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(重大)危险源辩识与评价. 沈阳航空工业学院 民航与安全工程学院 田宏. 第一部分 危险分析的基本过程 ( 1 )危险源的辨识; ( 2 )脆弱性分析; ( 3 )风险评估(定性和定量评价)。. ( 1 )危险源的辨识. 所谓危险源的辨识也就是 危险、有害因素识别与分析过程。 它是根据工程、系统(具体企业)的具体情况,识别和分析危险、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。. ( 2 )脆弱性分析. 脆弱性分析就是在危险源辨识的基础上,分析这些危险源一旦发生重大事故,其周边那些地方或者人员容易受到破坏或者伤害。
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(重大)危险源辩识与评价 沈阳航空工业学院 民航与安全工程学院 田宏
第一部分 危险分析的基本过程 • (1)危险源的辨识; • (2)脆弱性分析; • (3)风险评估(定性和定量评价)。
(1)危险源的辨识 • 所谓危险源的辨识也就是 危险、有害因素识别与分析过程。它是根据工程、系统(具体企业)的具体情况,识别和分析危险、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。
(2)脆弱性分析 • 脆弱性分析就是在危险源辨识的基础上,分析这些危险源一旦发生重大事故,其周边那些地方或者人员容易受到破坏或者伤害。 • 解释:脆弱性主要包括:受事故影响的区域;脆弱区中人口的数量和类型、可能遭受的财产破坏以及环境影响。
(3)风险评估 • 风险评估(所谓的定性、定量评价) • 在危险、有害因素识别和分析的基础上,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性进行定性、定量评价。 • 解释:事故发生的可能性一般用低、中、高定性地来描述;而事故后果一般用定量的计算结果来表示。
第二部分 危险源辨识的过程 • (1)企业基础资料的调查与收集; • (2)重大危险源的辨识; • (3)重大危险源的危险性分析; • (4)典型事故筛选与分析。
(1)企业(单位)的资料 • 企业的基本情况:性质、经营范围 • 企业的工艺以及平面布置情况 • 企业内部岗位和人员情况 • 主要危险化学品情况:种类、存量地点 • 设备设施情况 • 事故情况(国内外同类企业) • 应急救援情况(预案、机构和设备情况)
(2)危险源辨识 • 危险因素:是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素。 • 有害因素:是指能影响人的身体健康,导致疾病(职业病),或对物造成慢性损害的因素。 • 通常情况下,二者不加以区分而统称为危险、有害因素。
安全措施 危险有害因素 隐患 事故、危险源、危险及有害因素、 安全措施、事故隐患之间的关系说明 危险源 事故
危险、有害因素的分类 • 危险、有害因素的分类方法多种多样,风险分析(安全评价)中常用“按导致事故的直接原因”、“参照事故类别”和“职业病范围”等方法进行分类。
GB/T13861-1992《生产过程危险和有害因素分类与代码》GB/T13861-1992《生产过程危险和有害因素分类与代码》 • 按导致事故的直接原因进行分类 根据《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/T13861-1992 )的规定,将生产过程中的危险、有害因素分为 6大类37小类: 1.物理性危险、有害因素(15) 1)设备、设施缺陷; 2) 防护缺陷; 3)电危害; 4) 噪声危害; 5)振动危害; 6) 电磁辐射 7)运动物危害; 8) 明火; 9)能造成灼伤的高温物质; 10)能造成冻伤的低温物质; 11)粉尘与气溶胶; 12)作业环境不良; 13)信号缺陷; 14)标志缺陷; 15)其他物理性危险和有害因素。
2. 化学性危险、有害因素(5) 1)易燃易爆性物质; 2)自燃性物质; 3)有毒物质; 4)腐蚀性物质; 5)其他化学性危险和有害物质。 3. 生物性危险、有害因素(5) 1)致病微生物; 2)传染病媒介物; 3)致害动物; 4)致害植物; 5)其他生物危险和有害因素。 4. 心理、生理性危险、有害因素(6) 1)负荷超限; 2)健康状况异常; 3)从事禁忌作业; 4)心理异常; 5)识别功能缺陷; 6)其他心理、生理性危险、有害因素。
5.行为性危险、有害因素(5) 1)指挥错误; 2)操作错误; 3)监护错误; 4)其他错误; 5)其他行为性危险和有害因素。 6.其它危险、有害因素(4) 1)搬举重物; 2)作业空间; 3)工具不合适; 4)标识不清。
GB6441-1986 《企业职工伤亡事故分类》 • 参照事故类别进行分类 参照《企业职工伤亡事故分类》(GB6441-1986 ),综合考虑起因物、引起事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等,将危险因素分为20类 : 1)物体打击; 2)车辆伤害; 3)机械伤害; 4)起重伤害; 5)触电; 6)淹溺; 7)灼烫; 8)火灾; 9)高处坠落; 10)坍塌; 11)冒顶片帮; 12)透水; 13)放炮; 14)火药爆竹; 15)瓦斯爆炸; 16)锅炉爆炸; 17)容器爆炸; 18)其它爆炸; 19)中毒和窒息; 20)其它伤害。
基本概念 职业病危害因素:是指对从事职业活动的劳动者可能导致职业病的各种危害因素。 主要包括:职业活动中存在的各种有害的化学、物理、生物等因素以及在作业过程中产生的其他职业有害因素。 职业病:是指企业、事业单位和个体经济组织的劳动者在职业活动中,因接触粉尘、放射性物质和其他有毒、有害物质等因素而引起的疾病。 职业中毒:职业活动中,因接触各种有毒物质等因素而引起的急慢性疾病。
《职业病危害因素分类目录 》(卫法监发[2002]63号 ) • 10类职业病危害因素的分类: • 粉尘类; • 放射性物质类(电离辐射); • 化学物质类; • 物理因素; • 生物因素; • 导致职业性皮肤病的危害因素; • 导致职业性眼病的危害因素; • 导致职业性耳鼻喉口腔疾病的危害因素; • 职业性肿瘤的职业病危害因素; • 其他职业病危害因素。
(3)重大危险源的辨识 • (1)《重大危险源辨识》( GB 18218-2000) • (2)《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(国家安全生产监督管理局[2004]年56号文件)对(九大类)的重大危险源进行申报登记类型。
《重大危险源辨识》(GB18218-2000) 1 范围 本标准规定了辨识重大危险源的依据和方法。 本标准适用于危险物质的生产、使用、贮存和经营等各企业或组织。 本标准不适用于: a) 核设施和加工放射性物质的工厂,但这些设施和工厂中处理非放射性物质的部门除外; b) 军事设施; c) 采掘业; d) 危险物质的运输。
3.1 危险物质 hazardous substance 一种物质或若干种物质的混合物,由于它的化学、物理或毒性特性,使其具有易导致火灾、爆炸或中毒的危险。 3.2 单元 unit 指一个(套)生产装置、设施或场所,或同属一个工厂的且边缘距离小于500m的几个(套)生产装置、设施或场所。 3.3 临界量 threshold quantity 指对于某种或某类危险物质规定的数量,若单元中的物质数量等于或超过该数量,则该单元定为重大危险源。
3.5 重大危险源 major hazard installations 长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质,且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。 3.6 生产场所 work site 指危险物质的生产、加工及使用等的场所,包括生产、加工及使用等过程中的中间贮罐存放区及半成品、成品的周转库房。 3.7 贮存区 store area 专门用于贮存危险物质的贮罐或仓库组成的相对独立的区域。
4.2 重大危险源的分类 重大危险源分为生产场所重大危险源和贮存区重大危险源两种。 4.2.1 生产场所重大危险源 根据物质不同的特性,生产场所重大危险源按以下4类物质的品名(品名引用GB12268《危险货物品名表》)及其临界量加以确定:
序号 物 质 名 称 临界量/t 生产场所 贮存区 1 雷(酸)汞 0.1 1 2 硝化丙三醇 0.1 1 3 二硝基重氮酚 0.1 1 4 二亿二醇二硝酸酯 0.1 1 5 脒基亚硝胺基脒基四氮烯 0.1 1 6 迭氮化钡 0.1 1 7 ··· 迭氮化铅 ··· 0.1 ··· 1 ··· 表1 爆炸性物质名称及临界量
序号 类别 物 质 名 称 临界量/t 生产场所 贮存区 1 闪点<28℃的液体 乙烷 2 20 2 正戊烷 2 20 3 石脑油 2 20 4 环戊烷 2 20 5 甲醇 2 20 6 乙醇 2 20 7 乙醚 2 20 8 … 甲酸甲酯 … 2 20 b) 易燃物质名称及临界量见表2: 表2 易燃物质名称及临界量
序号 物 质 名 称 临界量/t 生产场所 贮存区 1 氯酸钾 2 20 2 氯酸钠 2 20 3 过氧化钾 2 20 4 过氧化钠 2 20 5 过氧化乙酸叔丁酯(浓度≥70%) 1 10 6 过氧化异丁酸叔丁酯(浓度≥80%) 1 10 7 … 过氧化马来酸叔丁酯(浓度≥80%) … 1 10 c) 活性化学物质名称及临界量见表3: 表3 活性化学物质名称及临界量
序号 物 质 名 称 临界量/t 生产场所 贮存区 1 氨 40 100 2 氯 10 25 3 碳酰氯 0.30 0.75 4 一氧化碳 2 5 5 二氧化硫 40 100 6 三氧化硫 30 75 7 … 硫化氢 … 2 5 d) 有毒物质名称及临界量见表4: 表4 有毒物质名称及临界量
4.2.2 贮存区重大危险源 贮存区重大危险源的确定方法与生产场所重大危险源基本相同,只是因为工艺条件较为稳定,临界量数值较大,具体数值见表1~表4。 4.3 重大危险源的辨识指标 单元内存在危险物质的数量等于或超过表1~表4规定的临界量,即被定为重大危险源。单元内存在危险物质的数量根据处理物质种类的多少区分为以下两种情况:
4.3.1单元内存在的危险物质为单一品种,则该物质的数量即为单元内危险物质的总量,若等于或超过相应的临界量,则定为重大危险源。4.3.1单元内存在的危险物质为单一品种,则该物质的数量即为单元内危险物质的总量,若等于或超过相应的临界量,则定为重大危险源。 4.3.2单元内存在的危险物质为多品种时,则按下式计算,若满足下面公式,则定为重大危险源: 式中: —每种危险物质实际存在量(t)。 —与各危险物质相对应的生产场所或贮存区的临界量(t)。
关于重大危险源的小结: 危险物质的临界量不仅取决于各国的生产水平,又与各个标准的立足点有关。按照国际劳工组织的三条建议所体现的原则,考虑我国的生产技术和规模以及管理水平与国外尚有差距,因此,临界量的确定比国外标准要小一些。 注意:GB18218-2000正在进行修订。
类别 物质特性 临界量 典型物质举例 易燃液体 闪点<28℃ 20 t 汽油、丙烯、石脑油等 28℃≤闪点<60℃ 100 t 煤油、松节油、丁醚等 可燃气体 爆炸下限<10% 10 t 乙炔、氢、液化石油气等 爆炸下限≥10% 20 t 氨气等 毒性物质* 剧毒品 1 kg 氰化钠(溶液)、碳酰氯等 有毒品 100 kg 三氟化砷、丙烯醛等 有害品 20 t 苯酚、苯肼等 重大危险源申报登记类型(九大类) 《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(国家安全生产监督管理局[2004]年56号文件) • 1、贮罐区 贮罐区(贮罐)临界量表
类别 物质特性 临界量 典型物质举例 民用爆破器材 起爆器材* 1 t 雷管、导爆管等 工业炸药 50 t 铵梯炸药、乳化炸药等 爆炸危险原材料 250 t 硝酸铵等 烟火剂、烟花爆竹 5 t 黑火药、烟火药、爆竹、烟花等 易燃液体 闪点<28℃ 20 t 汽油、丙烯、石脑油等 28℃≤闪点<60℃ 100 t 煤油、松节油、丁醚等 可燃气体 爆炸下限<10% 10 t 乙炔、氢、液化石油气等 爆炸下限≥10% 20 t 氨气等 毒性物质 剧毒品 1 kg 氰化钾、乙撑亚胺、碳酰氯等 有毒品 100 kg 三氟化砷、丙烯醛等 有害品 20 t 苯酚、苯肼等 • 2、库区 库区(库)临界量表
类别 物质特性 临界量 典型物质举例 民用爆破器材 起爆器材* 0.1 t 雷管、导爆管等 工业炸药 5 t 铵梯炸药、乳化炸药等 爆炸危险原材料 25 t 硝酸铵等 烟火剂、烟花爆竹 0.5 t 黑火药、烟火药、爆竹、 烟花等 易燃液体 闪点<28℃ 2 t 汽油、丙烯、石脑油等 28℃≤闪点<60℃ 10 t 煤油、松节油、丁醚等 可燃气体 爆炸下限<10% 1t 乙炔、氢、液化石油气等 爆炸下限≥10% 2 t 氨气等 毒性物质 剧毒品 100 g 氰化钾、乙撑亚胺、碳酰氯等 有毒品 10 kg 三氟化砷、丙烯醛等 有害品 2 t 苯酚、苯肼等 • 3、生产场所 生产场所临界量表
4、压力管道 符合下列条件之一的压力管道: (1)长输管道 ① 输送有毒、可燃、易爆气体,且设计压力大于1.6 MPa的管道; ② 输送有毒、可燃、易爆液体介质,输送距离大于等于200 km且管道公称直径≥300 mm的管道。 (2)公用管道 中压和高压燃气管道,且公称直径≥200 mm。 (3)工业管道 ① 输送GB5044中,毒性程度为极度、高度危害气体、液化气体介质,且公称直径≥100 mm的管道; ② 输送GB5044中极度、高度危害液体介质、GB50160及GBJ16中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体,或甲类可燃液体介质,且公称直径≥100 mm,设计压力≥4 MPa的管道; ③ 输送其他可燃、有毒流体介质,且公称直径≥100 mm,设计压力≥4 MPa,设计温度≥400℃的管道。
5、压力容器 属下列条件之一的压力容器: (1)介质毒性程度为极度、高度或中度危害的三类压力容器; (2)易燃介质,最高工作压力≥0.1MPa,且PV≥100 MPam3的压力容器(群)。 • 6、锅炉 符合下列条件之一的锅炉: (1)蒸汽锅炉 额定蒸汽压力大于2.5MPa,且额定蒸发量大于等于10 t/h。 (2)热水锅炉 额定出水温度大于等于120℃,且额定功率大于等于14 MW。
7、煤矿(井工开采) 符合下列条件之一的矿井: (1)高瓦斯矿井; (2)煤与瓦斯突出矿井; (3)有煤尘爆炸危险的矿井; (4)水文地质条件复杂的矿井; (5)煤层自然发火期≤6个月的矿井; (6)煤层冲击倾向为中等及以上的矿井。
8、金属、非金属地下矿山 符合下列条件之一的矿井: (1)瓦斯矿井; (2)水文地质条件复杂的矿井; (3)有自燃发火危险的矿井; (4)有冲击地压危险的矿井。 • 9、尾矿库 全库容≥100万m3或者坝高≥30 m的尾矿库。
企业(单位)危险有害因素一览列表 • 表 1 重大危险源辨识统计一览表 • 表2 主要危险化学品危险特性一览表 • 表3 重大危险源主要危险分布一览表
(4)、分析和筛选出典型事故 • (1)事故的后果严重; • (2)事故发生的可行性大; • (3)行业中典型的危险。 需要注意的问题: ①排除那些不需要应急救援行动的小事故; ②合并类似(相近)的事故类型; ③每种事故选择最为严重的情况作为代表。
重大危险源评价分级程序: • 重大危险源的评价分级程序如下图所示。如果一种危险物质具有多种事故形态,按照后果最严重的事故形态考虑,即遵循“最大危险原则”。 • 重大危险源分级判别的依据如下: • ①一级重大危险源:可能造成死亡30人(含30人)以上的重大危险源; • ②二级重大危险源:可能造成死亡10-29人的重大危险源; ③三级重大危险源:可能造成死亡3-9人的重大危险源; • ④四级重大危险源:可能造成死亡1-2人的重大危险源。
生产场所重大事故后果分析 • 生产场所主要事故类型 • 生产场所的事故类型非常复杂,因反应介质、工艺设备与机器、操作条件的不同而不同,常见的危害较大的主要包括以下几类: • 火灾、爆炸、中毒等。
物质安全数据(MSDS)的查询 • 关于危险化学品(冶金行业的危险物质)的理化性质:可在《安全文化网》查询 • 网址:http://www.anquan.com.cn • 在该网站上有一个MSDS(物质安全数据表)专栏上进行查询。
第三部分 脆弱性分析 • 脆弱性分析的主要内容是:一旦发生事故,那些区域容易影响到。事故影响范围内的脆弱性目标包括人员、财产和生态环境。 • 确定事故潜在影响区域的有效方法是后果分析技术。后果分析具体包括: • 潜在事故场景的描述;危险物质泄漏量的计算、危险物质泄漏后扩散计算、毒性、热辐射、爆炸冲击波的影响等等。
(1)危险源死亡人数及财产损失计算方法 • 可能造成的死亡人数评价程序为: • ①将重大危险源的周边区域划分成等间隔的网格区,用一笛卡尔坐标体系的网格覆盖城市的区域地图(如图1所示),网格间距大小取决于当地人口密度,以不影响计算结果为准。 • ②确定每一网格内的人员数量,通过火灾(室内火灾除外)、爆炸、毒物泄漏扩散事故后果模型计算重大危险源事故在每一网格中心处产生的热辐射、超压或毒物浓度的数值,然后通过热辐射、冲击波超压、中毒概率函数将其其转化为造成死亡的概率。 • ③将每一网格中心的死亡率与人口数量相乘,即得到死亡的人数。 • ④将所有网格的死亡人数求和,即得到总的死亡人数。
具体用下式表示: • 式中, • N—总的死亡人数; • Di—第i个网格的人口密度; • S—网格面积; • vi—第i个网格的个人死亡率; • n—网格的数目。
采用财产损失半径的方法评估事故后果造成的损失,并假定此半径内没有损失的财产与此半径外损失的财产相互抵消(或者说此半径内的财产完全损失,此半径外的财产完全无损失)。财产损失半径通过火灾、爆炸事故后果模型确定。采用财产损失半径的方法评估事故后果造成的损失,并假定此半径内没有损失的财产与此半径外损失的财产相互抵消(或者说此半径内的财产完全损失,此半径外的财产完全无损失)。财产损失半径通过火灾、爆炸事故后果模型确定。 • 财产损失半径按下式计算: • 式中,Ri为i区半径,m;Ki为常量。
(2) 火灾死亡概率计算方法 • 首先通过火灾的事故后果模型得出计算位置处的热辐射通量数值,然后通过火灾热辐射概率方程确定死亡概率。 • 火灾的事故后果主要包括:池火灾、喷射火、闪火、沸腾液体扩展蒸气云爆火球(BLEVE)、固体火灾。 • 主要模型包括:①池火灾事故后果模型;②喷射火事故后果模型;③闪火模型;④沸腾液体扩展蒸气云爆炸事故后果模型;⑤固体火灾模型。 • 热辐射伤害的概率方程通常使用彼德森(Pietersen)1990年提出的概率方程。
皮肤裸露时的死亡几率为: • 二度烧伤几率: • 一度烧伤几率: • 式中,q为人体接收到的热通量(W/m2),t为人体暴露于热辐射的时间(s),Pr为人员伤害概率。 • 同裸露人体的情况相比,由于服装的防护作用,人体实际接收的热辐射强度有所减少,人体实际接收的热辐射强度qc(W/m2)为: • 式中,β为有服装保护时人体的热接收率,这里取0.4。
(3) 爆炸死亡概率计算方法 • 首先通过爆炸的事故后果模型得出计算位置处的冲击波超压数值,然后通过冲击波超压概率方程确定死亡概率。 • 爆炸事故后果主要包括:物理爆炸、蒸气云爆炸、凝聚相含能材料爆炸。 • 主要模型包括:①凝聚相含能材料爆炸后果模型;②蒸气云爆炸事故后果模型;③ • 物理爆炸。 • 冲击波超压伤害概率方程通常使用Purdy等人的经典概率方程。
(4)毒物泄漏中毒死亡概率计算方法 • 首先通过气体的扩散模型得出计算位置处的毒性气体浓度数值,然后通过毒物中毒概率方程确定死亡概率。 • 毒物泄漏扩散引发中毒主要包括:非重气扩散、重气扩散。 • 概率值Y与接触毒物浓度及接触时间的关系如下: • 式中,A、B、n为取决于毒物性质的常数;C为接触毒物的浓度,ppm;t为接触毒物的时间,min。 • 一般说来,接触毒物的时间不会超过30min。因为在这段时间里人员可以逃离现场或采取保护措施。