工程风险辨识

第五章工程风险辨识——危险性分析第一节物质危险性一、危险物质及其分类一种物质或几种物质的混合物，如果具有导致腐蚀、毒害、爆炸、火灾、损伤人们肌体、污染环境、破坏建筑物或构筑物，以及放射性的特性，则此类物质被称为危险物质。1、危险化学物质分类法：

（1）爆炸物质——指在外界作用下（如受热、受摩擦、撞击等），能发生剧烈化学反应，瞬时产生大量气体和热量，使周围压力急剧上升发生爆炸，对周围环境造成破坏的物质。按其爆炸性大小，爆炸物质分为如下5类：具有整体爆炸危险的物质具有抛射危险，但无整体爆炸危险的物质具有燃烧危险和较小抛射危险或者两者兼有，但无整体爆炸危险的物质无重大危险的爆炸物质非常不敏感的爆炸物质

（2）压缩气体和液化气体——指压缩、液化或加压溶解的气体，并符合下述情况之一者：临界温度低于50℃，或在50℃时，其蒸气压力大于294kPa的压缩或液化气体温度在21.1℃时，气体的绝对压力大于275kPa的液化气体或加压溶解气体。按其性质可分为易燃气体、不燃气体（包括助燃气体）和有毒气体。

（3）易燃液体——指闭杯闪点等于或低于61℃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体；但不包括由于其危险性已列入其他类别的液体。根据易燃液体的储运特点和火灾危险性大小，《建筑设计防火规范》将其分为甲、乙、丙3类，即甲类——闪点＜28℃

乙类——28℃≤闪点＜60℃

丙类——闪点≥60℃

根据易燃液体的闪点高低，依据《危险货物分类和品名编号》将其分为下列3类，即第1类——低闪点液体，闪点＜-18℃

第2类——中闪点液体，-18℃≤闪点＜23℃

第3类——高闪点液体，23℃≤闪点＜60℃

（4）易燃固体、自燃物质和遇湿易燃物质易燃固体——指燃点低，对受热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃、燃烧迅速，并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体。自燃物质——指自燃点低，在空气中易于发生氧化反应，放出热量，而自行燃烧的物质。遇湿易燃物质——指遇水或受潮时，发生剧烈化学反应，放出大量的易燃气体和热量的物质，有些不需明火，即能燃烧或爆炸。（5）氧化剂和有机过氧化剂氧化剂——指处于高氧状态，具有强氧化性，易分解并放出氧和热量的物质。包括含有过氧化基的有机物，与粉末状可燃物能组成爆炸性混合物，对热、振动或摩擦较为敏感的物质。按其危险性大小，分为一级氧化剂和二级氧化剂。

（6）毒害物质和感染性物质——指进入人体的肌体后，累积达到一定的量，能与人体液和组织发生生物化学作用或生物物理学作用，扰乱或破坏肌体的正常生理功能，引起暂时性或持久性的病理改变，甚至危及人的生命的物品。（7）放射性物质——指反射性比活度大于7.4Bq/kg的物质。按其放射性大小分为一级放射性物质、二级放射性物质和三级放射性物质。（8）腐蚀物质——指能灼伤人体组织并对金属等物品造成损坏的固体或液体。与皮肤接触在24h内出现可见坏死现象，或温度在55℃时，对20钢的表面均匀年腐蚀速率超过6.25mm的固体或液体。按化学性质分为强酸腐蚀物质、碱性腐蚀物质和其他腐蚀物质。按其腐蚀性强弱分为一级腐蚀物质和二级腐蚀物质。2、作为重大危险源辨识的分类法——作为重大危险源辨识的依据。将危险物质分为4类：爆炸性物质易燃性物质活性化学物质有毒物质根据危险物质所处环境——生产场所和储存区，规定它们各个的储存临界量，如果危险物质的数量等于或超过规定的临界量，则判定该物质为重大危险源，多种物质同时储存且每一种危险品均未达到临界量，但满足下面的公式：

式中qi——危险物品i的实际储存量，t；

Qi——危险物品i的临界量，t；

n——单元中危险物品种类数二、物质危险性的辨识考虑四个方面：在生产过程中危险物质来自何方危险物质的类别危险物质的性质危险物质可能导致事故的类型引发火灾、爆炸、毒害、腐蚀等类型事故的物质危险源，往往是安全生产、控制风险的着重点，特别其中的毒物危险性，由于涉及对人们职业性的侵害，更为各国政府重视。根据危险物质辨识的结果，判断物质危险源的属性，综合设备危险性、工艺过程危险性和人因失误造成危险性等的辨识与分析，做出风险等级的评价。本着杜绝特别重大事故，遏制重大事故、减少一般事故发生的方针，制定降低风险的策略，为安全生产、控制风险提供保障——这就是物质危险性辨识的宗旨。第二节设备危险性一、设备危险性辨识1、工艺设备2、电气设备3、特种设备4、设备危险性辨识的依据——首先按照有关法律、法规、规范、标准相关条款进行考察，它是设备危险性判断的依据；其次是根据设备本身的具体情况考察其存在的危险性和可能失效的模式。二、设备危险性辨识调研提纲三、基于危险性分级的设备重要度1、设备重要度共分为4级，按照危险性从高到低的次序，设定重要度系数为5、3、2、0.5；2、影响重要度系数的项目为：介质、操作温度、操作压力，该设备对生产工艺重要程度，失效机理、腐蚀速率，维修费用，历史资料等。3、考虑各设备在生产工艺过程中发挥的作用不同，用“乘数”大小加以区别。“乘数”越大，对生产工艺发挥的作用越大，“乘数”取值为1~4。4、重要度系数与它的“乘数”之积称为“参量”。根据一个设备各个项目“参量”累加和的大小就可确定该设备重要度的级别。5、根据重要度级别的高低进行风险分析与评价并采取不同防范对策。设备重要度度级别级别重要度系数×乘数累加和典型设备I级35以上高温高压和H2环境下的加氢反应器及类似的设备；在苛刻工况条件下运行的设备II级20~35一般的高压设备III级20以下运行工况条件不苛刻，制造竣工检查质量完好，使用过程中几乎没有必要检查的设备第四节工工艺过程程危险性一、道化学学公司火灾灾、爆炸危危险指数法法1、主旨：通过对火灾灾、爆炸指指数的分析析，发现潜潜在火灾和和爆炸的危危险性，及及时向有关关部门报告告采取措施施；量化和预测测火灾、爆爆炸和反应应性潜在事事故的损失失；确定可能引引起事故发发生或使事事故扩大的的危险装置置；提出事故发发生后最大大可能损失失、最大可可能停工日日数和停产产损失的预预测值。一、道化学学公司火灾灾、爆炸危危险指数法法2、计算程序序：该计算是以以对物质危危险性与工工艺过程危危险性的分分析为基准准编制的。。危险指数数体现了物物质及其反反应对工艺艺过程的影影响；危险指数反反映了系统统的最大潜潜在危险和和可能导致致的损失，，未涉及人人因失误和和管理因素素的影响；；计算中所用用数据来源源于以往经经验的统计计，尽管许许多参数都都已量化，，但本质上上仍属于相相对比拟的的结果；计算最终结结果如最大大可能财产产损失、停停产损失等等都折算成成美元表示示，结合我我国国情只只能作为参参考。一、道化学学公司火灾灾、爆炸危危险指数法法3、选取工艺艺单元：完整的设计计方案、工工艺流程图图等技术资资料；导致火灾、、爆炸等事事故的历史史资料；资金单价（（美元/m2）;危险物质数数量资料；；操作工况资资料，如温温度、压力力等；关键的单元元操作资料料和主要设设备资料；；能量资料、、包括生产产过程中潜潜在化学能能和其他形形式的能量量；该方法对于于处理物质质数量也有有限制：对工业生产产而言，易易燃、可燃燃或反应性性化学物质质不少于2268kg或2.27m3；对中间试验验而言，易易燃、可燃燃或反应性性化学物质质不少于454kg或0.454m3；一、道化学学公司火灾灾、爆炸危危险指数法法4、确定物质质系数：物质系数（（MF）是表述物物质由燃烧烧或其他化化学反应引引起的火灾灾、爆炸过过程中所释释放能量大大小的内在在特性，是是一最基础础的数值。。确定物质质系数时，，要研究工工艺单元中中所有操作作环节（如如开车、操操作、停车车过程中最最危险物质质的泄漏及及运行中的的工艺设备备）的工况况，并确定定最危险的的物质和最最危险的状状态。物质系数是是由美国消消防协会规规定的NF和NR（分别代表表物质的易易燃性和化化学不稳定定性）决定定的，可查查表求取。。5、确定工艺艺单元危险险系数工艺单元危危险系数F3包括一般工工艺危险系系数F1和特殊工艺艺危险系数数F2。构成工艺艺危险系数数的每一项项都可能引引起火灾或或爆炸事故故的扩大。。计算工艺单单元危险系系数F3中的各项系系数时，应应选择物质质在工艺单单元中所处处的最危险险状态。可可以考虑的的状态有开开车、连续续运行和停停车。应防防止对过程程中的危险险进行重复复计算，因因为在确定定物质系数数时已选取取了单元中中最危险的的物质，并并据此进行行火灾、爆爆炸分析，，即已考虑虑到实际上上可能发生生的最坏状状况。一般工艺艺单元危危险系数数F1是确定事事故损害害大小的的主要因因素之一一；特殊殊工艺危危险系数数F2是导致火火灾、爆爆炸事故故的主要要因素。。工艺单元元危险系系数F3=F1×F2一、道化化学公司司火灾、、爆炸危危险指数数法6、确定火火灾、爆爆炸危险险指数（（F&EI）易燃物质质如果泄泄漏引起起火灾，，可能生生成冲击击波或燃燃爆，会会使设备备、管道道遭受破破坏，也也可能由由于可燃燃物能量量释放发发生二次次事故。。火灾、、爆炸危危险指数数主要用用于估计计生产过过程中火火灾、爆爆炸造成成破坏程程度。火灾、爆爆炸危险险指数（（F&EI）=工艺单元元危险系系数F3×物质系数数（MF）火灾、爆爆炸危险险指数按按其数值值的大小小分为若若干等级级，以表表示危险险的不同同程度F&EI值1~6061~9697~127128~158>159危险等级最轻较轻中等很大非常大一、道化化学公司司火灾、、爆炸危危险指数数法7、确定暴暴露面积积确定暴率率面积前前，首先先要确定定暴露半半径。它它可以按按0.84F&EI或从图表表中查出出。以工工艺设备备的关键键部位为为中心，，以暴露露半径为为半径的的圆，表表明了生生产单元元危险区区域的平平面分布布，每一一个被选选定的工工艺单元元都可以以画出这这样一个个圆。工艺单元元如果是是小设备备，以该该设备的的中心为为圆心，，以暴露露半径为为半径画画圆。如如果设备备较大，，则以设设备表面面向外量量取暴露露半径，，然后画画圆。在在实际情情况下，，暴率区区域的中中心常常常是泄漏漏点，经经常发生生泄漏的的点是排排气口、、膨胀节节和装卸卸料连接接处等部部位，它它们均可可以作为为暴露区区域的圆圆心。暴露区域域面积S=∏R2（R为暴露半半径）实际暴露露区域面面积=暴露区域域面积S+所选定的的工艺单单元面积积暴露区域域意味着着其内的的设备将将会暴露露在本单单元发生生的火灾灾、爆炸炸环境中中。为了了估计这这些设备备在火灾灾、爆炸炸中遭受受的损坏坏，要考考虑实际际影响的的空间大大小。该该空间的的体积假假设是一一个绕着着工艺单单元的圆圆柱体体体积，其其底面积积是暴露露区域面面积，高高度等于于暴露半半径。该该体积的的大小表表征了发发生火灾灾、爆炸炸事故时时生产单单元所承承受风险险的大小小。值得注意意的是，，火灾、、爆炸的的蔓延并并不是一一个理想想的圆，，故在各各个方向向上造成成的破坏坏往往并并不相同同，即破破坏情况况受设备备位置、、风向及及排放装装置等的的影响，，这些都都是编制制损失预预防策略略的基本本依据。。一、道化化学公司司火灾、、爆炸危危险指数数法8、计算安安全补偿偿系数安全补偿偿系数C由工艺控控制措施施系数C1，危险性性隔离系系数C2,和防火措措施系数数C3，三者组组合而成成C=C1C2C39、暴露区区域内财财产价值值暴露区域域内财产产价值可可由区域域内含有有的财产产（包括括存在的的物料））的更换换价值来来确定，，即更换价值值=原来来成成本本×0.82××增长长系系数数式中中，，0.82是考考虑虑到到事事故故发发生生时时，，有有些些成成本本不不会会遭遭受受损损失失或或无无需需更更换换得得价价值值，，如如场场地地平平整整、、道道路路、、地地下下管管线线、、地地基基、、工工程程费费等等。。增增长长系系数数则则是是考考虑虑了了涨涨价价、、设设备备折折旧旧等等因因素素，，由由工工程程预预算算专专家家计计算算。。计算算财财产产的的更更换换价价值值时时，，需需计计算算存存在在物物料料及及设设备备的的价价值值。。储储罐罐内内的的物物料料量量按按其其容容积积的的80%计算算；；塔塔器器、、反反应应器器等等计计算算存存在在量量或或按按与与之之相相连连物物料料储储罐罐的的物物料料量量，，也也可可用用15min物流流量量或或其其有有效效容容积积计计算算。。物料料的的价价值值要要根根据据制制造造成成本本，，可可销销售售产产品品的的销销售售价价及及废废料料的的损损失失来来确确定定。。一、、道道化化学学公公司司火火灾灾、、爆爆炸炸危危险险指指数数法法10、危危险险系系数数的的确确定定危险险系系数数表表示示单单元元中中物物料料泄泄漏漏或或反反应应能能量量释释放放所所引引起起的的火火灾灾、、爆爆炸炸事事故故的的综综合合效效应应。。11、基基本本最最大大可可能能财财产产损损失失（（B-MPPD）基本本最最大大可可能能财财产产损损失失是是假假定定没没有有使使用用任任何何一一种种安安全全措措施施的的事事故故损损失失。。它它是是根根据据以以往往积积累累经经验验数数据据确确定定的的，，计计算算式式为为B-MPPD=更换换价价值值×危害害系系数数12、实实际际最最大大可可能能财财产产损损失失（（A-MPPD）实际际最最大大可可能能财财产产损损失失表表示示在在采采取取适适当当的的安安全全防防护护措措施施后后，，事事故故造造成成的的财财产产损损失失。。计计算算式式为为A-MPPD=B-MPPD××安全全措措施施补补偿偿系系数数一、、道道化化学学公公司司火火灾灾、、爆爆炸炸危危险险指指数数法法13、最最大大可可能能工工作作日日损损失失（（MPDO）估算算最最大大可可能能工工作作日日损损失失（（MPDO）是是评评价价停停产产损损失失BI必需需的的一一个个必必需需的的一一个个步步骤骤。。停停产产损损失失常常常常等等于于或或超超过过财财产产损损失失，，这这取取决决于于物物料料储储备备和和产产品品的的需需求求情情况况。。最最大大可可能能停停工工天天数数（（MPDO）可根根据其其与实实际最最大可可能财财产损损失A-MPPD关系求求出。。必须指指出，，相关关资料料的图图表是是以1986年为基基准计计算的的，按按照化化学工工业装装置指指数，，到1995年，应应将基基准乘乘以1.188。14、停产产损失失（BI）式中，，BI按美元元计的的停产产损失失，VPM为每月月产值值；0.7表示固固定成成本和和利润润，如如尽管管停产产，但但水、、电、、原材材料等等30%无损失失，故故乘以以0.7。一、道道化学学公司司火灾灾、爆爆炸危危险指指数法法15、生产产装置置危险险分析析汇总总地区/国家：部门：场所：位置：生产单元：操作类型：评价人：生产单元总替换价值：日期：工艺单元主要物质物质系数MF火灾、爆炸危险指数F&EI影响区域内财产价值/百万美元B-MPPD/百万美元A-MPPD/百万美元停工天数MPDO/天停产损失BI/百万美元第五节节人人因因失误误一、概概述概念:也称为为人为为因素素失误误.它的含含义是是生产产过程程装置置或系系统运运行时时,人为因因素素导致致的失失误。。这里里所谓谓的人人为因因素是是指与与人特特性性有关关的特特征，，包括括生理理、心心理、、精神神、学学识、、技能能等。。人因失失误与与人人的可可靠性性相相关，，它们们是是矛盾盾统一一体互互相关关联的的两个个侧面面。人人因失失误可可用人人的可可靠性性函数数表示示。人人的可可靠性性分析析是以以分分析、、预测测和预预防人人因失失误为为研究究核心心，以以期在在系统统或装装置运运行过过程中中，达达到将将人因因失误误概率率减少少到可可接受受的最最低限限度。。人因失失误研研究的的技术术路线线：人机可可靠性性技术术路线线——将人人作为为系统统的一一个单单元，，与系系统其其他单单元或或串联联或并并联或或作为为冗冗余单单元，，按照照可靠靠性工工程学学原理理，对对人因因失误误进行行分析析或预预测；；若涉涉及系系统状状态变变化，，则则按马马尔科科夫随随机过过程处处理理。人为可可靠性性技术术路线线——将人本本身条条件件及其其所处处的状状态作作为影影响失失误的的因素素，这这些因因素素的变变化直直接或或间接接影影响系系统可可靠性性变化化。按按照心心理学学和社社会学学的的方法法，求求取各各因素素对对系统统失误误的的权重重，，进而而可以以求得得系统统可靠靠性预预测结结果。。人因失失误用用人失失效概概率度度量。。它的的含义义是：：人在在规定定条件件下和和规定定时间间内不不能完完成规规定任任务的的概率率，记记为Fe(t),其中t为时间间。人可靠靠性用用人可可靠度度度量量。它它的含含义是是：人人在规规定条条件下下和规规定时时间内内完成成规定定任务务的概概率，，记为为Re(t)。Fe(t)+Re(t)=1二、人人因失失误产产生的的原因因1、压力力——影响人人因因失误误的重重要因因素。。中中等压压力力有利利于提提高人人的功功效，，达到到人人可靠靠度最最高水水平。。人承受受的压压力,一般由由于个个人的的心思思、生生理承承受能能力或或职业业刺激激引起起。前前者如如健康康情况况不佳佳，从从事自自己不不屑去去做的的工作作，不不具备备完成成现在在任务务的知知识和和技能能等。。后者者所谓谓的职职业刺刺激，，包括括在超超负荷荷情况况下，，任务务要求求超过过个人人的能能力；；职业业性质质不适适合，，怀才才不遇遇，没没有施施展自自己才才华的的机会会；工工作重重复不不感兴兴趣；；职业业环境境不佳佳，机机构不不健全全，分分工不不明确确，人人际关关系复复杂；；工作作条件件恶劣劣，噪噪声、、采光光不符符合要要求，，粉尘尘、烟烟雾、、空气气污染染等。。影响人人因失失误并并与人人承受受压力力相关关的因因素是是对意意外现现象的的应对对。二、人人因失失误产产生的的原因因2、人的的行为为与心心理状状态人因失失误指指的是是人的的行为为结果果偏离离了规规定的的目标标或超超过了了可以以接受受的界界限并并产生生了不不良的的结果果。人的行行为模模式：：刺激人人体体行行为为反应应行行为完完成生产环环境中中的作作业条条件，，形成成对人人感知知的刺刺激，，根据据人的的个性性，刺刺激形形成人人的动动作、、语言言、表表情、、思考考等的的行为为反应应，然然后做做出决决策（（行为为完成成），，决策策可能能是正正确的的，也也可能能是错错误的的。人的行行为与与人的的心理理状态态息息息相关关。从从事生生产作作业人人员在在复杂杂的人人、机机、环环境系系统中中，心心理活活动的的反应应对安安全生生产至至关重重要。。心理理不健健康是是导致致人因因失误误的主主要原原因之之一。。二、人人因失失误产产生的的原因因2、人的的行为为与心心理状状态人因失失误的的原因因（按按照人人们心心理状状态的的差异异来划划分））：信息输输入失失误信息处处理失失误信息输输出失失误心理紧紧张的的失误误人的行行为模模型：：静态模模型——用人体体静态态测量量参数数来分分析人人体动动作范范围和和作业业姿势势，从从而确确定在在系统统作业业区域域中人人的空空间适适应性性和对对人因因失误误产生生的影影响。。动态模模型——主要是是探讨讨人的的协调调与控控制功功能。。通过过人机机传递递函数数的调调整，，寻求求系统统特性性。三、人人因失失误的的预测测1、数据据的获获取普遍使使用的的人因因失误误数据据库——人员可可靠性性分析析手册册。在实际际工作作中，，人因因失误误数据据也可可以用用下列列方法法进行行收集集：直接观观测进进行数数据收收集，，主要要是通通过模模拟实实验得得到数数据。。通过对对事故故调查查记录录的分分析得得到数数据。。专家判判断或或者专专家判判断与与贝叶叶斯方方法相相结合合获取取数据据。2、人因因失误误率预预测法法危险性性辨识识定性评评价定量评评价提出必必要的的建议议三、人人因失失误的的预测测3、人机机可靠靠性预预测法法它将人人——机系统统中的的人看看作系系统中中的一一个部部件，，按照照可靠靠性理理论，，建立立人行行为的的失误误模型型。he(t)表示人人为失失误率率，它它的含含义是是装置置或系系统运运行中中，在在[0，t]时间段段内没没有发发生人人为失失误，，而在在[t,t+dt]时间段段内发发生生人为为失误误的条条件概概率。。在[0，t]时段内内没有有发生生人为为失误误，可可用人人可靠靠度Re(t)表示，，在dt时间内内发生生人因因失误误，可可用可可靠度度降低低表示示，即即，，按按条件件概率率公式式得三、人人因失失误的的预测测4、荣克克人因因失误误预测测法（（适用用于设设备制制造或或装配配过程程中，，需要要进行行多种种工序序作业业的场场合））假设有有n个工序序，各各个工工序的的操作作都是是独立立的，，其中中第i个工序序有mi种失效效模式式。第第i个工序序在整整个工工作中中不只只操作作一次次，而而是操操作si次。令：事件A为设备制造或或装配整个任任务失效，概概率记为P（A）事件B为第i个工序作业时时发生第k种模式的失效效，概率记为为P（B）；第i个工序作业时时发生第k种失效模式造造成整个任务务失效的条件件概率为P（A｜B）。三、人因失误误的预测4、荣克人因失失误预测法按照全概率公公式有三、人因失误误的预测5、事故处理过过程中人因失失误预测这里指的是