（控制理論與控制工程專業(yè)論文）基于世行標(biāo)準(zhǔn)的事故分析方案及實(shí)現(xiàn).pdf

摘要 基于世行標(biāo)準(zhǔn)的事故分析方案及實(shí)現(xiàn) 摘要 隨著工業(yè)化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，重大事故不斷發(fā)生，對(duì)重大事故后果 預(yù)測(cè)顯得舉足輕重。為了減輕事故的危害，人們對(duì)已發(fā)生的事故進(jìn)行了 分析，總結(jié)出多種重大事故后果預(yù)測(cè)模型對(duì)事故進(jìn)行模擬，以制定相應(yīng) 的應(yīng)急救援預(yù)案。 本文以世界銀行頒布的“工業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 為基礎(chǔ)，針對(duì)重 大火災(zāi)、爆炸和毒性場(chǎng)所的危險(xiǎn)性提出了一套基于世行標(biāo)準(zhǔn)的事故分析 方案。該方案分為危險(xiǎn)源辨識(shí)、后果計(jì)算和應(yīng)急救援三部分，形成了一 套完整的事故分析過(guò)程。通過(guò)危險(xiǎn)源辨識(shí)確定危險(xiǎn)的場(chǎng)所，然后對(duì)危險(xiǎn) 場(chǎng)所進(jìn)行后果計(jì)算，確定危險(xiǎn)場(chǎng)所的危險(xiǎn)程度，最后根據(jù)計(jì)算得到的后 果制定相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)程序和應(yīng)急救援預(yù)案，減少事故損害。其中，后 果計(jì)算是方案最核心的部分。本方案以世行標(biāo)準(zhǔn)的后果計(jì)算模型為基 礎(chǔ)，引入了部分最新的計(jì)算模型，同時(shí)新增了粉塵爆炸和灼傷事故的后 果計(jì)算模型，使其分析更全面，應(yīng)用范圍更廣。后果計(jì)算部分通過(guò)計(jì)算 機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)后果計(jì)算分析流程進(jìn)行改進(jìn)，避免了人工分析時(shí)， 存在的計(jì)算量大、分析流程復(fù)雜等缺點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，劃分 “危險(xiǎn)區(qū)域”，便于制定應(yīng)急響應(yīng)程序和應(yīng)急救援方案。 經(jīng)中石化某己內(nèi)酰胺擴(kuò)建生產(chǎn)線的案例證實(shí)，該方案取得較好的效 果，軟件功能齊全、使用簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。 北京化t 大學(xué)碩十學(xué)位論文 關(guān)鍵詞：重大事故，后果分析，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，危險(xiǎn)源辨識(shí)，應(yīng)急救援，計(jì)算 機(jī)輔助技術(shù) i i 摘要 a na c c i d e n ta n a l y s i sp r o g r a mb a s e do n w o r l db a n ks t a n d a r da n ds o f t w a r e i m p l e m e n t a b s t r a ct a st h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r y , t h ef r e q u e n c yo fm a jo ra c c i d e n t si s i n c r e a s i n ga sw e l l ，s ot h es a f e t yp r o b l e mh a sb e c o m em o r eo u t s t a n d i n g i n o r d e rt or e d u c et h eh a r mc a u s e db ya c c i d e n t s ，r e s e a r c h e r sh a v ea n a l y s i z e d t h ea c c i d e n t sa l r e a d yh a p p e n e da n ds u m m a r i z e dm a n yf o r e c a s tm o d e lso f m a j o ra c c i d e n t s ，t os i m u l a t et h ea c c i d e n t sa n dd ot h ee m e r g e n c yr e s p o n s e p l a n a i m i n ga t t h ef a t a l n e s so ft h ep l a c e s f i r e ，e x p l o s i o n o rl e a k a g e a c c i d e n t so c c u r e ，t h i sp a p e rp r o p o s e sa na c c i d e n ta n a l y s i sp r o g r a mb a s e do n t h e ，p u b l i s h e db yt h e w o r l db a n k i tc o n s i s t d so fh a z a r di d e n t i f i c a t i o n ，c o n s e q u e n c e sc a l c u l a t i o n a n de m e r g e n c yr e s u c e b yt h eh a z a r di d e n t i f i c a t i o nm o d u l e ，t h em a j o r h a z a r d sc a nb e c o n f i r m a b l e t h e n ，u s i n gt h ec o n s e q u e n c e s c a l c u l a t i o n m o d u e lt oc a l c u l a t et h er e s u l t s w i t ht h e s er e s u l t s ，e m e r g e n c yr e s u c ec a nb e p l a n n e d t h ec o n s e q u e n c e sc a l c u l a t i o nm o d u e lb a s e so nt h e w o r l db a n k s t a n d a r d ，a b s o r b s s o m en e wc a l c u l a t i o nm o d e l s ，b e s i d e s ，a d d st h e i i i 北京化t 人學(xué)碩 學(xué)位論文 c a l c u l a t i o nm o d e l so fd u s t e x p l o s i o n a n db u m s t h ec o n s e q u e n c e s c a l c u l a t i o nm o d u e li si m p l e m e n t e db yac o m p u t e rp r o g r a m ，t oa v o i dt h e f a u l t so fl a r g ea m o u n to fc a l c u l a t i o na n dc o m p l e xa n a l y s i sp r o c e s si nt h e a r t i f i c i a la n a l y s i sm e t h o d a c c o r d i n gt ot h ec a l c u l a t i o nr e s u l t s ，d e m a r c a t e s t h ed a n g e r o u sd i s t r i c t sa n dp u t sf o r w a r dt h e c o r r e s p o n d i n ge m e r g e n c y d e c i s i o n s t h ee x a m p l e s r e s u l ts h o w st h a tt h es o f t w a r ew o r k sw e l l k e y w o r d s ：m a jo r , c o n s e q u e n c e sa n a l y s i s ，i n t e m a t i o n a ls t a n d a r d ，h a z a r d i d e n t i f i c a t i o n ，e m e r g e n c yr e s c u e ，c o m p u t e r - a i d e dt e c h n o l o g y 符號(hào)說(shuō)明 符號(hào)說(shuō)明 i f c b l e v e u m l a p i l f l u f l 世界銀行 沸液膨脹蒸汽爆炸 統(tǒng)一建模語(yǔ)言 美國(guó)石油協(xié)會(huì) 爆炸下限 爆炸上限 北京化工大學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú) 立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本 論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本 文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo) 明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名：妻氣堂。醫(yī)日期：皇受益! 堇：至1 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的 規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北 京化工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù) 印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文 的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、 匯編學(xué)位論文。 保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密范圍，在上年解密后適用本 授權(quán)書(shū)。非保密論文注釋：本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授 權(quán)書(shū)。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 殳遂尿期 期 日 日 第一章緒論 1 1 引言 第一章緒論 由于化學(xué)工業(yè)的原料及產(chǎn)品絕大多數(shù)具有易燃、易爆、有毒有害、并具有強(qiáng)腐 蝕性、連續(xù)生產(chǎn)、設(shè)備種類繁多、技術(shù)復(fù)雜的特點(diǎn)，因而，石油化工行業(yè)是一個(gè)非 常危險(xiǎn)的領(lǐng)域，稍有不慎，就可能造成破壞性大、后果嚴(yán)重的事故。這樣的案例較 多，例如國(guó)內(nèi)影響較大的有1 9 8 9 年8 月1 2 日，中國(guó)石油總公司勝利輸油公司黃島 油庫(kù)發(fā)生特大火災(zāi)爆炸事故【l 】，大火燃燒了1 0 4 個(gè)小時(shí)才撲滅，燒掉原油3 6 0 0 噸， 燒毀油罐5 座，死亡1 9 人( 其中包括l o 余名消防隊(duì)員) ，直接經(jīng)濟(jì)損失3 5 4 0 萬(wàn)元， 此次特大火災(zāi)爆炸事故的直接原斟l 】是由于非金屬油罐( 半地下混凝土油罐) 本身 存在缺陷，遭受對(duì)地雷擊，產(chǎn)生的感應(yīng)火花引燃罐內(nèi)的油氣所致；1 9 9 7 年6 月2 7 日2 1 時(shí)2 6 分，北京東方化工廠灌區(qū)特大火災(zāi)和爆炸事故【1 1 ，火勢(shì)嚴(yán)重?cái)U(kuò)展，大火 至6 月3 0 日4 時(shí)5 5 分才完全熄滅，這是一起國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)的特大事故。此次事故中 共9 人死亡，經(jīng)濟(jì)損失巨大，造成惡劣影響。專家組認(rèn)定的“6 2 7 ”特大事故是由 于【2 】操作工人錯(cuò)開(kāi)閥門，使得泵出的輕柴油溢入處于滿載的石腦油罐?！懊绊敗币绯?的石腦油及油氣在大氣中迅速擴(kuò)散，使某些區(qū)域的油氣濃度達(dá)到爆炸范圍，遇到火 源引發(fā)泵房及石腦油灌區(qū)的一系列爆炸和燃燒，隨后，臨近的乙烯儲(chǔ)罐，被燒烤引 起爆炸。大強(qiáng)度爆炸驅(qū)動(dòng)的可燃物形成火球和“火雨 向四周噴射，導(dǎo)致強(qiáng)烈的破 壞。 據(jù)我國(guó)1 9 4 9 - 1 9 8 2 年3 3 年間發(fā)生的化學(xué)工業(yè)事故統(tǒng)計(jì)資料【3 a 】：各種事故所造 成的死亡人數(shù)中，以火災(zāi)、爆炸、中毒事故為最多，占2 0 3 ，居第一位，遠(yuǎn)高于 其他類型的事故。改革開(kāi)放以來(lái)，大中小型化工建設(shè)項(xiàng)目如雨后春筍般迅猛發(fā)展， 火災(zāi)、爆炸和中毒事故隨之大幅度增多。1 9 9 6 n 2 0 0 0 年我國(guó)化工行業(yè)統(tǒng)計(jì)的1 0 6 0 起 傷亡事故中，造成死亡人數(shù)最多的是化學(xué)爆炸事故，占總死亡人數(shù)的2 4 7 7 。據(jù) 1 9 7 9 - - 1 9 8 8 年全國(guó)2 8 個(gè)省市化肥、化工、煉油行業(yè)生產(chǎn)的不完全統(tǒng)計(jì)，化工設(shè)備共 發(fā)生火災(zāi)爆炸事故2 5 2 起，占全部設(shè)備重大事故的4 5 7 。1 9 8 3 1 9 8 7 年全國(guó)煉油 生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的爆炸事故約占事故總數(shù)的4 0 以上。 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的火災(zāi)、爆炸和中毒事故也層出不窮，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)資料 表明，在工業(yè)企業(yè)發(fā)生的爆炸事故中，化工企業(yè)占三分之一，據(jù)日本【4 】報(bào)道，僅1 9 7 2 年1 1 月1 9 7 4 年4 月的一年半內(nèi)，日本的石油化工廠發(fā)生了二十次重大火災(zāi)爆炸事 故。因此預(yù)防和控制石化行業(yè)火災(zāi)、爆炸和中毒事故的發(fā)生，對(duì)于減少人員傷亡、 財(cái)產(chǎn)損失和保護(hù)環(huán)境，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定具有十分重要的意義，開(kāi)展石油化工行業(yè)的安 全評(píng)價(jià)，降低事故發(fā)生率，減少事故損失也日益為人們所重視。 北京化t 大學(xué)碩上學(xué)位論文 1 2 國(guó)內(nèi)外安全評(píng)價(jià)研究與發(fā)展現(xiàn)狀 安全評(píng)價(jià)也稱安全性評(píng)價(jià)，或稱危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)?！霸u(píng)價(jià)”( a s s e s s m e n t ) 也有人譯為“評(píng)估”【3 1 。安全評(píng)價(jià)是對(duì)系統(tǒng)發(fā)生事故的危險(xiǎn)性進(jìn)行定性或定量分析， 評(píng)價(jià)系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的可能性及其嚴(yán)重程度，以尋求最低的事故率、最少的損失和最 優(yōu)的安全投資效益。安全評(píng)價(jià)是安全管理和決策科學(xué)化的基礎(chǔ)，是依靠現(xiàn)代科學(xué)技 術(shù)預(yù)防事故的具體體現(xiàn)【5 ，6 ，7 1 。 1 2 1 國(guó)外安全評(píng)價(jià)方法研究史與現(xiàn)狀 安全評(píng)價(jià)技術(shù)起源于2 0 世紀(jì)3 0 年代的保險(xiǎn)業(yè)【引。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著工 業(yè)過(guò)程同趨大型化和復(fù)雜化，尤其是石油化工工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)中的火災(zāi)、爆炸、 毒氣擴(kuò)散等重大惡性事故不斷發(fā)生，事故預(yù)防、安全管理受到廣泛的重視【9 , 1 0 1 。但 最早也是由美國(guó)和以英國(guó)為中心的歐洲開(kāi)始了這方面的研究。1 9 6 4 年美國(guó)道化學(xué)公 司最先推出了適用于化工企業(yè)的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。采用這種方法，有效 地防止了化工系統(tǒng)的火災(zāi)、爆炸事故。隨著對(duì)這種方法的不斷完善，經(jīng)過(guò)幾十年的 實(shí)踐，到目前已經(jīng)發(fā)展到第七版。1 9 7 6 年，以道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法第三 版為藍(lán)本，日本勞動(dòng)省公布了“化學(xué)聯(lián)合企業(yè)安全評(píng)價(jià)”六階段評(píng)價(jià)法等。1 9 7 9 年， 英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司蒙德部結(jié)合道化學(xué)法第三版并加以擴(kuò)充，提出了i c im o n d 評(píng)價(jià)法【1 1 , 1 2 】。 6 0 年代后期，隨著航空、航天、核工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，以概論j x l 險(xiǎn)評(píng) 價(jià)( p r a ) 為代表的系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。該方法從1 9 7 4 年拉姆遜教 授( p r o f n o r - m a nc r a s m u s s e n ) 評(píng)價(jià)民用核電站的拉姆遜報(bào)告開(kāi)始，繼而有1 9 7 7 年的英國(guó)坎威島( c a n v e yi s l a n d ) 石油化工聯(lián)合企業(yè)的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)，1 9 7 9 年德國(guó)對(duì)1 9 座大型核電站的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)，1 9 7 9 年荷蘭雷杰蒙德( r i j n m o n d ) 六項(xiàng)石油化工裝置的 危險(xiǎn)評(píng)價(jià)等都是使用概率評(píng)價(jià)方法。這些評(píng)價(jià)項(xiàng)目都耗費(fèi)了大量的人力、物力，在 方法的討論、數(shù)據(jù)的取舍、不確定性的研究以及災(zāi)害模型的研究等方面均有所建樹(shù)， 對(duì)大型企業(yè)的危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法影響較大。這種方法在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，相同原件 的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相互借鑒性強(qiáng)的行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，如在航空、航天、核能等領(lǐng)域。 另一方面，該方法要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、充分，分析過(guò)程完整，判斷和假設(shè)合理。對(duì)于石 化、煤礦等行業(yè)，由于系統(tǒng)復(fù)雜，不確定性因素多，人員失誤概率的估計(jì)十分困難， 因此，這類方法至今未能在此類行業(yè)中取得突破性進(jìn)展。隨著模糊概率理論的進(jìn)一 步發(fā)展，概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的缺陷將會(huì)得到一定程度的克服【1 3 】。但是使用概率風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)價(jià)方法需要取得組成系統(tǒng)各零件和子系統(tǒng)發(fā)生故障的概率數(shù)據(jù)，目前在民用工業(yè) 2 第一章緒論 系統(tǒng)中，這類數(shù)據(jù)的積累還很不充分，是使用這一方法的根本性障礙。英國(guó)以原子 能公司為中心，從6 0 年代中期就開(kāi)始收集有關(guān)核電站的數(shù)據(jù)，建立了故障數(shù)據(jù)庫(kù)和 可靠性服務(wù)所，對(duì)系統(tǒng)的安全性和可靠性問(wèn)題，采用概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。此后，這 類評(píng)價(jià)方法已經(jīng)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的許多項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用，逐步形成了一系 列以概率論為基礎(chǔ)的不同的安全評(píng)價(jià)方法。最常用的評(píng)價(jià)方法有故障樹(shù)分析( f t a ) 、 事件樹(shù)分析( e t a ) 、危險(xiǎn)可操作性研究( h a z o p s ) 、預(yù)先危險(xiǎn)性分析( p h a ) 等【1 4 , 1 5 】。 2 0 世紀(jì)7 0 年代以后，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，石油化工和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)一 次性處理易燃、易爆、有毒危險(xiǎn)品的數(shù)量越來(lái)越大，重大火災(zāi)、爆炸、毒氣泄漏事 故的發(fā)生頻率增加，后果更加嚴(yán)型1 6 1 。例如：1 9 7 4 年英國(guó)夫利克斯保羅( f l i x b o r o u g h ) 化工廠發(fā)生的環(huán)己烷蒸汽云爆炸事故中，死亡2 8 人、受傷8 9 人、2 4 5 0 棟房屋損壞， 直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7 0 0 萬(wàn)美元；1 9 7 6 年意大利的賽韋索工廠發(fā)生大量環(huán)己烷泄漏事故， 使3 0 人受傷、2 2 萬(wàn)人疏散【l 】；1 9 8 4 年墨西哥城液化石油氣供應(yīng)中心站發(fā)生爆炸， 事故中約有4 9 0 人死亡、4 0 0 0 多人受傷、另有9 0 0 多人失蹤，1 2 0 萬(wàn)人撤離家園， 供應(yīng)站內(nèi)所有設(shè)施毀損殆劇l 】；1 9 8 8 年英國(guó)北海石油平臺(tái)因天然氣壓縮間發(fā)生大量 泄漏而大爆炸，在平臺(tái)上工作的2 3 0 余名工作人員僅6 7 人幸免于難，使英國(guó)北海油 田減產(chǎn)1 2 t l j ；1 9 8 4 年1 2 月3 日印度博帕爾聯(lián)合碳化公司發(fā)生5 5 噸甲基異氰酸酯 泄漏事故，造成2 5 0 0 多人中毒死亡，2 0 余萬(wàn)人中毒，其中5 萬(wàn)人失明，全世界為 之震驚【i 】。這些震驚世界的慘禍，在社會(huì)上引起強(qiáng)烈的反響，世界各國(guó)都成立了專 門的機(jī)構(gòu)以加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)源的評(píng)價(jià)和控制工作。 1 2 2 國(guó)內(nèi)安全評(píng)價(jià)研究與發(fā)展現(xiàn)狀 安全系統(tǒng)工程于二十世紀(jì)八十年代初期引入我國(guó)，并受到許多大中型企業(yè)和行 業(yè)管理部門的高度重視，通過(guò)翻譯、消化和吸收國(guó)外安全檢查表和安全分析評(píng)價(jià)方 法，機(jī)械、冶金、化工、航天、航空等行業(yè)的有關(guān)企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用簡(jiǎn)單的安全分析評(píng) 價(jià)方法，如安全檢查表、事故樹(shù)分析等。此外，一些石油、化工等易燃、易爆危險(xiǎn) 性較大的企業(yè)，也應(yīng)用道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了企業(yè)危險(xiǎn) 評(píng)價(jià)【1 7 】。許多行業(yè)和地方政府有關(guān)部門制定了安全檢查表和安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 為了推動(dòng)和促進(jìn)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法在我國(guó)企業(yè)安全管理中的實(shí)踐和應(yīng)用，1 9 8 6 年勞 動(dòng)人事部門分別向有關(guān)科研單位下達(dá)了機(jī)械工廠危險(xiǎn)程度分級(jí)、化工廠危險(xiǎn)程度分 級(jí)等科研項(xiàng)目。 1 9 8 7 年機(jī)械電子部首先提出了在機(jī)械行業(yè)內(nèi)開(kāi)展機(jī)械工廠安全評(píng)價(jià)，并于1 9 8 8 年頒布了第一個(gè)部安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械工廠安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 由原化工部勞動(dòng)保護(hù)研究所提出的化工廠危險(xiǎn)程度分級(jí)方法是在吸收道化學(xué)公 司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算物質(zhì)指數(shù)、物量指數(shù)和工藝系 3 北京化t 大學(xué)碩上學(xué)位論文 數(shù)、設(shè)備系數(shù)、廠房系數(shù)、安全系數(shù)、環(huán)境系數(shù)等，得出工廠的固有危險(xiǎn)指數(shù)，進(jìn) 行固有危險(xiǎn)性分級(jí)，用工廠安全管理的等級(jí)修正后，得出工廠的危險(xiǎn)等級(jí)。 除上述危險(xiǎn)程度分級(jí)方法外，我國(guó)有關(guān)部門還頒布了醫(yī)藥工業(yè)企業(yè)安全性評(píng) 價(jià)通則、航空航天工業(yè)工廠安全性評(píng)價(jià)規(guī)程、石化企業(yè)安全性綜合評(píng)價(jià)辦法、 電子企業(yè)安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、兵器工業(yè)機(jī)械工廠安全性評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)等。 1 9 9 1 年國(guó)家“八五”科技攻關(guān)課題中，危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法研究列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。 由勞動(dòng)部勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所等單位完成了我國(guó)“八五”國(guó)家科技攻關(guān)專題“易燃、 易爆、有毒重大危險(xiǎn)源辨識(shí)、評(píng)價(jià)技術(shù)研究 【l8 1 。易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源辨 識(shí)評(píng)價(jià)方法填補(bǔ)了我國(guó)跨行業(yè)重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)方法的空白，在事故嚴(yán)重度評(píng)價(jià)中建 立了傷害模型庫(kù)，采用定量的計(jì)算方法，使我國(guó)工業(yè)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的研究從定性評(píng) 價(jià)進(jìn)入定量評(píng)價(jià)階段。實(shí)際應(yīng)用表明，使用該方法得到的評(píng)價(jià)結(jié)果科學(xué)、合理，符 合中國(guó)國(guó)情。該項(xiàng)成果與1 9 9 6 年獲國(guó)家“八五科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)，1 9 9 7 年獲 勞動(dòng)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。目前，易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源辨識(shí)評(píng)價(jià)方法正在全 國(guó)推廣應(yīng)用。 1 2 3 常見(jiàn)安全評(píng)價(jià)方法小結(jié) 前文提到了一些常見(jiàn)的安全評(píng)價(jià)方法，它們各有優(yōu)劣，適用范圍也不盡相同， 詳細(xì)比較見(jiàn)表1 1 。 表1 1 中的安全檢查表s c l 、預(yù)先危險(xiǎn)性分析p h a 和危險(xiǎn)性與可操作性研究方 法都屬于定性評(píng)價(jià)方法【l9 1 。這些定性評(píng)價(jià)方法不對(duì)危險(xiǎn)性進(jìn)行量化處理，只是由參 與評(píng)價(jià)的人員憑借自己所掌握的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，對(duì)照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，或者根據(jù)同 類系統(tǒng)或類似系統(tǒng)以往的事故統(tǒng)計(jì)資料，找出系統(tǒng)中存在的危險(xiǎn)因素以及這些危險(xiǎn) 因素引發(fā)事故的條件，同時(shí)提出安全控制措施。這類評(píng)價(jià)方法受評(píng)價(jià)人員的經(jīng)驗(yàn)、 思維傾向、分析判斷能力以及所占有資料的影響較大，評(píng)價(jià)結(jié)果總體來(lái)說(shuō)比較粗略， 只能大概地了解系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度。 表1 1 中其余的八種評(píng)價(jià)方法屬于定量評(píng)價(jià)方法。這些定量評(píng)價(jià)方法是在定性 評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究事故與其影響因素之間的數(shù)量關(guān)系，從而給出系統(tǒng)的危 險(xiǎn)性等級(jí)。因?yàn)槎吭u(píng)價(jià)能夠比較精確地描述系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，故而在危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中 得到了廣泛的應(yīng)用【2 0 1 。根據(jù)對(duì)危險(xiǎn)性量化形式的不同，定量評(píng)價(jià)又分為相對(duì)的危險(xiǎn) 性評(píng)價(jià)和概率的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。其中，道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法( d o w ) 、英國(guó)帝國(guó)化學(xué) 公司蒙德法( m o n d ) 、日本勞動(dòng)省六階段法和格雷厄姆金尼法( l e c ) 屬于相對(duì)的危 險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。相對(duì)的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法是對(duì)系統(tǒng)中存在的各種危險(xiǎn)因素，按照一定 的標(biāo)準(zhǔn)打分( 指數(shù)或點(diǎn)數(shù)) ，然后運(yùn)用某種數(shù)學(xué)方法將各項(xiàng)分值綜合成一個(gè)指數(shù)( 或 4 第一章緒論 點(diǎn)數(shù)) ，進(jìn)而根據(jù)指數(shù)( 或點(diǎn)數(shù)) 值確定系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，故又有人稱之為指數(shù)法或評(píng) 點(diǎn)法。這類方法雖然也受評(píng)價(jià)者主觀因素的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果不能極為精確地反映系 統(tǒng)的客觀狀況，但這類方法應(yīng)用起來(lái)較為簡(jiǎn)單，且評(píng)價(jià)結(jié)果能夠被實(shí)際生產(chǎn)所接受， 因此目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)的安全評(píng)價(jià)工作中。 故障類型和影響分析f e m a 、故障類型和影響危險(xiǎn)性分析f m e c a 、事件樹(shù)e t a 和事故樹(shù)f t a 2 l j 屬于概率的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。概率的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法是一種以可靠 性為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)方法，通過(guò)這些方法的運(yùn)用，查找出系統(tǒng)可能的故障或事故模式， 并根據(jù)已經(jīng)積累的故障和事故數(shù)據(jù)，計(jì)算出待評(píng)價(jià)系統(tǒng)的故障或事故發(fā)生概率，進(jìn) 而計(jì)算出系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)率，和可接受的風(fēng)險(xiǎn)值，通過(guò)比較來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)是否安全。換句 話說(shuō)，概率的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法是運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)率來(lái)衡量系統(tǒng)的危險(xiǎn)程度的一種方法。由 于這類評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果是根據(jù)大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，經(jīng)科學(xué)計(jì)算得出的，故它能 夠較好地反映系統(tǒng)危險(xiǎn)性的真實(shí)大小，但從操作的角度來(lái)看，這些方法需要收集的 資料較多，評(píng)價(jià)起來(lái)較為復(fù)雜，故在實(shí)際的安全評(píng)價(jià)工作中較難實(shí)現(xiàn)【2 2 1 。 表1 - 1 安全評(píng)價(jià)方法比較表 t a b l e1 1m e t h o l d so fh a z a r d o u sa s s e s s m e n t 評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)目標(biāo)方法特點(diǎn)適用范圍 安全檢查表危險(xiǎn)有害岡按事先編制的有標(biāo)準(zhǔn)要求的檢奄表逐項(xiàng)檢查；各類系統(tǒng)的設(shè) s c l素分析；安按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)賦分，評(píng)定安全等級(jí)計(jì)、驗(yàn)收、運(yùn)行、 全等級(jí)管理、事故凋查 預(yù)先危險(xiǎn)性分危險(xiǎn)有害因分析系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)、有害岡素、出發(fā)條件、各類系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 析p h a素分析；安事故類型；評(píng)定危險(xiǎn)性等級(jí)施工、生產(chǎn)維修 全等級(jí)前的概略分析和 評(píng)價(jià) 故障類型和影故障( 事故)列表、分析系統(tǒng)( 單元、元件) 事故類型、故機(jī)械電氣系統(tǒng)、 響分析f e m a原岡影響程障原岡、故障影響評(píng)定影響程序等級(jí)局部工藝過(guò)程， 度等級(jí)事故分析 故障類型和影故障原因故列表、分析系統(tǒng)( 單元、元件) 事故類型、故機(jī)械電氣系統(tǒng)、 響危險(xiǎn)性分析障等級(jí)危險(xiǎn)障原因、故障影響評(píng)定影響程序等級(jí)。在f e m a局部工藝過(guò)程， f m e c a 指數(shù)基礎(chǔ)上，由元素故障概率、系統(tǒng)重大故障概率事故分析 計(jì)算系統(tǒng)危險(xiǎn)性指數(shù) 事件樹(shù)e t a事故原岡出歸納法，由初始事件判斷系統(tǒng)事故原因及條各類局部工藝過(guò) 發(fā)條件事故件；由各事件概率計(jì)算系統(tǒng)事故概率程、生產(chǎn)設(shè)備、 概率裝置事故分析 事故樹(shù)f t a事故原岡；演繹法，由事故和基本時(shí)間邏輯推斷事故原 宇航、核電、工 事故概率因；由基本事件概率計(jì)算系統(tǒng)事故概率藝設(shè)備等復(fù)雜系 統(tǒng)事故分析 格雷厄姆金尼危險(xiǎn)性等級(jí)按規(guī)定對(duì)系統(tǒng)的事故發(fā)生可能性、人員暴露情格雷生產(chǎn)作業(yè)條 法l e c況，危險(xiǎn)程序賦分，計(jì)算后評(píng)定危險(xiǎn)性等級(jí)件 5 北京化t 大學(xué)碩上學(xué)位論文 續(xù)表： 道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性等級(jí)根據(jù)物質(zhì)、工藝危險(xiǎn)性生產(chǎn)、儲(chǔ)存、處理燃燒、 法d o w 事故損失計(jì)算火災(zāi)爆炸指數(shù)，判爆炸、化學(xué)活潑性、有 斷采取措施前后的系毒物質(zhì)的工藝過(guò)程及 統(tǒng)整體危險(xiǎn)性，由影響其他有關(guān)工藝系統(tǒng) 范圍、單元破壞系數(shù)計(jì) 算整體經(jīng)濟(jì)、停產(chǎn)損久 帝國(guó)化學(xué)公司蒙德法火災(zāi)、爆炸、毒性及系由物質(zhì)、工藝、毒性、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、處理燃、 m o n d 統(tǒng)整體危險(xiǎn)性等級(jí)布置危險(xiǎn)計(jì)算采取措爆、化學(xué)活潑性、有毒 施前后的火災(zāi)、爆炸、物質(zhì)的t 藝過(guò)程及其 毒性和整體危險(xiǎn)性指他有關(guān)上藝系統(tǒng) 數(shù)，評(píng)定各類危險(xiǎn)性等 級(jí) 日本勞動(dòng)省六階段法危險(xiǎn)性等級(jí) 檢查表法定性評(píng)價(jià)，基化上廠和有關(guān)裝置的 準(zhǔn)局法定量評(píng)價(jià)，采取安全分析 措施，用類比資料復(fù) 評(píng)，1 級(jí)危險(xiǎn)性裝置用 f t a 等方法再評(píng)價(jià) 危險(xiǎn)性與可操作性研偏離及其原岡、后果、通過(guò)討論，分析系統(tǒng)可 化工系統(tǒng)、熱力水力系 究對(duì)系統(tǒng)的影響能出現(xiàn)的偏離、偏離原 統(tǒng)的安全分析 因、偏離后果及對(duì)整個(gè) 系統(tǒng)的影響 1 3 重大事故后果分析的研究進(jìn)展及軟件介紹 通過(guò)對(duì)引言中重大事故的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)這些事故有一個(gè)共同的特征：失 控事件引起火災(zāi)、爆炸或有毒物質(zhì)泄漏，導(dǎo)致廠內(nèi)外人員大量死亡，或者導(dǎo)致財(cái)產(chǎn) 損失和環(huán)境的嚴(yán)重破壞，或二者兼而有之。一再發(fā)生的重大事故逐步的使人們意識(shí) 到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的潛在巨大危險(xiǎn)。因此，2 0 世紀(jì)7 0 年代以來(lái)，預(yù)防重大事 故已成為全球范圍內(nèi)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。隨之也產(chǎn)生了“重大事故( m a j o r ) ”、“重 大危險(xiǎn)源( m a j o rh a z a r d s ) ”、“重大危險(xiǎn)設(shè)施( m a j o rh a z a r d si n s t a l l a t i o n ) ”、“重大 危險(xiǎn)源控制( m a j o rh a z a r dc o n t r 0 1 ) 等概念【2 3 】。 1 3 1 重大事故和重大危險(xiǎn)源的定義 在國(guó)際勞工局的重大事故控制實(shí)用手冊(cè)中將重大事故定義為：“在工業(yè)活動(dòng) 的過(guò)程中失控的一種或幾種危險(xiǎn)物質(zhì)引起的嚴(yán)重泄漏、火災(zāi)和爆炸事件，導(dǎo)致對(duì)廠 內(nèi)外人員嚴(yán)重危險(xiǎn)( 當(dāng)時(shí)或以后的) 和對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重危害 【2 3 】。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)重大危險(xiǎn)源辨識(shí)( g b l 8 2 1 8 - 2 0 0 0 ) 中將危險(xiǎn)源定義為：長(zhǎng)期或臨時(shí) 6 第一章緒論 地生產(chǎn)、加工、搬運(yùn)、使用或儲(chǔ)存危險(xiǎn)物質(zhì)，且危險(xiǎn)物的數(shù)量等于或超過(guò)臨界量的 單元。經(jīng)反復(fù)研討、論證和征求意見(jiàn)后，結(jié)合消防部門滅火救援中，火災(zāi)、爆炸和 毒害最為突出的實(shí)際。我們將“重大危險(xiǎn)源”定義為“有可能發(fā)生造成重大人員傷 亡，重大財(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)、爆炸、毒害等災(zāi)害事故的場(chǎng)所或設(shè)施”。 1 3 2 重大事故后果分析的研究及進(jìn)展 1 9 9 3 年6 月國(guó)際工大會(huì)通過(guò)了預(yù)防重大工業(yè)事故公約。該公約敦促各國(guó)制 定和實(shí)施預(yù)防重大事故的國(guó)家法規(guī)，采取最有效的安全工程技術(shù)和管理方法，預(yù)防 和控制重大事故的發(fā)生。 在我國(guó)，針對(duì)重大事故控制的探索和研究也在不斷的進(jìn)行當(dāng)中，同時(shí)也積累了 一定的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)從八十年代開(kāi)始了危險(xiǎn)源的辨識(shí)、評(píng)價(jià)和控制工作，并在生產(chǎn)實(shí) 踐中加以應(yīng)用。化工、機(jī)械、冶金、石化等工業(yè)部門陸續(xù)頒發(fā)了適用于各行業(yè)的企 業(yè)安全評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)家“八五 科技攻關(guān)課題“重大危險(xiǎn)源宏觀控制技術(shù)研 究”也提出了我國(guó)的重大危險(xiǎn)源的辨識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)和控制技術(shù)【2 4 1 。 重大事故一旦發(fā)生不僅會(huì)造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，在社會(huì)上造成惡劣的 負(fù)面影響，并且會(huì)嚴(yán)重破壞或污染環(huán)境。因此，對(duì)重大事故的控制和預(yù)防也涉及到 環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署( u n e p ) 于1 9 8 6 年提出了“地區(qū)性緊急事故 的認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備”計(jì)劃( a w a r e n e s sa n dp r e p a r e d n e s sf o re m e r g e n c i e sa tl o c a ll e v e l ， a p e l l ，簡(jiǎn)稱阿佩爾計(jì)劃) 。該計(jì)劃的宗旨在于促使公眾產(chǎn)生和增強(qiáng)對(duì)社區(qū)中可能 產(chǎn)生的突發(fā)事故的意識(shí)；制定對(duì)可能發(fā)生的事故的合作行動(dòng)計(jì)劃；特別是加強(qiáng)對(duì)事 故的預(yù)防工作。 1 3 3 重大事故后果分析的軟件介紹 危險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件的研究和開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)工作，英國(guó)、美國(guó)、荷蘭、意大 利、法國(guó)、挪威等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家從7 0 年代以來(lái)就開(kāi)始進(jìn)行研究，目前已有幾十中危 險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件包得到了成功的應(yīng)用。國(guó)外比較常用的軟件有美國(guó)t e c h n o l o g ya n d m a n a g e m e n ts y s t e m 公司開(kāi)發(fā)的s a f e m o d e ( s a f e t ya s s e s s m e n tf o re f f e c t i v e m a n a g e m e n to f d a n g e r o u se v e n t s ) 定量危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)軟件和由美國(guó)環(huán)境保護(hù)中心( u s d i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na f e n c y ) 2 5 】等四部門聯(lián)合發(fā)布的a l o h a 氣體 擴(kuò)散范圍模擬預(yù)測(cè)軟件。英國(guó)t e c h n i c al t d 公司開(kāi)發(fā)的用于化工廠和其他類型工 廠及交通運(yùn)輸行業(yè)定量危險(xiǎn)分析和危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的軟件包s a f e t i ( s o f t w a r ef o r a s s e s s m e n to ff l a m m a b l e ，e x p l o s i v et o x i ci m p a c t ) ；定量評(píng)價(jià)石油、化工、天然氣等 設(shè)施工業(yè)危險(xiǎn)性的，可及時(shí)估計(jì)可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏事故后果的 7 北京化工大學(xué)顧十學(xué)位論文 w h z a n 系統(tǒng)；適用于應(yīng)急救援方案的制定者和安全管理人員的p h a s t ( p r o c e s s h a z a r da n a l y s i ss c r e e n i n gt 0 0 1 ) 系統(tǒng)等。荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院( t n o ) 于1 9 8 5 年開(kāi) 發(fā)的具有危險(xiǎn)評(píng)價(jià)和建模功能的e f f e c t s 系統(tǒng)和1 9 9 0 年開(kāi)發(fā)的適用于工業(yè)活動(dòng)定 量危險(xiǎn)分析的r i s k c u r v e s 系統(tǒng)。意大利t e m a 公司開(kāi)發(fā)的s t a 公司1 9 8 9 年開(kāi) 發(fā)的適用于制定安全計(jì)劃、應(yīng)急反應(yīng)、居民遷移、安全報(bào)告等的s t r a 系統(tǒng)【2 6 1 。國(guó) 內(nèi)如東北大學(xué)開(kāi)發(fā)的n e f e c t 等。 重大事故嚴(yán)重地威脅著人類的生產(chǎn)作業(yè)安全、身體健康、生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì) 的可持續(xù)性發(fā)展。對(duì)重大事故進(jìn)行后果分析，可以使企業(yè)在以后的生產(chǎn)過(guò)程中盡可 能多的防止事故的發(fā)生；當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，可以防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，減少事故造成 的損失和傷害；為應(yīng)急救援方案的制定提供理論依據(jù)；在工藝設(shè)計(jì)的初期，幫助設(shè) 計(jì)者改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)，盡可能地增加安全設(shè)施。事故后果分析在越來(lái)越重視安全生產(chǎn) 的今天，逐漸發(fā)揮更加重要的作用。 1 4 本文研究的主要內(nèi)容及重要意義 重大事故后果分析是安全評(píng)價(jià)的一個(gè)重要組成部分，其目的在于定量地描述一 個(gè)可能發(fā)生的重大事故對(duì)工廠、廠內(nèi)職工、廠外居民，甚至對(duì)環(huán)境造成危害的嚴(yán)重 程度。如何對(duì)可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生重大事故進(jìn)行后果分析，又怎樣通過(guò)事故分析得 到的后果進(jìn)行有效利用，制定具有針對(duì)性的應(yīng)急救援預(yù)案，就是本文需要重點(diǎn)解決 的問(wèn)題。 根據(jù)重大事故的定義可知，火災(zāi)、爆炸、中毒是常見(jiàn)的重大事故，可能造成嚴(yán) 重的人員死亡和巨大的財(cái)產(chǎn)損失，影響社會(huì)安定。世界銀行國(guó)際信貸公司( i f c ) 編寫的工業(yè)污染事故評(píng)價(jià)技術(shù)手冊(cè)【2 7 】( 以下簡(jiǎn)稱世行標(biāo)準(zhǔn)) 中提出的易燃、易 爆和有毒等危險(xiǎn)物質(zhì)的泄漏、擴(kuò)散、火災(zāi)、爆炸和中毒等重大工業(yè)事故的事故模型 和計(jì)算事故后果嚴(yán)重度的公式，主要用于重大工業(yè)事故的評(píng)價(jià)。世行標(biāo)準(zhǔn)是重大事 故后果分析的最常用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。 但是由于計(jì)算機(jī)技術(shù)尚未普及，世行標(biāo)準(zhǔn)主要依靠分析人員人工分析的方法來(lái) 計(jì)算事故后果。但是用人工分析的方法來(lái)評(píng)價(jià)后果，過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，不僅需要依賴 分析人員的豐富經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算過(guò)程中可能出現(xiàn)失誤，而且世行標(biāo)準(zhǔn)中部分計(jì)算模型或 公式已經(jīng)被最新的計(jì)算模型所代替。同時(shí)，世行標(biāo)準(zhǔn)僅關(guān)注事故后果的計(jì)算，而這 只是事故安全分析的一個(gè)環(huán)節(jié)。 針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一套基于世行標(biāo)準(zhǔn)的事故分析方案。該方案以世行標(biāo) 準(zhǔn)為基礎(chǔ)，共分為三個(gè)部分，即危險(xiǎn)源辨識(shí)、后果計(jì)算和應(yīng)急救援。首先對(duì)危險(xiǎn)源 進(jìn)行辨識(shí)，確定重大危險(xiǎn)源的場(chǎng)所和相關(guān)信息，為計(jì)算可能出現(xiàn)的重大事故后果的 8 第一章緒論 計(jì)算奠定基礎(chǔ)；然后利用計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)事故后果進(jìn)行計(jì)算和模擬；最后根據(jù)計(jì)算 結(jié)果，提出相應(yīng)的安全措施和應(yīng)急預(yù)案，有效配置應(yīng)急資源。在世行標(biāo)準(zhǔn)原人工分 析的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)分析流程加以改進(jìn)，使其適用于計(jì)算機(jī)化，同時(shí)，也引進(jìn)了其他 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中部分最新的后果計(jì)算公式，并新增粉塵爆炸事故的分析流程和灼傷事 故的計(jì)算模型。分析事故后果為企業(yè)或企業(yè)主管部門提供關(guān)于重大事故后果的信息， 為企業(yè)決策者和設(shè)計(jì)者提供關(guān)于決策采取何種防護(hù)措施的信息，如防火系統(tǒng)、報(bào)警 系統(tǒng)或減壓系統(tǒng)等的信息，制定應(yīng)急救援方案，以達(dá)到減輕事故影響的目的。 下面簡(jiǎn)單介紹一下本論文的大體結(jié)構(gòu)。 第一章：介紹對(duì)重大事故進(jìn)行后果分析的意義及其發(fā)展現(xiàn)狀。指出當(dāng)前事故后 果分析對(duì)于我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義，并簡(jiǎn)單介紹了事故安全分析的發(fā)展現(xiàn) 狀，以及目前廣泛應(yīng)用的各種技術(shù)、方法和軟件，指出了當(dāng)前分析方法存在的一些 問(wèn)題，最后，概述本論文的主要內(nèi)容。 第二章：詳細(xì)介紹了世行標(biāo)準(zhǔn)的事故后果分析方法( 以人工方式進(jìn)行) ，重點(diǎn)介 紹世行標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用背景、目的，評(píng)價(jià)過(guò)程。 第三章：以世行標(biāo)準(zhǔn)的事故后果分析方法為基礎(chǔ)介紹了事故后果分析的新方案。 該新方案包括對(duì)可能發(fā)生事故的危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)，軟件模擬事故后果的計(jì)算和應(yīng)急 救援三部分。首先介紹了在龐大工廠中開(kāi)展危險(xiǎn)源辨識(shí)的方法和步驟，然后重點(diǎn)介 紹了使用計(jì)算機(jī)模擬事故后果計(jì)算時(shí)，對(duì)世行標(biāo)準(zhǔn)中事故分析流程改進(jìn)、新增粉塵 爆炸事故的分析方法和部分最新的計(jì)算模型，最后探討了我國(guó)應(yīng)急救援系統(tǒng)中存在 的問(wèn)題，指出解決之道，并根據(jù)事故嚴(yán)重程度討論應(yīng)急救援的響應(yīng)程序。 第四章：介紹軟件的設(shè)計(jì)方法、原則和過(guò)程。制訂了軟件的設(shè)計(jì)原則、功能目 標(biāo)、技術(shù)路線；使用u m l ( 統(tǒng)一建模語(yǔ)言) 建模技術(shù)來(lái)描述系統(tǒng)，給出部分用例模 型、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)模型及靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型；闡述了人機(jī)界面的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等。 第五章：在上章的基礎(chǔ)上，利用v c 6 0 對(duì)軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。根據(jù)軟件的功能 要求，分三個(gè)模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)連接和處理模塊、流程分析與選擇模塊、計(jì) 算模塊、后果處理模塊等。 第六章：通過(guò)案例分析介紹在實(shí)際評(píng)價(jià)過(guò)程中，本文提出的方案的應(yīng)用方法和 效果。實(shí)例表明，本文提出的解決方案在實(shí)際事故分析過(guò)程中，能較好地實(shí)現(xiàn)預(yù)期 目標(biāo)。 第七章：對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)。 9 第二章世行標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 第二章世行標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 2 1 世行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用背景和目的 世界銀行國(guó)際信貸公司( i f c ) 對(duì)其資助的工業(yè)發(fā)展項(xiàng)目都要進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)督， 作為其中的內(nèi)容之一，它要對(duì)工業(yè)發(fā)展項(xiàng)目可能給人民及環(huán)境帶來(lái)的危害作出評(píng)價(jià)， 并對(duì)用來(lái)控制這種危害措施的可靠性和有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了幫助和指導(dǎo)評(píng)估工作， 環(huán)境與科學(xué)事務(wù)署編制了“世界銀行在發(fā)展中國(guó)家分析和控制主要公害設(shè)備的鑒定 準(zhǔn)則”【2 7 1 。要完成手冊(cè)所述的工作，必須對(duì)提出的工業(yè)發(fā)展項(xiàng)目進(jìn)行公害分析，以 確定其有毒、易燃或爆炸性物質(zhì)的泄漏事故將引起怎樣的破壞后果。公害分析將鑒 別出可能造成公害物質(zhì)及導(dǎo)致泄漏的因素，如存在對(duì)生命及財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重危害的因 素，則應(yīng)設(shè)法減少將由其引起的破壞。為此，可采取的措施有更改工藝，減少危險(xiǎn) 品的貯量，設(shè)置堅(jiān)固的備用貯存系統(tǒng)，改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)布局，搬遷到另一個(gè)地方，改進(jìn)控 制和管理技術(shù)等。如果采用上述方法仍不能減少發(fā)生破壞的可能性，則應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn) 分析。風(fēng)險(xiǎn)分析將計(jì)算事故發(fā)生的可能性，確定是否可通過(guò)改變制造工藝、安全措 施、培訓(xùn)、試驗(yàn)及保養(yǎng)過(guò)程來(lái)減少這一可能性。危險(xiǎn)分析最后可能指出所提出的工 藝和廠址會(huì)對(duì)周圍地區(qū)構(gòu)成超出承受范圍的威脅，需另選新的廠址。 該標(biāo)準(zhǔn)的事故風(fēng)險(xiǎn)分析估測(cè)過(guò)程可用于現(xiàn)有操作、改造或擴(kuò)建設(shè)計(jì)。其目的在 于以相對(duì)簡(jiǎn)單的形式( 人工分析) 提供評(píng)價(jià)有毒、易燃或易爆物質(zhì)泄漏到大氣中所 致后果的技術(shù)。 2 2 世行標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)過(guò)程 2 2 1 世行標(biāo)準(zhǔn)后果分析步驟 石化企業(yè)安全分析的基本過(guò)程是：找出潛在性事故；計(jì)算出每一事故中公害物 質(zhì)的泄漏量；計(jì)算事故對(duì)工廠設(shè)備、人群、環(huán)境的影響及其性質(zhì)。這個(gè)過(guò)程可用于 整個(gè)工廠，也可用于工廠的一部分。但是如果將這個(gè)過(guò)程應(yīng)用于大型工廠，是非常 復(fù)雜和困難的，需要進(jìn)行簡(jiǎn)化。有些簡(jiǎn)化是有效地進(jìn)行公害分析所廣泛采用的一種 技術(shù)，例如，將工廠分解成易處理的單元、避免不必要的計(jì)算、整理計(jì)算的大量結(jié) 果等。整個(gè)工廠的安全分析可分成十四個(gè)主要步驟，具體見(jiàn)圖2 1 ： 北京化t 大學(xué)碩j ：學(xué)位論文 r 打 l 一_ j f 將現(xiàn)場(chǎng)劃分為各個(gè)單元 2 將各單元分成容器和管道j | 4 按清單內(nèi)內(nèi)容將容器排列一 分類 5 找出并容器和管道代表性 的泄漏情況 6 合并同類泄漏物 7計(jì)j v - 泄零竺 t ( 9 計(jì)算結(jié)果 ，。 整理結(jié)果 i - ， 劃出泄漏影響范圍 - 2 估計(jì)事故發(fā)生率 3 對(duì)泄漏做出評(píng)價(jià) - 4 考慮補(bǔ)救措施 圖2 - 1 危害分析步驟圖 f i g2 - 1s 仃u c t l l r i eo fah a z a r da a n l y s i s 1 2 第二章世行標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 一、劃分各功能單元 每一功能單元至少應(yīng)包括一個(gè)危險(xiǎn)物質(zhì)的主要貯存容器或管道。每一功能單元 要設(shè)有邊界，在泄漏事故中應(yīng)有能將其中的容器或管道與所有其他單元分隔開(kāi)的地 方。 泄漏通常發(fā)生在單元內(nèi)的某一點(diǎn)上，如果單元內(nèi)的各個(gè)部分是相互獨(dú)立的，則 最好再把這個(gè)單元?jiǎng)澐譃槿舾蓚€(gè)子單元。 二、將單元分解成各個(gè)部分 必須將每一個(gè)單元分解成常發(fā)生故障的關(guān)鍵設(shè)備或部件。常見(jiàn)的關(guān)鍵設(shè)備共十 大類，將在3 1 危險(xiǎn)源辨識(shí)中詳細(xì)介紹。 三、計(jì)算各危險(xiǎn)源內(nèi)危險(xiǎn)物質(zhì)的貯量 危險(xiǎn)物質(zhì)貯量的清單可通過(guò)工藝流程及管線設(shè)備圖來(lái)獲取。所有清單應(yīng)包括物 料類型、相態(tài)、壓力、溫度及體積或質(zhì)量等。 四、根據(jù)清單對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行排列 根據(jù)世行標(biāo)準(zhǔn)參考附錄中列出的不同物料的最小貯量值( 大于該貯量，則有可 能發(fā)生危險(xiǎn)事故) ，確定需要進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的物料。 五、找出各危險(xiǎn)源中典型的事故 對(duì)每一容器、部件和管道僅需考慮最經(jīng)常發(fā)生的故障情況，不同設(shè)備的故障情 況將在3 1 危險(xiǎn)源辨識(shí)中詳細(xì)介紹。 六、合并同類泄漏 為了減少計(jì)算量，可將類似的泄漏合并或劃分為一組考慮。 七、計(jì)算泄漏率 故障發(fā)生后，首先判斷泄漏量，具體泄漏模型見(jiàn)附錄a 中公式a 1 至a 一7 。 八、合并同類泄漏 為了進(jìn)一步減少計(jì)算量，可將在溫度相近的條件下，具有相似的泄漏率或物料 量的泄漏合并成一組。 九、計(jì)算后果 這是世行標(biāo)準(zhǔn)最為關(guān)鍵的一環(huán)，其中涉及多種計(jì)算模型和公式，還與現(xiàn)場(chǎng)的地 理環(huán)境、氣候、人口等各種因素相關(guān)聯(lián)，計(jì)算極其復(fù)雜，計(jì)算量非常大( 詳見(jiàn)附錄 a ) 。 十、整理結(jié)果 將計(jì)算的后果整理出來(lái)，形成表格2 - 1 ： 1 3 北京化t 大學(xué)碩上學(xué)位論文 表2 - 1 從分析結(jié)果得到的影響距離 t a b l e2 1r e s u l tf r o m 沖擊燃燒 形式 池火噴射火火球突發(fā)火 r ( 3 7 5 )r ( 3 7 5 )r ( 3 7 5 )r ( 3 7 5 ) 死亡 5 0 5 0 5 0 5 0 結(jié)構(gòu)損害中等中等中等 中等 風(fēng)速穩(wěn)定度 爆炸中毒 沖擊波r ( 1 )沖擊波r ( 2 )拋射r ( i d l h )r ( l c 5 0 ) l o o 5 0 5 0 嚴(yán)重 中等無(wú)無(wú) 十一、劃出影響范圍 計(jì)算出來(lái)的后果還應(yīng)和當(dāng)?shù)氐牡匦?、人口相?lián)系。每一泄漏事故的結(jié)果中應(yīng)有 影響范圍這一內(nèi)容，從而可在事故發(fā)生地的地圖上劃出“影響半徑”來(lái)，對(duì)危害影 響做出評(píng)估。 十二、測(cè)算事故頻率 這個(gè)環(huán)節(jié)已經(jīng)超出了世行標(biāo)準(zhǔn)的范圍，但是一個(gè)完整的公害風(fēng)險(xiǎn)分析，應(yīng)包括 可靠性和有效性分析。 十三、說(shuō)明結(jié)果 分析者應(yīng)確定所測(cè)算的工廠，事故對(duì)氣工人和周圍地區(qū)存在超出可承受范圍的 威脅。 十四、選擇和分析補(bǔ)救措施 如果后果超出了可承受范圍，分析這必須考慮減少后果的方法。 2 2 2 泄漏物質(zhì)的性質(zhì) 泄漏情況一旦出現(xiàn)，分析者應(yīng)該確定每一場(chǎng)合中泄漏物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)，包括相 態(tài)( 液體、氣體或兩相) 、壓力、溫度、易燃性、毒性。這些性質(zhì)相互結(jié)合，可以得 到不同的泄漏類型。其中以下四種類型包括了大多數(shù)的泄漏性質(zhì)及其組合，具體如 1 4 第二章世行標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 f ： a 、在常壓下的液體( 液體、環(huán)境壓力及溫度) b 、受壓下的液化氣體( 液體、高壓) c 、低溫下液體氣體( 液體、低溫) d 、加壓下的氣體( 氣體、高壓) 另外，還有兩種例外情況，分別是沸液膨脹蒸汽爆炸( b l e v e ) 和危險(xiǎn)物質(zhì)的混 合體。 沸液膨脹蒸汽爆炸是指如果易燃液體的壓力貯罐著火，熱量出入到罐中，產(chǎn)生 兩種效應(yīng)：增加罐內(nèi)壓力和減弱罐殼強(qiáng)度，特別是在沒(méi)有濕潤(rùn)的頂部，這些作用可 使貯罐突然破裂，釋放大量液體，并急劇氣化、燃燒，形成氣爆現(xiàn)象。氣爆中產(chǎn)生 的碎片，危害巨大。 危險(xiǎn)物質(zhì)的混合體發(fā)生泄漏，分析比較麻煩?？梢杂孟率鼋频姆椒ㄟM(jìn)行分析： 如果混合體主要是一種成分，則該成分的物理性質(zhì)能夠代表整個(gè)混合體。 如果混合體中只有一種有毒性的成分，則可用被稀釋的該成分的毒性值及 混合體的物理性質(zhì)共同計(jì)算。 2 2 3 世行標(biāo)準(zhǔn)的后果分析過(guò)程及方法 一種泄漏可以有許多不同的后果，分析者應(yīng)從多方面考慮所有的后果，這是一 項(xiàng)復(fù)雜的工作。世行標(biāo)準(zhǔn)提供了“事故情況判斷樹(shù)形圖及四種事故樹(shù)形圖 以幫助 分析者進(jìn)行分析。這些圖之所以被稱為樹(shù)，是因?yàn)樗鼈円詷?shù)的形式來(lái)描述事故的各 種后果。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)或分枝上，向分析者提出一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題，以幫助分析者選擇 適當(dāng)?shù)摹笆鹿蕵?shù)形圖”。 根據(jù)危險(xiǎn)物質(zhì)清單和貯存條件，得到易燃、易爆、有毒的氣體或液體等泄漏物 的物理性質(zhì)，進(jìn)而判斷出泄漏事故所屬的類型及與其相適用的事故樹(shù)形圖。 事故樹(shù)形圖共四種，即易燃?xì)怏w事故樹(shù)形圖( 見(jiàn)圖3 1 3 ) 、可燃液體事故樹(shù)形 圖( 見(jiàn)圖3 一1 5 ) 、毒性氣體事故樹(shù)形圖( 見(jiàn)3 1 7 ) 、毒性液體事故樹(shù)形圖( 見(jiàn)圖3 1 9 ) 。 分析者根據(jù)這四種樹(shù)形圖中的問(wèn)題進(jìn)行判斷和分析。事故情況判斷樹(shù)形圖詳見(jiàn)圖 2 2 ： 1 5 北京化t 大學(xué)碩1 二學(xué)位論文 圖2 - 2 事故情況判斷樹(shù)形圖 f i g2 - 2f a i l u r ec a s ed e f i n i t i o nt r e e 2 2 4 世行標(biāo)準(zhǔn)的后果分析及其計(jì)算模型 世行