石化企业安全评价理论基础2.docx

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石化企业安全评价理论基础2

第二章石化企业安全评价理论基础

2.1安全评价概述

安全评价又称危险性和风险评价，它是综合运用安全系统工程的方法对评价对象（系统）的安全性进行预测和度量，是以实现项目（工程）或系统安全为目的，应用安全系统工程的原理和方法，对项目（工程）或系统中存在的危险、有害因素进行辩识与分析，判断项目或系统发生事故和职业危害的可能性及程度，从而为项目或系统的设计、施工、生产经营活动制定防范措施，为管理决策提供依据的一种评定。

安全评价分为定性和定量评价，也可把定性和定量结合起来进行评价。

进行定性分析不需要精确的数据和计算，比较容易也节省时间。

对危险性特别高的装置和工艺系统等，要在定性的基础上进行定量评价。

目前定量评价法有两种主要趋势；一种是以可靠性为基础的评价法。

另一种方法是指数法或评点法。

目前国内外还没有形成一套通用、完整的评价方法。

各评价方法各具特色，都有一定的适用范围和局限性，评价所起作用也不尽相同。

故企业在开展评价时，要根据企业具体情况按评价对象、目的、和要求，选用与之相应的评价方法。

2.1.1石化企业安全评价的发展状况

自60年代初期以来，世界石油化工行业的安全评价经历了不断实践、不断完善的发展过程，实现了由定性评价向定量评价、由对单一的装置评价向系统综合性评价的扩展，目前已经进入了全面发展和广泛应用的阶段。

我国石油化工企业安全评价起步较晚，但是发展较快，不论是在开发和应用评价方法方面，还是在评价的广度、深度和评价的质量等方面，都取得了可喜的进步。

为了不断提高全系统的安全评价整体水平，推动评价活动进一步深化，必须认真总结和研究国内外安全评价的发展趋势，指导我们的评价工作向着更加注重实效的方向发展。

2.1.1.1国际石油化工行业安全评价的发展状况

自60年代初期，安全性分析方法在美国航空、航空工业上应用之后，很快受到欧美等国石油化工企业的重视，并积极开发适用于石化行业特点的评价方法。

到了70年代，世界石油化工迅速发展，相应储存的易燃易爆、有害有毒物质的数量和品种成倍增加，特别是由于对新工艺、新技术的认识不足，安全设计不完善等，导致了事故不断发生。

企业积极寻求控制和消除事故隐患、预防事故的有效方法，从而为安全评价进一步开发和应用提供了机遇。

随后，安全评价又经历了80年代的提高阶段，90年代的全面发展阶段。

当前，石油化工行业安全评价已经进入了全面发展和广泛应用的阶段，应用的方法更趋成熟和完善。

美国化学工程师学会1985年出版的“危险性评价程序指南”一书已经系统介绍了11种评价方法，重要有：

--------美国道化学公司的“火灾、爆炸危险指数评价法”，简称道氏危险指数法。

该法自第一版公布至今的30余年间，先后修改了6次，进期已发布了第七版。

--------英国帝国化学公司在道氏危险指数法的基础上，扩充了有毒有害物质的内容，提出了蒙得（Mond）危险指数法。

该公司又于1973年开发了“危险性和可接受操作”（HAZOP）研究

--------美国杜邦公司开发的“如果~~~~~~怎么办”（What~~~~if）分析。

该书还介绍了检查表法、危险性预分析（PHA）、故障类型和影响分析（FMEA）、应用范围不太宽的事故树分析（FTA）等方法.

日本在1976年先后两次补充了道氏危险指数法，定名为田法和罔山法。

在同年12月劳动省又颁布了适用于新建、改建化工装置的“化工厂安全评价指南”，俗称“化工厂安全评价六段法”。

这是国际上第一部，也是迄今为数不多的由政府颁布的的评价方法。

近年来，日本石油化工企业开展的安全评价形式也有所变化，以开展安全诊断为主，按照事先编制的检查表由车间进行自检。

检查表内容非常详细，包括安全管理、运转管理、设备管理、完善和执行标准、制度和教育训练、作业环境等各方面。

自检后召开有企业部门负责人参加的“意见交流会共同研究和制定强化安全管理的方法，提出消除事故隐患的具体措施。

当前国际上石油化工行业安全评价不仅用于在役装置的安全性分析上，同时也广泛应用在石油化工装置工程建设的各个阶段。

例如可行性研究和设计各个阶段的安全审查、竣工验收和开工准备阶段的安全性确认等方面，并逐步延伸到编制安全操作规程和事故应急手册等文件。

随着人们对评价认识的不断加深，应用的领域也在不断的扩展。

例如欧美等国的保险公司也普遍应用安全评价，把评价结果提出的危险程度作为确定保险率的依据；尚有利用安全评价方法选定安全自报系统、紧急停车系统（ESD）的控制回路，甚至用在提高装置生产能力和产品质量等决策的安全分析。

同时也为石油化工的安全管理进入“工艺过程安全管理”提供了条件。

2.1.1.2国内石油化工行业安全评价的发展状况

我国安全评价起步于80年代初，首先在机械、兵器、化工等行业和一些省、市地方劳动部门推广应用。

中国石化总公司系统有组织的推广活动始于1988年，起步的主要标志是九江石化总厂、抚顺石化公司石油二厂催化裂化装置的危险性预分析。

随之1991年印发了《中国石油化工总公司石化企业安全性综合评价办法》（第一版）为全面开展评价提供了条件。

中国石化总公司在推广评价工作中始终本着“广泛宣传、积极引导、提供方法、树立样板”的原则，不搞强制推广，而把工作重点放在提高企业对评价的认识上，同时为开展评价创造必要条件，从而促进了全系统评价活动沿着健康和持续的方向发展。

2.1.1.3发展趋势

多年来，石化行业开发和应用安全评价的工作不断深化，评价的思路不断拓宽，评价水平也不断提高。

同时在安全评价实践过程中，也清楚的显示出自身发展的趋势

选用的方法趋向集中。

经过几年的评价活动，人们对评价方法有了比较全面的认识和深入的了解。

在选用方法时更加强调针对性和实用性，逐步筛选出适用于石油化工行业特点的理想评价方法。

例如近期选用频率最高的是石化企业安全性综合评价方法，危险性和可接受操作及道氏危险指数法。

在评价活动中也总结出一套针对不同评价目的和评价对象选取方法的经验。

评价范围不断拓宽

纵观几年来的评价活动，可以看出评价范围不断向纵横两个方向扩展。

评价初期，以设备分析为主，逐步趋向以工艺状态参数为主的安全性研究；以装置固有危险评价向装置或企业包括人、机、料、法、环内容的安全性综合评价方面拓展；由生产系统又向公用或辅助生产系统，甚至向科研、实验系统扩展。

值得注意的是，由在役装置评价不断向工程建设延伸，这将充分发挥评价的特殊超前作用，对于消除事故隐患会起到事半功倍的效果。

评价工作趋向制度化。

当前安全评价逐步成为许多企业安全管理工作的一项内容，并做为制度确立下来。

如大连石化公司1989年以来安全评价常年开展，近年又提出每年安排评价两个装置的规定；开展评价活动较早的上海石化股份公司在坚持实施对已评装置每两年复评一次的同时，安排新评装置的滚动计划，今年又评价了水场的工业水系统、研究院C5分离实验装置。

2.1.2安全评价的任务

石化企业安全评价的任务基本上是企业在生产、运输、贮运过程中危险定量过程，虽也可进行定性评价，但也要尽可能使其体现量的概念。

在定量方面，为使结论准确，就必须找出所有影响安全的因素，而且要有数值表示其尺度。

安全评价包括危险性的辩识和评价两方面。

前者用于评价时要尽可能有量的概念，以便比较，即使是定性辩识，如能大致区分一下危险的严重程度也是好的。

当然能够明确事故发生的概率及损失的严重性，也就说明了危险度，进行定量评价就更为精确了。

2.1.3安全评价的内容和程序

安全评价应该包括危险性辩识和危险度评价两个方面。

如下图所示

安全评价

危险性的确认

危险性的评价

危险的显示

[观察]

1.新的危险

2.危险的变化

危险的定量化

[鉴定]

1.发生的概率

2.受害程度

3.

危险排除

[鉴定]

1.危险减少

2.危险消失

允许范围

[给定]

社会上所允许的危险性

安全评价的基本程序如下.

（1）准备阶段明确被评价对象和范围,收集国内外相关法律法规、技术标准及工程、系统的技术资料（包括详细的工艺流程、物料的危险有害特性、操作条件、设备结构、平面立面设置、环境状况、同类和相似装置的事故案例等）.

（2）危险、有害因素的辨识与分析根据被评价的工程、系统的情况,辨识和分析危险、有害因素,确定危险、有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律。

有尽可能的考虑到生产中可能遇到的各种情况,以确保将生产中可能出现的新的危险以及在一定条件下会转化成新的危险的情况考虑到.

（3）定性、定量评价在危险、有害因素辨识和分析的基础上，划分评价单元,选择合理的评价方法，对工程系统发生事故的可能性和严重程度进行定性、定量评价.

（4）安全对策措施根据定性\定量评价结果，提出消除或减弱危险、有害因素的技术和管理措施及建议，以消除或控制危险，使系统危险度下降

（5）安全评价结论及建议简要地列出主要危险、有害因素的评价结果，指出工程、系统应重点防范的重点危险因素,明确生产经营者应重视的重要安全措施

（6）安全评价报告编制根据安全评价结果编制相应的安全评价报告.

2.1.4石化企业安全评价的作用

安全评价的作用视评价的目的和要求不同,概括起来有以下几方面的作用.

（1）以过去的状态及资料的统计、综合分析为基础进行的现状,寻找对策降低危险，提高其安全可靠性.如检查表千分大分定性评价法就是常用评价法之一.

（2）对新建、扩建、改建和技术改造工程在规划设计阶段进行预评价,作用有a:

设计前进行预评价,可提醒人们选用较安全的工艺和原材料.b:

在设计完成施工前进行预评价,可以查出设计缺陷，及早采取修正措施。

多用检查表法定性评价,也可用其它评价方法,如用“综合危险指数法”的“设计型”评价程序预评价.

（3）通过评价可帮助制定和修改有关安全操作规程和制度

（4）通过评价便于制定检查表，作为安全检查依据

（5）通过对现有工艺过程、设备、环境、人员素质和管理情况进行系统评价，可起到增加和改进防范措施，提高企业对灾害事故的应变能力，相对提高安全性的作用.如“综合性危险指数法”的“生产型”评价程序适用于该类评价

（6）可对特殊单体设备、单元和特殊环境进行局部评价，如故障分析评价.

（7）可以财产损失为主进行评价，如美“道氏法”评价

（8）可同时对财产损失和人身伤亡进行评价，如用“综合危险指数法”评价

2.1.5石化企业安全评价应注意的事项

对石化企业进行安全评价时应注意以下的事项

（1）反映危险性参数必须考虑全面，不仅包括物的一面,而且包括人的一面.如操作人员素质不同,给安全性带来很大影响.社会、家庭又会影响人的心理，评价时不能忽略这点.

（2）所用比较参数，必须确实能用数值反映危险性的程度。

一般说来,这些参数能代表火灾、爆炸和毒性等危险性的数值

（3）评价结果,应该用综合单一数字表达.由于评价时要考虑多方面因素,才能真正反映安全性的实际情况，但评价时又不能把因素逐个进行比较,只能进行综合性评价,所以必须用单一的数值表示综合危险性.为此,必须弄清各参数相互关系,且能用数值模型表示它们的综合作用.

（4）表示危险性的参数取值范围不应过大,否则将使使用者无所适从,不便推广.

（5）评价过程的条理和次序应清楚。

（6）计算的方法力求简单,由于评价需反复计算,如太复杂增大工作量,加大评价成本

完全满足评价的各项要求是比较困难的,这是因为每项要求均有不同程度的难点,但应尽力满足其要求

2.2安全评价方法概述

安全评价自20世纪30年代开始，发展至今出现了几十种安全评价方法，它们种类繁多，形式多样。

按照评价指标量化的程度，可以将安全评价划分为三种类型：

定性安全评价、半定量安全评价、定量安全评价。

2.2.1定性安全评价

定性安全评价是由评价人员应用理论知识、丰富经验、同类系统的事故资料等，对生产中的设备、设施或系统等从工艺、设备本身、环境、人员配置和管理等方面的状况进行定性的判断，确定系统的危险性、事故发生的可能性，评价结果一般由危险集合给出，可分为{是、非}、{合格、不合格}等形式。

这种评价方法在危险的量化时受到经验、人的分析判断能力、资料等的影响，评价结果的准确性可能较差一些。

但是，在缺乏可靠数据的情况下，通过定性安全评价可以粗略的了解系统的安全程度，找出存在的事故隐患和危险因素，对制定安全措施和隐患整改都是很有益处的。

2.2.1.1安全检查表法

安全检查表法即是一种常用的定性评价方法，是进行安全检查和诊断的清单。

检查表法是由一些有经验的并且对工艺、设备及操作熟悉的人员，根据经验和事先对检查对象进行详细分析、充分讨论，得出系统分析的结果，把评价项目自身及周围环境的潜在危险集中起来，列成检查项目清单，为防止遗漏，在编制安全检查表时通常是把检查对象作为系统、将系统分为若干个子系统，并对各个子系统制定安全检查表。

评价时依据清单逐项检查和评定。

由于该法主要是凭借经验进行分析和评定的定性方法，所以经常同半定量方法结合应用，根据评定的数值来确定安全程度。

中国石油化工总公司1992年制定的《石化企业安全性综合评价办法》等，都是与安全检查表有关的评价方法。

表1是一张安全检查表以供参考

表1球罐检测作业安全检查表

类别

检查内容

评价结果

是

否

用电

1.防触电保护装置是否良好？

2.导线有无破损、脱皮？

保护接零是否良好？

3.电话通讯是否畅通？

4.每日完工后是否关闭总电源？

搭架子

1.登高作业是否栓好安全带

2.进现场戴好安全帽了吗？

3.搭的架子、铺的跳板是否牢固？

打磨

1.进罐是否按规定穿戴好防护用品？

2.打磨前有否检查、更换砂轮片、手动砂轮防护罩？

风镜是否齐全？

起重

1.起重机械是否有专人负责，在操作中是否遵守“十不吊”的规定？

2.每日班前是否检查机具、挂钩、钢丝绳？

3.每日开机前是否检查过起吊机构、制动闸？

探伤

1.工作前有否检查仪器以及线路？

是否绝缘良好？

如有漏电等情况应更换再使用？

2.检修仪器是否切断电源，并将电容放电后才进行维修？

3.在潮湿的地方作业，有否戴绝缘手套？

穿绝缘鞋？

备注

安全检查表具有下列优点：

（1）能根据预定的目的要求进行检查，突出重点、避免遗漏，便于发现和查明各种危险及隐患

（2）可针对不同编制各种安全检查表，使安全检查和事故分析标准化、规范化；

（3）可作为安全检查人员履行职责的凭据，有利于落实安全生产责任制有利于安全人员提高现场安全检查水平；

（4）安全检查表关系到每位工人的切身利益，它能将安全工作推向群众，做到人人关系安全生产、个个参加安全管理，达到“群查群治”的目的

安全检查表的主要缺点是不能进行定量评价。

2.2.1.2预先危险性分析

2.2.1.2.1概述

预先危险性分析（PreliminaryHazardAnalysis,PHA）,又称初步危险分析。

这种方法是在开发阶段对建设项目中物料、装置、工艺过程以及能量失控时可能出现的危险性、类别、条件及可能造成的后果作宏观的概略分析，其目的是辨识系统中存在的潜在危险，确定其危险等级，防止这些危险发展成事故。

预先危险性分析对固有系统中采取新的操作方法、接触新的危险性物质、新的工具和新的设备时进行分析也比较合适。

这种方法是一种简单易行、经济、有效的定性分析方法。

在分析系统危险时，为了衡量危险性的大小极其对系统破坏性的影响程度，可以将各类危险性划分为4个等级。

如下表

级别

危险程度

可能导致的后果

安全的

不会造成人员伤亡及系统损坏

临界的

处于事故的边缘状态，暂时不至于造成人员伤亡、系统破坏或降低系统性能，但应予以排除或采取控制措施

危险的

会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取防范对策措施

灾难性的

造成人员重大伤亡及系统严重破坏的灾难性事故，必须予以果断排除并进行重点防范

2.2..1.2.2预先危险性划分分析的步骤：

（1）通过经验判断、技术诊断或其他方法调查确定危险源（即危险因素存在于个子系统中），对所需分析系统的生产目的、物料、装置及设备、工艺过程、操作条件以及周围进行充分、详细的调查和了解。

（2）根据过去的经验教训及同类行业生产中发生的事故（或灾害）情况，对系统的影响、损坏程度，类比判断所要分析的系统中可能会出现的情况，查找能够造成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性，分析事故（或灾害）的可能类型。

（3）对确定的危险源分类，制成预先危险性分析表。

（4）识别转化条件，即研究危险因素转变为危险状态的触发条件和危险状态转化为事故（或灾害）的必要条件，并进一步寻求对策措施，检验对策措施的有效性

（5）进行危险性分级，排列出重点和轻、重、缓、急次序，以便处理

（6）制定事故（或灾害）的预防性对策措施

下表是以液化石油气的火灾、爆炸为例列出的一种预先危险性分析表

建设项目预先危险性分析表

潜在事故

火灾、爆炸

危险因素

液化石油气及其残液泄露；压力容器爆炸

触发事件一

1.故障泄露

2运行泄露

发生条件

（1）液化石油气浓度达到爆炸极限

（2）液化石油气及其残液遇明火

（3）存在点火源、静电火花、高温物体等引燃、引爆能量

触发事件二

1.明火

2.火花

事故后果

液化石油气漏损、人员伤亡、停产，造成严重经济损失

危险等级

防范措施

1.控制与消除火源

2.严格控制设备质量及其安装

3.防止液化石油气及其残液的跑、冒、滴、漏

4.加强管理、严格工艺纪律

5.安全措施要齐全完好

2.2.1.3危险性可操作研究

2.2.1.3.1概述

危险性可操作性研究（HazardandOperabilityStudy,HAZOP）是英国化学工业公司（ICI）于1974年针对化工装置而开发的一种危险性评价方法。

危险性可操作性研究的基本过程是以关键词为引导，找出系统中工艺过程或状态的变化（即偏差），再继续分析造成偏差的原因、后果及可以采取的对策。

通过危险性可操作研究的根系，能够探明装置及过程存在的危险；根据危险带来的后果，明确系统中的主要危险。

如果需要可利用事故树对主要危险进行分析，因此它又是确定事故树“顶上事件”的一种方法。

在进行可操作性研究的过程中，分析人员对于单元中的工艺过程及设备状况需要深入了解，对于单元中的危险及应采取的措施要有透彻的认识，因此可操作性研究还被认为是对工人培训的有效方法。

可操作性研究既适用于设计阶段也适用于现有的生产装置。

对现有的生产装置分析时，如能吸收有操作经验和管理经验的人员共同参与，会收到很好的效果。

ICI公司开发的可操作性研究，主要是应用于连续的化工过程。

在连续过程中管道内物料工艺参数的变化反映了各单元设备的状况，因此在连续过程中分析的对象确定为管道，通过对管道内物料状态及工艺参数产生偏差的分析，查找系统存在的危险。

对所有管道分析之后，整个系统存在的危险也就一目了然了。

可操作性研究方法在进行若干改进后，也能很好的应用于间歇过程的危险性分析。

在间歇过程中，分析的对象不再是管道，而应该是主题设备（如反应器等）。

根据间歇生产的特点，按进料、介质情况、出料三个阶段分别对反应器加以分析，同时在这三个阶段内不仅要按照关键词来确定工艺状态及参数产生的偏差，还需考虑操作顺序等项因素可能出现的偏差，这样就可对间歇过程做全面、系统的考察。

2.2.1.3.2方法步骤

HAZOP是全面考察分析对象，对每一个细节提出问题，如在工艺过程的生产运行中要了解工艺参数（温度、压力、流量、浓度等）与设计要求不一致的地方（即发生的偏差），继而进一步分析偏差出现的原因及其产生的后果，并提出相应的对措措施。

如图2-2所示

对于分析的问题开门见山单刀直入，在提问题时只用NO（否）、MORE（多）、LESS（少）、ASWELLAS（以及，而且）、PARTOF（部分）、REVERSE（相反）、OTHERTHAN（其他）来涵盖所有出现的偏差。

图2-2

关键词

原因

与基准状态的偏差

结果

对策

事故树的顶上事件

其步骤如下。

（1）建立有多方面专家组成的分析研究组，明确任务，收集资料并做准备工作。

（2）划分单元，明确功能。

将分析对象划分为若干单元，在继续过程中单元以管道为主，在间歇过程中单元以设备为主。

明确各单元的功能，说明其运行状态和过程。

（3）定义关键词表，按关键词逐一分析每个单元可能产生的偏差。

一般从工艺过程的起点到管线、设备等，一步步分析可能产生的偏差，直至工艺过程结素。

（4）以化工装置为例，应分析工艺条件（如温度、压力、流量、浓度、杂质、催化剂、泄露、爆炸、静电等）、开停车条件（如试验、开车、检修）、设备和管线（如标志、反应情况、混合情况、定位情况、工序情况）、紧急处理（如气、汽、水、电、物料、照明、报警、联系等）、非计划停车情况甚至自然条件（如风、雷、雨、霜、冰、雪雾、地质以及建筑安装等）。

分析发生偏差的原因及后果。

（5）制定对策。

为了按关键词、偏差、可能原因、结果、修正措施来进行汇总填写，分析时应按照关键词逐一进行。

但是在研究不同的系统时，可以定义不同的关键词，且即使是关键词相同，其代表的意义也可是同的。

表2-1就是一关键词定义表

关键词

意义

说明

否

对标准的完全否定

完全没有完成规定功能，什么都没发生

多

数量增加

包括：

数量的多或少，性质的好或坏，完成功能程序的高与低

少

数量减少

伴随

质的增加

完成规定功能，但有其他事件发生，如增加过程、组分变多

部分

质的减少

仅实现部分功能，有的功能没有实现

相反

逻辑上与规定功能相反

对于:

过程：

反向流动、逆反应、程序颠倒

对于物料：

用催化剂还是抑制剂

其他

其他运行情况

包括：

其他物料和其他状态、其他过程、不适宜的运行过程、不希望的物理过程等。

2.2.2半定量安全评价

半定量安全评价方法是根据一定的原则，对系统的危害因素的危险性给予适当的数值表示，然后通过数学方法，得到子系统或系统的危险系数（如以指数、点数等来表示），再根据危险系数确定其安全程度。

美国道化学公司的“火灾、爆炸危险指数评价法”，英国帝国化学公司的“蒙德火灾爆炸毒性指标评价法”、日本劳动省的“化工厂安全评价六阶段法”、我国原化工部化工厂危险程度分级等均属于半定量安全评价方法。

这几种评价方法均是根据评价系统的具体情况选定评价项目，每个评价项目给出评价的份值范围，在此基础上由评价人员给各个评价项目评分然后通过一定的运算求出总分值，根据总分值的大小对系统进行危险分级，并决定采取何种预防与防护措施。

2.2.2.1美国道化学公司“火灾、爆炸危险性指数评价法”

美国道化学公司（DowChemicalCompany）火灾、爆炸指数（F&EI,FireandExplosionIndex）评价方法第一版于1964年发行，此后经过多次修改，1994年发展到第七版。

由于本课题将使用此法对某一石化企业进行评价，所以这里只做简要介绍。

火灾、爆炸危险指数评价法运用了大量的实验数据和实践结果，以被评价单元中的重要物质系数（MF）为基础，用一般工艺危险系数（F1）确定影响事故损害大小的主要原因素，特殊工艺危险系数（F2）表示影响事故发生概率的主要因素。

MF、F1、F2乘积为火灾爆炸危险指数，用来确定事故的可能影响区域，估计所评价生产过程中发生事故可能造成的破坏；有物质系数（MF）和单元工艺危险系数（F3=F