0.95)
维修及安全程序(0.90~0.98)

7 危险度判别分级表

危险度等级危险度系数警示色危险等级
1﹥0.8一级
20.4-0.8二级
30.08-0.4三级
4﹤0.08绿四级


物质隔离包括:

(1)距离控制阀;

(2)备用卸料装置;

(3))排放系统;

(4)连锁装置,具体系数如表3所示。


安全态度包括:

(1)管理者参与安全的管理;

(2)安全训练;

(3)保养维修和安全次序,具体系数如表4所示。


危险物质的毒性特性量化过程如表5所示。危险物质的贮存量,选用升半梯形分布来定量化该指标,如式(1)。存在的危险物质等于或者超过相应的临界量,则定为重大危险源。

危险物质的毒性特性量化过程

指标体系总体框架.jpg

单位物质的能量特性、人群密集度、财富密集度量化过程与指标危险物质数量化过程相同。人群密集度对危险源危险程度可以通过人员伤亡造成的经济损失反推出来,事故造成人员死亡与重伤转为经济损失,可结合各地的经济发展水平,根据安全经济学中生命与健康价值分析理论进行取值。一般取20。事故造成人员伤亡数量可由致死区和重伤区的面积与该面积内的人口密度的乘积表示。同理,财富密集度对危险源危险程度的贡献度也可以通过类似的方法推理得出。

表 5 指标量化表


项目内容量化系数

毒性物质

短期接触无其他危险0
短期接触引起刺激,致人轻微伤害0.2
高浓度或短期接触可致人暂时失去能力或残留伤害0.4
短期接触可致人严重的、暂时或残留伤害 0.6
短暂接触也能致人死亡或严重伤害0.8

2.3指标权重的计算


通过分别计算各层的指标权重,然后经过逐层组合计算,得出最下层各个指标对决策目标的组合权重系数,计算过程如表6所示。

表 6 综合权重计算表

3、分级模型的确定

据指标体系的构建情况及指标的实际意义,建立重大危险源危险程度评价模型,如式(2)所示。

分级模型的确定

式中:D为危险度系数,城由前面得出的危险度系数,为指标的权重系数,Sj为指标的归一化取值。本文给出重大危险源危险度判别分级表,如表7所示。


4、结论


本文从固有危险度和安全补偿措施两个方面构造了评价的一级指标,其中固有危险度又分为毒物泄漏、火灾、爆炸三个方面,以危险物质的数量、危险物质的能量、危险源周围的财富密集度、危险源周围的人群密集度、有毒物质的毒性特征、工艺过程的危险性、建筑装置设施危险性作为固有危险性的评价因素,以安全态度、工艺过程控制措施、物质隔离、防火防爆措施作为安全补偿措施的评价因素,基本指标个数为11个。


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