第3章第一类危险源辨识、控制与评价=系统安全工程=东北大学

系统安全工程第一章系统安全工程总论第二章伤亡事故及其统计第三章危险源辨识评价控制第四章可靠性分析第五章系统安全分析第六章故障树分析第七章危险性评价

现在是1页\一共有42页\编辑于星期四第三章危险源辨识与评价

现在是2页\一共有42页\编辑于星期四第一类危险源理论上，第一类危险源是系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质。实际上，把具有、产生、储存、转换能量或危险物质的装置、设备、场所等作为第一类危险源。现在是3页\一共有42页\编辑于星期四

第一类危险源产生、供给能量的装置、设备；使人体或物体具有较高势能的装置、设备、场所；能量载体；一旦失控可能产生巨大能量的装置、设备、场所，如强烈放热反应的化工装置等；一旦失控可能发生能量蓄积或突然释放的装置、设备、场所，如各种压力容器等；危险物质，如各种有毒、有害、可燃烧爆炸的物质等；生产、加工、储存危险物质的装置、设备、场所；人体一旦与之接触将导致人体能量意外释放的物体。现在是4页\一共有42页\编辑于星期四第一节

第一类危险源辨识现在是5页\一共有42页\编辑于星期四第一类危险源辨识

认真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，在此基础上来辨识危险源。在实际工作中，根据以往的事故经验弄清导致各种发生的主要危险源类型，然后到现场去发现这些类型的危险源。从实际安全工作的角度，只有其危险性超过一定限度的危险源才算作危险源。因此，第一类危险源辨识工作必须与危险源的危险性评价工作结合起来。现在是6页\一共有42页\编辑于星期四

伤害事故类型与第一类危险源

现在是7页\一共有42页\编辑于星期四压力容器爆炸事故危险源压力容器：最高工作压力p≥0.1MPa容积v≥25L且pv≥20MPa·L工作介质为气体、液化气体，最高工作温度高于标准沸点现在是8页\一共有42页\编辑于星期四压力容器破坏形式塑性破坏：使用、维修、操作不当引起脆性破坏：选材不当、制造缺陷引起疲劳破坏：交变载荷引起金属疲劳腐蚀破坏：拉应力和腐蚀性介质共同作用引起蠕变破坏：高温应力容器的器壁发生蠕变而变薄现在是9页\一共有42页\编辑于星期四火灾事故危险源火灾是一种失去控制并造成财物损失或人员伤害的燃烧现象。火灾发生时释放出大量的热能，损坏财物和伤害人员；可燃物质燃烧时消耗大量的氧，使火灾现场的人员缺氧窒息；火灾产生的烟气中含有大量有毒有害物质，使人员中毒。

现在是10页\一共有42页\编辑于星期四火灾事故危险源燃烧要素：可燃物助燃物热源(引火源)电火花热表面高温气体热辐射现在是11页\一共有42页\编辑于星期四爆炸事故危险源爆炸是物质发生剧烈的物理或化学变化，在瞬间释放出大量能量，发出巨大声响并伴随产生冲击波的现象。物理爆炸是由于物质的物理变化产生的爆炸,如压力容器在内部介质压力作用下发生的爆炸化学爆炸是由于物质的化学变化发生的爆炸，如炸药的爆炸，密闭空间中可燃性混合气体遇火源发生的气体爆炸等。

现在是12页\一共有42页\编辑于星期四爆炸事故危险源

爆炸时物质释放出大量的爆炸能巨大的压力可以毁坏坚固的建筑物和设备，严重伤害人员。爆炸时的空气冲击波有强大的破坏力和杀伤作用。被爆炸破坏的物体的碎片具有很大的动能。飞散的碎片击中人体会造成伤害。

现在是13页\一共有42页\编辑于星期四爆炸事故危险源可燃气体爆炸粉尘爆炸火药、炸药爆炸蒸汽爆炸现在是14页\一共有42页\编辑于星期四第二节第一类危险源评价现在是15页\一共有42页\编辑于星期四第一类危险源评价原则

评价第一类危险源的危险性时，主要考察以下几方面情况:能量或危险物质的量能量或危险物质意外释放的强度能量的种类和危险物质的危险性质意外释放的能量或危险物质的影响范围现在是16页\一共有42页\编辑于星期四第一类危险源评价方法评价方法有划分危险等级和后果分析两种。划分危险等级：一种相对的危险性评价方法。它通过比较危险源的危险性，人为地划分出一些危险等级来区分不同危险源的危险性，为采取危险源控制措施或进行更详细的危险性评价提供依据。后果分析：通过详细地分析、计算意外释放的能量、危险物质造成的人员伤害和财物损失，定量地评价危险源的危险性。现在是17页\一共有42页\编辑于星期四划分危险等级评价方法国标GB33608－83按坠落高度把高处作业（坠落事故危险源）划分为4级：

一级：2～5m；

二级：5～15m；

三级：15～30m；

特级：30m以上。现在是18页\一共有42页\编辑于星期四

《煤矿安全规程》按平均日产1t煤涌出的沼气量和沼气涌出形式，把沼气矿井（瓦斯爆炸危险源）划分为3级：

低沼气矿井：涌出量10以下；

高沼气矿井：涌出量10以上；

煤与沼气突出矿井。划分危险等级评价方法现在是19页\一共有42页\编辑于星期四

根据压力容器内承受压力的高低和介质的危险性质等，把压力容器的危险等级划分为3类：

一类容器：非易燃或无毒介质的低压容器；

易燃或有毒介质的低压分离器和换热器。

二类容器：中压容器；

剧毒介质的低压容器；

易燃或有毒介质的低压容器和贮运容器；

内径小于1m的低压余热锅炉。

三类容器：剧毒介质且PV≥200MPa·L的低压容器或剧毒介质的中压容器；

易燃或有毒介质且PV≥500MPa·L的中压反应容器；PV≥5000MPa·L的中压贮运容器；

中压余热锅炉或内径大于1的低压余热锅炉。

现在是20页\一共有42页\编辑于星期四划分危险等级评价方法

国标GB5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》把工业毒物划分为4级：一级毒物，又称极度危害毒物，如汞、苯、氰化物等；二级毒物，又称高度危害毒物，如三硝基甲苯、二硫化碳、氯等；三级毒物，又称中度危害毒物，如苯乙烯

、甲醇、硝酸等；四级毒物，又称轻度危害毒物，如丙酮、氢氧化钠、氨等。现在是21页\一共有42页\编辑于星期四第三节重大危险源现在是22页\一共有42页\编辑于星期四第一节重大危险源辨识现在是23页\一共有42页\编辑于星期四重大工业事故

1993年国际劳工局通过的《预防重大工业事故公约》中定义重大工业事故为在重大危险设施内的一项生产活动中突然发生的，涉及一种或多种危险物质的严重泄漏、火灾、爆炸等导致职工、公众或环境急性或慢性严重危害的意外事故。

现在是24页\一共有42页\编辑于星期四重大工业事故由易燃易爆物质引起的事故产生强烈热辐射和浓烟的重大火灾；威胁到危险物质，可能使其发生火灾、爆炸或毒物泄漏的火灾；产生冲击波、飞散碎片和强烈热辐射的爆炸。由有毒物质引起的事故有毒物质缓慢或间歇性的泄漏；由于火灾或容器损坏引起的毒物逸散；设备损坏造成的毒物在短时间内急剧泄漏；大型储存容器破坏、化学反应失控、安全装置失效等引起的有毒物质大量泄漏。现在是25页\一共有42页\编辑于星期四重大工业事故欧共体规定化学工业、石油化工企业重大工业事故为几秒钟内产生5kw/m2热辐射的火灾；千克量的剧毒物、吨量的其它毒物、吨量的加压或冷却可燃气体、十吨量的可燃液体等泄漏；超压0.5lbs的蒸气或气体爆炸；可能损坏建筑物和装置的反应物或爆炸物的爆炸。现在是26页\一共有42页\编辑于星期四重大危险源辨识方法

重大危险源是那些一旦泄漏可能导致火灾、爆炸、中毒等重大工业事故的危险物质。实际工作中往往把生产、加工处理、储存这些危险物质的装置看作危险源，称其为重大危险装置。根据危险物质及其限量表来确定重大工业事故危险源。如果相距500m以内且属于同一工厂的全部装置中的危险物质的量超过了限量表中的规定值，则这些装置被确定为重大危险装置。

现在是27页\一共有42页\编辑于星期四危险物质及其限量表物质名称数量(>)1，一般易燃物质易燃气体200吨高易燃液体5000吨2，特种易燃物质氢50吨环氧乙烷50吨3，特种炸药硝酸铵2500吨硝酸甘油10吨三硝基甲苯50吨

物质名称数量(>)4，特种有毒物质丙烯脂200吨氨500吨氯25吨二氧化硫250吨硫化氢50吨氢氰酸20吨二硫化碳200吨氟化氢50吨氯化氢250吨三氧化硫75吨5，特种剧毒物质甲基异氰酸盐150千克光气750千克

现在是28页\一共有42页\编辑于星期四重大事故后果分析后果分析（ConsequenceAnalysis）目的在于定量地描述重大工业事故后果的严重程度。它为企业或企业主管部门提供关于重大工业事故后果的信息和如何应付重大事故的信息；为设计者提供如何采取措施减轻事故影响的信息；使操作者和周围居民了解他们面临的潜在危险和企业已经采取的重大危险源控制措施。现在是29页\一共有42页\编辑于星期四重大事故后果分析后果分析的基本步骤包括：了解系统；设想重大工业事故危险源导致事故及其后果的情况；选择恰当的数学模型计算事故后果的有关参数；与相应参数的允许值相比较；讨论并得出分析结论。现在是30页\一共有42页\编辑于星期四重大事故后果分析后果分析从对物质泄漏的分析开始，然后研究泄漏出的物质的流动、扩散，以及发生火灾、爆炸、中毒事故，造成人员伤亡和财产损失的情况。泄漏分析包括泄漏设备情况、泄漏后果分析和泄漏量计算。现在是31页\一共有42页\编辑于星期四泄漏分析泄漏后果与泄漏物质的相态、压力、温度、燃烧性、毒性等性质有关。可燃气体泄漏。泄漏后立即发火的场合，发生扩散燃烧，产生喷射性火焰或火球，影响范围较小。泄漏后滞后发火的场合，泄漏的可燃气体与周围空气混合形成可燃气云团，遇到引火源发生爆燃或爆炸，影响范围较大。现在是32页\一共有42页\编辑于星期四泄漏分析有毒气体泄漏。有毒气体泄漏后形成云团在空气中扩散，有毒气体浓度较大的浓密云团笼罩很大范围，影响范围较大。液体泄漏。泄漏后果取决于液体蒸发生成的气体量。常温常压液体泄漏后形成液池，液体表面缓慢蒸发；加压液化气体泄漏后瞬间迅速气化，没来得及蒸发的液体形成液池，吸收周围热量继续蒸发；低温液体泄漏后形成液池，吸收周围热量蒸发，液体蒸发速度低于泄漏速度。现在是33页\一共有42页\编辑于星期四泄漏分析当发生泄漏的设备裂口规则、裂口尺寸已知，泄漏物质的热力学、物理化学性质及参数已知时，可以根据流体力学中的有关公式计算泄漏量。当裂口不规则时，采用等效尺寸计算；考虑泄漏过程中压力变化等情况时，往往采用经验公式计算泄漏量。现在是34页\一共有42页\编辑于星期四泄漏后的扩散液体离开设备后沿地面流动直到低洼处或人工边界（如防液堤），形成液池。液体离开裂口后就不断蒸发。如果泄漏液体是挥发性液体或低沸点液体，则大量蒸汽在液池上面形成蒸汽云。液体蒸发分为闪蒸、热量蒸发、质量蒸发三种情况。液体闪蒸或加压气体瞬时泄漏的场合，可以根据绝热扩散公式计算气团各处的气体浓度。现在是35页\一共有42页\编辑于星期四气团在大气中的扩散液体、气体泄漏后在工厂上方形成气团，气团将进一步扩散，影响厂外广大区域。气团在大气中的扩散情况与气团自身性质有关。在后果分析中主要考虑密度接近或大于空气密度的气团。气团的扩散还受大气稳定度、风速、风向、地表粗糙度等因素影响，呈现十分复杂的函数关系。利用高斯气羽模型可以计算气羽状气团中任一点处的气体浓度；利用高斯气团模型可以计算瞬时泄漏形成的气团中任一点处的气体浓度。现在是36页\一共有42页\编辑于星期四估计事故后果

火灾通过热辐射的方式影响周围环境。当火灾产生的热辐射强度足够大时，可以使周围的物体燃烧或变形；强烈的热辐射可能烧死、烧伤人员，烧毁、烤毁设备。泄漏的易燃液体、气体燃烧方式有池火（Poolfire）、喷射火（Jetfire）、火球（F