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化工企业定量风险评价导则

编 制 说 明

                

中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院

2009年10月


1 任务来源 2

2编制过程 2

2.1组织项目调研,找出问题所在 2

2.2查阅国内外资料,确定研究路线 4

2.3符合应用实际,制定编制原则 5

2.4参照国标要求,设计框架结构 5

2.5广泛征求意见,修改完善标准 6

3 章、节主要内容 6

3.1范围 6

3.2规范性引用文件 6

3.3术语和定义 7

3.4目的和基本程序 7

3.5定量风险评价项目管理 7

3.6资料数据收集 7

3.7危险辨识和评价单元选择 7

3.8泄漏场景及频率 7

3.9源项和气云扩散 7

3.10暴露影响 7

3.11风险计算 7

3.12风险评价 7

3.13附录 7

4技术经济分析论证和预期的经济效益 8

5采用国际标准和国外先进标准情况及水平对比 8

6与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性 8

7贯彻实施标准的措施和建议 9

8其他应予说明的事项 9


1 任务来源

定量风险评价是一种技术复杂的安全评价方法,不仅要对事故的原因、场景等进行定性分析,还要对事故发生的频率和后果进行定量计算,并将量化的风险指标与可接受标准进行对比,提出降低或减缓风险的措施,整个评价过程需按照一定的标准程序进行,才能保证评价结果的准确性和可比性。

目前,美国、英国、荷兰已制定出具体的适合自己国情的定量风险评价导则并广泛应用,而国内化工企业还没有适合的风险标准和定量风险评价导则,在数据采集、危险识别、单元选择、事故模式和风险度量等方面没有规范法。

为了完善定量风险评价体系,分析石油化工企业定量风险评价导则的主要元素,全国安全生产标准化技术委员会立项制定《石油化工企业定量风险评估导则》。

2009年2月国家安全监管总局印发关于下达2009年安全生产行业标准项目计划的通知(安监总政法〔2009〕34号),本标准予以立项。

在起草过程中,根据国家安全监管总局监管三司建议,扩大标准范围,将标准名称变更为《化工企业定量风险评价导则》。

2编制过程

课题组成员于2009年1-4月进行相关文献资料和国内外标准调研,确定所制订的标准结构和内容;2009年5-8月起草标准文本和编制说明稿,形成征求意见稿,2009年9-11月提交标准文本、编制说明初稿,进行征求意见。

2.1组织项目调研,找出问题所在

课题组通过调研发现,近年来,定量风险评价技术在国内石油化工领域得到了大量应用,如中国石化安全工程研究院先后开展了烟台万华光气项目风险评估、上海化工园区风险评估、澳门LNG接收站风险评估等定量风险评价,中国石油开展了《中国石油唐山LNG项目接收站工程定量风险评价研究》等项目的评价,中海油在LNG接收站、海上平台的重大项目均进行了定量风险评价。

与国外相比,我国还没有定量风险评价标准和完善的定量风险评价导则,在危险源识别中如何选择装置;泄漏段位的划分、模型及泄露频率的确定还没有统一的标准。目前,在国内化工行业定量风险评价中存在许多需要规范的地方:

1、资料收集的规范性

定量风险评价需要收集整理和分析的数据量较大,因此需要一个由各方面专业人员组成的团队才能很好地完成。其中安全工程师、工艺工程师、设备工程师、熟悉软件操作的人员是必需的。在定量风险评价中收集的资料主要包括:危害信息、设计和运行数据、减缓控制系统、管理系统、自然条件、历史数据和人口数据等。可靠的数据是保证评价结果合理性的前提,在定量风险评价中,对所有相关数据的收集,以尽可能地建立在准确的基础上,同时也是对评价的边界的限定。目前,国内在化工行业定量风险评价方面,缺少相应的规定来规范定量风险评价的数据种类、采集原则和标准,如人口的流动性因素、人口边界范围,估算人口的原则、点火源的辨识,不同类型点火源如点型、线型、面型的点火概率的确定等,导致各评价项目数据采集的不规范、不完整或存在错误的数据来源。

因此,规范化QRA资料的采集,确保数据的可靠性、全面性是保证QRA结果的合理性的重要步骤。

2、评价装置或单元划分的规范性

根据帕累托定律,系统的风险往往只由少数单元决定,为避免过大的计算量,需通过一定的筛选方法选择出对整个系统影响较大、风险较高的单元进行风险计算。这就需要开展危险辨识,运用系统分析方法对评价区域进行危险辨识,以确定哪些易燃、易爆、活性和有毒物质存在重大事故风险,哪些工艺故障或错误容易产生非正常情况并存在重大事故风险。在确定定量风险评价包含的装置或单元时,需要得到评价单位和企业共同参议,尽量得到相关政府部门的同意。需要规范定量风险评价中所包含的评价装置或单元的原则;推荐辨识方法,防止漏掉具有重大风险的设施。常用的系统危险识别方法,如安全检查表(Checklist)、“如果-怎么样”分析法(What-if)、危险与可操作性分析(HAZOP)、故障类型和影响分析法(FMEA)、故障树分析(FTA)及危险度评价法等;其他危险源辨识方法,如事故案例分析和重大危险源分析等。

3、事故模式的规范性

为了便于进一步量化风险分析的需要,需要将工艺过程划分不同的泄漏段位,选取泄漏模式,合理估算泄漏时间和泄漏总量。目前,国内石油化工定量风险评价,对泄漏模式还没有统一的做法,美国API581中规定了开展RBI的孔尺寸系列和泄漏时间和总量的确定原则;“紫皮书”中给出了不同石油化工工艺设备的泄漏模式及其概率。频率的分析主要包括不同泄漏模式基础泄漏频率的分析、基础泄漏频率的必要修正、泄漏后事故场景的频率分析、火源点火可能性的分析等。基础泄漏概率一般通过历史事故统计分析得到。目前,国外一些研究机构如挪威船级社(DNV)、英国健康和安全局(HSE)、美国化工过程安全中心(CCPS)等都有类似的数据库,可直接获得各类设备的泄漏概率。此外,需针对国内的实际情况对基础泄漏概率进行设备修正和管理修正。危险品泄漏后可能会因周围环境情况的不同产生不同的事故类型,如池火、喷火、闪火、蒸气云爆炸和BLEVE 等。因此,需通过事件树的分析(ETA)确定不同事故类型发生的频率。在这一过程中,要同时确定不同类型点火源如点型、线型、面型的点火概率。此外,为计算社会风险,要确定人员出现的概率,包括在室内、室外出现的频率和白天、夜间出现的频率等。

规范化的泄漏模式和频率修正才能保证泄漏频率、事故后果和风险的结果的可比性和准确性。

4、风险度量和风险标准不统一

定量风险评价的核心内容是评价区域内的个人风险和社会风险,绘制个人风险等值线和社会风险曲线。风险标准是用来判断风险是否可以接受及对风险的重要性加以判断的准则,目前,没有统一的化工行业的推荐风险标准,推荐一个合理可行的可接受风险准则极为必要。

2.2查阅国内外资料,确定研究路线

国外企业定量风险评价始于20世纪60年代,美国、英国、荷兰等国家已制定出具体的适合自己国情的定量风险评价导则。

国外采用的标准主要有:

(1)VROM “Guidelines for quantitative risk assessment”

(2)BSI. 2002. “Application of Fire Safety Engineering Principles to the Design of Buildings” British Standards Published Document PD 7974: 2002. London: British Standards Institution.

(3)STD.API/PETRO PUBL 581 ENGL 2000 “Risk-Based Inspection Base Resource Document”

(4)API PUBL 1628, 1996 “A Guide to the Assessment and Remediation of Underground Petroleum Releases”

(5)API PUBL 1628, 1996 “A Guidance Manual for Modeling Hypothetical Accidental Releases to the Atmosphere”

(6)American standard, Designation: E 1776–07 “Standard Guide for Development of Fire-Risk-Assessment Standards”

(7)BS 7899-2:1999 “Code of practice for Assessment of hazard to life and health from fire”

(8)BS EN ISO 17776:2002 “Petroleum and natural gas industries-Offshore production Installations-Guidelines on tools and techniques for hazard identification and risk assessment”

到目前为止,虽然在安全生产领域,我国已在定量风险评价方面取得了一定的成果,如:HJ/T 169-2004《建设项目环境风险评价技术导则》和《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》对源项和气云扩散计算做了简要概述,SY/T 6714-2008《基于风险检验的基础方法》对失效后果、泄漏频率、泄漏频率修正及风险计算等做了详细的规定。

本课题组参照国内外相关标准和参考资料,制定了本项目的制定原则和技术规范。

2.3符合应用实际,制定编制原则

本标准的定位:为化工企业定量风险评价技术提供规范性依据。因此,本标准的原则应该体现规范性和可操作性。即综合考虑国外其他国家或机构对定量风险评价技术的规定和国内化工企业的现实性。

2.4参照国标要求,设计框架结构

本部分的框架结构主要是参照SY/T 6714-2008《基于风险检验的基础方法》和《TNO Purple Book Guidelines for Quantitative Risk Assessment》的内容而制定。

框架结构要现国家安全法规、标准的原则要求,并尽可能考虑国内化工企业现状。因此,在设计框架结构、选择内容支柱时,突出现实可操作性。

框架结构形式如下:

    ——前言

——范围

——规范性引用文件

——术语和定义

——目的和基本程序

——定量风险评价项目管理

——资料数据收集

——危险辨识和评价单元选择

——泄漏场景及频率

——源项和气云扩散

——暴露影响

——风险计算

—— 风险评价

——附录

——附:条文说明

2.5广泛征求意见,修改完善标准

在拟定好编写原则和框架结构以及对调研收集到的信息、意见进行归纳、整理、分析的基础上,2009年5月初开始编写本部分。在编写过程中,注重国内化工企业现状以及国内外失效频率以及风险标准的对比。8月脱稿后,征求了部分科研院所技术委员会成员的意见,补充完善后于2009年12月形成该标准的征求意见稿。

3 章、节主要内容

本部分的框架结构主要是参照SY/T 6714-2008《基于风险检验的基础方法》和《TNO Purple Book Guidelines for Quantitative Risk Assessment》的内容而制定。

3.1范围

3.2规范性引用文件

本章只列出本部分引用过有关条款或重要内容且已正式发布的文件,没有包括尚未发布的文件和参考文献。

3.3术语和定义

本章只对因理解偏差容易产生歧义、重复在本部分多次出现且对条款的涵义至关重要的术语、缩略语、专业词或概念进行了说明或定义,即使是专业性很强的术语,如果约定成俗的理解对条款的基本涵义不容易产生误解,也不在之列。

3.4目的和基本程序

对定量风险评价的目的和基本流程做了简要描述。

3.5定量风险评价项目管理

明确了定量风险评价项目管理流程、评价遵循的原则以及定量风险评价项目组成员培训内容。

3.6资料数据收集

规范了资料数据应收集的内容。

3.7危险辨识和评价单元选择

明确了危险辨识的采用的方法及如何选择评价单元。

3.8泄漏场景及频率

对设备(设施)的泄漏场景、泄漏频率及泄漏频率修正做了规定。

3.9源项和气云扩散

阐述源项和气云扩散模型及泄漏、火灾、闪蒸和液池蒸发、扩散、火灾和爆炸计算方法。

3.10暴露影响

阐述热辐射暴露、毒性暴露和超压对人的影响。

3.11风险计算

规定了个体风险和社会风险的计算方法。

3.12风险评价

明确了风险标准、风险可接受准则和风险评价原则。

3.13附录

附录中包含规范性附录和资料性附录。

4技术经济分析论证和预期的经济效益

在新建危险品设施的规划、选址、周边安全距离确定、平面布局、装置危险性分析中进行定量风险评价,可有效的确定安全间距、平面布置优化,了解新建设施的风险水平,提高设计合理性,有利于企业和政府正确的决策。

在风险评价中,通过有效、系统的使用定量风险评价,开展危险源辨识、失效频率分析、失效后果和影响分析,提出相应的改善措施,降低系统的风险水平,指导应急计划。此外通过了解化工企业或装置的风险水平和危险源的分布,有利于资金优化分配。

定量风险评价是一种系统化的方法,该方法可大量应用到规划、平面布置、危险识别、应急响应等方面,其社会效益和经济效益是显而易见的。通过制定化工企业定量风险评价导则,使得定量风险评价规范法,风险评价结果更有意义,具有可比性。

5采用国际标准和国外先进标准情况及水平对比

国外企业定量风险评价始于20世纪60年代,美国、英国、荷兰已制定出具体的适合自己国情的定量风险评价导则。

(1) AIChE, Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis (2nd Edition)

(2) CPR 18E Guidelines for the Quantitative Risk Assessment, Purple Book

(3) CPR 14E Methods for the calculation of physical effects, Yellow Book.

(4)STD.API/PETRO PUBL 581 ENGL 2000 “Risk-Based Inspection Base Resource Document”

本标准规定了化工企业定量风险评价过程中的技术要求。本标准适用于陆上化工企业新建、改建、扩建和在役装置(设施)的定量风险评价,不适用于公路、铁路、水上、长输管道等厂外运输设施及海(水)上石油化工装置(设施)的定量风险评价。

6与现行法律、法规、政策及相关标准的协调性

国内目前已有的相关标准:

(1)SY/T 6714-2008  基于风险检验的基础方法

本部分的框架结构主要是参照SY/T 6714-2008《基于风险检验的基础方法》和《TNO Purple Book Guidelines for Quantitative Risk Assessment》的内容而制定。

7贯彻实施标准的措施和建议

化工企业发生事故后,对员工、单位和社会影响极大,本标准规定了定量风险评价的基本过程,有助于风险评价的结果更合理、有效,从而提高系统的安全性。本标准为推荐性标准,附录A为强制性附录,其余内容为推荐性条款。

8其他应予说明的事项

无。

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