第3章第一類危險源辨識、控制與評價=系統(tǒng)安全工程=東北大學(xué)

系統(tǒng)安全工程第一章系統(tǒng)安全工程總論第二章傷亡事故及其統(tǒng)計第三章危險源辨識評價控制第四章可靠性分析第五章系統(tǒng)安全分析第六章故障樹分析第七章危險性評價

現(xiàn)在是1頁\一共有42頁\編輯于星期四第三章危險源辨識與評價

現(xiàn)在是2頁\一共有42頁\編輯于星期四第一類危險源理論上，第一類危險源是系統(tǒng)中存在的、可能發(fā)生意外釋放的能量或危險物質(zhì)。實際上，把具有、產(chǎn)生、儲存、轉(zhuǎn)換能量或危險物質(zhì)的裝置、設(shè)備、場所等作為第一類危險源?，F(xiàn)在是3頁\一共有42頁\編輯于星期四

第一類危險源產(chǎn)生、供給能量的裝置、設(shè)備；使人體或物體具有較高勢能的裝置、設(shè)備、場所；能量載體；一旦失控可能產(chǎn)生巨大能量的裝置、設(shè)備、場所，如強(qiáng)烈放熱反應(yīng)的化工裝置等；一旦失控可能發(fā)生能量蓄積或突然釋放的裝置、設(shè)備、場所，如各種壓力容器等；危險物質(zhì)，如各種有毒、有害、可燃燒爆炸的物質(zhì)等；生產(chǎn)、加工、儲存危險物質(zhì)的裝置、設(shè)備、場所；人體一旦與之接觸將導(dǎo)致人體能量意外釋放的物體?，F(xiàn)在是4頁\一共有42頁\編輯于星期四第一節(jié)

第一類危險源辨識現(xiàn)在是5頁\一共有42頁\編輯于星期四第一類危險源辨識

認(rèn)真考察系統(tǒng)中能量的利用、產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換情況，弄清系統(tǒng)中出現(xiàn)的能量或危險物質(zhì)的類型，研究它們對人或物的危害，在此基礎(chǔ)上來辨識危險源。在實際工作中，根據(jù)以往的事故經(jīng)驗弄清導(dǎo)致各種發(fā)生的主要危險源類型，然后到現(xiàn)場去發(fā)現(xiàn)這些類型的危險源。從實際安全工作的角度，只有其危險性超過一定限度的危險源才算作危險源。因此，第一類危險源辨識工作必須與危險源的危險性評價工作結(jié)合起來。現(xiàn)在是6頁\一共有42頁\編輯于星期四

傷害事故類型與第一類危險源

現(xiàn)在是7頁\一共有42頁\編輯于星期四壓力容器爆炸事故危險源壓力容器：最高工作壓力p≥0.1MPa容積v≥25L且pv≥20MPa·L工作介質(zhì)為氣體、液化氣體，最高工作溫度高于標(biāo)準(zhǔn)沸點現(xiàn)在是8頁\一共有42頁\編輯于星期四壓力容器破壞形式塑性破壞：使用、維修、操作不當(dāng)引起脆性破壞：選材不當(dāng)、制造缺陷引起疲勞破壞：交變載荷引起金屬疲勞腐蝕破壞：拉應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)共同作用引起蠕變破壞：高溫應(yīng)力容器的器壁發(fā)生蠕變而變薄現(xiàn)在是9頁\一共有42頁\編輯于星期四火災(zāi)事故危險源火災(zāi)是一種失去控制并造成財物損失或人員傷害的燃燒現(xiàn)象?；馂?zāi)發(fā)生時釋放出大量的熱能，損壞財物和傷害人員；可燃物質(zhì)燃燒時消耗大量的氧，使火災(zāi)現(xiàn)場的人員缺氧窒息；火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣中含有大量有毒有害物質(zhì)，使人員中毒。

現(xiàn)在是10頁\一共有42頁\編輯于星期四火災(zāi)事故危險源燃燒要素：可燃物助燃物熱源(引火源)電火花熱表面高溫氣體熱輻射現(xiàn)在是11頁\一共有42頁\編輯于星期四爆炸事故危險源爆炸是物質(zhì)發(fā)生劇烈的物理或化學(xué)變化，在瞬間釋放出大量能量，發(fā)出巨大聲響并伴隨產(chǎn)生沖擊波的現(xiàn)象。物理爆炸是由于物質(zhì)的物理變化產(chǎn)生的爆炸,如壓力容器在內(nèi)部介質(zhì)壓力作用下發(fā)生的爆炸化學(xué)爆炸是由于物質(zhì)的化學(xué)變化發(fā)生的爆炸，如炸藥的爆炸，密閉空間中可燃性混合氣體遇火源發(fā)生的氣體爆炸等。

現(xiàn)在是12頁\一共有42頁\編輯于星期四爆炸事故危險源

爆炸時物質(zhì)釋放出大量的爆炸能巨大的壓力可以毀壞堅固的建筑物和設(shè)備，嚴(yán)重傷害人員。爆炸時的空氣沖擊波有強(qiáng)大的破壞力和殺傷作用。被爆炸破壞的物體的碎片具有很大的動能。飛散的碎片擊中人體會造成傷害。

現(xiàn)在是13頁\一共有42頁\編輯于星期四爆炸事故危險源可燃?xì)怏w爆炸粉塵爆炸火藥、炸藥爆炸蒸汽爆炸現(xiàn)在是14頁\一共有42頁\編輯于星期四第二節(jié)第一類危險源評價現(xiàn)在是15頁\一共有42頁\編輯于星期四第一類危險源評價原則

評價第一類危險源的危險性時，主要考察以下幾方面情況:能量或危險物質(zhì)的量能量或危險物質(zhì)意外釋放的強(qiáng)度能量的種類和危險物質(zhì)的危險性質(zhì)意外釋放的能量或危險物質(zhì)的影響范圍現(xiàn)在是16頁\一共有42頁\編輯于星期四第一類危險源評價方法評價方法有劃分危險等級和后果分析兩種。劃分危險等級：一種相對的危險性評價方法。它通過比較危險源的危險性，人為地劃分出一些危險等級來區(qū)分不同危險源的危險性，為采取危險源控制措施或進(jìn)行更詳細(xì)的危險性評價提供依據(jù)。后果分析：通過詳細(xì)地分析、計算意外釋放的能量、危險物質(zhì)造成的人員傷害和財物損失，定量地評價危險源的危險性?，F(xiàn)在是17頁\一共有42頁\編輯于星期四劃分危險等級評價方法國標(biāo)GB33608－83按墜落高度把高處作業(yè)（墜落事故危險源）劃分為4級：

一級：2～5m；

二級：5～15m；

三級：15～30m；

特級：30m以上?，F(xiàn)在是18頁\一共有42頁\編輯于星期四

《煤礦安全規(guī)程》按平均日產(chǎn)1t煤涌出的沼氣量和沼氣涌出形式，把沼氣礦井（瓦斯爆炸危險源）劃分為3級：

低沼氣礦井：涌出量10以下；

高沼氣礦井：涌出量10以上；

煤與沼氣突出礦井。劃分危險等級評價方法現(xiàn)在是19頁\一共有42頁\編輯于星期四

根據(jù)壓力容器內(nèi)承受壓力的高低和介質(zhì)的危險性質(zhì)等，把壓力容器的危險等級劃分為3類：

一類容器：非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器；

易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離器和換熱器。

二類容器：中壓容器；

劇毒介質(zhì)的低壓容器；

易燃或有毒介質(zhì)的低壓容器和貯運容器；

內(nèi)徑小于1m的低壓余熱鍋爐。

三類容器：劇毒介質(zhì)且PV≥200MPa·L的低壓容器或劇毒介質(zhì)的中壓容器；

易燃或有毒介質(zhì)且PV≥500MPa·L的中壓反應(yīng)容器；PV≥5000MPa·L的中壓貯運容器；

中壓余熱鍋爐或內(nèi)徑大于1的低壓余熱鍋爐。

現(xiàn)在是20頁\一共有42頁\編輯于星期四劃分危險等級評價方法

國標(biāo)GB5044-85《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》把工業(yè)毒物劃分為4級：一級毒物，又稱極度危害毒物，如汞、苯、氰化物等；二級毒物，又稱高度危害毒物，如三硝基甲苯、二硫化碳、氯等；三級毒物，又稱中度危害毒物，如苯乙烯

、甲醇、硝酸等；四級毒物，又稱輕度危害毒物，如丙酮、氫氧化鈉、氨等?，F(xiàn)在是21頁\一共有42頁\編輯于星期四第三節(jié)重大危險源現(xiàn)在是22頁\一共有42頁\編輯于星期四第一節(jié)重大危險源辨識現(xiàn)在是23頁\一共有42頁\編輯于星期四重大工業(yè)事故

1993年國際勞工局通過的《預(yù)防重大工業(yè)事故公約》中定義重大工業(yè)事故為在重大危險設(shè)施內(nèi)的一項生產(chǎn)活動中突然發(fā)生的，涉及一種或多種危險物質(zhì)的嚴(yán)重泄漏、火災(zāi)、爆炸等導(dǎo)致職工、公眾或環(huán)境急性或慢性嚴(yán)重危害的意外事故。

現(xiàn)在是24頁\一共有42頁\編輯于星期四重大工業(yè)事故由易燃易爆物質(zhì)引起的事故產(chǎn)生強(qiáng)烈熱輻射和濃煙的重大火災(zāi)；威脅到危險物質(zhì)，可能使其發(fā)生火災(zāi)、爆炸或毒物泄漏的火災(zāi)；產(chǎn)生沖擊波、飛散碎片和強(qiáng)烈熱輻射的爆炸。由有毒物質(zhì)引起的事故有毒物質(zhì)緩慢或間歇性的泄漏；由于火災(zāi)或容器損壞引起的毒物逸散；設(shè)備損壞造成的毒物在短時間內(nèi)急劇泄漏；大型儲存容器破壞、化學(xué)反應(yīng)失控、安全裝置失效等引起的有毒物質(zhì)大量泄漏?，F(xiàn)在是25頁\一共有42頁\編輯于星期四重大工業(yè)事故歐共體規(guī)定化學(xué)工業(yè)、石油化工企業(yè)重大工業(yè)事故為幾秒鐘內(nèi)產(chǎn)生5kw/m2熱輻射的火災(zāi)；千克量的劇毒物、噸量的其它毒物、噸量的加壓或冷卻可燃?xì)怏w、十噸量的可燃液體等泄漏；超壓0.5lbs的蒸氣或氣體爆炸；可能損壞建筑物和裝置的反應(yīng)物或爆炸物的爆炸。現(xiàn)在是26頁\一共有42頁\編輯于星期四重大危險源辨識方法

重大危險源是那些一旦泄漏可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、中毒等重大工業(yè)事故的危險物質(zhì)。實際工作中往往把生產(chǎn)、加工處理、儲存這些危險物質(zhì)的裝置看作危險源，稱其為重大危險裝置。根據(jù)危險物質(zhì)及其限量表來確定重大工業(yè)事故危險源。如果相距500m以內(nèi)且屬于同一工廠的全部裝置中的危險物質(zhì)的量超過了限量表中的規(guī)定值，則這些裝置被確定為重大危險裝置。

現(xiàn)在是27頁\一共有42頁\編輯于星期四危險物質(zhì)及其限量表物質(zhì)名稱數(shù)量(>)1，一般易燃物質(zhì)易燃?xì)怏w200噸高易燃液體5000噸2，特種易燃物質(zhì)氫50噸環(huán)氧乙烷50噸3，特種炸藥硝酸銨2500噸硝酸甘油10噸三硝基甲苯50噸

物質(zhì)名稱數(shù)量(>)4，特種有毒物質(zhì)丙烯脂200噸氨500噸氯25噸二氧化硫250噸硫化氫50噸氫氰酸20噸二硫化碳200噸氟化氫50噸氯化氫250噸三氧化硫75噸5，特種劇毒物質(zhì)甲基異氰酸鹽150千克光氣750千克

現(xiàn)在是28頁\一共有42頁\編輯于星期四重大事故后果分析后果分析（ConsequenceAnalysis）目的在于定量地描述重大工業(yè)事故后果的嚴(yán)重程度。它為企業(yè)或企業(yè)主管部門提供關(guān)于重大工業(yè)事故后果的信息和如何應(yīng)付重大事故的信息；為設(shè)計者提供如何采取措施減輕事故影響的信息；使操作者和周圍居民了解他們面臨的潛在危險和企業(yè)已經(jīng)采取的重大危險源控制措施?，F(xiàn)在是29頁\一共有42頁\編輯于星期四重大事故后果分析后果分析的基本步驟包括：了解系統(tǒng)；設(shè)想重大工業(yè)事故危險源導(dǎo)致事故及其后果的情況；選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型計算事故后果的有關(guān)參數(shù)；與相應(yīng)參數(shù)的允許值相比較；討論并得出分析結(jié)論?，F(xiàn)在是30頁\一共有42頁\編輯于星期四重大事故后果分析后果分析從對物質(zhì)泄漏的分析開始，然后研究泄漏出的物質(zhì)的流動、擴(kuò)散，以及發(fā)生火災(zāi)、爆炸、中毒事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的情況。泄漏分析包括泄漏設(shè)備情況、泄漏后果分析和泄漏量計算。現(xiàn)在是31頁\一共有42頁\編輯于星期四泄漏分析泄漏后果與泄漏物質(zhì)的相態(tài)、壓力、溫度、燃燒性、毒性等性質(zhì)有關(guān)?？扇?xì)怏w泄漏。泄漏后立即發(fā)火的場合，發(fā)生擴(kuò)散燃燒，產(chǎn)生噴射性火焰或火球，影響范圍較小。泄漏后滯后發(fā)火的場合，泄漏的可燃?xì)怏w與周圍空氣混合形成可燃?xì)庠茍F(tuán)，遇到引火源發(fā)生爆燃或爆炸，影響范圍較大?，F(xiàn)在是32頁\一共有42頁\編輯于星期四泄漏分析有毒氣體泄漏。有毒氣體泄漏后形成云團(tuán)在空氣中擴(kuò)散，有毒氣體濃度較大的濃密云團(tuán)籠罩很大范圍，影響范圍較大。液體泄漏。泄漏后果取決于液體蒸發(fā)生成的氣體量。常溫常壓液體泄漏后形成液池，液體表面緩慢蒸發(fā)；加壓液化氣體泄漏后瞬間迅速氣化，沒來得及蒸發(fā)的液體形成液池，吸收周圍熱量繼續(xù)蒸發(fā)；低溫液體泄漏后形成液池，吸收周圍熱量蒸發(fā)，液體蒸發(fā)速度低于泄漏速度?，F(xiàn)在是33頁\一共有42頁\編輯于星期四泄漏分析當(dāng)發(fā)生泄漏的設(shè)備裂口規(guī)則、裂口尺寸已知，泄漏物質(zhì)的熱力學(xué)、物理化學(xué)性質(zhì)及參數(shù)已知時，可以根據(jù)流體力學(xué)中的有關(guān)公式計算泄漏量。當(dāng)裂口不規(guī)則時，采用等效尺寸計算；考慮泄漏過程中壓力變化等情況時，往往采用經(jīng)驗公式計算泄漏量?，F(xiàn)在是34頁\一共有42頁\編輯于星期四泄漏后的擴(kuò)散液體離開設(shè)備后沿地面流動直到低洼處或人工邊界（如防液堤），形成液池。液體離開裂口后就不斷蒸發(fā)。如果泄漏液體是揮發(fā)性液體或低沸點液體，則大量蒸汽在液池上面形成蒸汽云。液體蒸發(fā)分為閃蒸、熱量蒸發(fā)、質(zhì)量蒸發(fā)三種情況。液體閃蒸或加壓氣體瞬時泄漏的場合，可以根據(jù)絕熱擴(kuò)散公式計算氣團(tuán)各處的氣體濃度?，F(xiàn)在是35頁\一共有42頁\編輯于星期四氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散液體、氣體泄漏后在工廠上方形成氣團(tuán)，氣團(tuán)將進(jìn)一步擴(kuò)散，影響廠外廣大區(qū)域。氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散情況與氣團(tuán)自身性質(zhì)有關(guān)。在后果分析中主要考慮密度接近或大于空氣密度的氣團(tuán)。氣團(tuán)的擴(kuò)散還受大氣穩(wěn)定度、風(fēng)速、風(fēng)向、地表粗糙度等因素影響，呈現(xiàn)十分復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系。利用高斯氣羽模型可以計算氣羽狀氣團(tuán)中任一點處的氣體濃度；利用高斯氣團(tuán)模型可以計算瞬時泄漏形成的氣團(tuán)中任一點處的氣體濃度?，F(xiàn)在是36頁\一共有42頁\編輯于星期四估計事故后果

火災(zāi)通過熱輻射的方式影響周圍環(huán)境。當(dāng)火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度足夠大時，可以使周圍的物體燃燒或變形；強(qiáng)烈的熱輻射可能燒死、燒傷人員，燒毀、烤毀設(shè)備。泄漏的易燃液體、氣體燃燒方式有池火（Poolfire）、噴射火（Jetfire）、火球（F