重大危险源风险评价

　　重大危险源风险评价是重大危险源控制的关键措施之一，为保证重大危险源评价的正确合理，对重大危险源的风险评价应遵循系统的思想和方法。

　　一、风险评价的一般程序

　　风险评价主要包括如下几个步骤。

　　1．资料收集

　　明确评价的对象和范围，收集国内外相关法规和标准，了解同类设备、设施或工艺的生产和事故情况，评价对象的地理、气象条件及社会环境状况等。

　　2．危险危害因素辨识与分析

　　根据所评价的设备、设施或场所的地理、气象条件、工程建设方案，工艺流程、装置布置、主要设备和仪表、原材料、中问体、产品的理化性质等辨识和分析可能发生的事故类型、事故发生的原因和机制。

　　3．评价过程

　　在上述危险分析的基础上，划分评价单元，根据评价目的和评价对象的复杂程度选择具体的一种或多种评价方法。对事故发生的可能性和严重程度进行定性或定量评价，在此基础上进行危险分级，以确定管理的重点。

　　4．提出降低或控制危险的安全对策措施

　　根据评价和分级结果，高于标准值的危险必须采取工程技术或组织管理措施，降低或控制危险。低于标准值的危险属于可接受或允许的危险，应建立监测措施，防止生产条件变更导致危险值增加，对不可排除的危险要采取防范措施。

　　二、易燃、易爆、有毒重大危险源评价方法

　　易燃、易爆、有毒重大危险源评价方法是“八五"国家科技攻关专题《易燃、易爆、有毒重大危险源辨识评价技术研究》提出的风险评价方法。它在大量重大火灾、爆炸、毒物泄漏中毒事故资料的统计分析基础上，从物质危险性、工艺危险性人手，分析重大事故发生的原因、条件，评价事故的影响范围、伤亡人数、经济损失和应采取的预防、控制措施。

　　该方法能较准确地评价出系统内危险物质、工艺过程的危险程度、危险性等级，较精确地计算出事故后果的严重程度(危险区域范围、人员伤亡和经济损失)，提出控制工艺设备、人员素质以及安全管理缺陷三方面的107个指标组成的评价指标集。下面简单介绍该评价方法。

　　(一)评价单元的划分

　　重大危险源评价以危险单元作为评价对象。

　　一般把装置的一个独立部分称为单元，并以此来划分单元。每个单元都有一定的功能特点，例如原料供应区、反应区、产品蒸馏区、吸收或洗涤区、成品或半成品储存区、运输装卸区、催化剂处理区、副产品处理区、废液处理区、配管桥区等。在一个共同厂房内的装置可以划分为一个单元；在一个共同堤坝内的全部储罐也可划分为一个单元；散设地上的管道不作为独立的单元处理，但配管桥区例外。

　　(二)评价模型的层次结构

　　根据安全工程学的一般原理，危险性定义为事故频率和事故后果严重程度的乘积，即危险性评价一方面取决于事故的易发性，另一方面取决于事故一旦发生后后果的严重性。现实的危险性不仅取决于由生产物质的特定物质危险性和生产工艺的特定工艺过程危险性所决定的生产单元的固有危险性，而且还同各种人为管理因素及防灾措施的综合效果有密切关系。

　　关于重大危险源的评价模型具有如图13—3所示的层次结构。

　　(三)评价的数学模型

　　重大危险源的评价分为固有危险性评价与现实危险性评价，后者是在前者的基础上考虑各种危险性的抵消因子，其反映了人在控制事故发生和控制事故后果扩大方面的主观能动作用。固有危险性评价主要反映了物质的固有特性、危险物质生产过程的特点和危险单元内部、外部环境状况。

　　固有危险性评价分为事故易发性评价和事故严重度评价。事故易发性取决于危险物质事故易发性与工艺过程危险性的耦合。

　　1．危险物质事故易发性B111的评价

　　参照联合国专家委员会的建议书及我国GB6944—86分类标准，具有燃烧爆炸性质的危险物质可分为七大类：①爆炸性物质；②气体燃烧性物质；③液体燃烧性物质；④固体燃烧性物质；⑤自燃物质；⑥遇水易燃物质；⑦氧化性物质。

　　每类物质根据其总体危险感度给出权重分；每种物质根据其与反应感度有关的理化参数值给出状态分；每一大类物质下面分若干小类，共计19个子类。对每一大类或子类，分别给出状态分的评价标准。权重分与状态分的乘积即为该类物质危险感度的评价值，亦即危险物质事故易发性的评分值。权重分的确定参考了全国化工行业和兵器行业218起重大事故的统计资料。关于易燃、易爆物质危险性的另一侧面是物质反应烈度，它主要在事故严重度评价中考虑。

　　为了考虑毒物扩散危险性，我们在危险物质分类中定义毒性物质为第八种危险物质。一种危险物质可以同时属于易燃易爆七大类中的一类，又属于第八类。对于毒性物质，其危险物质事故易发性主要取决于下列4个参数：①毒性等级；②物质的状态；③气味；④重度。毒性大小不仅影响事故后果，而且影响事故易发性：毒性大的物质，即使微量扩散也能酿成事故，而毒性小的物质不具有这种特点。毒性对事故严重度的影响在毒物伤害模型中予以考虑。对不同的物质状态，毒物泄漏和扩散的难易程度有很大不同，显然气相毒物比液相毒物更容易酿成事故；重度大的毒物泄漏后不易向上扩散，因而容易造成中毒事故。物质危险性的最大分值定为100分。

　　2．工艺过程事故易发性B112的评价

　　工艺过程事故易发性的影响因素确定为21项。参考了道化学公司的方法、英国帝国化学公司蒙德分部的蒙德法和我国国内研制出的《光气及光气化产品生产装置安全评价通则》以及《建筑设计防火规范》、《化学危险物品安全管理条例》和《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范》等国家标准，以及一些防火防爆的国内外著作。

　　21种工艺影响因素是：①放热反应；②吸热反应；③物料处理；④物料储存；⑤操作方式；⑥粉尘生成；⑦低温条件；⑧高温条件；⑨高压条件；⑩特殊的操作条件；⑩腐蚀；⑩泄漏；⑩设备因素；⑩密闭单元；⑤工艺布置；⑩明火；⑥摩擦与冲击；⑩高温体；⑩电器火花；⑩静电；⑨毒物出料及输送。最后一种工艺因素仅与含毒性物质有相关关系。

　　每种因素区别若干状态。各种因素的权重分值合并在因素中的各个状态分值一起考虑。状态分的确定参考了一些已知评价方法中有关项目危险性大小的对比值，以及大量火灾爆炸事故原因分析的统计资料，如日本消防厅《火灾年报》公布的数据和我国石化行业发生的一些重大事故。

　　3．工艺、物质危险性相关系数Wij确定

　　同一种工艺条件对于不同类的危险物质所体现的危险程度是各不相同的，因此必须确定相关系数。Wij可以分为以下5级。

　　(1)A级关系密切，Wij=o．9；

　　(2)B级关系大，Wij=0．7；

　　(3)C级关系一般，Wij=o．5；

　　(4)D级关系小，Wij=O．2；

　　(5)E级没有关系，Wij=0。

　　Wij定级根据专家的咨询意见，15位专家的380个系数的平均方差为0．06，最大均方差为0．14。

　　4．事故严重度Blz的评价

　　事故严重度用事故后果的经济损失(万元)表示。事故后果系指事故中人员伤亡以及房屋、设备、物资等的财产损失，不考虑停工损失。人员伤亡区分人员死亡数、重伤数、轻伤数。财产损失严格讲应分若干个破坏等级，在不同等级破坏区破坏程度是不相同的，总损失为全部破坏区损失的总和。在危险性评估中为了简化方法，用一个统一的财产损失区来描述，假定财产损失区内财产全部破坏，在损失区外全不受损，即认为财产损失区内未受损失部分的财产同损失区外受损失的财产相互抵消。死亡、重伤、轻伤、财产损失各自都用一当量圆半径描述。对于单纯毒物泄漏事故仅考虑人员伤亡，暂不考虑动植物死亡和生态破坏所受到的损失。

　　对几种常见的火灾爆炸事故进行了全面的研究，建立了6种伤害模型，它们分别是：①凝聚相含能材料爆炸；②蒸气云爆炸；③沸腾液体扩展为蒸气云爆炸；④池火灾；⑤固体和粉尘火灾；⑥室内火灾。不同类物质往往具有不同的事故形态，但即使是同一类物质，甚至同一种物质，在不同的环境条件下也可能表现出不同的事故形态。

　　为了对各种不同类的危险物质可能出现的事故严重度进行评价，我们根据下面两个原则建立了物质子类别同事故形态之间的对应关系，每种事故形态用一种伤害模型来描述。这两个原则如下。

　　(1)最大危险原则如果一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差悬殊，则按后果最严重的事故形态考虑；

　　(2)概率求和原则如果一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差不悬殊，则按统计平均原理估计事故后果。

　　根据泄漏物状态(液化气、液化液、冷冻液化气、冷冻液化液、液体)和储罐压力、泄漏的方式(爆炸型的瞬时泄漏或持续十分钟以上的连续泄漏)建立了9种毒物扩散伤害模型，这9种模型分别是：源抬升模型，气体泄放速度模型，液体泄放速度模型，高斯烟羽模型，烟团模型，烟团积分模型，闪蒸模型，绝热扩散模型和重气扩散模型。毒物泄漏伤害严重程度与毒物泄漏量以及环境大气参数(温度、湿度、风向、风力、大气稳定度等)都有密切关系。若在测算中遇到事先评价所无法定量预见的条件时，则按较严重的条件进行评估。当一种物质既具有燃爆特性，又具有毒性时，则人员伤亡按两者中较重的情况进行测算，财产损失按燃烧燃爆伤害模型进行测算。毒物泄漏伤害区也分死亡区、重伤区、轻伤区，轻度中毒而无需住院治疗即可在短时间内康复的一般吸人反应不算轻伤。各种等级的毒物泄漏伤害区呈纺锤形，为TN算方便，同样将它们简化成等面积的当量圆，但当量圆的圆心不在单元中心处，而在各伤害区的面心上。

　　为了测算财产损失与人员伤亡数，需要在各级伤害区内对财产分布函数与人员损失函数进行积分。为了便于采样，人员和财产分布函数各分为三个区域，即单元区、厂区与居民区，在每一区域内假定人员分布与财产分布都是均匀的，但各区之间是不同的。为了简化采样，单元区面积简化为当量圆，厂区面积当长宽比大于2时简化为矩形，否则简化为当量圆。各种类型的伤害区覆盖单元区、厂区和居民区的各部分面积通过几何关系算出。

　　因为不可能对居民区的财产分布状态进行直接采样，因此特别建立了一个专门的评估模型，用于评估居民区的财产分布密度。在该模型中，居民财产分布密度看成是人VI密度、人均的月生活费用支出水平，人均住房面积和单位面积房价的函数。

　　为了使单元之间事故严重度的评估结果具有可比性，需要对不同种的伤害用某种标度进行折算再作叠加。如果我们把人员伤亡和财产损失在数学上看成是不同方向的矢量，其实所谓“折算”就是选择一个共同的矢量基，将和矢量在矢量基上投影。不同的矢量基对应不同的折算。折算方法选择同一个国家国情及政府的管理行为有关。我们参考我国政府部门的一些有关规定，在本评价方法中使用了以下折算公式：

　　S=C+20(N1+0.5×N2+105/6000N3)

　　式中C-事故中财产损失的评估值，万元；

　　N1、N2、N3---事故中人员死亡、重伤、轻伤人数的评估值。

　　5．危险性的抵消因子B2的确定

　　尽管单元的固有危险性是由物质的危险性和工艺的危险性所决定的，但是工艺、设备、容器、建筑结构上的各种用于防范和减轻事故后果的各种设施，危险岗位上操作人员的良好素质，严格的安全管理制度能够大大抵消单元内的现实危险性。

　　在本评价方法中，工艺、设备、容器和建筑结构抵消因子由23个指标组成评价指标集；安全管理状况由11类72个指标组成评价指标集；危险岗位操作人员素质由4项指标组成评价指标集。

　　大量事故统计表明，工艺设备故障、人的误操作和生产安全管理上魄缺陷是引发事故发生的三大原因，因而对工艺设备危险进行有效监控，提高操作人员基本素质和提高安全管理的有效性，能大大减少事故的发生。但是大量的事故统计事实同样表明，上述三种因素在许多情况下并不相互独立，而是耦合在一起发生作用的，如果只控制其中一种或两种是不可能完全杜绝事故发生的，甚至当上述三种因素都得到充分控制以后，只要有固有危险性存在，现实危险性不可能抵消至零，这是因为还有很少一部分事故是由上述三种原因以外的原因(例如自然灾害或其他单元事故牵连)引发的。因此一种因素在控制事故发生中的作用是同另外两种因素的受控程度密切相关的。每种因素都是在其他两种因素控制得越好时，发挥出来的控制效率越大。根据对1991个火灾爆炸事故的统计资料，用条件概率方法和模糊数学隶属度算法，给出了各种控制因素的最大事故抵消率关联算法以及综合抵消因子的算法。

　　三、重大危险源快速评价方法简介

　　重大危险源快速评价的目的，是在重大危险源数据库录入的数据信息基础上，对易燃、易爆、有毒重大危险源进行快速评价，以满足政府安全生产监督管理部门对重大危险源进行宏观分级监控和管理的需要。

　　易燃、易爆、有毒重大危险源的评价分级根据重大危险源的风险值来进行。由于受采集的重大危险源信息量的限制，不可能达到详细、准确风险评价的要求；另一方面出于重大危险源宏观管理的要求，需要处理的重大危险源数量众多。因此有必要研究简化的方法对重大危险源进行快速评价。

　　重大危险源的风险值R可用下式表示：

　　R—P×C

　　式中P——事故发生的可能性；

　　C——一旦发生事故，造成的事故后果。

　　鉴于重大危险源的客观存在性，在进行快速评价时，不考虑事故发生的可能性，仅考虑事故后果的严重度来作为重大危险源风险的度量。事故后果的严重度从两方面考虑，即对人的伤害(包括死亡、重伤、轻伤)和对物的损坏(包括财产损失、环境破坏等)。对同一个重大危险源，造成危害的程度主要取决于重大危险源的危险物质特性及其数量，考虑到重大危险源造成的伤害区域与这一点存在正比关系，因此可以用单一的指标简化计算。

　　易燃、易爆、有毒重大危险源快速评价方法主要针对重大危险源的事故后果进行评价，以预测事故发生的死亡半径为评价指标，以死亡半径的大小进行重大危险源的分级。

　　为了对可能出现的事故后果进行预测，本方法遵循以下原则：

　　(1)最大危险原则如果危险源具有多种危险物质或多种事故形态，按后果最严重的危险物质或事故形态考虑；如果一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差悬殊，则按后果最严重的事故形态考虑。

　　(2)概率求和原则如果一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差不太悬殊，则按统计平均原理估计总的事故后果。

　　假设条件：

　　(1)在估算事故后果时，假设事故的伤害效用是各向同性的，且无障碍物；

　　(2)伤害区域是以单元的中心为圆心、以伤害半径为半径的圆形区域。

　　主要考虑以下3种灾害形式：爆炸危险、火灾危险、毒物泄漏扩散危险。