化工企業(yè)定量風(fēng)險評價導(dǎo)則條文說明

XX標(biāo)準(zhǔn)化工企業(yè)定量風(fēng)險評價導(dǎo)則XX-XXXX條文說明2023年青島目 次1 范圍................................................................................................................................. 35 定量風(fēng)險評價工程治理..................................................................................................... 36 資料數(shù)據(jù)收集................................................................................................................... 37 危急辨識和單元篩選......................................................................................................... 48 泄漏場景及頻率................................................................................................................ 49 源項和氣云集中................................................................................................................ 710 暴露影響......................................................................................................................... 911 風(fēng)險計算 101 范圍使用本標(biāo)準(zhǔn)時，不但要留意滿足本標(biāo)準(zhǔn)的要求，還應(yīng)符合陸上化工企業(yè)建、改建、擴建和在役裝置或設(shè)施相關(guān)的法規(guī)、規(guī)章和規(guī)章的要求。定量風(fēng)險評價工程治理由于定量風(fēng)險評價工作的簡單性，應(yīng)對對整個評價工作的流程進(jìn)展工程治理，主要步驟及每一步的具體內(nèi)容如下：了解用戶需求求。這些特別要求特別是記錄文件可能會明顯增加工程的工作量。確定爭論目的和目標(biāo)理機構(gòu)的要求、幫助制定緊急預(yù)案等。確定爭論深度爭論深度打算評價工程所需的資源、預(yù)算以準(zhǔn)時間，因此應(yīng)選擇適宜的爭論深度。爭論深度可由以下三個方面確定：風(fēng)險評價技術(shù)〔后果、頻率及風(fēng)險〕選擇的事故數(shù)目〔個別單元和場景、有代表性的單元、擴展的單元清單〕爭論簡單度〔簡潔、一般、簡單〕——制定評價導(dǎo)則定量風(fēng)險評價規(guī)章有利于工程的有效進(jìn)展，具體內(nèi)容見5.2。——制定工程打算通和溝通的時機，有助于團隊建設(shè)和確定爭論方向。只有通過編寫這樣一份書面打算，爭論的各個方面才能得到足夠的重視。需要強調(diào)的是，在工程打算中應(yīng)具體列出所需的資源、工程進(jìn)度的時間安排、工程的質(zhì)量保證措施、對培訓(xùn)內(nèi)容的需求以及費用預(yù)算?！こ虉?zhí)行誤時，應(yīng)調(diào)查和解釋工程延誤的緣由，并盡量實行補救措施以保證工程的按時完成。資料數(shù)據(jù)收集人口統(tǒng)計原則應(yīng)依據(jù)評價目標(biāo)，確定人口統(tǒng)計的地域邊界；應(yīng)考慮人員分布隨時間的變化，如白天與晚上；白天人們會離開居民區(qū)去工作、上學(xué)或進(jìn)展其它活動，晚上返回居民區(qū)，所以評價范圍內(nèi)的人數(shù)會隨著時間而變化。應(yīng)考慮消遣場、體育館等敏感設(shè)施人員的流淌性；應(yīng)考慮消遣場所的人員，假設(shè)消遣場所具有季節(jié)性，則對于全年中的不同時期，其人口其人口密度值不同；假設(shè)大批人員在場的時間很短，則對應(yīng)此時間段的人口密度值可無視，例如在一年中只使用很短時間的體育館。應(yīng)考慮已批準(zhǔn)的規(guī)劃區(qū)內(nèi)可能存在的人口；劃方案來計算；假設(shè)沒有實際可用的信息，可參考規(guī)劃區(qū)周邊居民區(qū)人口密度，所需信息的準(zhǔn)確度取決于定量風(fēng)險評價的目標(biāo)。6.3.2 石化行業(yè)重大事故大多是由于可燃?xì)怏w或液體泄漏并遇到點火源點火之后，造成火廠內(nèi)點火源以及廠外點火源數(shù)量的差異。危急辨識和單元篩選對裝置風(fēng)險奉獻(xiàn)最高的危急源及危急場景，以便進(jìn)展定量風(fēng)險評價。本標(biāo)準(zhǔn)中列出了常見的危急辨識的方法。7.2.1 風(fēng)險評價工作。因此，應(yīng)對辨識出危急的單元進(jìn)展選擇，從中找出具有較高風(fēng)險的單元。在這種狀況下，對選擇出的單元進(jìn)展定量風(fēng)險評價的結(jié)果就是整個裝置的定量風(fēng)險評價結(jié)果，因此選擇單元的風(fēng)險水平應(yīng)與整個裝置的風(fēng)險水平相當(dāng)。泄漏場景及頻率在定量風(fēng)險評價中，當(dāng)危急物質(zhì)或能量釋放大事的發(fā)生頻率小于10-8/年或者釋放大事引起的火災(zāi)、爆炸或中毒等導(dǎo)致的死亡概率小于1%時，可在定量風(fēng)險評價中不予考慮。閾值10-8/年這個標(biāo)準(zhǔn)是合理的，由于通常災(zāi)難性釋放大事的發(fā)生頻率在10-5/年～10-7/年之間。1%死亡概率為邊界。石化企業(yè)典型設(shè)備包括管道、帶壓容器和儲罐、常壓容器和儲罐、泵、換熱器、壓力釋放設(shè)備、倉庫、爆炸物儲存、鐵路槽車或汽車槽車、運輸船舶等?！驳谌鍿Y/T6714-2023TNOCCPSCPQRA的相關(guān)內(nèi)容?！栋踩u價》給出管道、撓性連接器、過濾器、閥門、壓力容器或反響器、泵、壓縮機、20%～100%?！禩NO紫皮書》將泄漏過程稱為包涵物損失LO，并將LOC分為一般LOLOCLOCLOC10min10mm孔徑連續(xù)泄漏。SY/T6714-2023中選擇四種不連續(xù)的泄漏孔徑。SY/T6714-2023中的泄漏場景，對特別常壓儲罐、換熱器、裝卸設(shè)施的泄漏場景，考慮其設(shè)備的特別性質(zhì)及泄漏模式，參考《TNO紫皮書》的做法。SY/T6714-2023中代表小、中、大和裂開這四種方案的孔徑。對于廠區(qū)內(nèi)，小、中孔徑方案通常在風(fēng)險中處于支配地位，這是由于其較高的可能性和有限的現(xiàn)場后果。對于廠區(qū)外，則中、大孔徑方案在風(fēng)險中處于支配地位。管道游、中間和末端三處等直徑斷裂。對于長度小于20m的短管線，等直徑斷裂的位置可能不重要，模擬一處斷裂足夠。對于長管線，可在相等的間距上選擇一系列泄漏點，進(jìn)展定量風(fēng)險評價，以反響線源的影響。泄漏點應(yīng)足夠，以確保當(dāng)增加泄漏點時，風(fēng)險曲線不會變化顯著。兩個泄漏點初始間50m。當(dāng)管線的泄漏頻率中包括了法蘭的泄漏頻率，則法蘭的泄漏大事可包含在管線中。固定的帶壓容器和儲罐一個容器由容器壁、焊接支柱、固定平臺和檢測儀表管道組成。泄漏大事包括罐、容器和相關(guān)儀表檢測設(shè)備管道的泄漏，對于容器或罐連接的工藝管線的泄漏應(yīng)單獨考慮。儲罐的壓力可能正好等于1bar〔確定壓力封常壓罐等。固定的常壓容器和儲罐一個容器由容器壁、焊接支柱和檢測儀表管道等組成。泄漏大事包括儲罐、容器和相關(guān)儀表檢測設(shè)備管道的泄漏，對于容器或儲罐連接的工藝管線的泄漏應(yīng)單獨考慮。漏到外罐后引起的液池蒸發(fā)大事。對于全防罐及雙防罐液體直接泄漏到大氣中的頻率格外小，因此可以不考慮小中泄漏大事，而選擇代表性的完全裂開大事來表征風(fēng)險，《TNO紫泵和壓縮機6.35mm〔1/4i、25.4mm〔1i〕和101.6mm〔4i。假設(shè)吸入管道小于101.6mm〔4i，則最終的可能101.6mm5mm25mm100mm及完全裂開四種泄漏場景。當(dāng)吸入管道直徑小于101.6mm時，取小于吸入管道直徑的孔泄漏場景以及完全裂開場景。對壓縮機〔包括離心式壓縮機和往復(fù)式壓縮機〕使用兩個泄漏孔徑場景：25mm100mm〔或吸入管線全口徑完全裂開，以較小直徑為準(zhǔn)?！驳谌妗车?8章中給出的泵的典型泄漏場景和裂口尺寸為：a〕泵體或壓縮機機殼損壞泄漏，裂口尺寸取與其連接收道管徑的20％～100％；b〕20％。度，因此在本標(biāo)準(zhǔn)中，將泵和壓縮機歸為一類，并將泵和壓縮機的泄漏場景等同于設(shè)備進(jìn)口管道的泄漏場景。換熱器其泄漏場景參考《TNO紫皮書》做法。8.1.9 倉庫固體包裝單元的粉末集中下進(jìn)展集中。僅僅微粒直徑≤10μm的固體粉末顆粒能夠被人體吸取，造成暴露損害。釋放量計算見式(1)式中：

M M粉末 1

1

……〔1〕3M——kg；M——kg；1 ——1；1 ——10%；2 ——泄漏物中，直徑≤10μm的粉末顆粒的質(zhì)量比例。3液體包裝單元存量釋放毒性液體可能以桶、罐等以各種形式進(jìn)展儲存和運輸。對于大多數(shù)物質(zhì)，包裝桶的最大3m3LC50≤1000ppm的物質(zhì)，包裝質(zhì)量≤450kg〔桶。最大泄漏量假設(shè)為一個包裝單元存量全部釋放。假設(shè)液體釋放后，形成液池，使用液池模型、集中模型和物質(zhì)的毒性暴露影響模型進(jìn)展風(fēng)險計算?；馂?zāi)〔關(guān)注毒性燃燒產(chǎn)物和非火災(zāi)燃燒產(chǎn)生的毒性物釋放〕化學(xué)品倉庫火災(zāi)風(fēng)險考慮由不同過火面積、不同持續(xù)時間和燃燒速率組成的火災(zāi)場景，每一火災(zāi)場景都有不同的發(fā)生頻率，例如帶有自動氣體滅火裝置的倉庫火災(zāi)場景，見表1。定不同發(fā)生頻率的火災(zāi)場景。1TNO〔配置自動氣體滅火裝置〕通風(fēng)率通風(fēng)率[h-1]4∞概率206005300.990.005-30概率-0.0058.1.12 運輸船舶企業(yè)內(nèi)碼頭運輸船舶的泄漏大事應(yīng)考慮裝卸活動和外部影響〔沖擊。船碰撞事故引起考慮。然而，假設(shè)一艘船在一艘?？康拇闹芤苿?，則碰撞泄漏事故就可能發(fā)生。泄漏頻率目前已有大量的工業(yè)數(shù)據(jù)庫，如OREDA、EuReData等可以使用。這些數(shù)據(jù)庫的主分收集，如運行總時間、技術(shù)水平、失效緣由、環(huán)境條件等。這樣得到的失效數(shù)據(jù)往往比實際值要大很多。盡管這樣，工業(yè)數(shù)據(jù)庫對人們來說還是格外有價值，特別是在沒有其它可用數(shù)據(jù)源的狀況下。過高的失效數(shù)據(jù)會導(dǎo)致風(fēng)險計算結(jié)果偏大，卻也是更安全的結(jié)果。除了工業(yè)數(shù)據(jù)庫外，泄漏頻率數(shù)據(jù)的來源還包括：供給商供給的數(shù)據(jù)、企業(yè)歷史數(shù)據(jù)和牢靠性建模得到的數(shù)據(jù)。，并依據(jù)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)展調(diào)整，以反映具體的條件和情形。對于供給商的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常較為樂觀，由于這些數(shù)據(jù)是在清楚的、維護良好的背景下統(tǒng)計的。除工業(yè)數(shù)據(jù)庫和供給商數(shù)據(jù)庫外，假設(shè)有歷史數(shù)據(jù)，則只有該歷史數(shù)據(jù)為足夠長時期內(nèi)的充分的數(shù)據(jù)，并具有統(tǒng)計意義時才能使用。源項和氣云集中9.1.2 在計算危急物質(zhì)泄漏、集中、火災(zāi)、爆炸和中毒時，有各種模型，應(yīng)依據(jù)評價的目的和目標(biāo)選擇模型。在一些特別狀況下，可能期望獲得更牢靠的計算結(jié)果，需要用到CFD等簡單模型。因此，模型選擇具有肯定的不確定性。不過，在應(yīng)用這些模型的時候，使用者應(yīng)論證其科學(xué)性。模型的科學(xué)性可以通過有效性測試的結(jié)果、模型比較爭論和〔或發(fā)表的文獻(xiàn)來論證。泄漏位置應(yīng)由具體狀況而定，例如，泄壓閥的位置打算泄漏的位置。容器或儲罐的泄耗時，可承受以下的簡化和保守的方法：a〕選定一個泄漏位置，假設(shè)泄漏位置在地面上1m處，且假設(shè)儲罐或容器的全部存量都能流出。b〕在過程或反響容器中，各種不同的物質(zhì)可能處于不同的相態(tài)。例如在蒸餾器中，有毒物質(zhì)可能為氣態(tài)，而可燃性的溶劑為液態(tài)。在這種狀況下，至少應(yīng)考慮兩個泄漏位置：氣態(tài)物質(zhì)泄漏和液態(tài)物質(zhì)泄漏。泄漏的方向應(yīng)依據(jù)具體狀況而定，例如，泄壓裝置的泄漏方向一般趨向于垂直。假設(shè)得不到具體的信息，泄漏方向可以設(shè)為水平方向，與風(fēng)向一樣。泄漏考慮為有阻擋釋放，可模擬為射流淌力減弱了4倍的射流。最大可能泄漏量SY/T6714-2023中對最大可能泄漏量的規(guī)定，相鄰設(shè)備物料流入泄漏設(shè)備時間為3min，該時間是建立在大孔徑泄漏場景動力學(xué)計算上的。在大孔徑泄漏時，，所以一般只能持續(xù)數(shù)分鐘。因此泄漏時間介于1-5min3min3200mm。有效泄漏時間確實定有效泄漏時間與泄漏速度、系統(tǒng)存量以及泄漏探測時間、切斷時間均有關(guān)系。因此應(yīng)對探測系統(tǒng)和切斷系統(tǒng)進(jìn)展分級，并依據(jù)泄漏孔徑確定泄漏時間。假設(shè)通過其他途徑可得知準(zhǔn)確的泄漏時間，則需承受準(zhǔn)確的泄漏時間。1h，主要是考慮以下兩個因素：a〕估量工廠的應(yīng)急反響人員將實行停機程序和啟動組合式減緩措施來削減泄放時間；b〕DNVPhastrisk6.5.31h。c《TNO紫皮書》中最大泄漏時間假設(shè)為0.5h環(huán)境中，加上人為失誤因素的影響，對小孔泄漏，不易覺察并準(zhǔn)時切斷，故最大泄漏時間取1h，這與SY/T6714-202310是全都的。方式。在該階段，實際上越過氣云的氣體密度分布開頭接近高斯外形，仍舊假定為均勻的就摩擦風(fēng)速的關(guān)系式〔Ri準(zhǔn)則。在進(jìn)展危急氣體泄漏集中分析時，爭論人員一般依據(jù)泄漏源Richardson數(shù)的大小來打算使用非重氣云集中模型還是重氣云集中模型。Richardson數(shù)是一個無量綱參數(shù)，定義為蒸義稍有區(qū)分。HavensSpicerRichardson數(shù)的定義為：對于瞬時泄漏：

g(p p )VRi

0 g 0

……〔2〕對于連續(xù)泄漏：

0 pV2g *g(p p )V”Ri

0 g 0……〔3〕0 p DV3g *式中，g為重力加速度〔9.8m/s2， 為氣云的初始密度〔kg/m3〕, 為環(huán)境空氣密度0 gV〔kg/m3，V是氣體瞬間泄漏形成的云團的初始體積〔3V0

0”是氣體連續(xù)泄漏形成的云羽的初始體積通量〔m3/s。由于危急氣體泄漏時的快速稀釋，云團初始體積或云羽初始體積難，但閱歷數(shù)據(jù)說明，初始稀釋系數(shù)應(yīng)當(dāng)在10~100之間，一般取50。D是泄漏源的特征水平尺度〔m，它取決于泄漏源的類型。例如，對于液池蒸發(fā)，它是蒸發(fā)液池的直徑；對于高V速氣體泄漏，它是泄漏源的動量效應(yīng)變的不再重要時云羽的寬度。是摩擦速度m/，與V*地面粗糙度和大氣穩(wěn)定度有關(guān)，近似等于10m高度風(fēng)速的1/15。K〔面積/時間

隨著位置、j j時間、風(fēng)速和主要天氣狀況而變化。雖然渦流集中率這一方法在理論上時可行的，但試驗上不便利，并且不能供給有效的關(guān)系框架。為了解決這一難題，Sutton提出集中系數(shù)的定義，Pasquill-Gifford模型。依據(jù)重氣云中性能參數(shù)的分布方式，將全部的重氣云集中模型分為三類：一維模型、二維模型、三維模型。一維模型假設(shè)全部性能參數(shù)，如密度、濃度和溫度等，在重氣云團內(nèi)部或重氣云羽的橫截面上均勻分布。因此，模型的建立和求解過程比較簡潔。在很多狀況下，模型存在分析解。廣泛使用的“BOX”模型和“SLAB”模型都是一維模型。盒子模型用來描述瞬時泄漏形成的重氣云團的運動，平板模型用來描述連續(xù)泄漏形成的重氣云羽的運動?！睠FCFDFEM3〔3-DFiniteElementModel〕FEM3A模型。模型在空間上承受有限元法、時間上承受有限差分法，應(yīng)用兩個湍流閉合模型，行星邊界層模型以k-ε閉合模型。該模型能考慮地形及障礙物的影響。三維流體動力學(xué)模型通過建立各種條件下的根本守恒方程〔包括質(zhì)量、動量、能量及組分等，結(jié)合一些初始和邊界條件，運用數(shù)值計算理論和方法求解Navier-Stocks現(xiàn)預(yù)報真實過程各種場的分布，如流場、溫度場、濃度場等。結(jié)果較為可信。二維模型以三維模型為根底，同時增加了一些簡化假設(shè)。所謂“帽子”模型就是二維模型之間。它保存了三維模型的很多優(yōu)點，同時又避開了三維模型的簡單計算。在某些狀況下，甚至可以求出二維模型的分析解。HF在泄漏時會產(chǎn)生二聚物和聚合物，并且它們與水蒸氣發(fā)生反響從而轉(zhuǎn)變氣體的性質(zhì)。火災(zāi)、爆炸場景及頻率遇到點火源并點火。也有文獻(xiàn)認(rèn)為，假設(shè)點火過程在10min內(nèi)發(fā)生，則被認(rèn)為是馬上點火，10~15min后發(fā)生，則稱為延遲點火。馬上點火對連續(xù)泄漏會產(chǎn)生噴射火，對瞬時泄漏會產(chǎn)生火球、爆炸或閃火，而延遲點火會產(chǎn)生延遲爆炸或延遲閃火。馬上點火及延遲點火的點火概率均承受《TNO紫皮書》中的方法確定。物質(zhì)的特性來建模。然而，對于模型的使用來說，目前這種方法太過簡單。因此可以分成兩個獨立的大事進(jìn)展考慮，分別是純粹可燃過程和純粹有毒過程。LFL-等高線內(nèi)的質(zhì)量。TNO方法進(jìn)展計算，0.03MPa超壓區(qū)域為嚴(yán)峻破壞區(qū)域，0.01MPa超壓區(qū)域為稍微破壞區(qū)域。減緩掌握系統(tǒng)可以限制物質(zhì)向環(huán)境的泄漏，例如安裝噴淋裝置來掌握火災(zāi)的集中、承受水幕來阻擋物質(zhì)〔可溶的〕在大氣中的集中以及使用泡沫來限制液池蒸發(fā)。在定量風(fēng)險評價中，減緩掌握系統(tǒng)的影響應(yīng)被考慮。探測隔離系統(tǒng)與其他減緩掌握系統(tǒng)應(yīng)加以區(qū)分。只有在減緩掌握系統(tǒng)有效時，其作用才被考慮。暴露影響10.1.1 有毒氣體、熱輻射和超壓的暴露影響范圍對應(yīng)的濃度或強度可承受政府相關(guān)部門或行業(yè)協(xié)會公布的標(biāo)準(zhǔn)。毒性作用標(biāo)準(zhǔn)有美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會〔AIHA〕出版的污染空氣的應(yīng)急反響打算指南ERPGs、國家職業(yè)安全與安康爭論院〔NIOSH〕建立的對生命和安康馬上產(chǎn)生危害的〔IDLH標(biāo)準(zhǔn)、美國國家科學(xué)院/國家爭論院出版的緊急暴露指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)〔EEGLs〕和短期公眾緊急指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)〔SPEGL、美國工業(yè)衛(wèi)生學(xué)者政府聯(lián)合會建立的閥限值〔TLV，包括短TL-STELs〔TL-Cs公布的允許暴露水平〔PELs〕和澤西州環(huán)保局使用的毒性集中〔TXDX〕方法。ERPGs〔見附錄I.2〕作為暴露于特定物質(zhì)中的后果，給出了三個濃度范圍。ERPGs正在成為能夠被承受的企業(yè)/政府標(biāo)準(zhǔn)?！惨姼戒汭.1—云爆炸沖擊波超壓影響承受了TNO蒸氣云爆炸關(guān)系模型，假設(shè)需要進(jìn)展更簡單的計算，可通過概率方程計算。在熱輻射作用下，目標(biāo)可能受到損害，當(dāng)目標(biāo)承受到得熱通量大于或等于引起目標(biāo)傷害所需的臨界熱通量時，目標(biāo)被損害。否則，目標(biāo)不被損害。在穩(wěn)態(tài)火災(zāi)作用下，引起加工37.5kW/m2。對于毒性暴露，可以承受有效劑量E、中毒劑量TD〕和致死劑量L〕對氣體來說使用致死濃度〔L。通過繪制劑量對數(shù)曲線來描述各種反響類型之間的關(guān)系?！煌?。此外，這些數(shù)據(jù)由于年齡、性別和輸送方式的不同而被簡單化。假設(shè)包含幾種化學(xué)物質(zhì)，那么毒性可能發(fā)生加和作用〔組合影響是單個影響的加和、協(xié)同作用〔組合影響比單個影響大、強化作用〔一種物質(zhì)的存在增加了另一種物質(zhì)的效果〕或敵對作用〔相互之間抵消。本導(dǎo)則中承受毒性暴露下死亡概率函數(shù)計算。—熱通量準(zhǔn)則〔見附錄I.3。在計算BLEV、池