安全评价原理及应用课件：定量安全评价法

定量安全评价法安全评价原理及应用

章节目录4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法4.2ICI蒙德火灾、爆炸、毒性指数评价法4.3风险矩阵评价法4.4CBR评价法4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法4.1.1相关表格填写地区/国家:部门:场所:日期:位置:生产单元:工艺单元:评价人:审核人(负责人):建筑物:检查人(管理部):检查人(技术中心):检查人:工艺设备中的物料:操作状态:设计—开车—正常操作—停车确定MF的物质:操作温度:物质系数MF:项目危险系数范围采用危险系数

1.一般工艺危险基本系数1.001.00

1.1放热化学反应0.30~1.25

1.2吸热反应0.20~0.40

1.3物料处理与输送0.25~1.05

1.4密闭式或室内工艺单元0.25~0.90

1.5通道0.20~0.35

1.6排放和泄漏控制0.25~0.50

一般工艺危险系数F1(F1=1.1+1.2+1.3+1.4+1.5+1.6)

2.特殊工艺危险基本系数1.001.002.1毒性物质0.20~0.80

2.2负压(<500mmHg①)0.50

2.3易燃范围内及接近易燃范围的操作:惰性化、未惰性化

2.3.1罐装易燃液体0.50

2.3.2过程失常或吹扫故障0.30

2.3.3一直在燃烧范围内0.80

4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法4.1.1相关表格填写(续)

2.4粉尘爆炸0.25~2.00

2.5压力操作压力(kPa,绝对压)释放压力(kPa,绝对压)

2.6低温0.20~0.30

2.7易燃及不稳定物质的质量(kg)物质燃烧热Hc(J/kg)

2.7.1工艺中的液体及气体

2.7.2储存中的液体及气体

2.7.3储存中的可燃固体及工艺中的粉尘

2.8腐蚀与磨蚀0.10~0.75

2.9泄漏——接头和填料0.10~1.50

2.10使用明火设备

2.11热油、热交换系统0.15~1.15项目危险系数范围采用危险系数

2.12转动设备0.50

特殊工艺危险系数F2(F2=F1+2.1+2.2+2.3+2.4+2.5+2.6+2.7+2.8+2.9+2.10+2.11+2.12)

工艺单元危险系数F3(F3=F1F2)

火灾、爆炸危险指数F&EI(F&EI=F3XMF)②

4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法安全措施补偿系数表项目补偿系数范围采用补偿系数1.工艺控制安全补偿系数C11.1

应急电源0.98

1.2

冷却装置0.97~0.99

1.3

抑爆装置0.84~0.98

1.4

紧急切断装置0.96~0.99

1.5

计算机控制0.93~0.99

1.6

惰性气体保护0.94~0.96

1.7

操作规程/程序0.91~0.99

1.8

化学活性物质检查0.91~0.98

1.9

其他工艺危险分析0.91~0.98

C1=1.1×1.2×1.3×1.4×1.5×1.6×1.7×1.8×1.9

2.物质隔离安全补偿系数C22.1

遥控阀0.96~0.98

2.2

卸料/排空装置0.96~0.98

2.3

排放系统0.91~0.97

2.4

联锁装置0.98

C2=2.1×2.2×2.3×2.4

3.防火设施安全补偿系数C33.1

泄漏检测装置0.94~0.98

3.2

钢结构0.95~0.98

3.3

消防水供应系统0.94~0.97

3.4

特殊灭火系统0.91

3.5

洒水灭火系统0.74~0.97

3.6

水幕0.97~0.98

3.7

泡沫灭火系统0.92~0.97

3.8

手提灭火系统0.93~0.98

3.9

电缆防护0.94~0.98

C3=3.1×3.2×3.3×3.4×3.5×3.6×3.7×3.8×3.9

安全措施补偿系数C=C1C2C3

4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法工艺单元危险分析汇总表序号内容工艺单元1火灾、爆炸危险指数F&EI

2危险等级

3暴露区域半径/m

4暴露区域面积/m2

5暴露区域内财产价值

6破坏系数

7基本最大可能财产损失(基本MPPD)

8安全措施补偿系数

9实际最大可能财产损失(实际MPPD)

10最大可能停工天数MPDO/d

11停产损失BI

生产单元危险分析汇总表地区/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火灾、爆炸危险指数F&EI影响区内财产价值基本MPPD实际MPPD最大可能停工天数MPDO停产损失BI

4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法进行火灾爆炸危险指数评价的第一步是选择工艺单元。单元是装置的一个独立部分,与其他部分保持一定的距离,或用防火墙、防爆墙、防护堤等与其他部分隔开。通常,在不增加危险性潜能的情况下,可把危险性潜能类似的单元归并为一个较大的单元。选择恰当工艺单元的重要参数:潜在化学能(物质系数);工艺单元中危险物质的数量;资金密度(用每平方米金额表示);操作压力和操作温度;导致火灾、爆炸事故的历史资料;对装置起关键作用的单元。一般地,参数值越大,则该工艺单元就越需要评价。4.1.2评价程序4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法1.适用范围：道化学火灾、爆炸危险指数评价法适用于生产、储存和处理具有易燃、易爆、有化学活性或有毒物质的工艺过程及其他有关工艺系统。2.优缺点：道化学火灾、爆炸危险指数评价法能定量地对工艺过程、生产装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反应性危险逐步推算并进行客观的评价,并能提供评价火灾、爆炸总体危险性的关键数据,能很好地剖析生产单元的潜在危险。但该方法大量使用图表,涉及大量参数的选取,且参数取值范围较大,主观性较强,影响了评价的准确性。4.1.3道化学评价法适用范围及优缺点4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法5.系统和系统安全：系统是指由若干相互联系的、具有独立功能的要素,为了达到一定目标所构成的有机整体,而且这个系统本身是它所从属的一个更大系统的组成部分。整体性：系统是由两个或两个以上的要素(元件或子系统)所组成,它们构成了一个具有统一性的整体——系统。相关性：系统内各要素之间是相互联系、相互作用的,要素之间具有相互依赖的特定关系。目的性：所有系统都是为了实现一定的目标,没有目标就不能称为系统。环境适应性：任何一个系统都处在一定的外界环境中,系统必须适应外部环境条件的变化,而且在研究系统时,必须重视环境对系统的作用。4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法6.安全控制系统：由各种相互制约和影响的安全因素组成的、具有一定安全特征和功能的全体。主要包括安全物质,如工具设备、能源、危险物质、人员、组织机构、环境等,以及安全信息,如政策、法规、指令、情报、资料、数据和各种信息等。7.安全系统工程：采用系统工程的方法对生产中各环节的安全性或危险性进行定性或定量分析,再进行综合评价,并给以控制,使这个系统中发生的事故减少到最低限度,从而达到最佳安全状态。研究、解决的主要问题是:如何控制和消除人员伤亡、职业病、设备或财产损失,最终实现在功能、时间、成本等规定的条件下,系统中人员和设备所受的伤害和损失最小。4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法8.安全决策：在事故发生过程中,按照人的认知顺序,决策可以分为三个阶段,即人对危险的感觉阶段、认识阶段及反应阶段。在这三个阶段中,若处理正确,便可以避免事故和损失;否则,将会造成事故和损失。9.安全管理：是为实现安全目标而进行的有关决策、计划、组织和控制等方面的活动。4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法10.安全管理决策层次：安全决策在组织层次上也有着根本的差别,可将单位内有关安全管理的决策区分为三个主要层次执行层:在执行层,工人的行动直接影响工作场所危害物的存在及其控制。计划、组织和处理层:此层次要酝酿和形成那些在执行层次中实行的、针对所有安全危害物的行动。构建和管理层:这一层次主要涉及安全管理的基本原则。11.本质安全和功能安全：本质安全：通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法12.安全科学与技术：安全科学是研究事故与灾害的发生机理,应用现代科学知识和工程技术方法,研究、分析、评价、控制以及消除人类生活各个领域中的危险,防止灾害事故,避免损失,保障人类改造自然的成果和自身安全与健康的知识和技术体系。功能安全：系统整体安全性的组成部分,整体安全性依赖于系统或者设备在输入响应下的正常运行,功能安全是一种防止安全相关系统或设备的功能失效的安全设计和管理。4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法安全评价是利用系统工程方法对拟建或已有工程、系统可能存在的危险性及其可能产生的后果进行综合评价和预测,并根据可能导致的事故风险的大小,提出相应的安全对策措施,以达到工程、系统安全的过程。安全评价应贯穿于工程、系统的设计、建设、运行和退役整个生命周期的各个阶段。任何生产系统在寿命周期内都有发生事故的可能,区别只在于事故发生的频率和可能的严重程度不同。4.1.2安全评价的定义与分类4.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法安全评价按照不同的依据和分类方法,可分为以下几类:1.按照工程、系统生命周期分类2.按评价对象演变的过程、阶段分类3.按评价性质分类4.按评价结果的特征分类5.按工业管理内容分类6.按评价内容分类7.按评价对象分类8.按评价的规模或范围分类9.按企业安全管理的角度分类4.2ICI蒙德法最重要的补充和改进是引进了毒性指数和某些补偿系数:1.引进了毒性的概念。将道化学公司的火灾、爆炸危险指数扩展到包括物质毒性在内的火灾、爆炸、毒性指标的初期评价,使表示装置潜在危险性的初期评价更切合实际。2.发展了某些补偿系数(补偿系数小于1),进行装置现实危险性水平再评价,即采取安全对策措施加以补偿后进行最终评价,从而使评价较为恰当,也使预测定量化更具有实用意义。1974年英国帝国化学工业公司(ICI)蒙德(Mond)部在道化学指数评价方法的基础上考虑了物质的毒性,并发展了某些补偿系数,提出了ICI蒙德火灾、爆炸、毒性指数评价法(简称ICI蒙德法)4.2ICI蒙德法4.2.1ICI蒙德法评价程序ICI蒙德法首先将评价系统划分为单元,选择有代表性的单元进行评价。评价过程分两个阶段进行:第一阶段是初期危险度评价,第二阶段是最终危险度评价。4.2ICI蒙德法4.2.2ICI蒙德法具体评价步骤“单元”是装置的一个独立部分。布置上的独立性(相互间有一定的安全距离或由防火墙或防火堤隔开)和工艺上的不同性,是将装置分割成评价单元的两个基本原则。装置中具有代表性的单元类型有:原料储区、反应区、产品蒸馏区、吸收或洗涤区、中间产品储区、产品储区、运输装卸区、催化剂处理区、副产品处理区、废液处理区、通入装置区的主要配管桥区。此外,还有过滤、干燥、固体处理、气体压缩等,合适时也常常作为单元处理。1.评价单元的确定4.2ICI蒙德法4.2.2ICI蒙德法具体评价步骤初期危险度评价是不考虑任何安全措施,然后评价单元潜在危险性的大小。评价的项目包括:确定物质系数B、特殊物质危险性M、一般工艺危险性P、特殊工艺危险性S、量的危险性Q、配置危险性L、毒性危险性T。在每个项目中又包括一些要考虑的要素,将各项危险系数汇总入表,计算出各项的合计,得到下列几项初期评价结果。2.初期危险度评价4.2ICI蒙德法4.2.2ICI蒙德法具体评价步骤2.初期危险度评价场所:装置:单元:物质:反应:指标项指标内容建议系数使用系数物质系数燃烧热ΔHc(kJ/kg)物质系数B(B=ΔHc×1.8/100)特殊物质危险性①氧化性物质0~20

②与水反应生成可燃气体0~30

③混合及扩散特性-60~60

④自然发热性30~250

⑤自然聚合性25~75

⑥着火敏感性-75~150

⑦爆炸的分解性125

⑧气体的爆炸性150

⑨凝缩层爆炸性200~1500

⑩其他性质0~150

特殊物质危险性合计M=4.2ICI蒙德法4.2.2ICI蒙德法具体评价步骤2.初期危险度评价指标项指标内容建议系数使用系数一般工艺危险性①适用于仅物理变化10~50

②单一连续反应0~50

③单一间断反应10~60

④同一装置内的重复反应0~75

⑤物质移动0~75

⑥可能输送的容器10~100

一般工艺危险性合计P=特殊工艺危险性①低压(<103kPa绝对压力)0~100

②高压0~150

③低温a.(碳钢-10~10℃)15

b.(碳钢<-10℃)30~100

c.其他物质0~100

④高温a.引火性0~40

b.构造物质0~25

⑤腐蚀与侵蚀0~150

⑥接头与垫圈泄漏0~60

⑦振动负荷、循环等0~50

⑧难控制的工程或反应20~300

⑨在燃烧范围或附近条件下操作0~150

特殊工艺危险性合计S=量的危险性物质合计/m3密度/(kg/m3)量系数1~1000

量的危险性合计Q=配置危险性单元详细配置高度H/m通常作业区域/m2①构造设计0~200

②多米诺效应0~250

③地下0~150

④地面排水沟0~100

⑤其他0~250

配置危险性合计L=4.2ICI蒙德法4.2.2ICI蒙德法具体评价步骤2.初期危险度评价指标项指标内容建议系数使用系数毒性危险性①有毒气体阈值(TLV)0~300

②物质类型25~200

③短期暴露危险性100~150

④皮肤吸收0~300

⑤物理性因素0~50

毒性危险性合计T=道氏综合指数D用来表示火灾、爆炸潜在危险性的大小,按式(4-10)计算:4.2ICI蒙德法4.2.3ICI蒙德法优缺点及适用范围1.适用范围：ICI蒙德法适用于生产、储存和处理涉及易燃、易爆、有化学活性、有毒性的物质的工艺过程及其他有关工艺系统。2.优缺点：ICI蒙德法突出了毒性对评价单元的影响,在考虑火灾、爆炸、毒性危险方面的影响范围及安全补偿措施等方面都比道化学火灾、爆炸危险指数评价法更全面,在安全措施补偿方面强调了工程管理和安全态度,突出了企业管理的重要性,因而可以较广范围地进行全面、有效、更为接近实际的评价。但使用ICI蒙德法进行评价时,参数取值宽,存在主观差异性,这在一定程度上影响评价结果的准确性。4.3风险矩阵评价法风险矩阵评价法的定义:风险矩阵评价法常用于进行风险估算,此分析法是将决定危险事件风险的两种因素,即危险事件的严重性和危险事件发生的可能性,按其特点相对地划分等级,形成一种风险评价矩阵,并赋以一定的加权值,定性衡量风险的大小。风险矩阵评价法通过选择关键工艺装置或风险区域,选择评价单元的风险规模和属性,编制风险矩阵表,提出风险改善措施。4.3风险矩阵评价法危险事件的严重性等级分类：由系统、分系统或设备的故障、环境条件、设计缺陷、操作规程不当、人为差错引起的有害后果,按严重程度相对、定性地分为若干级,称为危险事件的严重分级。通常危险事件的严重性等级分为4级。4.3.1风险矩阵评价法编制步骤严重性等级等级说明事故后果说明Ⅰ灾难人员死亡或系统报废Ⅱ严重人员严重受伤、严重职业病或系统严重损坏Ⅲ轻度人员轻度受伤、轻度职业病或系统轻度损坏Ⅳ轻微人员伤害程度和系统损坏程度都轻于轻度情况4.3风险矩阵评价法4.3.2风险矩阵评价法优缺点及适用范围1.适用范围：风险矩阵评价法在建立职业健康安全管理体系和评价中经常用到,此方法一般不单独使用,常和预先危险性分析法、故障类型影响分析法、LEC法等评价方法结合使用。2.优缺点：风险矩阵评价法操作简单方便,能初步估算出危险事件的风险指数,并能进行风险分级,但此方法中的风险评估指数通常是主观确定的,且风险等级的划分具有随意性,有时不便于风险的决策。4.3风险矩阵评价法(3)因果关系：因果关系是事物发展变化的规律。事物的原因和结果之间存在着类似函数一样的密切关系。（2)相关关系：系统的结构可用下列公式表达:E=maxf(X,R,C)(1-4)

E——最优结合组合; X——系统组成的要素集,即组成系统的所有元素; R——系统组成要素的相关关系,即系统各元素之间的所有相关关系; C——系统组成的要素与其相关关系在各阶层上可能的分布形式; f(X,R,C)——X,R,C的结合效果函数。4.3风险矩阵评价法2.类推推理类推推理是人们经常使用的一种逻辑思维方法,常作为推出一种新知识的方法。类推的基本模式为:若A,B表示两个不同对象,A有属性P1,P2,…,Pm,Pn,B有属性P1,P2,…,Pm,则对象A与B的推理可用下图表示。类推方法种类:平衡推算法、代替推算法、抽样推算法、比例推算法、概率推算法因素推算法：已知系统发生事故的概率P和事故损失严重程度S,就可利用风险率R与P、S的关系来求得风险率R:R=PS4.3风险矩阵评价法3.惯性原理：任何事物在发展过程中,从过去到现在以及延伸至将来,都具有一定的延续性,这种延续性称为惯性。利用惯性原理可以研究事物或一个评价系统的未来发展趋势。（1）惯性的大小：惯性越大,影响越大;反之,则影响越小。（2）惯性的趋势：一个系统的惯性是这个系统内各个内部因素之间互相联系、互相影响、互相作用,按照一定的规律发展变化的状态趋势。4.量变到质变原理在安全评价时,考虑各种危险、有害因素对人体的危害,以及采用评价方法对危险因素进行等级划分时,均需要应用量变到质变的原理。4.3风险矩阵评价法合法性科学性公正性针对性安全评价是落实安全生产方针的重要技术保障,是安全生产监督管理的重要手段。4.3.3安全评价的原则4.4CBR评价法CBR评价法的定义:案例推理(Case-basedReasoning,CBR)是模仿人类解决问题时思维方式的一种认知模型,可以利用过去的经验、知识等信息解决新问题,符合人类的思维过程,具有不断学习的能力。CBR作为人工智能由表层的机器模仿向深层的机器思维发展中的一种形式得到认知科学和人工智能研究者越来越多的关注。从思维科学的角度看,人的思维主要有:形象思维、逻辑思维和创造思维,案例推理是人类3种思维的一种综合表现形式。4.4CBR评价法1.解释型案例推理：解释型案例推理是指通过案例检索功能检索得到与目标案例相似的历史案例,并利用最相似案例的经验知识来解释目标案例所处状态的一种推理方法。该过程可将目标问题的潜在影响要素显现出来,进而辅助相关人员