SARASS技术手册.docx
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SARASS技术手册
安全评价与风险分析系统软件
技
术
说
明
文
档
南京安元科技有限公司
版权所有
二OO四年五月
一、专业术语解释
1.蒸气云爆炸（UVCE）模型：
蒸气云爆炸是指可燃气体或蒸气与空气的云状混合物在开阔地上空遇到点火源引发的爆炸。
UVCE模型用于定量化模拟评价与分析可燃气体或液化介质的生产或储存场所所可能发生的UVCE事故后果的严重度和危险等级、影响范围。
2.池火灾（PoolFire）模型：
池火灾指可燃液体作为燃料的火灾，比如罐区池火灾主要是由于超载或雷击等原因导致LPG泄漏而形成液池，遇到火源而引起池火灾。
PoolFire模型用于模拟评价与分析池火灾的事故后果的严重度和危险等级、灾害影响范围。
3.沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型：
沸腾液体扩展蒸气爆炸指液化介质储罐在外部火焰的烘烤等条件下突然破裂，压力平衡破坏，介质急剧气化，并随即被火焰点燃而产生的爆炸。
BLEVE模型用于模拟评价与分析沸腾液体扩展蒸气爆炸事故的后果严重度、危险等级和灾害影响范围。
4.凝聚相爆炸（CPE）模型：
凝聚相爆炸指炸药等类型的含能材料发生的爆炸。
CPE模型用于模拟评价与分析凝聚相爆炸事故的后果严重度、危险等级和灾害影响和破坏范围。
5.泄漏扩散（Leaks）模型：
用于模拟评价与分析有毒、有害物质在一定的泄漏模式和扩散环境下的泄漏扩散危害范围。
6．死亡、重伤、轻伤及财产损失半径：
指由于灾害事故（如火灾、爆炸等）所产生的热辐射、冲击波等破坏能量导致人员死亡、重伤、轻伤和财产损失的范围（即离事故中心点的距离）。
其它安全专业术语请参考：
《危险评价方法及其应用》，冶金工业出版社，2001
《工业装置安全卫生预评价方法》第二版，化学工业出版社，2004
《安全评价》修订版，国家安全生产监督管理局主编
二、安全评价适用范围及特点
评价方法
评价目标
定性定量
方法特点
适用范围
应用条件
优缺点
类比法
危害程度分级、危险性等级
定性
利用类比作业场所检测、统计数据分级和事故统计分析资料类推
劳动卫生评价作业条件、岗位危险性评价
类比作业场所具有可比性
简便易行专业检测量大、费用高
安全检查表
危险有害因素分析
定性
定量
按事先编制的有标准要求的检查表逐项检查按规定赋分标准赋分评定安全等级
各类系统的设计、验收、运行、管理、事故调查
有事先编制的各类检查表
简便、易于掌握编制检查表难度及工作量大
安全等级
有赋分、评级标准
预先危险性分析（PHA）
危险有害因素分析危险性等级
定性
讨论分析系统存在的危险、有害因素、触发条件、事故类型，评定危险性等级
各类系统设计、施工、生产、维修前的概略分析和评价
分析评价人员熟悉系统，有丰富的知识和实践经验
简便易行受分析评价人员主观因素影响
故障类型和影响分析（EMEA）
故障（事故）原因影响程度等级
定性
列表、分析系统（单元、元件）故障类型、故障原因、故障影响评定影响程序等级
机械电气系统、局部工艺过程，事故分析
同上有根据分析要求编制的表格
较复杂、详尽受分析评价人员主观因素影响
故障类型和影响危险性分析（FMECA）
故障原因故障等级危险指数
定性
定量
同上。
在EMEA基础上，由元素故障概率、系统重大故障概率计算系统危险性指数
机械电气系统、局部工艺过程，事故分析
同EMEA
有元素故障率、系统重大故障（事故）概率数据
较EMEA复杂、精确
事件树
（ETA）
事故原因触发条件事故概率
定性
定量
归纳法，由初始事件判断系统事故原因及条件由各事件概率计算系统事故概率
各类局部工艺过程、生产设备、装置事故分析
熟悉系统、元素间的因果关系有各事件发生概率数据
简便易行受分析评价人员主观因素影响
事故树（FTA）
事故原因事故概率
定性
定量
演绎法，由事故和基本事故逻辑推断事故原因由基本事件概率计算事故概率
宇航、核电、工艺、设备等复杂系统事故分析
熟练掌握方法和事故、基本事件间的联系，有基本事件概率数据
复杂、工作量大、精确
事故树编制有误易失真
格雷厄姆-金尼法
危险性等级
定性
半定量
按规定对系统的事故发生可能性、人员暴露情况、危险程序赋分，计算后评定危险性等级
各类生产作业条件
赋分人员熟悉系统，对安全生产有丰富知识和实践经验
简便实用受分析评价人员主观因素影响
道化学公司法（DOW）
火灾爆炸危险性等级
事故损失
定量
根据物质、工艺危险性计算火灾爆炸指数，判定采取措施前后的系统整体危险性，由影响范围、单元破坏系数计算系统整体经济、停产损失
生产、贮存、处理燃、爆、化学活泼性、有毒物质的工艺过程及其他有关工艺系统
熟练掌握方法、熟悉系统、有丰富知识和良好的判断能力，须有各类企业，装置经济损失目标值
大量使用图表、简捷明了、参数取值宽、因人而异，只能对系统整体宏观评价
帝国化学公司蒙德法（MOND）
火泼、爆炸、毒性及系统整体危险性等
定量
由物质、工艺、毒性、布置危险计算采取措施前后的火灾、爆炸、毒性和整体危险性指数，评定各类危险性等级
同上
熟练掌握方法、熟悉系统、有丰富知识和良好的判断能力
同上
日本劳动省六阶段法
危险性等级
定性
定量
检查表法定性评价，基准局法定量评价，采取措施，用类比资料复评，1级危险性装置用ETA,FTA等方法再评价
化工厂和有关装置
熟悉系统、掌握有关方法、具有相关知识和经验
综合应用几种方法反复评价，准确性高、工作量大
有类比资料
单元危险性快速排序法
危险性等级
定量
由物质、毒性系数、工艺危险性系数计算火灾爆炸指数和毒性指标，评定单元危险性等级
同DOW法的适用范围
熟悉系统、掌握有关方法、具有相关知识和经验
是DOW法的简化方法，简捷方便、易于推广
危险性与可操作性研究
偏离及其原因、后果、对系统的影响
定性
通过讨论，分析系统可能出现的偏离、偏离原因、偏离后果及对整个系统的影响
化工系统、热力水力系统的安全分析
分析评价人员熟悉系统，有丰富的知识和实践经验
简便易行受分析评价人员主观因素影响
事故模拟评价法
危险程度
定量
计算易燃易爆有毒物质的泄漏量、扩散状况和发生火灾、爆炸、中毒事故后果的严重程度
储运、加工、生产大量易燃、易爆、有毒物质工艺系统
熟悉系统、掌握有关方法、具有相关知识和经验，需要有关数据
准确性较高人工计算量大
三、评价方法原理介绍
1.危险度评价方法简介
本评价法是在日本劳动省颁布的六阶段安全评价法基础上，结合我国《石油化工企业设计防火规范》（GB50161-92）、《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》（HGJ43-91）等有关标准、规范，针对石油化工企业工程建设项目的安全评价进行部分修改后制订的定性评价和定量评价相结合的综合评价方法，其评价的具体步骤如下：
1.1资料准备
根据评价单位划分和危险度评价取值表确定各评价单元的主要工艺参数。
1.2定量评价
对各评价单元的物质、容量、温度、压力和操作条件等五项进行评定，每项分为A、B、C、D四个分段，分别对应分值10分、5分、2分、0分，对单元的各项按取值赋分标准进行赋分，最后按照这些分值之和来评定该单元的危险程度等级，等级划分具体见表1。
危险程度分级表
分值
危险程度
等级
≥16
高度危险
I
11~15
中度危险
Ⅱ
1~10
低度危险
Ⅲ
危险度评价取值标准见表2。
危险度评价取值表表2
分值
项目
A（10分）
B（5分）
C（2分）
D（0分）
物质1）
1、甲类可燃气体2）
2、甲A类可燃液体
3、甲类固体
4、极度危害介质3）
1、乙类可燃气体
2、甲B、乙A类可燃液体
3、乙类固体
4、高度危害介质
1、乙B、丙A.B类可燃气体
2、丙类固体
3、中、轻度危害介质
不属于A~C项物质
单元容量4）
气体1000m3以上液体100m3以上
气体500~1000m3；液体50~100m3
气体100~500m3；
液体10~50m3
气体<1000m3
液体<10m3
温度
1000℃以上使用，其操作温度在燃点以上
1、1000℃以上使用，但其操作温度在燃点以下
2、在250~1000℃使用，且其操作温度在燃点以上
1、在250~1000℃使用，但其操作温度在燃点以下
2、在低于250℃使用，但其操作温度在燃点以下
在低于250℃使用，但其操作温度在燃点以下
压力
100MPa以上
20~100MPa
1~20MPa
1MPa以下
操作
1、临界放热和特别剧烈的放热反应操作
2、在爆炸极限范围内或其附近的操作
1、中等放热反应操作（如烷基化、配化、聚合等反应）
2、系统中进入空气等不纯物质就可能发生危险反应的操作
3、使用状态为粉状或雾状，且有可能发生粉尘爆炸的反应
4、单批式操作
1、轻微放热反应操作（如加氢、异构化、中和等反应）
2、伴有化学反应的精制操作
3、单批式，但开始用机械进行程序操作的
4、有一定危险的操作
无危险的操作
注：
1、系指原材料、中间体或产品中危险程度最大的物质。
2、见“GB50160-92”中可燃物质的火灾危险性分类。
1、见“HG20660-2000”中3.0.3-1表、表3.0.2-1、表3.0.3-1。
2、有触媒的反应，应去掉触媒层所占的空间；气液混合反应按照其反应的形态选择上述规定；无化学反应的精制和储存装置降一级评价。
2.道化学（DOW）预评价方法简介
2.1评价方法简介
道化学公司（DOW）火灾、爆炸危险指数评价法（第7版）根据以往的事故统计资料、物质的潜在能量和现行的安全措施情况，利用系统工艺过程中的物质、设备、物量等数据，通过逐步推算的公式，对系统工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸危险、反应性危险进行评价的方法。
具体方法如下：
根据单元物质系统MF、工艺条件（一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险F2），通过一系列计算（单元火灾爆炸指数F&E、影响区域、破坏系数DF计算）确定单元火灾爆炸危险程度（最大可能财产损失及采取安全后的最大可能财产损失MPPD、最大可能损失日MPDO和停产损失BI），并与安全指标比较，判断事故损失能否被接受的评价方法。
2.2评价程序
道化学公司（DOW）火灾、爆炸危险指数评价法（第七版）评价程序如图1。
2.3评价过程
1、确定评价单元。
包括评价单元的确定和评价设备的选择。
2、求取单元内重要物质的物质系数MF。
重要物质是指单元中以较多数量（5%以上）存在的危险性潜能较大的物质。
物质系数（MF）是表述物质由燃烧或其它化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量大小的内在特性，它由物质可燃性Nf和化学活泼性（不稳定性）Nr求得。
3、根据单元的工艺条件，采用适当的危险系数，求得单元一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2。
一般工艺危险系数F1是确定事故损害大小的主要因素。
特殊工艺危险系数F2是影响事故发生概率的主要因素。
4、求工艺单元危险系数F3。
F3=F1×F2。
5、求火灾、爆炸指数F&EI。
F&E1=F3×MF它可被用来估计生产过程中事故可能造成的破坏。
6、用火灾、爆炸指数值查出单元的暴露区域半径R（m），并计算暴露面积A。
A=π×R2（m2）
7、确定安全措施补偿系数C。
安全措施补偿系数C为工艺控制补偿系数C1、物质隔离补偿系统数C2、防火措施补偿系数C3三者的乘积，即C=C1×C2×C3。
8、计算安全措施补偿后的火灾、爆炸指数F&E1。
3.火灾、爆炸、毒性指标评价法—ICI蒙德法简介
ICI公司蒙德法是在美国道化学公司（DOW）火灾、爆炸危险指明数千评价法的巨大成就上，作进一步补充和扩展而产生的定量评价方法。
它不仅详细规定了各种附加因素增加比例的范畴，而且针对所有的安全措施引进了补偿系数，同时扩展了毒性指标，使评价结果更加切合实际，其评价步骤如下：
3.1单元危险性的初期评价
综合评价单元内的物质系数（B）、特殊物质系数（M）、一般工艺过程危险系数（P）、特殊工艺过程危险系数（S）、量的危险系数（Q）、配置危险系数（L）、毒性危险系数（T）、按一定的计算公式计算出各评价单元的DOW/ICI总指标（D）、火灾负荷（F）、装置内部爆炸指标（E）、环境气体爆炸指标（A）、单元毒性指标（U）、主毒性事故指标（C），最后求出全体危险性评分（R），并将计算结果按R值的大小范围分成8个等级。
3.2单元危险性的最终评价
根据工程设计中提出的安全对策措施，确定补偿系数K1、K2、K3、K4、K5、K6，然后根据单元初期评价结果和补偿系数，计算出火灾负荷（F）、装置内部爆炸指标（E）、环境气体爆炸指标（A）、全体危险性评价（R）的补偿值F2、E2、A2、R2。
1、简要地列出必要的安全对策措施和预防手段
火灾、爆炸、毒性指标评价法—ICI公司蒙德法评价程序详见图2。
1）单元危险性的初期评价
依据各单元的危险性系数表，可以计算出各单元的DOW/ICI总指标（D）、火灾负荷（F）、装置内部爆炸指标（E）、环境气体爆炸指标（A）、单元毒性指标（U）、主毒性事故指标（C），最后求出全体危险性评分（R）。
1DOW/ICI总指标D的计算
D值用来表示火灾、爆炸危险性潜力能的大小，其值按下式计算：
D=B+（1+
）（1+
）（1+
+
）
式中：
B—重要物质的物质系数；
M—特殊物质危险性系数合计；
P—一般工艺过程危险性系数合计；
S—特殊工艺过程危险性系数合计；
Q—量的危险性系数；
L—配置危险性系数合计；
T—毒性危险性系数合计。
它们的取值分别按ICI公司蒙德部的《技术守则》所建议的数值选取。
总指数D值划分为9个等级，见表3。
DOW/ICI总指标登记划分表表3
DOW/ICI总指标D的范围
范畴
0~20
缓和的
20~40
轻度的
40~60
中等的
60~75
稍重的
75~90
重的
90~115
极端的
115~150
非常极端的
150~200
潜在灾难性的
200以上
高度灾难性的
2火灾负荷F的计算
F表示火灾的潜在危险性，是单元面积（1平方英尺）内的燃烧热值（英热量单位）。
其值的大小可以预测发生火灾时火灾的持续时间。
其计算式如下：
F=
×2050（英热量单位/英尺）
式中：
B—重要物质的物质系数；
K—单元中的燃物料的总量（t）；
N—单元中的通常作业区域（m2）
火灾负荷F分为8个等级，见表4。
火灾负荷等级划分表表4
火灾负荷F（英热量单位/英尺2）
范畴
预计火灾持续时间（h）
备注
0~50000
轻
1/4~1/2
50000~100000
低
1/2~1
仪宅
100000~200000
中等
1~2
工厂
200000~400000
高
2~4
工厂
400000~1000000
非常高
4~10
对使用建筑物最大
1000000~2000000
强的
10~20
橡胶仓库
2000000~5000000
极端的
20~50
5000000~10000000
非常极端的
50~100
3装置内部爆炸指标E的计算
装置内部爆炸的内部危险性与装置内物料的危险性和工艺条件有关，故其指标E用下式计算：
E=1+
式中：
M—特殊物质危险性系数合计；
P—一般工艺过程危险性系数合计；
S—特殊工艺过程危险性系数合计。
内部爆炸指标E分为5个等级，见表5。
装置内部爆炸危险性等级划分表表5
装置内部爆炸指标E
范畴
0~1
轻微
1~2.5
低
2.5~4
中等
4~6
高
≥6
非常高
4环境气体爆炸指标A的计算
装置环境气体爆炸指标A用下式计算：
A=B×（1+
）×Q×H×E×
×
式中：
B—重要物质的物质系数
m—重要物质的混合与扩散特性系数
Q—量的系数
H—单元高度
E—装置内部爆炸指数
t—工程温度（绝对温度K）
p—高压危险系数
环境气体爆炸指标A分成5个等级，见表6。
环境气体爆炸危险性等级划分表表6
环境气体爆炸指标A
范畴
0~10
轻微
10~30
低
30~100
中等
100~500
高
≥500
非常高
5单元毒性指标U的计算
U按下式计算：
U=
式中：
T—毒性危险性系数合计
E—装置内部爆炸指标
单元毒性指标U分成5个等级，见表7。
单元毒性危害等级划分表7
单元毒性指标E
范畴
0~1
轻微
1~3
低
3~6
中等
10~10
高
≥10
非常高
6主毒性事故指标C的计算
将单元毒性指标U和量的系数Q结合起来，即可得出主毒性事故指标C，计算式如下：
C=Q×U
主毒性事故指标C分为5个等级，见表8。
主毒性事故指标登记划分表8
主毒性事故指标C
范畴
0~20
轻微
20~50
低
50~200
中等
200~500
高
≥500
非常高
7总危险性评分R的计算
总危险性评分是以DOW/ICI总指标D为主，并综合考虑到火灾符合F、单元毒性指标U、装置内部爆炸指标E和环境气体爆炸指标A的影响而提出的。
其计算式如下：
R=D（1+
）
式中：
F、U、E、A的最小值为1。
总危险性评分R分成8个等级，见表9。
总危险性等级（R）划分表表9
全体危险性评分R
全体危险性范畴
0~20
缓和的
20~100
低
100~500
中等
500~1100
高（1类）
1100~2500
高（2类）
2500~12500
非常高
12500~65000
极端
≥65000
非常极端
2）单元危险性的最终评价
1补偿系数的确定
根据工程设计中提出的安全对策措施，按蒙德法规定求出单元内各类安全措施的补偿系数K1、K2、K3、K4、K5、K6，由于安全对策措施降低了事故发生的频率，减小了事故珠规模，故各补偿系数均小于1。
2求补偿值
然后根据单元初期评价结果和补偿系数，计算出火灾负荷（F）、装置内部爆炸指标（E）、环境气体爆炸指标（A）、总危险性评分（R）补偿后的值F2、E2、A2、R2。
补偿值反映了工程在现有设计水平下各危险单元和场所和火灾、爆炸、毒性危险程度。
补偿火灾负荷F2=F×K1×K4×K5
补偿装置内部爆炸指标E2=E×K2×K3
补偿环境气体爆炸指标A2=A×K1×K5×K6
补偿总危险性评分R2=R×K1×K2×K3×K4×K5
3）简要地列出必要的安全对策措施和预防手段
4.预先危险性分析方法简介
4.1方法简介（PHA）
预先危险性分析（简称PHA）是在进行某项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等）之前，对系统存在的各种危险因素（类别、分布）、出现条件和事故可能造成的后果进行宏观、概略分析的系统安全分析方法。
该方法是一种应用范围较广的定性评价方法。
4.2分析评价目的
采用预先危险性分析方法的目的是早期发现系统的潜在危险因素，确定系统的危险性等级，提出相应的防范措施，防止这些危险因素成为事故，避免考虑不周所造成的损失。
4.3分析步骤
1、熟悉对象系统
确切了解对象系统的生产目的、工艺流程、生产设备、物料、操作条件、辅助设施、环境状况等资料，搜集类似系统、设备和事故统计、分析资料，以弥补早期分析系统存在的危险、有害因素。
2、分析危险、有害因素和触发事件
1）从有害物质、工艺条件、设备故障、人员失误及外界影响等方面分析系统存在的危险、有害因素。
2）分析触发事件
触发事件是系统危险、有害因素导致事故、危害发生的条件，是事故、危害发生的直接原因。
3、推测可能导致的事故类型和危险危害程度
4、确定危险、有害因素后果的危险等级
按危险、有害因素导致的事故、危害的危险（危害）程度，将危险、有害因素划分为四个危险等级。
危险程度等级划分见表10。
系统危险、有害因素危险程度等级划分表表10
危险等级
可能造成的伤害和损失
1级
安全的、可以忽略
2级
临界的。
处于事故边缘状态，暂时尚不能造成伤亡和财产损失，应予以排除或采取控制措施
3级
危险的，会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取措施
4级
破坏性的，会造成灾难性事故，必须立即排除
5、制定相应安全措施
按危险、有害因素后果危险等级的轻、重、缓、急，采取相应的对策措施。
5.事故树简介
1、确定顶上事件
通过经验分析、事件树分析及故障类型和影响分析确定顶上事件，明确对象系统边界、分析深度、初始条件、前提条件和不考虑条件，熟悉系统、收集相关资料（工艺、设备、操作、环境、事故等方面的情况和资料）。
2、调查原因事件
调查与事故有关的所有直接原因和各种因素（设备故障、人员失误和环境不良因素）。
3、编制故障树
顶上事件放在最上端，将其所有直接原因事件（中间事件）列在第二层，并用逻辑门连接上下层事件（输出、输入事件）；再将第二层各事件的所有原因事件写在对应事件的下面（第三层），用适当的逻辑门把第二、三层事件连接起来；如此层层向下，直至找到全部基本事件（或根据需要分析到必要的事件）为止，从而构成一株完整的故障树。
完成每个逻辑门的全部输入事件后再去分析其他逻辑门的输入事件。
两个逻辑门不能直接连接，必须经过中间事件连接。
4、定性分析
应用数学方法对故障树中在不同位置重复的基本事件进行简化，求出最小割集，分析各基本事件的结构重要度。
1）最小割集
在故障树中凡能导致顶上事件发生的基本事件的集合称作割集，最小割集是能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合（即割集中任一基本事件不发生，顶上事件应不会发生）。
故障树中最小割集越多，顶上事件发生的可能性就越多，系统就越危险。
对于已经化简的故障树，可将故障树结构函数式展开，所得各项即为各最小割集；对于尚未化简的故障树，结构函数式展开后的各项，尚需用布尔代数运算法则进行处理，方可得到最小割集。
2）最小径集
最小径集又称最小通集。
在故障树中凡是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合，称作最小径集。
从用最小径集表示的故障树的等效图可以看出，只要控制一个最小径集不发生，就可使顶上事故不发生。
因此最小径集表达了系统的安全性，最小径集越多，顶上事件不发生的途径就越多，系统也就越安全。
最小径集的求法是将故障树转化为对偶的成功树，求成功树的最小割集即故障树的最小径集。
而成功树的转化方法是将故障树内各逻辑门作如下改变：
或门变成与门，与门变成或门，基本树形不变，其中或门表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时，A事件都可以发生（输出）；与门表示B1、B2两个事件同时发生（输入）时，A事件才能发生（输出）。
3）结构重要度分析
结构重要度分析方法归纳起来有两种，一种是计算出各基本事件的结构重要系数，将系数由大到小排列各基本事件的重要顺序；第二种是用最小割集近似判断各基本事件的结构重要系数的大小，并排列次序。
第二种分析方法较为常用。
在基本事
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