含硫气田开发危险有害因素辨识与安全措施课件

含硫气田开发危险有害因素辨识和可能发生的安全事故与安全措施3/23/20230概述含硫气田开发危险有害因素辨识含硫气田开发可能发生的安全事故与安全措施主要内容3/23/20231概述基本术语危害辨识风险评价风险控制3/23/20232材料房泥浆储罐泥浆泵房循环辅助系统值班室办公室废水池泥浆池柴油机房发电机房井控台

生活区（活动房）已钻井图1-2丛式井井场平面布置示意图3/23/20234

图1-3集气站平面布置示意图

放空区污水罐计量、分离工艺装置区仪表控制室井口区加热节流工艺装置区值班休息室

3/23/20235气田水回注及回注工艺

压力式粗滤器沉降罐净水罐压力式精滤器提升泵不合格合格加压泵回注地层内

图2-5回注处理及回注工艺流程

3/23/202363/23/202383/23/20239☆2、危险(Hazard)、风险(Risk)危险是可能造成人员伤害、职业病、财产损失、作业环境破坏或其组合的根源或状态。美国原子能委员会定量地将危险定义如下：危险(损失程度/单位时间)=频率(事故/单位时间)大小(损失程度/事件)

风险是指特定危害性事件发生的可能性以及后果的严重性的结合。3/23/2023103、事故(Accident)：是可能导致人员伤害或财产损失，以及环境破坏的意外事件。A跨过香蕉皮；B踩上香蕉皮，险些滑倒；C踩上香蕉皮，摔碎了酒瓶子；D踩上香蕉皮，摔了一跤，划破了手；E踩上香蕉皮，摔断了手，划破了裤子。3/23/2023124、系统工程中的安全观：危险是绝对的，安全是相对的。S=1-D危险安全当人们讲到安全的时候，实际上是在研究危险；当人们提示危险、消除危险的时候，其目的是要保证安全；3/23/2023131.2风险评价的概念☆1、危害辨识与风险评价

危害辨识

是指识别危害的存在到确定其性质的过程。

风险评价（也称安全评价、危险度评价）风险评价是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断系统发生危险的可能性和严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。3/23/202314☆2风险评价的起源与发展危险评价起源于20世纪30年代的美国保险业；1962年美国国防部空军弹道导弹系统安全工程；1964年是美国道（DOW）化学公司（火灾爆炸评价方法）；1974年英国帝化学公司（ICI）蒙德（Mond）部（是前者的补充与改进）；1974年美国（WASH-1400）（概率危险评价方法对核电站的评价）；1976年日本劳动省我国80年代后期开始。3/23/202316☆3风险评价的内容危害辨识（观察）●新增危险源●危险源变化危险性定量化（确认）●发生概率●危害程度危险性评价判别准则（允许范围）（设定）社会上所允许的危险范围（措施）●降低危险●消除危险风险评价危险源识别危险源控制3/23/202317编制一份业务活动表，其内容包括厂房、设备、人员和程序，并收集有关信息。辨识与各项业务活动有关的主要危害。考虑谁会受到伤害以及如何受到伤害。（2）辨识危害评价现有（或拟定）控制措施情况下的风险（考虑在特定危害中的暴露、控制措施失败的可能性、伤亡或财产损失的潜在后果）。（3）确定风险（1）划分作业活动步骤3/23/202318☆风险评价的目的风险评价的目的查找、分析和预测工程、系统中存在的危险、有害因素及危害程度。提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低的事故率、最少的经济损失和最优的安全投资效益。3/23/202320☆风险评价的意义有助于政府安全监督管理部门对企业的安全生产实行宏观控制；有助于安全投资的合理选择；有助于企业提高安全管理水平；有助于保险公司对企业灾害实行风险管理。3/23/202321☆风险评价的作用可以有效地减少事故和职业危害；可以系统地进行安全管理；发现事故隐患预测事故和失误引起的危险设计和调整安全措施与方案实现最优化的安全措施和不断改进措施可以用最少投资达到最佳的安全效果；可以促进各项安全标准的制定和可靠性数据积累；可以迅速提高安全技术人员的业务水平。3/23/2023222危害辨识3/23/2023242.1

危害辨识概述有助于危害辨识的三个问题：是否存在危害源?谁(什么)会受到伤害?

伤害如何发生?对于所具有的伤害潜能明显可以忽略的危害，毋须用文件记录或予以进一步考虑。3/23/2023253)危险、有害因素的区别危险因素：强调突发性和瞬间作用。有害因素：强调在一定时间范围内的积累作用。有时，对两者不加以区分，统称、危险因素；客观存在的危险、有害物质或能量超过临界值的设备、设施和场所，都可能成为危险因素。3/23/2023282.2危险、有害因素的分类1、危险源的分类分为第一类危险源和第二类危险源两类第一类危险源系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质。第二类危险源导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素，是一些围绕第一类危险源随机发生的现象。3/23/202329常见的第一类危险源（1）产生、供给能量的装置、设备；（2）使人体或物体具有较高势能的装置、设备、场所；（3）能量载体；（4）一旦失控可能产生巨大能量的装置、设备、场所；（5）一旦失控可能发生能量蓄积或突然释放的装置、设备、场所等；（6）危险物质如有毒、有害、易燃易爆物质；（7）生产、加工、储存危险物质的装置、设备、场所；（8）人体一旦与之接触可能导致能量意外释放的物体。3/23/202330第二类危险源包括的内容包括人、物、环境三个方面人为失误（包括决策失误，人机学和过负荷）；物的故障；系统运行的环境：包括温度、湿度、照明、粉尘、通风、噪声、振动等物理环境以及企业和社会的软环境。3/23/2023312、按导致事故和职业危害的直接原因进行分类(6类)物理性危险、有害因素化学性危险、有害因素生物性危险、有害因素心理、生理性危险、有害因素行为性危险、有害因素其他危险、有害因素3/23/202332物理性危险、有害因素

设备、设施缺陷防护缺陷电危害噪声危害振动危害电磁辐射运动物危害明火能造成灼伤的高温物质能造成冻伤的低温物质粉尘与气溶胶作业环境不良信号缺陷标志缺陷其他物理性危险、有害因素3/23/202333化学性危险、有害因素生物性危险、有害因素易燃易爆性物质自燃性物质有毒物质腐蚀性物质其他化学性危险、有害因素致病微生物传染病媒介物致害动物致害植物其他生物性危险、有害因素3/23/202334心理、生理性危险、有害因素行为性危险、有害因素其他危险、有害因素负荷超限健康状况异常从事禁忌作业心理异常辨识功能缺陷其他心理、生理性危险、有害因素指挥错误操作失误监护失误其他错误其他行为性危险、有害因素3/23/2023353、参照事故类别和职业病类别进行分类参照GB6441-86《企业伤亡事故分类》将危险、有害因素分为20类：物体打击车辆伤害机械伤害起重伤害触电淹溺灼烫火灾高处坠落坍塌冒顶片帮透水放炮瓦斯爆炸火药爆炸锅炉爆炸容器爆炸其它爆炸中毒和窒息其他伤害3/23/2023364、按职业病范围分类参照卫生部、原劳动部、总工会等颁发的《职业病范围和职业病患者处理办法的规定》，将危害因素分为生产性粉尘、毒物、噪声与振动、高温、低温、辐射（电离辐射、非电离辐射）、其他危害因素等7类。3/23/202337

5．环境危害因素

（1）生产作业、生活中产生的“水、气、声、渣、放射性”等污染及对生态环境的破坏因素。包括污染源、污染物、数量及影响危害程度和范围；污染对象：大气、水体、土地、矿藏、森林、草原、野生动植物、自然遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。（2）环境对人员健康的影响因素地方病、流行病、传染病、野外作业危害（蚊蝇、虫、蛇等）（3）社会环境如社会治安、风土人情、民俗等3/23/202338

识别环境因素应考虑：

1.三种状态：正常、异常、和紧急状态2.三种时态：过去、现在、将来3.六个方面：（1）大气排放；（2）水体排放；（3）废物管理；（4）土地污染；（5）原材料与自然资源的使用；（6）当地其它环境问题和社区问题3/23/202339

水体中主要污染物：

无机悬浮物:砂粒、炉渣、灰尘；有机污染物无毒：碳水化合物、蛋白质、脂肪；有毒：醛、酮、酚聚氯联苯、芳香族氨基化合物如采用的某些防腐剂、除硫剂等化学药剂、高分子聚合物等。重金属：汞、镉、铅、铬。石油类及油类制品。酸、碱、酚、氰。3/23/202340

大气中主要污染物：

粉尘；硫氧化物（SO2、SO）；氮氧化物；碳氧化物（CO、CO2）；碳氢化物；卤素化合物（HCL、HF）。固体废物：生产中产生的废渣、碎屑、污泥等3/23/202341其它环境污染因素躁声；电磁辐射；放射性物质等。3/23/2023426、环境自然灾害

地震、雷电、暴风雨、泥石流、山洪、山体滑坡等。3/23/2023433.3危害辨识1、危害辨识的主要范围①厂址；②厂区平面布局；③建（构）筑物；④生产工艺过程；⑤生产设备、装置；⑥粉尘、毒物、噪声、振动、辐射、高温、低温等有害作业部位；⑦工时制度、女职工劳动保护、体力劳动强度；⑧管理设施、事故应急抢救设施和辅助生产、生活卫生设施；⑨劳动组织、生理、心理因素、人机工程学因素等。3/23/2023442、危险源辩识的顺序首先辩识第一类危险源，然后围绕第一类危险源来辩识第二类危险源。第一类危险源辩识：考察系统中能量的利用、产生和转换情况，弄清系统中出现的能量或危险物质的类型，研究它们对人或物的危害，在此基础上来辩识危险源。第一类危险源辩识必须与危险源评价结合进行。第二类危险源辩识：围绕第一类危险源找寻可能使其控制措施失效的不安全因素。3/23/2023453、危害辨识的方法直观经验法对照、经验法类比方法系统安全分析方法事件树（ETA）

事故树（FTA）……3/23/2023464、从物质到作业环境进行危害辨识物质危险辨识爆炸品压缩气体和液化气体易燃液体易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物氧化剂和有机过氧化物毒害品和感染物品放射性物品腐蚀品3/23/202347

工艺过程危险有害因素辨识物料输送（静电、过压力、撞击）熔融、干燥（高温、灼烫、火灾、粉尘、爆炸）蒸发、蒸馏（高温、灼烫、火灾、爆炸）冷却、冷凝、冷冻（低温、高温）筛分、过滤（粉尘、爆炸）粉碎、混合（机械伤害、爆炸）3/23/202348专业设备、装置危险有害因素辨识锅炉和压力容器（高温、爆炸）机械设备（机械伤害、噪声）起重设备（坠落、落物）电气设备（触电）作业环境危险有害因素辨识高温、低温振动自然条件（雷电、风爆、地质等）3/23/2023495、重大危险、有害因素的辨识重大危险、有害因素重大危险、有害因素是指能导致重大事故发生的风险、有害因素。ILO《预防重大事故公约》将重大事故分为以下两类：由易燃易爆物质引起的事故由有毒物质引起的事故3/23/2023506、危害辨识注意事项危险、有害因素的分布伤害（危害）方式、途径和范围主要危险、有害因素重大危险、有害因素3/23/2023513、含硫气田开发危险有害因素辨识3/23/202352评价单元的划分：将含硫气田开发为五个大的评价单元：钻井修井单元集输场站单元脱水单元管道单元气田水回注单元。

3/23/202353主要危险、有害因素分析工程施工活动有：钻井作业、天然气采输站场和采输管道敷设。工程生产活动有采气作业、清管作业和气田水回注。主要危险有害物质有：含硫天然气（甲烷、硫化氢、二氧化碳）、二氧化硫、柴油和硫化铁。3.1生产介质的危险、有害性

天然气中的主要成份是甲烷。天然气中各主要烃组分基本性质见表。

作为主要烃组份的甲烷属于《常用危险化学品的分类标准》（GB3690-92）中的气相爆炸物质，泄漏在环境中与空气混合后易达到爆炸极限，此时若遇火或静电可能引起燃烧和爆炸。其爆炸极限范围为5%～15%（体积比）。当空气中甲烷浓度达到10%时，就使人感到氧气不足；当空气中甲烷浓度达25～30%时，可引起头痛、头晕、注意力不集中，呼吸和心跳加速、精细动作障碍等；当空气中甲烷浓度达30%以上时可能会因缺氧窒息、昏迷等。3/23/202354组分项目甲烷乙烷丙烷正丁烷异丁烷其它烃CH4C2H6C3H8C4H10Ci-C4H10C5-C11密度(kg/m3)0.721.362.012.712.713.45爆炸下限%(V)5.02.92.11.81.81.4爆炸上限%(V)15.013.09.58.48.48.3自燃点(℃)645530510490

理论燃烧温度(℃)18302020204320572057

燃烧1m3气体所需空气量（m3）9.5416.723.931.0236.18

最大火焰传播速度(m/s)0.670.860.820.82

表2-1天然气中各主要烃组分基本性质3/23/202355标识中文名甲烷英文名Methane

化学式CH4分子量16.04

ICSC编号0291IMDG规则页码2156

CAS号74-82-8RTECS号PA1490000

UN编号1971危险货物编号21007

EC编号601-001-00-4

理化性质外观与性状无色无臭气体。

溶解性微溶于水,溶于乙醇、乙醚.

主要用途用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造。

熔点（℃）-182.5相对密度（水=1）0.42/-164℃

沸点（℃）-161.5相对密度（空气=1）0.55

饱和蒸汽压（kpa）53.32（-168.8℃）

临界温度（℃）-82.6临界压力（Mpa）4.59

燃烧热（KJ/mol）889.5最小引燃能量（mJ）0.28

毒性及健康危害接触限值中国MAC未制定标准

前苏联MAC300mg/m3

美国TWAACGIH窒息性气体

美国STEL：未制定标准

侵入途径吸入

健康危害1）当空气中甲烷浓度达25—30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等；2）当空气中甲烷浓度更高时，可能使人出现窒息、昏迷等。

燃烧爆炸危险性燃烧性易燃建规火险等级甲

闪点（℃）-188爆炸下限（v%）5

自然温度（℃）538爆炸上限（v%）15

危险特性1）甲烷与空气混合能形成爆炸性混合物，当在爆炸极限范围内遇明火、高热能时引起燃烧爆炸。2）甲烷与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。3）甲烷若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

稳定性稳定。

聚合危害不会出现聚合危害。

禁忌物强氧化剂，如氟、氯等。

灭火方法立即切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器，如果可能应将容器从火场移至空旷处。采用雾状水、泡沫灭火器和二氧化碳灭火器等。

包装储运危险性类别第2.1类（UN类别）

易燃气体

危险货物包装标志4

包装储运储运注意事项储存于阴凉、通风的储存间内，且储存间内温度不宜超过30℃，储存间内的照明、通风设施应采用防爆型，开关设置于储存间外。罐储时，要有防火防爆措施，若为露天储罐夏季应有降温措施。储存间和储罐附近应配备相应品种和数量的消防器材。远离火种、热源，禁止使用易产生火花的机械设备和工具。防止阳光直射。与氧气、压缩空气、卤素（氟、氯、溴）等分开存放，切忌混储混运。验收时应注意品名，注意验瓶日期，先进储存的先发用。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。

急救皮肤接触若有冻伤，就医治疗。吸入1）迅速脱离现场至空气新鲜处。2）注意保暖，呼吸困难时给输氧。3）呼吸及心跳停止者立即进行人工呼吸和心脏按压术，并就医治疗。防护措施工程控制全面通风。呼吸系统防护一般不需要特殊防护，高浓度环境中，可佩带供气式呼吸器。眼睛防护一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴安全防护眼镜。手防护一般不需要特殊防护，高浓度接触可戴防护手套。其它1）工作现场严禁吸烟；2）避免长期反复接触；3）进入罐区或其它高浓度区作业时须有人监护。泄漏处理1）切断气源，喷雾状水稀释、降温，抽排（室内）或强力通风（室外）。2）切断火源，迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并隔离直至气体散尽。3）应急处理人员应戴自给式呼吸器，穿一般消防防护服。4）如有可能，应将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉；也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。漏气容器不能再用，且要经过技术处理以清除可能剩下的气休。3/23/2023563.2钻井修井作业危险有害因素分析作业过程主要分为钻井和修井作业。钻井作业过程包括施工前期准备、钻进施工过程、固井、测井等。修井包括：重新完井、更换管柱、管柱捅洗、酸化解堵等。井喷和井喷失控物体打击高空物品坠落高空作业人员坠落营房、电器火灾、触电伤害等硫化氢中毒油料泄漏引起的火灾爆炸腐蚀危害3/23/202357主要危险、有害因素可能导致的事故事故出现位置事故可能后果井底残液返排时，含硫气体可能随之排出硫化氢中毒污水池人员伤害作业后放喷时，由于地面放喷管线的固定问题、压力等级不合格以及布局不合理，造成地面放喷管线破裂硫化氢中毒井场、放喷点人员伤亡换装井口、起下管柱作业和循环施工作业中，井内压力失衡导致井喷或井喷失控硫化氢中毒、天然气燃烧爆炸井口作业人员伤亡、设备财产损失放喷过程中，因残液地层水导致点火失败或火焰意外熄灭引起硫化氢扩散硫化氢中毒井场、放喷点人员伤亡修井作业过程中主要危险、有害因素分析表

3/23/2023583.3天然气采输站场危险、有害因素3.3.1天然气生产天然气采输站场涉及的主要工艺设备包括井口装置、缓蚀剂加注装置、水套加热炉、分离器、分子筛脱水塔和清管系统等。主要危险有害因素如下：1）井口装置存在的可能的事故隐患有井口装置泄漏（如阀门盘根、法兰、阀体与前后阀盖连接处、加脂孔等）以及井控失效后可能性井喷。2)缓蚀剂高压罐放空不完全加注缓蚀剂时，释放的含硫天然气可能带来操作人员H2S中毒。3)缓蚀剂高压罐放空管泄漏，可能发生操作人员H2S中毒。4)加注缓蚀剂操作时，若高压罐与储罐之间闸阀处于关闭状态，将产生憋压，有引起管线破裂的危险。5)分离器排污时，可能发生天然气窜入排污管线或排污池，引起爆炸或中毒6)分离器排出的污水中含较高浓度H2S，如发生排污管或污水罐污水泄漏，可能发生附近工作人员或站外集水沟附近人员硫化氢中毒。7）焊接质量不符合标准要求，可能引发焊缝穿孔或破裂，造成含硫天然气释放引起人员中毒或燃烧爆炸。8）场站阀门、接头含硫天然气泄漏，可能带来硫化氢中毒事故。3/23/2023593.3.2清管1)放空点火时如先放空，后点火，可能形成含H2S气团扩散中毒。2)放空控制不当引起放空量过大，燃烧热辐射和SO2毒性可能危及附近人畜和植被。3)打开快开盲板时，因操作、防护不当可能造成中毒和火灾事故。2.3.3单井站3/23/2023603.3.3场站检修场站事故往往发生在设备检修期，特别是有限空间作业时的中毒事故。主要有以下几方面的危害：1)检修期间从设备或管线清扫出的FeS与空气接触，容易自燃着火，甚至可能发生爆炸事故。2)由于装置停产检修前吹扫、置换不彻底，或检修部位与有毒介质隔离不好，均可能造成检修人员在有限空间内中毒或窒息。3)废分子筛更换时置换不充分时残余的含硫天然气引起H2S中毒事故。4）检修时放空天然气未点燃火，可能引发硫化氢中毒事故。5）场站预留空间较小，修井等检修作业可能对生产设备、管道产生如重物撞击等影响，甚至引发设备、管道破裂释放含硫天然气事故。3/23/2023613.4采输气管道3.4.1管道腐蚀穿孔、破裂导致含硫天然气泄漏由于管材质量不合格、管道焊接施工质量差、管道涂层损坏或阴极保护不的到位、缓蚀剂未按规定加注、环境灾害天气、地质灾害、第三方破坏等多种原因，导致管道腐蚀穿孔甚至破裂而引发天然气泄漏中毒事故。3.4.2管道间相互影响工程有原料气管道、燃料气管道和污水管道三种管道，其中原料气管道和燃料气管道同沟敷设，而污水管道与上述两种管道保持至少2m平行敷设，有少部分与其同沟敷设。如果一条管道出现腐蚀穿孔或爆管，抢修操作不当可能危及其它管道的安全。3/23/2023623.5气田水回注1）气田水闪蒸气管线、连接部位破裂导致含硫化氢气体泄漏，导致人员中毒事故。2）气田水输送管道破裂，导致含硫化氢污水泄漏引起污染事故，若污染饮用水，则可导致人员中毒事故。3）污泥池因气温变化等原因导致硫化氢挥发，引发人员中毒事故。4）场站污水罐的焊缝及连接开关阀门易受气田水腐蚀而穿孔，形成气田水泄漏。3/23/2023634风险评价3/23/2023644.1风险评价的定义

风险评价是指评价风险程度并确定其是否在可承受范围的全过程。后果严重度发生频率极显著轻微不显著预防措施保护措施显著紧急应变风险(R)=频率(F)×严重度(C)3/23/202365（1）风险的严重度等级3/23/202366（2）风险的可能性等级3/23/202367（3）风险指数矩阵实例3/23/202368（4）确定伤害的可能性时的注意事项当寻求确定伤害的可能性时，要考虑已实施的控制措施的充分性及是否符合要求。除所提供的业务活动信息外，通常还应考虑如下问题：(1)暴露人数；(2)持续暴露时间和频率；(3)供应(如电，水)中断；(4)设备和机械部件以及安全装置失灵；(5)暴露于恶劣气候；(6)个体防护用品所能提供的保护及其使用率；3/23/202369（4）确定伤害的可能性时的注意事项(7)人的不安全行为(不经意的错误或故意违反操作程序)，如下述人员：①不知道危害究竟是什么?②可能不具备开展工作必备的知识、体能或技能；③低估所暴露的风险；④低估安全工作方法的实用性和有效性。(8)考虑到意外事件的发生是非常重要的。3/23/2023704.2风险评价的方法定性评价半定量评价定量评价3/23/2023713/23/202372预评价：在建设项目开工前，评价项目存在的职业、安全、卫生方面的危害，并提出相应对策；变更评价：在系统发生变更时，评价变更可能带来的新的危害和影响，并采取有效应对措施；施工作业过程评价：在工程开工前对作业全过程各环节以及全体人员、所有设备设施进行的风险评价，以避免作业过程中的风险和危害发生；验收评价：项目完工之后检测系统是否达到劳动安全卫生标准和表现准则的要求，确定应采取的补救措施；现状评价：在正常运行中对系统进行的评价；专题评价：有针对性地进行某项专门调查、评价；宏观评价：系统全面的风险评价。3/23/202373（1）安全检查表为了系统地找出系统中的不安全因素，把系统加以剖析，查出各层次的不安全因素，然后确定检查项目，以提问的方式把检查项目按系统的组成顺序编制成表，以便进行检查或评审。有关标准、规程、规范及规定国内外事故案例、本单位的经验系统分析确定的风险部位及防范措施研究成果编制的主要依据3/23/202374安全检查表的编制程序系统(装置)子系统(分装置)构成要素，功能，附加现象人、机、物、环境、管理安全检查表有关系统（装置）的资料标准、规范、规程、事故情报等资料设想危险性、推论事故的发生概率、处理方法部件、组件3/23/202375安全检查表举例（压力容器安全评价检查表）3/23/202376安全检查表举例（顶板安全管理水平检查表）3/23/202377（2）预先危险分析（PHA）预先危险分析也称初始危险分析，是在每项生产活动之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。识别危险，确定安全性关键部位评价各种危险的程度确定安全性设计准则，提出消除或控制危险的措施预先危险分析的主要目的3/23/202378预先危险分析内容1、识别危险的设备、零部件，并分析其发生的可能性条件；2、分析系统中各子系统、各元件的交接面及其相互关系与影响；3、分析原材料、产品、特别是有害物质的性能与贮运；4、分析工艺过程及其工艺参数或状态参数；5、人、机关系（操作、维修等）；6、环境条件；7、用于保证安全的设备、防护装置等。3/23/202379预先危险分析程序3/23/202380预先危险分析举例（场站风险性分析）3/23/202381预先危险分析举例（续）3/23/202382（3）事故树分析（FTA）事故树分析又称为故障树分析，是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。3/23/202383

事故树分析步骤

（1）确定所分析的系统

确定分析系统即确定系统所包括的内容及其边界范围。

（2）熟悉所分析的系统

指熟悉系统的整个情况，包括系统性能、运行情况、操作情况及各种重要参数等，必要时要画出工艺流程图及布置图。

（3）调查系统发生的事故

调查分析过去、现在和未来可能发生的故障，同时调查本单位及外单位同类系统曾发生的所有事故。

（4）确定事故树的顶上事件

是指确定所要分析的对象事件。将易于发生且后果严重的事故作为顶上事件。

（5）调查与顶上事件有关的所有原因事件。

（6）事故树作图

按建树原则，从顶上事件起，一层一层往下分析各自的直接原因事件，根据彼此间的逻辑关系，用逻辑门连接上下层事件，直到所要求的分析深度，形成一株倒置的逻辑树形图，即事故树图。

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（7）事故树定性分析

定性分析是事故树分析的核心内容之一。其目的是分析该类事故的发生规律及特点，通过求取最小割集（或最小经集），找出控制事故的可行方案，并从事故树结构上、发生概率上分析各基本事件的重要程度，以便按轻重缓急分别采取对策。

（8）定量分析

定量分析包括①确定各基本事件的故障率或失误率；②求取顶上事件发生的概率，将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。

（9）安全性评价

根据损失率的大小评价该类事故的危险性。这就要从定性和定量分析的结果中找出能够降低顶上事件发生概率的最佳方案。

3/23/202385（3）事故树分析（FTA）事件间的逻辑关系BATTAB逻辑或（OR）T=A+BTABBAT逻辑与（AND）T=A·B3/23/202386（3）事故树分析（FTA)布尔代数运算规则结合律：(A+B)+C=A+(B+C)；(A·B)·C=A·(B·C)交换律：A+B=B+A；A·B=B·A吸收律：A+A·B=A；A·(A+B)=A分配律：A·(B+C)=(A·B)+(A·C)；A+B·C=(A+B)·(A·C)互补律：A+A=1；A·A=0德·莫根律(对偶法则)：A+B=A·B；A·B=A+B3/23/202387事故树分析例火灾事故T火源天然气泄漏AB静电火花明火CX3设备故障操作失误X1X2人体静电流速过大X4X5无接地设施没用接地设施接地设施坏X6X7X8静电积累接地不良DE3/23/202388事故树分析例定性分析火灾事故T火源天然气泄漏AB静电火花明火CX3设备故障操作失误X1X2人体静电流速过大X5X6X4接地不良静电积累DT=A·B=(X1+X2)·B=(X1+X2)·(X3+C)=(X1+X2)·(X3+X4·D)=(X1+X2)·(X3+X4·(X5+X6))=(X1+X2)·(X3+X4X5+X4X6)=X1X3+X1X4X5+X1X4X6+X2X3+X2X4X5+X2X4X63/23/202389（3）事故树分析（FTA）割集和最小割集的概念T=X1X3+X1X4X5+X1X4X6+X2X3+X2X4X5+X2X4X6割集：事故树中某些基本事件的集合，当这些基本事件都发生时，顶上事件必然发生。

如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了，这样的割集称为最小割集。

最小割集越多，说明顶上事件发生的可能性越大。某基本事件出现的次数越多，说明该事件的影响作用越大。3/23/202390事故树分析例成功树：火灾事故T火源天然气泄漏AB静电火花明火CX3设备故障操作失误X1X2人体静电流速过大X5X6X4接地不良静电积累D事故树：T=(X1+X2)·(X3+X4·(X5+X6))T=(X1+X2)·(X3+X4·(X5+X6))=(X1+X2)+(X3+X4·(X5+X6))=X1·X2+X3·

X4·(X5+X6)=X1·X2+X3·

(X4+(X5+X6))=X1·X2+X3·

(X4+X5·X6)T=T=X1·X2+X3·

X4+X3·

X5·X6事故树：=(X1+X2)·(X3+X4)·(X3+X5+X6)=X1·X2+X3·

X4+X3·

X5·X63/23/202391（3）事故树分析（FTA）径集和最小径集的概念T=(X1+X2)·(X3+X4)·(X3+X5+X6)径集：事故树中某些基本事件的集合，当这些基本事件都不发生时，顶上事件必然不发生。

如果在某个径集中任意除去一个基本事件就不再是径集了，这样的径集称为最小径集。

最小径集越多，说明顶上事件越不易发生。最小径集中的基本事件越少，说明该顶上事件越容易控制。3/23/202392（3）事故树分析（FTA）事故树化简T=A·B=(X3+X4)·B=(X3+X4)·(X1+C)=(X3+X4)·(X1+X2·X3)=X1X3+X1X4+X2X3X3+X2X3X4=X1X3+X1X4+X2X3TBACX1X3X4X2X3=X1X3+X1X4+X2X3·(1+X4)TK3K1K2X4X1X3X2X3X13/23/202393（3）事故树分析（FTA）事故树分析的几个阶段选择合理的顶上事件资料收集准备建造故障树简化或者模块化定性分析定量分析3/23/202394事故树分析井喷失控事故的应用用事故树分析井喷事故+井喷火灾爆炸达到爆炸极限浓度火源静电明火高温油气达可燃浓度撞击电器火花摩擦电气焊井口失控地层油气关井失败压井失败发生溢流未装防喷器●+●++++++超过防喷器压力等级设备故障操作失误压漏地层泥浆密度不足未预料高压层固井作业引起失重气窜水泥浆密度低未监测预报不准+++++未预报参考邻井资料地震资料不准液柱压力降低井漏钻入裂缝、溶洞Pm>Pc泥浆密度过高下钻套油管过快开泵压力激动环空返速过高泥浆密度降低+钻头泥包电测起览过快测量不准确起钻过快泥浆粘切过高起钻未灌泥浆加重不足加重不均匀油气水侵抽汲3/23/202395（4）事件树分析（ETA）从一个初因事件开始，按照事故发展过程中事件出现与不出现，交替考虑成功与失败两种可能性，然后再把这两种可能性又分别作为新的初因事件进行分析，直到分析最后结果为止。确定或寻找初因事件构造事件树进行事件树的简化进行事件序列的定量化

事件树分析的几个步骤3/23/202396原料输送系统示意图事件树分析举例3/23/202397原料输送系统事件树事件树分析举例3/23/202398（5）火灾爆炸危险指数评价危险指数评价方法为美国道化学公司（DOW）所首创。它以物质系数为基础，再考虑工艺过程中其他因素如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理、安全装置情况等的影响，来计算每个单元的危险度数值，然后按数值大小划分危险度级别。它主要是对化工生产过程中固有危险的度量。3/23/202399火灾爆炸危险指数评价程序框图选取工艺单元计算一般工艺危险系数F1确定物质系数MF计算特殊工艺危险系数F2确定工艺单元危险系数F3=F1╳F2计算火灾、爆炸指数F&EI=F3╳MF计算安全措施补偿系数=C1╳C2╳C3确定暴露面积确定暴露区内财产更换价值确定危害系数确定基本MPPD确定实际MPPD确定MPDO确定BI3/23/2023100（6）帝国化学公司（IDI）危险度评价法（蒙德法）可对较广范围内的工程及贮存设备进行评价；包括具有爆炸性的化学物质的使用管理；采用补偿办法以便能够区别给定的燃料与别的反应物（如氢气与空气、氯气或氧气）；根据事故案例的研究，考虑了对风险性水平有相当影响的几个特殊工程类型的风险性；评价中采用了毒性的观点。3/23/2023101（7）故障类型和影响分析（FMEA）故障类型和影响分析是将工作系统分割为子系统、设备或元件，逐个分析各自可能发生的故障类型及其产生的影响，以便采取相应的防治措施，提高系统的安全性。

对每个子系统或部件提问：故障类型是什么？故障类型的影响是什么？如何检测此故障？故障严重程度？3/23/2023102（8）日本危险度评价法（六阶段法）资料准备（设计、工艺、操作、设备、人员、法规、标准等）定性评价（用安全检查表检查）定量评价（从物质、容量、温度、压力和操作5个方面进行潜在危险性评价）安全措施（安全对策）由事故案例进行再评价用FTA、ETA进行再评价作出综合判断该方法适用于新建、改建、扩建的化工厂中各种容器、塔、化学品的制造和储存设施的安全评价。3/23/2023103（9）作业条件危险性评价法Ｄ＝ＬＥＣ

Ｌ——发生事故的可能性大小

Ｅ——人体暴露在这种危险环境中的频繁程度

Ｃ——一旦发生事故会造成的损失后果

Ｄ——危险性3/23/2023104Ｌ—发生事故的可能性大小3/23/2023105E—人体暴露在这种危险环境中的频繁程度3/23/2023106C—发生事故产生的后果3/23/2023107D—危险性分值3/23/2023108D=L×E×CＬ值Ｅ值Ｃ值分数值事故发生的可能性分数值暴露于危险环境的频繁程度分数值发生事故产生的后果106310.50.20.1完全可以预料相当可能可能,但不经常可能性小,完全意外很不可能,可以设想极不可能实际不可能1063210.5连续暴露每天工作时间内暴露每周一次,或偶然暴露每月一次暴露每年几次暴露非常罕见地暴露1004015731大灾难，许多人死亡灾难，数人死亡非常严重，一人死亡严重，重伤重大，致残引人注目，需要救护Ｄ值危险程度>320160-32070-16020-70<20极其危险，不能继续作业高度危险，要立即整改显著危险，需要整改一般危险，需要注意稍有危险，可以接受3/23/2023109某涤纶化纤厂在生产短丝过程中有一道组件清洗工序，为了评价这一操作条件的危险度，确定每种因素的分数值为：事故发生的可能性（Ｌ）：组件清洗所使用的三甘醇，属四级可燃液体，如加热至沸点时，其蒸汽爆炸极限范围为0.9－9.2％，属一级可燃蒸汽。而组件清洗时，需将三甘醇加热后使用，致使三甘醇蒸汽容易扩散的空间，如室内通风设备不良，具有一定的潜在危险，属“可能，但不经常”，其分数值Ｌ＝3。暴露于危险环境的频繁程度（Ｅ）：清洗人员每天在此环境中工作，取E＝6。发生事故产生的后果（Ｃ）：如果发生燃烧爆炸事故，后果将是非常严重的，可能造成人员的伤亡，取Ｃ＝15。 Ｄ＝ＬＥＣ＝3×6×15＝270270处于160－320之间，危险等级属“高度危险、需立即整改＂的范畴。例题：3/23/2023110（10）风险矩阵分析法严重级别风险后果几率增加人员财产环境名誉ABCDE在行业内未听说在行业内发生过在单位发生过每年在单位发生多次每年在所在地发生多次0无伤害无损失无影响无影响1轻微伤害轻微损失轻微影响轻微影响2小伤害小损失小影响有限影响3重大伤害局部损失局部影响很大影响4一人死亡重大损失重大影响全国影响5多人死亡特大损失巨大影响国际影响①①井喷；②触电；③机械伤害；④坠落；⑤冻伤③加强管理、不断改进不可接受引入风险削减措施②④⑤3/23/20231114.3

风险评价方法的选择选择评价方法的依据评价对象的特点（类型、规模、危险性）评价的目标（定性、定量等）资料的占有情况其他（时限、经费、评价人员）3/23/20231124.4场站风险评价3/23/20231135风险控制3/23/20231145.1风险控制决策（1）风险水平示意不可接受的风险尽可能降低的风险可承受的风险风险性(1)(29)(300)3/23/2023115（2）决定风险是否可承受注：这里可容许是指风险已降低到合理可行的最低水平

上表给出了估计风险水平和判定风险是否可承受的一种简单方法。根据估算的伤害的可能性和严重程度对风险进行分类。某些组织或许愿意开发更完善的方法，但这个方法是一个合理的起点。也可用数字取代“中度风险”、“显著风险”等术语来对风险进行描述，但应用数字并不意味着评价结果更准确。3/23/2023116（3）编制风险控制措施计划3/23/2023117停止使用该危害性物质，或以无害物代替改使用危害性较低的物质修改程序以减轻危害性隔离人员或危害局限危害工程技术控制管理控制个体防护消除风险降低风险个体防护风险控制措施的采用3/23/20231185.2

风险控制措施的选择风险控制措施包括：安全技术措施本质安全设计冗余系统隔离、屏蔽联锁控制个体防护……

安全管理措施安全计划安全责任制安全操作规程安全监督、检查安全教育、培训维护保养制度职工健康监护……3/23/2023119安全措施在考虑、提出安全对策措施时，有5项基本要求：①直接安全技术措施②间接安全技术措施③指示性安全技术措施④若间接、指示性安全技术措施仍然不能避免事故、危害发生，则应采用安全操作规程、安全教育、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。3/23/2023120(2)根据安全技术措施等级顺序要求所应遵循的具体原则

①消除②预防③减弱④隔离⑤连锁⑥警告3/23/2023121(3)安全对策措施应具有针对性、可操作性和经济合理性

①针对性是指针对不同行业的特点和评价中提出的主要危险、有害因素及其后果，提出对策措施。②提出的对策措施是设计单位、建设单位、生产经营单位进行安全设计、生产、管理的重要依据，因而对策措施应在经济、技术、时间上是可行的，能够落实和实施的。

3/23/2023122③经济合理性是指不应超越国家及建设项目生产经营单位的经济、技术水平，按过高的安全指标提出安全对策措施。(4)对策措施应符合有关的国家标准和行业安全设计规定的要求3/23/20231231、安全管理对策措施

建立制度

完善机构和人员配置安全培训和教育、考核安全投入和安全设施安全监督与日常检查事故应急救援预案

3/23/20231242、安全技术对策措施安全技术对策措施制定的原则是优先应用无危险或危险性较小的工艺和物料；广泛采用综合机械化、自动化生产装置和自动化监测、报警、排除故障和安全联锁保护等装置，实现自动化控制、遥控或隔离操作。尽可能防止操作人员在生产过程中直接接触可能产生危险因素的设备、设施和物料，使系统在人员误操作或生产装置(系统)发生故障的情况下，也不会造成事故的综合措施是应优先采取的对策措施。

3/23/2023125

3/23/2023126场站失火的关联图

地点：场站事件：失火阀兰、法门、管线等泄漏严格施工监督和验收严格按照规范设计雷击违章操作人员伤亡人员迅速撤离险区运送途中正确护理迅速转运伤员到就近的医院组织现场急救静电严格遵守操作规程定期维护和检测认真兑现奖惩制度加强安全教育及培训建立建全规章制度监督及防范措施合理有效的保护措施定期维护和检测严格施工监督和验收严格按照规范设计带上防护设备切断气源危险源事故伤害控制对策与措施迅速采取灭火措施严格遵守操作规程报警器失灵撞击火花3/23/2023127井场触电事故的关联图地点：井场

事件：人员触电电动工具及线路漏电线路不准有接头电动工具绝缘良好操作触电列车房漏电人员伤亡人员迅速离开险区运送途中正确护理迅速将伤者送往就近的医院组织现场急救维修电器设备时触电线路规范接地处符合标准戴干燥手套穿无钉干燥工鞋门把手绝缘接地线标准房内线路标准无破损裸露漏电保护装置完好灵敏房顶电缆接头包扎标准井队电工定期检查使用的工具电压电流匹配加强现场监护切断电源并挂警示牌电工经培训持证上岗严格遵守操作规程电器配件齐全保险符合标准电器防水良好手柄绝缘电器外壳接地装置标准电器符合防爆标准正确执行操作规程切断电源危险源事故伤害控制对策与措施3/23/20231285.3安全对策措施及风险削减措施5.3.1钻井工程采取的措施（1）设计注明含硫化氢地层深度和估计含量等参数。（2）预计硫化氢分压大于0.12kPa时，使用抗硫套管和钻杆等其它管材。目前已完钻的井全部采用了成套进口的抗硫套管和钻杆以及抗硫井口装置。（3）钻开含硫地层的设计钻井液密度，其安全附加密度应选用规定的钻井液密度0.07~0.15g/m3的上限值。（4）井队必须有足量的高密度钻井液（超过钻进用钻井液密度0.1g/m3以上）和加重材料储备。高密度钻井液的储存量一般是井筒容积的1~2倍。3/23/2023129（5）在钻开含硫地层后，要求钻井液的pH值始终控制在9.5以上，并选用相适应的加重材料。若采用铝制钻具时pH值不得超过10.5。（6）在进入产层前，在泥浆中加入除硫剂。（7）对井场周围500m以内的居民住宅、学校、厂矿等进行了勘测，并在设计书上标明位置。编制了井场周围人口、房屋调查报告。（8）井队生活区布置在离井场300米外区域。（9）编制、演练事故应急预案（10）井口距铁路、高速公路大于200m，距学校、医院和大型油库等人口密集性高危场所大于500m，距高压线及其它永久性设施大于75m。3/23/2023130（11）钻井各设备之间的空间，符合作业区和钻井危险区现有的有关规定。（12）在季节风上风方向较远处专门设置消防器材室，配备足够的压缩空气呼吸器（保证空气中无论含任何浓度的硫化氢情况下，能给钻井作业人员以保护）。所有防护器具放在使用方便、清洁卫生的地方。（14）在井架上、井场季节风入口处、消防器材室等地应设置风向标。在井场大门树立该井钻井信息、硫化氢预计含量、出现事故时的联络方式和人员撤离路线等公开信息。（15）在钻台上下振动筛等硫化氢聚积的地方，应安装防爆排风扇，以驱散工作场所弥漫的硫化氢。并配备便携式硫化氢检测仪定时检测。（16）培训工作包括井控技术培训和硫化氢防护技术培训。钻井人员只有取得井控培训的合格证者，才有资格从事含硫钻井作业。（17）在钻井作业前，应进行含硫化氢井喷演习，包括配带防护器具进行井控作业及人员救护等工作。3/23/2023131（18）钻井作业期间，撤离距油气井井口100m范围内的居民。在即将钻入含硫化氢地层时，对钻井队进行一次防硫化氢安全教育，并向当班的各岗位人员发出警告。在钻开油气层前两天，撤离距油气井井口500m范围内的居民。（19）从钻开油气层前到完钻作业结束必须始终在钻具上安装内防喷(包括钻具内回压阀和钻杆上下旋塞)。（20）在油气层及以上起钻时，前10根立柱起钻速度控制在0.5m/s以内。（21）在油气层和钻过油气层进行起下钻时，进行短程起下钻。（22）在含硫地层取心起钻，当取心工具离地面还有5柱时，钻台操作人员佩戴上空气呼吸器等防护器具，直到取出岩心筒。（23）当在硫化氢浓度超过安全临界浓度得污染区进行必要作业时，配戴防护器材，至少有2人同在一起工作，以便相互救援。（24）控制井喷后，应对井场各个岗位和可能积聚硫化氢的地方进行浓度检测，只有确认安全时，人员才能进入。3/23/2023132（25）在井场硫化氢容易积聚的地方，特别是方井、循环池、振动筛附近和钻台等常有井队人员的地方，安装硫化氢监测仪及音响报警系统，且能同时开启使用。（26）当空气中硫化氢含量超过安全临界浓度时，监测仪能自动报警，其声光使井场工作人员皆能听到。二层台装设音响报警器。（27）硫化氢监测仪器应进行周检和强检。（28）钻入气层时应加密对钻井液中硫化氢的测定。3/23/20231335.3.2场站采取的安全措施（1）为防止天然气生产设施超压，在井下、地面设置高、低压安全截断阀；对水套加热炉进行监视，并且进行熄火保护。（2）集输生产过程为密闭流程，正常情况下不存在H2S气体泄漏问题，事故状态偶然泄漏和停工检修时才可能产生有毒气体的危害问题。本工程考虑集输站场配置固定式H2S监测仪，24小时连续监测现场空气中H2S浓度，探头可以根据现场气样测定点的数量来确定；监测仪探头置于现场H2S易泄漏区域，主机安装于远离现场的控制室。配备便携式H2S监测仪，正压式呼吸器和检修时用的现场通风机，防毒面具等，以降低或消除含硫气体对操作人员健康危害。当现场H2S浓度持续上升无法控制时，应立即疏散无关人员，实施应急方案。同时通知附近居民，迅速疏散到安全地区。3/23/2023134（3）站场工艺装置按2区防爆危险场所的电气装置设计、选型，其电气安装按GB50257-96《爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》有关要求进行施工和验收。（4）站场均设移动式灭火装置，作业区和矿部设水消防。（5）站内设置静电接地装置和防雷接地装置。（6）采用零泄漏阀门。(7)采用监控与数据采集系统（SCADA系统），对场站工艺过程、设备状态进行监控、检测、数据采集并设有安全联锁装置；(8)站场内设有安全检修置换口，在正常检修情况下，利用净化天然气可将检修管道、设备内的硫化氢气体通过放空管线燃烧后排放，达到安全检修的目的。(9)站场从安全设置和防止硫化氢泄漏方面考虑，共设三级安全系统，即系统安全报警、系统安全截断和系统安全放空。通过站内设置的压力和硫化氢见浓度等监测信号，可实现站场安全报警和安全截断；当报警和井口截断仍未处理事故时，系统实现安全放空。3/23/2023135(10)与进站管道上设紧急切断系统（ESD——EmergencyShutdownSystem）截断阀，在管线发生事故或站场发生火灾时可紧急自动截断，以实现在事故状态下对站场的保护；(11)工艺设备采用相应等级的防爆设备。站内的电气设计按防爆等级采用防爆电器，防雷和防静电以避免可能泄漏的天然气遇火花而产生的爆炸。(12)站场的总体布置按设计规范进行，保持各区的安全距离，综合值班室（含生活区）布置于前井场，并设有事故情况下的消防通道和疏散口。(13)各站场根据所需实现的功能分区块设计。集气站场分为进出站区、工艺装置区、脱水装置区与空压站区，各装置区之间采用消防道路进行隔离。(14)为确保站场安全，设有安全放空设施，在事故状态、检修等情况下可自动放空。3/23/20231365.3.3管道（1）从设计上提出了以零事故的设计原则，达到本质安全的指导思想。（2）根据罗家寨地区自然、环境及人口分布等情况，针对罗家寨气田高含H2S、CO2的气质和产气规模大的特点，设计选用集气干线干气输送，从本质上解决了管线腐蚀，提高集气干线安全性。（3）集气管网设计在参照《输气管线设计规范》中管线地区等级划分要求同时降低管线强度设计系数，提高管线强度，保证系统安全。（4）提高管道设计强度，三类地区强度系数由0.5变为0.4，二类地区由0.6变为0.5。另外，采气管道另增加3mm厚度，集输气管道另增加1mm厚度。增大了管道壁