城市燃气储配站风险评价及其安全对策

可修改欢迎下载精品Word可修改欢迎下载精品Word可修改欢迎下载精品WordHYPERLINK城市燃气储配站风险评价与平安对策姓名：雷宽文学号：079044013学院：建工学院专业：平安工程指导老师：刘秀玉副教授论文时间：2021年3月12日前言平安是人类生存与开展的根本需要之一，人类的任何活动形式，都必须在满足平安这一前提条件下才能开展。平安生产是国民经济开展的根本条件，与国民经济是一个有机整体，平安生产状况是国民经济开展状况的反映，是社会经济开展水平的标志。因此，平安生产在国民经济中占有重要地位。风险评价作为预测、预防事故的重要手段，将传统平安管理方法的凭经验进行管理，转变为预先辨识系统的危险性，事先预测、预防的“事前过程〞。因此，可以说风险评价是平安管理和决策科学化的根底，是依靠现代科学技术预防事故的具体表达。风险评价对于生产经营单位平安生产方面的作用表现在以下几个方面。平安控制通过风险评价可以找出生产过程中潜在的危险有害因素，特别是可以查找出未曾预料到的被无视的危险因素和职业危害，识别系统中存在的薄弱环节和可能导致事故和职业危害的发生条件，针对这些环节和条件提出相应韵对策措施，预防、控制事故和职业危害的发生，尽可能做到即使发生误操作或设备故障系统存在的危险因素也不会导致事故和职业危害的发生，实现生产过程的本质平安化。对于无法完全消除危险的情况，在风险评价中还可以进一步对一些后果比拟严重的主要危险和职业危害采用定量分析方法，预测事故和职业危害发生的可能性后果的严重性，并制定减少和控制事故后果蔓延的对策措施，从而最终全过程、全方位地对平安生产进行控制。平安管理水平首先，风险评价可以使企业平安管理变事后处理为事先预防。传统平安管理方法的特点是凭经验进行管理，即事故发生后在处理的“事后过程〞。通过风险评价，可以预告辨识系统的危险性，分析企业的平安状况，全面地评价系统及各局部的危险程度和平安管理状况，促使企业到达规定的平安要求。.其次，风险评价可以使企业平安管理变纵向单一管理为全面系统管理。现代工业的特点是规模大、连续化和自动化，其生产过程日趋复杂，各个环节和工序相互联系、相互作用，相互制约。风险评价不是孤立地、就事论事地去解决生产系统中的平安问题，而是通过系统分析、评价全面地、系统地、有机地、预防性地处理生产系统中的平安问题，这样使企业所有部门都能按要求认真评价本系统的平安状况，将平安管理范围扩大到企业各个部门，各个环节，使企业的平安管理实现全员、全方位、全过程、全天候的系统化管理。最后，风险评价可以使企业平安管理变经验管理为目标管理。风险评价可以使各部门、全体职工明确各自的平安指标要求，在明确的目标下统一步调，分头进行，使平安管理工作做到科学化、统一化、标准化，从而改变仅凭经验、主观意志和思想意识进行平安管理，没有统一的标准、目标的状况。平安本钱保障平安生产需要一定的平安投入，平安费用是生产本钱的一局部。虽然从原那么上讲，当平安投入与经济效益发生矛盾时应优先考虑平安投入，然而考虑到企业自身的经济、技术水平，按照过高的平安指标提出平安投资将使企业的生产本钱大大增加，甚至陷入困境。因此，平安投入应是经济、技术、平安的合理统一，而要实现这个目标那么要依靠风险评价。风险评价不仅能确定系统的危险性，还能考虑危险性开展为事故的可能性及事故造成损失的严重程度，进而计算出风险的大小，以此说明系统可能出现负效益的大小，然后以平安法规、标准和指标为依据，结合企业的经济、技术状况选择出适合企业平安投资的最正确方案，合理地选择控制、消除事故的措施，使平安投资和可能出现的负效益到达合理的平衡，从而实现用最少投资得到最正确的平安效益，大幅度地减少人员伤亡和设备损坏事故的发生。本论文在调查分析了大量天然气管网系统风险评价资料的根底上，以系统工程理论、可靠性理论、风险评价理论等为根底，对天然气管网系统进行了定性及定量的风险评价，建立了一套适合于我国的天然气管网系统风险评价及预警体系，应用该体系对天然气管网系统进行了风险评价，主要研究内容有:(1)介绍了风险评价根本理论、根本概念及根本方法。(2)建立了天然气储配站系统故障树模型。(3)建立了事故后果模拟模型。(4)根据风险评价的结果，针对天然气储配站系统各生产环节提出了相应的风险防范与应急处理措施。第一章绪论城市燃气储配站不仅是将燃气〔煤气、天然气和液化石油气〕输往城市各个用户的能源通道，而且还是与城市供电系统、供水管网和交通道路一起构成现代城市的公共根底设施。经过了几十年的建设与开展，我国60％以上的大中城市的地下都敷设有大量的城市供给管网，而且随着未来一个时期我国民用燃气工业的快速开展，建有城市燃气管道的城市还会迅速的上升。这些已建并投入使用的燃气管道大多已经使用了10~30年，甚至局部城市燃气管道的服役期超过了30年，随着燃气管道埋地时间的增长，由于管道材料质量或施工造成的损伤，加之腐蚀和外力的作用，使管道状况逐渐变差，更使得输送这些易燃、易爆、有毒介质的压力管道容易发生泄漏或者爆炸等事故。局部大中城市已先后发生多起地下燃气管道泄漏爆炸伤人事故，例如：1998年11月，在哈尔滨市动力区内因施工单位违章施工造成煤气管线泄漏，致使8人死亡，27人中毒[1]。1999年12月，西安市莲湖路古都大酒店门前非机动车道地下天然气管道发生爆炸，200米的路面被强大的冲力炸开。2000年1月，广西贵港市城区富士花园到港北区公安分局南梧公路段发生地下油气管道爆炸事故，造成8人当场死亡，16人受伤，公路严重损坏[2]。2004年7月30日比利时首都布鲁塞尔南部一工业区的高压煤气管道由于施工不慎，发生大爆炸。据法新社报道，爆炸至少造成15人死亡，200人受伤[3]。2004年8月1日长春市有名的繁华闹市红旗街由于煤气泄漏造成万人大撤退[4]。城市是人口集中，建筑密集的地区，一旦城市埋地燃气管道发生泄漏爆炸事故都将诱发沉重的人员伤亡和巨大的财产损失后果，因此需要采取科学的管理技术来加强城市埋地燃气管道的管理以保护全民的人身和财产平安。20世纪30年代，风险管理开始在美国出现，最早用于金融业和保险业，风险管理到50年代逐渐开展为一门学科。20世纪60年代以来，为了评估一些大型结构的总体平安性和事故后果的危险性，国外相继出现了一些概率风险技术，各种分析评价手段也不断得到开展，70年代风险管理(RM)理论和应用处于开发初期。1975年，美国原子能委员会反响堆平安机构首先将这一技术于应用于核工业领域。1980年，美国成立风险分析协会(SRA)，标志着这一技术的全面开展。20世纪70年代，欧美等工业兴旺国家在二战以后兴建的大量油气管道逐步进入老龄阶段，引起了大量事故的发生，为解决这一问题美国局部管道公司开始尝试使用经济学和其他工业领域中的风险分析技术来评估油气管道的风险性。1985年美国BattelleColumbus研究院发表了?风险调查指南?，在管道风险分析方面运用了评分法。1992年，美国WKM咨询公司总裁WKent.Muhlbauer撰写的?管道风险管理手册?，详细论述了管道风险评估模型和各种评估方法，它是美国在前20年开展油气管道风险评价技术研究工作的成果总结，为世界各国普遍接受且作为开发风险评价软件的唯一依据。在4年后所出的该书第二版中，作者增加了三分之一的篇幅来论述根本风险评估模型在不同使用环境下的修正方法，并在风险管理局部补充了本钱与风险的关系等内容。目前为止，该书所介绍的风险评估模型仍是世界普遍采用的唯一管道风险评估模型。继美国研究出风险评价技术之后，世界其它工业兴旺国家从二十世纪80年代中后期也开始了管道风险评价和风险管理技术的研究开发工作。其中较为有影响的研究成果是:加拿大努发困OVA)公司开发出了第一代管道风险评价软件:英国煤气公司针对城市煤气管道的风险评估所开发的CMI风险软件。在管道的风险评价中，形成几个重要的数据库，如欧洲1970一1992年气体管道失效数据库，加拿大CONCAWE1990一1994年管道数据库，美国1970一1984年气体运输管道数据库，这些数据库建立为估算油气管道的失效概率提供了依据。国外将风险分析应用到管线维修和管理过程中已经取得了巨大的经济效益和社会效益。如美国Amoco管道公司1987年以来采用风险评估技术管理所属的油气管道和储罐，己使年泄漏率由1987年的工业平均降到了1994年的工业平均泄漏率的1.5倍，同时，使该管道公司每次发生泄漏的支出降低到1993年工业平均数的50%，从而使管道公司在1993年取得了创纪录的利润水平。在我国，最早将国外管道风险评价技术介绍到国内的是我国著名油气储运专家潘家华教授，他在1995年的?油气储运?杂志上介绍了美国著名管道风险管理专家WKentMuhlbauer先生提出的管道风险管理评分法。此后，风险分析在管线平安性评价中的应用研究才开始得到局部油田企业重视。天津大学从1994年开始着手风险分析技术的研究，先后完成了中国石油天然气股份委托的“淮河跨越大桥的平安寿命与风险分析〞、“原油长输管线风险评价方法研究〞等工程;1995年12月四川石油管理局编译出版了?管道风险管理?一书，重点介绍了W.KentMuhlbauer的方法，并根据四川天然气管线的实际情况提出了管线风险检测和评价的整改程序;西南石油学院于1994年开始针对管道局所属鲁宁线“邹县一滕县一贾汪〞三站两段进行了平安性和剩余寿命评价，初步引用了风险技术，并于2000年和中国石油西南油气田分公司联合研制开发了“输气管线风险评价软件〞。国内对管道风险研究己经有了很大开展，但是对天然气管道的专门分析却并不多见。目前对天然气管道的风险评价技术尚不完备，还有不少问题有待探索:随着风险评估的经验积累以及计算机应用技术的开展，风险评估技术将会得到不断地完善，并在我国天然气工业中发挥更大的作用。风险评价的目的及意义目前，天然气市场正在形成，在这种情况下，如何保障城市天然气供给、减轻空气污染，己经成为市政府最关心的问题之一。城市天然气供给系统。城市根底设施的重要组成局部之一，如上所述，该系统各环节都具有不同程度的风险性。因此，针对城市天然气供给系统要求供气不可中断，管道主要埋设在地下，系统投资大，故要求使用寿命长等特点，开展风险管理体系建设的研究具有重大的现实意义:(l)提高管理者的决策水平城市天然气供给系统的特点是负荷变动大，用户类型多，管网覆盖面广、线长且大多埋于地下，日常检测困难。对城市天然气管理部门而言，最棘手的问题不是在事故后如何采取补救措施，而是不知道何时、何地会发生下一个事故，以及下一个事故后果的严重程度。虽然下一个事故是无法预测的，但对城市燃气供给系统风险进行评价后，采取必要的措施减少一定时期内天然气供给系统事故发生的频率和严重性却是能做到的。它可以帮助领导层进行技术决策，改变过去忙于应付的被动局面，转而实行以预测、预防为主，主动建立“跟踪分析~风险评价一合理决策〞的城市天然气供给系统综合管理体系，从而防止了“平均花钱，不见效益〞的盲目性。因此，在城市燃气供给系统的整个生命周期，特别是在负荷预测、应急气源能力、管网维护、用气平安控制等方面，进行风险管理至关重要。(2)优化风险本钱关系天然气供给系统风险的降低总是以本钱增加为代价的，但本钱投入的增长与风险的降低并非存在正比关系，在理论上服从图1.1所示的关系。由图可见，在第一区增加投资可以明显地降低风险，第二区是一个转变区，第三区里很大的投入仅换回极小的风险降低。如果把城市天然气供给系统的平安维护本钱与城市天然气供给系统的事故本钱曲线放在同一坐标系中考虑，那么可得到城市天然气供给系统总本钱与风险的关系曲线，并可由此得到最正确风险控制值，如图1.2所示。(3)减少突发性灾难事故的发生城市天然气供给系统的风险评价为系统事故的发生提供了有效的预报，因此它在减少重大事故方面具有科学预报性。(4)及时消除风险因素，提高系统的可靠性、完整性和平安度及时发现城市天然气供给系统中的薄弱环节，及时维护，最大限度地降低事故发生率，确保城市天然气供给长期处于平安高效的运行状态，从而提高设施的使用效益。另外，还可以增强天然气工作人员的平安信心。而且，通过相关的风险管理技术，不仅可以降低各项维修费用、环保费用等，也减少了环境污染，提高综合经济效益。使市民对城市天然气供给系统具有平安感和信任感，从而提高社会综合经济效益。天然气供给系统的风险其本身是一个动态量，随时间不断变化，天然气供给系统的风险管理也是动态的，是一个循环、调整的过程。天然气供给系统风险管理的实质就是评价天然气供给系统不断变化的风险，并对天然气供给系统做出相应的调整和维护，将供给系统的总风险控制在可接受的程度之内，并将控制风险的费用限制在合理的范围内，将有限资源优先用于对天然气供给系统影响最大的风险因素的控制。为了消除或抑制系统存在的危险，人们就必须对系统存在的危险有充分的认识，在充分揭示危险的存在和它发生可能性的根底上，再对危险进行分析评价，看看究竟会产生什么样的严重后果，是否需要什么技术措施，采取这些措施后危险得到怎样的抑制或消除，这些都需要反复进行评价。这种评价称为风险评价也称作平安评价。通过风险评价这一现代平安管理的重要手段，可以帮助我们建立一种科学的思维方式，运用系统方法，及时、全面、准确、系统地识别各种危险因素，评价潜在的风险并采取最正确的风险控制方案，从而降低风险，以寻求最低的事故率、最少的损失和最优的平安投资效益。城市燃气输配管网风险评价有利于及时消除风险因素，发现城市燃气输配管网中的薄弱环节，及时维护，最大限度地降低事故发生率，确保城市燃气输配系统长期处于平安高效的运行状态，从而提高设施的使用效益，提高系统的一可靠性、完整性和平安度，减少突发性灾难事故的发生。因此，城市燃气输配系统风险评价是风险控制的重要依据。城市燃气输配管网风险评价有利于提高管理者的决策水平。城市燃气输配管网的特点是点多、面厂一、线长且大多埋于地下，容易受到各种内外因素的影响，且埋地管道的日常检测困难。对城市燃气经营企业而言，最棘手的问题不是在事故后如何采取补救措施，而是不知道何时、何地会发生下一个事故，以及下一个事故后果的严重程度。虽然下一个事故是无法预测的，但对城市燃气输配系统风险进行评价后，采取必要的措施减少一定时期内事故发生的频率和严重性却是能做到的。它可以帮助领导层进行技术决策，改变过去以检漏、抢修为主要手段的被动局面，转而实行以预防为主，主动建立“跟踪检测一，风险评价~方案性修复〞的城市燃气输配系统综合管理体系，从而防止了“平均花钱，不见效益〞的盲目性。因此，在城市燃气输配系统的整个生命周期，特别是在运行阶段，进行风险评价是非常重要的。天然气输配站风险评价的目的就在于对所面临的风险与预测，将供给系统的风险程度控制在合理的可接收的范围内，并确事故应急措施，以到达降低系统风险发生的概率和后果的严重性，在这个根底上完善天然气输配管网及应用系统的风险管理。本文通过对国内外风险评估理论的回忆和分析，结合马鞍山市港华燃气气化站及应用系统的实际情况，选择出适宜马鞍山市特点的风险评估方法，险评价模型，对系统失效可能性进行评价，对失效后果进行评估，并等级的划分，对系统进行预防措施的研究，完成天然气输配管网及应风险管理规划。为此，本文的主要研究内容如下:(l)分析研究城市天然气供给系统各环节的风险特点;(2)城市天然气供给系统风险管理体系与相关技术的研究;(3)天然气输配管网风险管理体系建设研究;(4)大然气应用系统风险管理体系建设研究;第二章天然气风险评价方法概述在自然界中，人们把有可能造成人身伤害和财产损失的一切事件都视为危险。危险可定义为“可产生潜在损失的特征或一组特征。〞[12]尽管危险无处不在无时不有，但危险的发生是有条件的。有些危险能快速发生，而有些危险却需要较长时间过程才会发生。风险就是危险发生的概率以及危险一旦发生所造成的后果的综合，因此风险是由两局部组成：一是危险事件发生的概率，危险可定义为可能产生潜在损失的特征或征兆，它是风险的前提，没有危险就不可能产生风险；二是一旦出现危险，其所造成的后果严重程度和损失的大小。两者的量化综合结果就是其风险值。即：风险＝风险概率×风险后果[13]。危险是客观存在的因而是无法改变的，而风险在很大程度上可随着人们的意志而改变，即人们可以通过采取措施改变事故发生的概率和一旦出现事故所造成损失的程度。对于风险分析和风险评价的结果，不是风险越小越好，因为减少风险是以资金、技术、劳务的投入作为代价的[14]。通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上，研究影响风险的各种因素。风险评价是针对具体危险源发生的概率和可能造成后果的严重程度、性质等进行定性或定量的评价[15]，它主要研究风险问题中的个性问题。风险评价是风险工程学中的重要局部，它为风险管理提供了参考[16]。风险评价是一门跨学科的新兴科学，它不仅涉及自然科学、工程技术等所谓的硬科学，决策理论、心理学、政策科学、经济学等软科学，而且还涉及立法、意识形态、公众舆论、通讯传媒等人文科学。对平安工程而言，风险评价是对系统发生事故的可能性及事故所产生后果的严重程度进行评价。风险评价技术开始于20世纪30年代的保险业，最早应用于金融、保险、投资等领域[9]，是经济学的一项决策技术。在60年代得到了很大的开展，首先适用于美国军事工业。到70年代风险评价技术开始应用于美国的核电厂的平安性分析，随后在化学工业、油气管道以及环境保护等方面得到了推广和应用。并经过30多年的研究，已经在美国、加拿大等国家进行了工程应用，并取得了巨大的经济效益和社会效益[17,18]。我国在这方面的研究开展得较晚，开始于20世纪80年代初期，随着国外先进平安工程技术的引入，国内也进行了大量的研究。如1986年，原劳动人事部组织人员进行平安评价的研究工作[19]；1988年，原机械电子部制定了?机械工厂平安评价标准?[20]，并在1997年进行了修订，公布了修订版；1990年，中国石化总公司制定了?石油化工企业平安评价实施方法?；1992年，原化工部劳保所制订了?化工厂危险程度分级方法?；同年国家教委将“重大危险源的评价与宏观控制技术研究〞[21~23]列为国家“八五〞科技攻关方案的内容；1994年，北京燕山石化公司和原化工部劳保所共同制定了?石化装置平安评价细那么?[24]；1996年，中国石油天然气总公司炼化局提出?炼油〔化工〕厂平安性综合评价方法?[25]等。尽管国内外已研究开发出了几十种风险评价方法和商业化的风险评价软件包，但由于风险评价涉及的学科知识比拟广泛，另外，风险评价指标及其权值的选择与生产技术水平、平安管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化背景等因素密切相关，因此，每种评价方法都有一定的使用范围和限度。因此如何更好地将国外的研究成果以及经验和技术应用到我国的管道工程中来是值得我们研究的重要问题。与广泛性储配站是现代重要的设备之一，在工业生产和城市建设中，储配站的应用非常广泛。随着我国石油、化工、冶金、电力、机械及城市燃气和供热等行业的迅速开展，特别是压力管道的重要性日益显现。作为储输系统，由于它所属介质的多样性，如具有易燃、易爆、有毒、腐蚀性和高温、高压等性质，极易发生泄漏、爆炸、燃烧及中毒等事件。这些事件的发生，往往会给人们生命财产造成损失并对环境造成污染，所以确保压力管道平安运行，一直是人们关注的焦点。埋地压力管道涉及企业厂区的工业管道、输送油气的长输管道和城市燃气管道，它们会给地面设施和人员带来隐蔽性潜在危险，对工业平安生产和人们生活以及社会稳定威胁极大。由于这类管道的情况复杂，检测、维护和对风险的辨识都非常困难，确保它们的平安运行在当代城市建设和工业平安生产中是一个至关重要而且必须解决的问题。储配站风险评价技术是以诱发管道事故的各种因素为依据，以影响因素开展成危险的可能性为条件，以事故后果造成的综合经济损失为评估指标对在设燃气管道的运行平安程度进行综合评价[26]。根据评价结果的量化程度可把风险评价方法分为三大类，即：定性风险评价方法、半定量风险分析方法、定量风险分析方法[27,28]。定性方法。定性风险评价的主要作用是找出管道系统存在哪些事故危险，诱发管道事故的各种因素所处状态，以及这些因素在何种条件下会导致管道失效事故的发生和对系统产生的影响程度，从而最终确定控制管道事故的措施。管道的定性风险技术是基于决策科学和贝叶斯统计理论的决策分析方法。其特点是不必建立精确的数学模型和计算方法，不必采用复杂的强度理论和现代分析手段，不必具有完备充分的数据库系统。它是在有经验的现场操作人员和专家意见的根底上进行评判。传统的定性风险评价方法有平安检查表法〔SafetyCheckList，SCL〕、预先危险性分析法〔PreliminaryHazardAnalysis，PHA〕、危险可操作性研究〔HazardandOperabilityStudy，HAZOP〕、失效模式、后果与严重度分析法〔FailureModes,EffectsandcriticalityAnalysis，FMECA〕等方法。此类方法的优点是简单、容易掌握、便于操作，且评价过程和结果直观，可以清楚地表达出来管道的当前情况。其使用局限是评价结果不能量化。定量方法。定量风险分析是管道风险分析的高级阶段，也可叫做概率风险评价〔ProbabilisticRiskAssessment，PRA〕，它是将产生管道事故的各类因素处理成随机变量或随机过程，通过对单个事件概率的计算得出油气管道的最终事故的发生概率，然后再结合量化后事故后果计算出管道的风险值。定量风险分析一般是在定性风险分析的根底上进行的，它主要是对定性分析中已识别出的风险水平较高的故障类型进行详细地定量评价。由于引起管道失效的故障类型比拟复杂，因此，管道风险评价技术需要利用概率结构学、有限元方法、断裂力学、可靠性技术与各种强度理论来对在役管线的剩余寿命和剩余强度进行定量分析。故障树分析方法〔FaultTreeAnalysis，FTA〕、事件树分析方法〔EventTreeAnalysis，ETA〕等都是这类方法。定量风险分析方法在评价的过程中有充足的理论依据，结果准确可靠。它与定性风险技术的不同在于必须在大量的设计资料、施工和竣工资料、运行资料的根底之上，建立完善的数据库管理系统，并掌握裂纹缺陷的扩展规律和管材的腐蚀速率，由此运用确定性的和不确定性的方法来建立评估的数学模型，然后进行分析求解，其结果的精确性将取决于原始数据的完整性、数学模型的精确性和分析方法的合理性。这类方法要求数据准确、充分，但通常要消耗大量的人力和物力。半定量方法。半定量风险评价方法那么介于定量风险评价方法与定性风险评价方法之间。管道风险的半定量分析法是以风险的数量指标为根底，对管道事故损失后果和事故发生概率按权重值各自分配一个指标，然后用加和除的方法将两个对应事故概率和后果严重程度的指标进行组合，从而形成一个相对风险指标。半定量方法允许使用一种统一而有条理的处理方法把风险划分成等级。美国DOW公司的火灾爆炸指数法、英国帝国化学公司蒙德工厂的蒙德评价法、日本的六阶段平安评价法、我国化工厂的危险程度分级法都是这类方法。半定量风险评价方法，因其所需原始数据较少、评价本钱较低，因此许多国家在开发管道风险评价分析技术的初期都是从半定量评价法开始的，并且管道风险评价大多数仍处于半定量评价的技术水平。现在我国应用较广泛的半定量管道风险评价方法出的评分法，也称指数法[9][29~31]。从前面的表达可知，Muhibaue:建立的风险模型，确立的风险因素与我国的实际情况不甚相同，或而不准确。因此要求我们从风险分析的根本步骤出发，收集可靠的数据资料，找出所有影响因素和关键因素，选取适当的方法建立风险模型，定出评分标准，以便使建立的风险模型具有一定的普遍性和准确性。在建立风险模型时，采用了故障树分析法。故障树分析是先指定系统中一个不希望发生的状态(通常从平安的观点来看它是很关键的)，然后在一定的环境与工作条件下，对系统进行分析，从而找出不希望事件发生确实切方式。故障树本身就是一些故障的各种并联合顺序组合的图示模型。这些各种将导致预先定义的不希望事件的发生，他们可能是与部件中硬件失效、人的误操作以及可能导致不希望事件发生的其他任何有关事件相联系的事件。这样，故障树就是描述导致不希望事件(即故障树的顶事件)发生的根本领件的内在逻辑关系降’61。故障树并不是一个包括所有可能的系统失效或所有系统失效原因的模型，它关心的只是相应于某特定系统失效模式的顶事件。这样故障树也就是只包含那些对顶事件有奉献的故障，而且这些故障并不是全部所有的故障—它们只包含那些分析者认为最可能发生的故障。还需要指出的是故障树本身并不是一个定量模型，它是一个可以进行定量计算的定性模型。当然就定性这方面讲，实际上对所有类型的系统模型都是正确的。故障树是一个容易进行定量计算的模型这一事实并不能改变它本身是一个定性模型的这种性质。故障树是由许多“门〞串联、并联而成。这些门起着传递故障逻辑关系的作用。它说明造成高一级事件发生的低一级事件之间的关系。高一级事件是门的输出，低一级事件是门的输入。门的符号表示造成输出事件的那些输入事件间的相关类型。该模型是在独立性假设的根底上建立的。即影响风险的各因素是独立的，亦即每个因素对立影响风险的状态，总风险是各独立风险的总和。一、管网系统故障树的建立天然气管网系统的顶事件为管道失效(管道泄漏或断裂)，按照系统风险分析的一般方法及有关管道的技术理论，可确定各风险事件对风险顶事件的关系，从而建立管道失效的故障树，如图2.1所示。为了进一步明确故障树中各风险事件的影响因素、及其相互关系，应用以上分析方法，分别建立各风险事件的故障树如下:故障树建立由于天然气管网系统中的管道大都位于繁华街区，且具有隐蔽性。增大了建设、挖沟等作业失误引发管道失效的可能性。同时，可能发生的盗气现象也不容无视。因此对其进行风险分析时，必须对第三方破坏予以充分的重视。影响第三方破坏这一风险事件的主要因素包括:覆盖层的最小深度、所在区域的活动水平、管道的地上附属设施、附近地区的公众教育、管道的用地标志、巡线的频率及巡线工的素质等。根据天然气管网系统的具体特点，结合现场调研，应用系统风险分析理论，建立第三方破坏的故障树如图2.2所示。鉴于天然气管网系统的特点，腐蚀失效是其失效的一种主要方式。一般来说，管道的腐蚀有内腐蚀和外腐蚀两种形式。管道的内腐蚀是由于输送的物质含有腐蚀性介质引起的;外腐蚀是由于土壤或水的腐蚀所引起的。腐蚀的严重程度一方面取决于内、外介质腐蚀性的强弱程度;另一方面取决于防护措施是否得力。此外，还应对及机械腐蚀现象予以重视。当结构受到交变应力作用时，会加速其腐蚀失效。影响内腐蚀的主要因素包括:介质腐蚀性、内保护层及其他内防腐措施等。影响外腐蚀的主要因素包括:大气腐蚀(附属设施引起的大气腐蚀、大气类型、包覆层等);管道腐蚀(阴极保护、包覆层状况、土壤腐蚀、系统运行年限、其他埋设物腐蚀、电流干扰、机械腐蚀、管—。虽然标题为“设计〞，而这里许多要素实际上却是反映运行状况的参数。将设计指数作为标题，是因为所有的操作运行均应纳入设计的考虑范围。因此，主要评价的是违反临界设计参数运行环境。影响设计因素风险的下层事件包括:管道平安因素、系统平安因素、疲劳因素、水击可能性、水压试验、土壤移动情况等。根据以上对天然气管网系统的设计误操作这一风险事件及其影响因素和相互之间影响关系的分析，依据现场调研中对有关问题的认识，参阅有关资料、文献、结合有关间接经验和直接经验，应用系统风险分析理论和相关技术理论，建立设计误操作故障树，如图2.4所示。根据有关文献资料，对于工程工程因人员误操作而引发的事故量，占总事故量的70%左右。因此，在对天然气管网系统的风险分析与评估中，人员误操作也将是一个重要的风险源。有关人员误操作包括以下四个重要的方面(或过程):设计误操作、施工误操作、运行误操作、维护误操作。影响设计误操作的主要因素包括:设计与监督水平、平安系统、客户设施出现超压等。影响施工误操作的主要因素包括:施工与监督水平、连接、回填、包覆层等。影响运行误操作的主要因素包括:运营状况、机械故障预防装置等。影响维护误操作的主要因素包括:文件检查、方案检查、超压装置维护、规程检查、事故应急处理等。根据以上对天然气管网系统的人为误操作这一风险事件及其影响因素和相互之间影响关系的分析，依据现场调研中对有关问题的认识，参阅有关资料、文献并结合有关间接经验和直接经验，应用系统风险分析理论和相关技术理论，建立人员误操作故障树，如图2.5所示。第三章事故后果评价方法研究由于天然气具有易燃易爆的危险性，管输天然气一旦发生泄漏，将与空气混合形成混合气云，到达燃烧爆炸下限，如遇到火源，就有可能发生火灾或者爆炸，导致人员伤亡和严重的财产损失。因此，需要对天然气的火灾、爆炸的潜在危险区进行预测，以制定平安防范和应急救援措施。灾害范围确实定对风险评价的合理性及所提出的风险管理措施的可行性起着决定的作用。如果危害范围划得过大，在风险管理即在选择并实施降低风险的行动时，就会因投入过多的人力、物力而造成不必要的浪费;反之，危害范围划得过小，对危害事故的准备缺乏，事故一旦发生时，会造成损失。由于气体的可压缩性很大，造成泄漏孔附近在较长时间内保持较高的能量，在特定的条件下可导致泄漏孔由小变大，以至于管道完全破裂。压力较高时，气体泄漏持续时间较长。天然气管道泄漏会造成不同的后果，其中有些事故对失效地点附近的居民和财产有着巨大的威胁。对于特定的管道而言，灾害类型以及相关的破坏形式取决于管道的失效模式(即泄漏或断裂)、气体的泄漏方式(即垂直或倾斜喷射、有阻挡或无阻挡喷射)和燃烧时间(即立即燃烧或延迟燃烧)。天然气具有漂浮的特性，泄漏后假设未受到阻碍，那么会把附近的大量空气卷吸到气体中，从而使气体浓度降低，在爆炸极限附近具有危险性。天然气管道泄漏引发的灾害主要是火灾和爆炸。而爆炸引起火灾或火灾中产生爆炸是天然气火灾的主要特点。火灾和爆炸虽属两种不同性质的事故，但由于连锁反响及其因果关系往往会同时出现或连续发生，故常常把两者合称为火灾爆炸。管道泄漏引发火灾爆炸有很多影响因素，有人为操作、工艺条件方面的，也有行政管理、技术业务方面的、从消防角度分析，天然气管道输送过程中客观存在的发生火灾和爆炸事故的因素可以概况为以下几个方面:一、介质具有易燃易爆的特点，一旦遇上火源极易发生燃烧或爆炸，且火势凶猛，传播速度快。二、天然气管道输送具有连续化、自动化的特点，一旦通路受阻或运行中断，就会引起连锁反响，造成消灭性的灾害。三、天然气输送管道纵横贯穿，一旦发生火灾，不仅会引起连锁反响，而且涉及面大，易形成立体火灾，增加扑救难度，导致严重损失。这些潜在的危险因素，在操作条件发生变化、工艺受到干扰而产生异常或因为人为因素等原因造成误操作时，就会开展成为灾害性事故。天然气是以气态在管道内流动，一旦泄漏那么可与空气混合形成可燃气云。当该气云到达爆炸极限时，如遇到火源就会发生燃爆。可燃云团发生燃烧后可能出现以下一些不同的燃烧状态:1.形成喷射性的喷射火;2.形成大规模的气云燃烧，甚至导致蒸气云爆炸;天然气管道泄漏而导致的火灾爆炸事故对其周围的人和物造成的伤害和破坏作用主要有以下几个方面:一、冲击波的破坏作用发生爆炸时，将释放巨大的能量，其中大局部能量用于在空气中产生强大的冲击波，冲击波会摧毁其周围的建筑、设备、管道本身等，通常也会造成人员伤亡。随着距离的增加，冲击波在空气中传播会迅速衰减，因此冲击波造成破坏作用的大小随与爆炸中心的距离的增加而减弱。二、热辐射的破坏作用天然气燃烧后将释放出大量的热量，其火焰温度到达1000℃，这些热量主要以热辐射的形式向周围的人和物体传递，从而引起一定区域内的人员烧伤和物体燃烧，附近油气设备的超压爆炸。三、抛出物的破坏作用爆炸除了引起冲击波以外，还会将爆炸过程中的碎片及抛出物以很高的速度抛出，碰上人、物体后会引起被撞击体的破坏。由于抛出物破坏受到管道性质、管道附件建筑物特性等因素的影响，在此不做评估。随着泄漏的不断进行，周围的空气进入泄漏的气体中，使得泄漏气体的体积逐渐增大。假设泄漏的气体一直没有遇到火源，只有混合气团在爆炸极限范围内，混合云团才具有危险性。鉴于此，建立扩散模型如下:一、泄漏气体的体积:一、热通量准那么以热通量作为衡量目标是否被破坏的参数，当目标接收到的热通量大于或等于引起目标破坏所需的临界热通量时，目标被破坏;否那么，目标不被破坏。热通量准那么的适用范围为热通量作用的时间比目标到达热平衡所需要的时间长。二、热辐射伤害概率模型热辐射伤害也常用概率模型描述。关于人的暴露时间，可取305或405，在此时间范围内，在较低的热辐射通量下人可以逃生。暴露时间一般取燃烧持续时间。三、喷射火模型加压的可燃物质泄漏时形成射流，如果在泄漏裂口处被点燃，那么形成喷射火。这里所用的喷射火辐射热计算方法是一种包括气流效应在内的喷射扩散模式的扩展。把整个喷射火看成是由沿喷射中心线上的全部点热源组成，每个点热源的热辐射通量相等。1.点热源的热辐射通量按下式计算:该模型，没有考虑风的影响，因为一般喷射速度比风速大得多。在低压喷射时，风速的影响比拟明显，在下风向接收热量会更多。如果风使喷射火偏离了轴线，那么该模型不适用。在稳态火灾的作用下，由于热作用的时间比目标到达平衡的时间长，采用热辐射强度准那么。表3一1热辐射的不同入射通量所造成的损失一、超压准那么超压准那么认为，爆炸波是否对目标造成伤害是由爆炸波超压唯一决定的，只有当爆炸波超压大于某一临界值时，才会对目标造成一定的伤害。很明显，超压准那么没有考虑正相持续时间。理论和实验都说明，爆炸破坏效应不仅与爆炸超压有关，也与超压持续时间有关，也与超压持续的时间有关，持续时间长那么破坏更大。尽管如此，由于爆炸波超压绒衣测量和评估，所以超压准那么是衡量爆炸破坏效应最常用的准那么。二、蒸气云爆炸伤害模型蒸气云爆炸的能量常用TNT当量描述，即将参与爆炸的可燃气体释放的能量折合为能释放相同能量的，INT炸药的量。这样，就可利用有关TNT爆炸效应的实验数据预测蒸气云爆炸效应。马鞍山市港华燃气气化站风险评价实际应用马鞍山港华燃气实际情况简介主要工艺原理及设备布置危险源辨识划分评价单元用故障树、预先危险评价法、火灾爆炸指数评价法等进行评价评价结论整改措施应急救援预案第五章天然气储配站平安对策措施平安对策措施是风险评价的重要内容之一，在识别出危险有害因素，完成风险评价之后应建立风险预警指标体系。当生产过程中的某种危险接近预警指标、发生平安生产危机时，要采取相应的平安对策措施，防止生产事故的发生，或者通过风险预警指标的监测，判断可能即将发生的事故或灾害，采取平安对策措施，尽量减缓事故或灾害的发生，尽量减少事故或灾害的损失。同时做好应急救援准备，为科学、及时的应急救援提供依据。一、出先遣队伍(由专业技术管理人员和维修队负责人完成):1.现场查看，摸清事故部位和性质，及时上报;2.采取初步控制措施:确定危险区域，并设立警戒线;对现场进行平安检查和监护，防止事故扩大等;3.配合应急调度中心完成工艺方案调整中的现场操作;4.提出现场抢险适合的初步方案，并及时上报;5.配合地方政府队危险区域居民进行疏散。二、通报市地方政府:(由综合后勤人员完成)1.请求公安支援:疏散危险区的居民;2.请求消防支援:防止泄漏天然气着火;3.请求交通支援:隔离危险区内的交通;4.如果现场有人员伤亡，请求120急救支援。三、与现场和上级部门沟通确定现场可行的抢险方案:(由实施组组长负责落实)，按以下措施提前准备:1.对事故段进行截断和放空(先遣队伍配合应急调度中心完成);2.织抢修队和外协单位对事故管段进行处理:放空—泄压—换管焊接—质量检验—恢复流程。四、通知抢修队:(由生产大队长通知，以下由抢修队人员完成)集装设备，半小时内出发;2.责按照抢修方案进行换管的整个工作。五、通知外协单位(由分公司生产运行部通知，以下由外协单位完成):1.照确定的抢修外协方案集装设备，半小时内出发;2.成前期土方开挖和场地准备;3.合抢修队完成换管的各项工作。六、根据现场需求，请求上级支援(由生产大队长与分公司调度中心联系):1.求分公司技术、平安等专业人员到现场(由分公司支持保障组完成)2.求外协队伍(由分公司调度中心完成);3.求设备和备件支持(由分公司支持保障组完成)。炸时应急处理措施一、派出先遣队伍(由专业技术管理人员和维修队负责人完成):1.现场查看，摸清事故部位和性质，及时上报;2.采取初步控制措施:’确定危险区域，并设立警戒线;对现场进行平安检查和监防止事故扩大等;3.配合分公司应急调度中心完成工艺方案调整中的现场操作，尤其要保证现场至正压，防止回火事故发生;4.提出现场抢险适合的初步方案，并及时上报;5.配合地方政府队危险区域居民进行疏散。二、通报市地方政府:(由综合后勤人员完成)1.请求公安支援:疏散危险区的居民;2.请求消防支援:对着火天然气部位进行扑灭;3.请求交通支援:隔离危险区内的交通;4.请求120急救支援:防止人员伤亡。三、与现场和上级部门沟通确定现场可行的抢险方案:(由实施组组长负责落实)按以下措施提前准备:1.对事故段进行截断和放空(先遣队伍配合应急调度中心完成);2.待火势成功扑灭后，组织抢修队和外协单位对事故管段进行处理:放空—注—泄压—换管焊接—质量检验—恢复流程。四、通知抢修队:(由生产大队长通知，以下由抢修队人员完成)1.按照确定的抢修方案集装设备，半小时内出发;2.负责按照抢修方案进行换管的整个工作。五、通知外协单位(由分公司生产运行部通知，以下由外协单位完成):1.按照确定的抢修外协方案集装设备，半小时内出发;2.完成前期土方开挖和场地准备;3.配合抢修队完成换管的各项工作。六、根据现场需求，请求上级支援(由生产大队长与分公司调度中心联系):1.请求分公司技术、平安等专业人员到现场(由分公司支持保障组完成)2.请求分公司联系外协队伍(由分公司调度中心完成);3.请求设备和备件支持(由公司支持保障组完成)。一、储运队人员首先自救和初步控制:(由储运队人员完成)1.首先找到泄漏源，关断上游阀门，使燃烧终止。2.可利用阀组内消防灭火剂对有把握的火苗进行扑灭。(如果火势太大，紧急状况下，队长要立即组织阀组人员撤离按逃生方向疏散);3.配合先遣队伍和消防部门进行现场控制。二、派出先遣队伍(与站内人员共同进行):1.现场查看，摸清事故部位和性质，及时上报;2.采取初步控制措施:确定危险区域，并设立警戒线;对现场进行平安检查和监护，防止事故扩大等;3.提出现场抢险适合的初步方案，并及时上报;4.配合地方政府队危险区域居民进行疏散。三、通报地方政府:(由综合后勤人员完成)1.请求公安支援:疏散危险区的居民;2.请求消防支援:对着火部位进行扑灭;3.请求交通支援:隔离危险区内的交通;4.请求120急救支援:防止人员伤亡。四、与现场和上级部门沟通确定现场可行的抢险方案:(由实施组组长负责落实)1.对事故段进行截断和放空(先遣队伍配合分公司调度中心完成);2.待火势成功扑灭后，组织抢修队和外协单位对事故现场进行处理:更换事故中毁坏的设备和管线。五、通知抢修队:(由生产大队长通知，以下由抢修队人员完成)备，半小时内出发;2.负责按照站场抢修方案进行的整个站场的恢复工作。六、通知外协单位(由分公司生产运行部通知，以下由外协单位完成):1.按照确定的抢修外协方案集装设备，半小时内出发;2.完成前期土方开挖和场地准备;3.配合抢修队完成设备和管线更换的各项工作。七、根据现场需求，请求上级支援(由生产大队长与分公司调度中心联系):1.请求分公司技术、平安等专业人员到现场(由分公司支持保障组完成)2.请求设备和备件支持(由分公司支持保障组完成)。一、派出先遣队伍(由专业技术管理人员和维修队负责人完成):1.现场查看，摸清事故部位和性质，及时上报;2.采取初步控制措施:确定危险区域，并设立警戒线;对现场进行平安检查和监护，防止事故扩大等;3.配合分公司调度中心完成工艺方案调整中的现场操作;4.提出现场抢险适合的初步方案，并及时上报;二、通报地方政府:(由综合后勤人员完成)通报事故信息和可造成的危害，请地方政府作好支援准备。三、与现场和上级部门沟通确定现场可行的抢险方案:(由实施组组长负责落实按以下措施提前准备:1.对事故段进行降压运行(先遣队伍配合分公司调度中心完成);2.组织抢修队和外协单位对事故管段进行处理:封堵—放空—注氮—泄一换管焊接—质量检验—恢复流程。四、通知抢修队:(由生产大队长通知，以下由抢修队人员完成)1.按照确定的抢修方案集装设备，半小时内出发;2.负责按照抢修方案进行换管的整个工作。五、通知外协单位(由分公司生产运行部通知，以下由外协单位完成):1.按照确定的抢修外协方案集装设备，半小时内出发;2.完成前期土方开挖和场地准备;3.配合抢修队完成换管的各项工作。六、根据现场需求，请求上级支援(由生产大队长与分公司调度中心联系):1.请求调派外协队伍立即前往现场(分公司调度中心完成);2.请求分公司技术、平安专业人员到现场(由公司支持保障组完成)3.请求外协队伍(由分应急调度中心完成);4.请求设备和备件支持(由分公司支持保障组完成)。.平安对策措施平安对策措施是要求设计单位、生产单位、经营单位在工程设计、生产经营、管中采取的消除或减弱危险、有害的技术措施和管理措施，是预防事故和保障整个生经营过程平安的对策措施。平安对策措施的根本要求在考虑、提出平安对策措施时，应满足以下根本要求:1.能消除或减弱生产过程中产生的危险、危害;2.处置危险和有害物，并降低到国家规定的限值内;3.预防生产装置失灵和操作失误产生的危险、危害;4.能有效地预防重大事故和职业危害的发生;5.发生意外事故时，能为遇险人员提供自救和互救条件。平安对策措施应遵循的原那么制定平安对策措施时，应遵循如下原那么:一、按平安技术措施等级顺序选择平安技术措施当平安技术措施与经济效益发生矛盾时，应优先考虑平安技术措施上的要求，并按以下平安技术措施等级顺序选择平安技术措施。平安技术措施。生产设备本身应具有本质平安性能，不出现任何事故和危害。平安技术措施。假设不能或不完全能实现直接平安技术措施时，必须为生产设备设计出一种或多种平安防护装置(不得留给用户去承当)，最大限度地预防、控制事故或危害的发生。平安技术措施。间接平安技术措施也无法实现或实施时，须采用平安操作规程、警示标志等措施，警告、提醒作业人员注意，以便采取相应的对策措施或紧急撤离危险场所。4.假设间接、指示性平安技术措施仍然不能防止事故、危害发生，那么应采用平安操作规程、平安教育、平安培训和个体防护用品等措施来预防、减弱系统的危险、危害程度。二、根据平安技术措施等级顺序的要求应遵循的具体原那么1.消除。通过合理的设计和科学的管理，尽可能从根本上消除危险、有害因素。2.预防。当消除危险、有害因素有困难时，可采取预防性技术措施，预防危险、危害的发生，如使用平安阀、平安屏护、平安电压、防爆膜、事故排放装置等。3.减弱。在无法消除危险、有害因素和难以预防的情况下，可采取降低危险、危害的措施，如加设局部通风排毒装置，生产中以低毒性物质代替高毒性物质，采取降温设施，设置避雷、消除静电、减振、消声等装置。4.隔离。在无法消除、预防、减弱的情况下，应将人员与危险、有害因素隔离开和将不能共存的物质分开，如遥控作业，设平安罩、