安全评价师一级专业能力危险与危害程度定量评价课件.ppt

国家安全评价师职业技能鉴定安全评价师一级专业能力,讲师:,第1章 区域危险和有害因素辨识与分析 第2章 危险与危害程度定性评价 第3章 危险与危害程度定量评价 第4章 风险控制第5章 技术管理第6章 培训和指导,第3章 危险与危害程度定量评价,第1节 事故后果预测第2节 事故概率分析与评价第3节 定量风险评价第4节 事故损失预测,学习目标知识要求 能力要求,第1节 事故后果预测,掌握化工企业易发生泄漏的设备及其裂口参数的估算能够对泄漏后果进行定性分析掌握常见泄漏的5种计算模型掌握物质泄漏后扩散危害的计算模型掌握工业过程中典型火灾爆炸参数的计算模型以及火灾爆炸的毁伤准则,学习目标,第1节 事故后果预测,学习目标知识要求 能力要求,第1节 事故后果预测,一、工业泄漏的主要设备 二、泄漏后果初步分析,知识要求,第1节 事故后果预测,一、工业泄漏的主要设备,知识要求,第1节 事故后果预测,知识要求,泄漏的原因,设计失误,设备原因,管理原因,人为失误,第1节 事故后果预测,知识要求,一、工业泄漏的主要设备二、泄漏后果初步分析,知识要求,第1节 事故后果预测,知识要求,二、泄漏后果初步分析,1.泄漏形式泄漏一旦出现，其后果不单与物质的数量、易燃易爆性、反应性、毒性有关，而且与泄漏物质的相态、压力、温度等状态有关。这些状态可有多种不同的结合，在后果分析中，常见的可能结合有4种：常压气体、加压液化气体、低温液化气体、加压气体。,第1节 事故后果预测,知识要求,二、泄漏后果初步分析,2.泄漏后果 泄漏物质的物性不同，其泄漏后果也不同。（1）可燃气体泄漏 可燃气体泄漏后与空气混合达到燃烧极限时，遇到引火源就会发生燃烧或爆炸。泄漏后起火的时间不同，泄漏后果也不同。立即起火。滞后起火。（2）有毒气体泄漏 有毒气体泄漏后形成云团在空气中扩散，有毒气体的浓密云团将笼罩很大的空间，影响范围大。,第1节 事故后果预测,知识要求,二、泄漏后果初步分析,2.泄漏后果（3）液体泄漏 一般情况下，泄漏的液体在空气中蒸发而生成气体，泄漏后果与液体的性质和储存条件（温度、压力）有关。常温常压下液体泄漏。这种液体泄漏后聚集在防液堤内或地势低洼处形成液池，液体由于池表面风的对流而缓慢蒸发，若遇引火源就会发生池火灾。加压液化气体泄漏。一些液体泄漏时将瞬时蒸发，剩下的液体将形成一个液池，吸收周围的热量继续蒸发。液体瞬时蒸发的比例决定于物质的性质及环境温度。,第1节 事故后果预测,知识要求,二、泄漏后果初步分析,2.泄漏后果（3）液体泄漏低温液体泄漏。这类液体泄漏时将形成液池，吸收周围热量后蒸发，蒸发量低于加压液化气体的泄漏量，高于常温常压下液体的泄漏量。无论是气体泄漏还是液体泄漏，泄漏量的多少都是决定泄漏后果严重程度的主要因素，而泄漏量又与泄漏时间长短等因素有关。,第1节 事故后果预测,知识要求,学习目标知识要求 能力要求,第1节 事故后果预测,一、典型的泄漏计算模型二、物质泄漏后扩散危害的计算模型 三、典型的工业火灾爆炸参数计算模型 四、火灾爆炸的毁伤准则 五、模拟案例,能力要求,第1节 事故后果预测,一、典型的泄漏计算模型,泄漏物质按相态来分有气相、液相、固相、气液两相、固液两相等。泄漏的形式还与裂口面积的大小和泄漏持续时间长短有关，通常将泄漏分为两种情况。一是小孔泄漏，此种情况通常为物料经较小的孔洞长时间持续泄漏，如反应器、储罐、管道上小孔，或是阀门、法兰、机泵、转动设备等密封失效；二是大面积泄漏，是指经较大孔洞在很短时间内泄漏出大量物料，如大管径管线断裂、爆破片爆裂、反应器因超压爆炸等瞬间泄漏出大量物料。,第1节 事故后果预测,能力要求,一、典型的泄漏计算模型,1.气体或蒸气经小孔泄漏模型2.液体经管道泄漏模型3.液体经管道上小孔泄漏模型4.储罐中的液体经小孔泄漏模型5.两相流泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,（公式3-1）,（公式3-2）,1 气体或蒸气经小孔泄漏模型工业生产中涉及大量的易燃易爆、有毒的气体，如压缩天然气、煤制气、氯气等，一旦输送、储存这些气体的管道、储罐或其他设备发生破裂，气体从裂口泄漏出去，并且和空气混合形成可燃气云，就有发生火灾、爆炸的危险；若泄漏出的气体有毒性，则后果更为严重。因此，要预测或评价气体泄漏后造成事故的严重程度，必须对气体泄漏量进行定量计算。计算泄漏前，首先应判断泄漏气体的流动性质：,第1节 事故后果预测,能力要求,当（公式3-1）成立时，为声速流动；当（公式3-2）成立时，属于亚声速流动。对于声速流动，气体泄漏量可以如下式表示：,（公式3-3）,1 气体或蒸气经小孔泄漏模型,对于亚声速流动，气体泄漏量可以如下式表示：（公式34）（公式35）,第1节 事故后果预测,能力要求,2 液体经管道泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,2 液体经管道泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,2 液体经管道泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,2 液体经管道泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,3 液体经管道上小孔泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,3 液体经管道上小孔泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,4 储罐中的液体经小孔泄漏模型,第1节 事故后果预测,能力要求,5 两相流泄漏,第1节 事故后果预测,能力要求,一、典型的泄漏计算模型二、物质泄漏后扩散危害的计算模型 三、典型的工业火灾爆炸参数计算模型 四、火灾爆炸的毁伤准则 五、模拟案例,第1节 事故后果预测,能力要求,二、物质泄漏后扩散危害的计算模型1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型2.泄漏物质在水中的扩散模型,第1节 事故后果预测,能力要求,二、物质泄漏后扩散危害的计算模型1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型如果化学危险物质只是具有易燃易爆性，则发生泄漏后虽然可能产生极为严重的火灾、爆炸事故，但是影响的范围不大，局限于厂区内部或临近的区域。但是，若该物质具有毒性，泄漏后能在大气中扩散，则将造成大范围内的人员中毒事故。,第1节 事故后果预测,能力要求,对于毒物在大气中扩散的计算，可以根据下列情形进行计算。,1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型案例,第1节 事故后果预测,能力要求,1.泄漏物质在大气中扩散的计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,2.泄漏物质在水中的扩散模型,第1节 事故后果预测,能力要求,一、典型的泄漏计算模型二、物质泄漏后扩散危害的计算模型 三、典型的工业火灾爆炸参数计算模型 四、火灾爆炸的毁伤准则 五、模拟案例,第1节 事故后果预测,能力要求,三、典型的工业火灾爆炸参数计算模型 1.压力容器物理爆炸的计算模型 2.点源化学爆炸的计算模型 3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型 4.沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）计算模型 5.池火灾的计算模型 6.喷射火计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,1.压力容器物理爆炸的计算模型 物理爆炸如压力容器破裂时，气体膨胀所释放的能量（即爆炸能量，也称爆破能量）不仅与气体压力和容器的体积有关，而且与介质在容器内的物理性质有关。有的介质以气态存在，如空气、氧气、氢气等；有的以液态存在，如液氨、液氯等液化气体以及高温饱和水等。容积与压力相同而相态不同的介质，在容器破裂时产生的爆炸能量和爆炸过程不完全相同，其能量计算公式也不同。,第1节 事故后果预测,能力要求,压力容器爆炸时，能量向外释放时以冲击波能量、破片能量和容器残余变形能三种形式表现出来，但后两者所消耗的能量只占释放总能量的3%15%，即绝大部分的能量以冲击波的形式释放，故压力容器物理爆炸的危险性计算的关键在于确定爆炸能量。容器的爆炸能量一旦确定，即可将其折算成标准TNT炸药的能量，然后可以套用点源TNT爆炸时爆炸场参数计算公式或模型计算，并进行毁伤效应的评估。,1.压力容器物理爆炸的计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,（1）压缩气体与水蒸气容器爆炸能量,1.压力容器物理爆炸的计算模型,（公式3-27）,（2）介质全部为液体时爆炸能量,（公式3-32）,（3）液化气体与高温饱和水的爆炸能量,（公式3-33）,第1节 事故后果预测,能力要求,2.点源化学爆炸的计算模型（1）爆炸类型：爆炸现象可分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。（2）化学爆炸的基本特征 在一般工厂中经常发生的爆炸事故多为压力容器的物理爆炸及物质的化学爆炸。从统计的结果来看，化学爆炸事故的数量更多，造成的危害也更大，因此，这里主要讨论化学爆炸问题。炸药的化学爆炸过程有如下三个基本特征：极快的反应速度，反应的放热性，生成气体产物。这构成了爆炸反应的“三要素”。,第1节 事故后果预测,能力要求,空气冲击波包括正压区、负压区。对应地，就有正向比冲量与负向比冲量；正向作用时间（正压作用时间）与负向作用时间（负压作用时间）等。目前，人们主要用冲击波超压（冲击波最大压力与外界空气压力之差）、正向比冲量及正压作用时间三项参数来描述凝聚态物质爆炸后的空气冲击波。,2.点源化学爆炸的计算模型（3）凝聚态化学物质爆炸 凝聚态化学物质（如固、液态炸药）爆炸时，首先在炸药内部发生爆轰。爆轰的过程可以采用等容瞬时假设和接近实际的C-J爆轰模型进行描述。当炸药内部爆轰完成后，将在炸药周围的空气中形成爆炸冲击波。,第1节 事故后果预测,能力要求,2.点源化学爆炸的计算模型（3）凝聚态化学物质爆炸1）爆炸相似律,第1节 事故后果预测,能力要求,（3）凝聚态化学物质爆炸冲击波超压,第1节 事故后果预测,能力要求,利用上述方法，同样可以处理下述几种情形的爆炸冲击波的超压：炸药在刚性地面爆炸（如岩石、混凝土等）时的情形。普通地面（如沙土、黏土等）爆炸的情形。炸药在坑道里爆炸的情形。直列装药的情形。,（3）凝聚态化学物质爆炸2）冲击波超压,第1节 事故后果预测,能力要求,3）爆炸冲击波正压作用时间,（3）凝聚态化学物质爆炸,第1节 事故后果预测,能力要求,4）爆炸冲击波比冲量,（3）凝聚态化学物质爆炸,第1节 事故后果预测,能力要求,5）爆炸地震波爆炸地震波破坏的相关数据及国家标准,（3）凝聚态化学物质爆炸,第1节 事故后果预测,能力要求,爆炸地震波的计算,第1节 事故后果预测,能力要求,6）爆炸破片7）爆炸噪声8）凝聚态爆炸物爆炸现场标志物的计算及反设计(P111)通常可以用作标志物的有建筑物的门窗玻璃、墙、梁、柱以及炸坑等。所谓标志物反设计，就是通过对爆炸事故后现场留下的标志物受破坏情况的观察、分析，对爆源的性质、位置及爆炸药量等作出判断，从而为事故原因的调查、分析提供参考依据。炸坑标志物的计算及反设计。玻璃标志物的计算及反设计。墙标志物的计算及反设计。,第1节 事故后果预测,能力要求,3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型1）蒸气云爆炸的火球效应,第1节 事故后果预测,能力要求,3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型（1）蒸气云爆炸的火球效应,P114例,q=,第1节 事故后果预测,能力要求,(2）蒸气云爆炸的冲击波效应,对于大多数燃料与空气混合的蒸气云而言，直接爆轰需要一定的起爆能量，因此蒸气云一般不会发生直接爆轰。然而，评估由蒸气云爆轰而产生的冲击波仍然具有实际的重要性，主要有两个主要原因：1）通过火焰加速和爆燃转爆轰的转变，或泄爆产生的灼热湍流射流，可能实现爆轰。2）发生爆轰是给出最坏情况下的估计，这在进行保守性的耐爆结构设计或选择安全距离时十分必要。对蒸气云爆轰，Baker和汤明钧给出下面的计算冲击波参数的公式：,3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,(2）蒸气云爆炸的冲击波效应,3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,(3）蒸气云爆炸的TNT收率,3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,(3）蒸气云爆炸的TNT收率,3.蒸气云爆炸(UVCE)计算模型,第1节 事故后果预测,能力要求,4.沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）计算模型沸腾液体扩展蒸气爆炸是指液化气容器在外部火焰的烘烤下突然发生延性破裂，压力平衡被破坏，液体急剧气化，并随即被火焰点燃而产生爆炸。准确地说，沸腾液体扩展蒸气爆炸并非爆炸，而属于火灾。例如，LPG贮罐破裂时，绝大部分液体以雾状散落在空气中，与周围的空气混合而着火燃烧。虽然，沸腾液体扩展蒸气爆炸产生的破片和冲击波超压有一定的危害，但与爆炸产生的火球辐射危害相比，其的危害可以忽略，远场尤其如此。,第1节 事故后果预测,能力要求,国际劳工组织（ILO）火球半径模型,火球持续时间模型,对单罐，W取罐容量的50%；对双罐，W取罐容量的70%；对多罐，W取罐容量的90%；,P117例,第1节 事故后果预测,能力要求,火球热辐射通量,适用条件：r2R,第1节 事故后果预测,能力要求,5.池火灾的计算模型,（1）火焰高度,（2）燃烧速度,沸点高于环境温度,沸点低于环境温度,第1节 事故后果预测,能力要求,5.池火灾的计算模型,（3）表面辐射通量E,（4）目标热辐射通量,圆柱形火焰,第1节 事故后果预测,能力要求,6.喷射火计算模型,（1）点源热辐射功率,（2）热辐射强度,第1节 事故后果预测,能力要求,一、典型的泄漏计算模型二、物质泄漏后扩散危害的计算模型 三、典型的工业火灾爆炸参数计算模型 四、火灾爆炸的毁伤准则 五、模拟案例,第1节 事故后果预测,能力要求,四、火灾爆炸的毁伤准则1.热辐射伤害准则目前常见的热辐射伤害准则有：热通量准则 热剂量准则 热量-时间准则 热通量-时间准则 热通量-热剂量准则,第1节 事故后果预测,能力要求,（1）热通量准则 热通量准则以热通量作为衡量目标是否被伤害的指标，当目标受到的热通量大于或等于引起目标伤害所需的临界热通量时，目标被伤害。其适用范围为：热通量作用时间比目标达到热平衡所需要的时间长。,1.热辐射伤害准则,第1节 事故后果预测,能力要求,1.热辐射伤害准则,第1节 事故后果预测,能力要求,（2）热剂量准则 热剂量准则以热剂量作为衡量目标是否被伤害的指标，当目标受到的热剂量大于或等于引起目标伤害所需的临界热剂量时，目标被伤害。其适用范围为：热通量作用于目标的时间非常短，以至于接收到的热量来不及散失掉。,1.热辐射伤害准则,第1节 事故后果预测,能力要求,（3）热通量-时间准则 当热通量准则或热剂量准则均不适用时，应该使用热通量 时间准则。,1.热辐射伤害准则,人员伤害,木材引燃,一度烧伤：,二度烧伤：,死亡：,第1节 事故后果预测,能力要求,2.冲击波毁伤准则（1）超压准则当冲击波正压作用时间大于10倍建筑物的自振周期时，冲击波对物体的作用相当于静压，采用超压准则。（大药量和核爆炸时采用)（2）冲量准则当冲击波正压作用时间小于0.25倍建筑物的自振周期时，冲击波对物体的作用时间相当短，须采用冲量准则。（3）超压冲量准则。在两者之间，采用压力-冲量准则。,四、火灾爆炸的毁伤准则,第1节 事故后果预测,能力要求,一、典型的泄漏计算模型二、物质泄漏后扩散危害的计算模型 三、典型的工业火灾爆炸参数计算模型 四、火灾爆炸的毁伤准则 五、模拟案例,第1节 事故后果预测,能力要求,第3章 危险与危害程度定量评价,第1节 事故后果预测第2节 事故概率分析与评价第3节 定量风险评价第4节 事故损失预测,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,掌握事故概率常用的分析与评价方法能够针对评价单元、评价要素进行事故发生概率的定量计算,概率风险分析（Probabilistic risk analysis,PRA）有时也称为概率安全分析（Probabilistic safety analysis,PSA）方法问世于20世纪60年代末，起初主要应用在航空航天领域，而后随着该领域重大计划（如著名的阿波罗登月计划）的巨大成功，逐步受到人们的重视并被推广到其他领域。现今，PRA方法已被广泛应用于运输、建筑、能源、化工、航空、军事等各行业中，甚至在项目计划和财务管理等专业领域也有着大量的应用。目前，PRA技术已被有关部门作为在各领域中制定行业法律法规框架的技术依据。,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,PRA方法是安全评价中最典型、应用最广的一种定量风险评价方法。该方法是建立在大量试验数据和事故统计分析之上，依据事故的基本致因因素的发生概率，应用数理统计中的概率分析方法，求取事故基本致因因素的关联度（或重要度）或整个评价系统的事故发生概率。定量风险评价（Quantitative Risk AssessmentQRA）是一种对某一设施或作业活动中事故发生频率和后果进行定量分析，并与风险可接受标准进行比较的系统方法。,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,一、事故频率分析,二、事故概率的分析与评价,三、事故概率分析与评价普遍存在的问题,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,概率统计定义的基础是随机试验中频率的稳定性，清楚频率与概率的关系，对理解概率论与客观实践的联系十分重要的。古典概型是概率论发展初期研究的主要对象，它在概率论中占有相当重要的地位，由于它较直观，可以利用它来帮助加深对各种概念的理解。当附加一种条件时，在此基础上讨论某些事件的概率就引出了条件概率的概念，其概型仍为古典概型，只是附加了条件，即所谓在减缩的样本空间上去讨论。,一、事故频率分析,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,1样本空间与随机事件（1）随机现象 随机现象表面上是以偶然性为特征，但实际上却存在着统计规律性的一类现象。它广泛存在于自然现象和社会现象中。如抛一枚硬币，在相同的条件下，哪一面朝上是不确定的，但正面朝上的次数大约占到一半却是确定的。（2）随机试验随机试验是指对随机现象进行观察，它具有下列三个特征：1）其试验可以在相同的条件下重复进行。2）每次试验的可能结果不止一个（至少两个），且在试验之前能明确知道发生的所有可能的结果。3）在每次试验前不能确切地知道哪个结果会出现。,一、事故频率分析,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,1样本空间与随机事件（3）样本空间 在随机试验中，所有的不同时出现的可能结果组成的集合用大写字母表示。值得注意的是，对同一个对象进行随机试验，若观察的内容不同，样本空间也会不同。如将某班学生的一次考试作为一次随机试验，若观察的是及格率问题，样本空间为S1及格，不及格；若观察学生的得分情况，以5分制计分，则样本空间为S2=1，2，3，4，5。（4）样本点 随机试验的每一个可能的结果，即构成样本空间集合的单个元素，如S1中的及格、不及格与S2中的l，2，3，4，5等，分别是对应于那个随机试验样本空间的样本点。,一、事故频率分析,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,1样本空间与随机事件（5）随机事件随机试验的样本空间S的子集称为此试验的随机事件，用A，B，表示。基本事件：样本空间中的每一个样本点（不能再分解）。随机事件：由若干个基本事件复合（运算）而成。不可能事件：不含样本点的集合，记为空集。必然事件：即试验的样本空间S。,一、事故频率分析,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,一、事故频率分析,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,2.事件之间的关系运算,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,2.事件之间的关系运算,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,（2）概率的统计定义,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,注意，此公式中的等可能性是针对基本事件而言，对于一般的事件A，其概率当然应由其所包含的样本点的个数来决定，如一个人购买了10份有奖彩票，其获奖机会应是购买一份同一有奖彩票的10倍。,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,二、事故概率的分析与评价,一、事故频率分析,三、事故概率分析与评价普遍存在的问题,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,1、致因因素 致因因素（Risk Factor）是指能够或引起风险事故发生频率和大小的因素，它是风险事故发生的潜在原因，是造成损失的间接的或内在的原因。根据其性质，致因因素可分为实质性致因因素、道德致因因素和心理致因因素3类。,二、事故概率的分析与评价,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,1、致因因素 实质性致因因素，属于有形因素，指能引起或增加损失机会与损失程度的物质条件。如失灵的刹车系统、恶劣的气候、易爆物品等。道德致因因素，属于无形因素，与人的不正当社会行为和个人的品德修养有关。常常表现为不良企图或恶意行为、故意促使风险事故或损失扩大，如不诚实、纵火、勒索、扣押人质谋钱财等。心理致因因素，也属于无形因素，是指可能引起或增加风险事故发生和发展的人的心理状态方面的原因，如违章作业、一时疏忽造成合同上的漏洞等。,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,2、事故场景 事故场景就是发生事故的事件链，包括初始事件、一系列的中间事件（环节事件）和后果事件。事故场景的鉴别/识别必须完整、准确，这不仅是进行事故概率分析与预测的基础，也是进行后续定量风险评价的基础。事故场景的识别在很大程度上依赖于分析人员的经验和知识水平、使用方法的熟练程度及对系统的熟悉程度，同时又要综合运用多种分析方法，如事故树分析（FTA）、事件树分析（ETA）、故障模式与影响分析（FMEA）、预先危险分析（PHA）、危险与可操作性研究（HAZOP）等来进行事故场景的识别，其中FTA与ETA是运用最多的两种分析方法。,二、事故概率的分析与评价,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,可燃气体瞬时释放,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,可燃气体连续释放,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,压缩液化气体瞬时释放,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,压缩液化气体连续释放,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,可燃液体释放,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,3、事故概率分析与评价的步骤 对系统发生事故的概率进行分析时，分析的时机、范围、程度等具体要求不尽相同。一般由以下几个步骤构成：（1）研究熟悉系统 首先应全面熟悉所分析的系统，包括系统的设计、运行及其环境等各方面信息。这是进行其他工作的基础。（2）分析初始事件 初始事件是事故场景的出发点。如果初始事件分析不完全，则无法分析出所有可能的事故场景，造成遗漏，因而也就无法得出正确全面的结论。初始事件的鉴别是一项复杂而重要的工作，可以使用危险分析，如预先危险性分析（PHA）等方法。,二、事故概率的分析与评价,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,3、事故概率分析与评价的步骤（3）事件序列分析 系统对不同的初始事件存在不同的响应，因此，事件的发展过程及结果也不一样的。必须就系统或人对事件的不同响应而导致的事件链的不同发展过程进行分析鉴别。通常先生成系统的功能事件序列图，然后建立事件树进行分析。,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,3、事故概率分析与评价的步骤（4）初始事件和中间事件概率的评估 一个事故场景对应一个事件链。在一个事件链中，初始事件和中间事件都可能由部件或设备的失效而引起。若把这些事件作为顶事件而展开故障树分析，则可求出顶事件，即事件链的初始事件或中间事件的发生概率。当某些事件不能展开故障树分析或展开分析也难以得到其发生概率时，则要采取其他的办法获得，其来源包括相似系统的经验数据、测试数据、分析结果，以及可用的通用数据或专家的判断。（5）量化和不确定性分析 在采用有关分析方法进行分析时，往往存在技术和统计数据方面的不确定性，这种不确定性最终会传播到事件序列的终态事件。因此，需要对最后的结果进行不确定性分析。,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,三、事故概率分析与评价普遍存在的问题,一、事故频率分析,二、事故概率的分析与评价,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,1、评价过程的完整性问题2、基础数据缺乏及准确性问题 3、假设和专家判断方法可靠性问题 4、表达不确定性问题 5、对象和评价技术的复杂性问题,三、事故概率分析与评价普遍存在的问题,第2节 事故概率分析与评价 学习目标,第3章 危险与危害程度定量评价,第1节 事故后果预测第2节 事故概率分析与评价第3节 定量风险评价第4节 事故损失预测,学习目标：,第3节 定量风险评价,掌握风险评价的基本知识和评价思路能够进行风险等级计算和定量风险评价,知识要求 能力要求,第3节 定量风险评价,第3节 定量风险评价 知识要求,一、风险的表征方法二、风险可接受准则的制定方法三、定量风险评估技术四、风险等级,风险表征就是人们采用什么样的方法和方式表示风险的大小和量值。在工程风险分析过程中，无论采用什么样的风险定义方式，人们必须进行风险表征。风险的基本表达式为：式中，Pi表示第i个失效事件发生的概率；Ci表示第i个失效事件发生引起的后果。目前，最常用的风险表征方法是风险矩阵方法。风险矩阵是将多种风险统一表示的一种方法，目前已在多个工程领域的风险评价中被广泛采用。,一、风险的表征方法,第3节 定量风险评价 知识要求,将事故发生的可能性和相应的后果置于一个矩阵中，该矩阵成为风险矩阵。风险矩阵的横坐标为失效后果，纵坐标为失效的可能性，失效可能性和失效后果的不同组合得到不同的风险等级。不同的行业往往会有不同的风险矩阵，有55的风险矩阵，有44的风险矩阵，有33的风险矩阵。图3-5为工程管理中常用的风险矩阵。,一、风险的表征方法,图3-5 常用风险矩阵,第3节 定量风险评价 知识要求,将风险矩阵分为3个区域，依次为低风险区、中等风险区和高风险区。各等级风险的内涵和应采取的对策，应根据工程项目性质，参照各项目遵循的相关标准确定。,图3-5 常用风险矩阵,一、风险的表征方法,第3节 定量风险评价 知识要求,下图为API581提出的风险矩阵，但是，它将风险矩阵分为4个区域，依次为低风险区、中等风险区、中高风险区和高风险区。,图3-6 API581提出的风险矩阵,一、风险的表征方法,第3节 定量风险评价 知识要求,一、风险的表征方法二、风险可接受准则的制定方法三、定量风险评估技术四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,1.确定风险可接收准则的基本原则 可接受风险（Acdeptable Risk）水平是指社会公众根据主观愿望对风险水平的接受程度。风险不是无条件接受的，仅仅在获得利益可以补偿所带来的损失时才是可以接受的。对于风险分析和风险评价的结果,通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上，根据影响风险的因素，经过优化，寻求最佳的投资方案。制定可接受风险准则，除了考虑人员死亡、建筑物损坏和财产损失外，环境污染和对人体健康潜在危险的影响也是一个重要因素。,二、风险可接受准则的制定方法,第3节 定量风险评价 知识要求,1.确定风险可接收准则的基本原则可接受准则确定时应遵循的通用基本原则如下：（1）不接受不必要的风险，接受合理的风险，只要合理可行，任何重大危害的风险都应努力降低。（2）如果一个事故可能对社会造成较严重的影响，应该努力降低此事故发生的概率，即降低社会风险。（3）比较原则，该原则是指新系统的风险与已经接受的现存系统的风险相比较，新系统的风险水平至少要与现存系统的风险水平大致相当。（4）MEM（Minimum Endogenous Mortality，最小内因死亡率）原则，该原则是指新活动带来的危险不应比人们在日常生活中接触到的其他活动的风险有明显的增加，有的研究人员认为新活动增加的风险不应超过1%。,第3节 定量风险评价 知识要求,2.风险可接收准则的影响因素可接受风险水平的确定涉及到技术、社会、整治、经济以及文化等各种因素，是一个复杂而困难的课题。风险是由危险产生的，即危险是风险的前提，从现代观点看，危险可以造成六大类损失：人的损失、环境的污染、材料的损失、产品的损失、数据与信息的损失以及市场的损失等，六大类又可分为12个小类，如图3-7所示。,二、风险可接受准则的制定方法,第3节 定量风险评价 知识要求,图3-7 风险分析中损失的分类,2.风险可接收准则的影响因素,第3节 定量风险评价 知识要求,3.ALARP准则风险接收准则的确定是一个决策过程，在风险分析中，ALARP准则是最常用的风险可接受准则，见图3-8。ALARP准则现已成为可接受风险标准确立的基本框架。ALARP准则可以适用于个人死亡风险、环境风险和财产风险的评估。,二、风险可接受准则的制定方法,第3节 定量风险评价 知识要求,ALARP准则的含义是：任何工业活动都具有风险、不可能通过预防措施来彻底消除风险，必须在风险水平与利益之间做出平衡。ALARP准则包括两条风险分界线（容许上限和容许下限），分别称为可接受风险水平线和可忽略风险水平线。两条线将风险分为三个区域：不可及受风险区、合理可行的最低限度区（ALARP区）、风险可忽略区。,3.ALARP准则,第3节 定量风险评价 知识要求,若风险评价所得的风险等级落在不可接受区域，除特殊情况外，该风险无论如何不能被接受。对处于设计阶段的装置，该设计方案不能被通过；对现有装置，必须立即停止生产，采取强制性的措施降低风险水平。若风险等级处在可忽略区，由于风此案水平很低，无需采取安全改进措施。若风险等级处在合理可行的最低限度区域，则需要考察实施各种降低风险水平措施后的效果，并进行成本-效益分析，据此确定该风险可以接受与否。如果增加危险防范措施后，对降低系统风险水平无显著影响，则可以认为该风险可以接受。,3.ALARP准则,危险化学品生产、储存装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准（试行）,第3节 定量风险评价 知识要求,个人风险,社会风险,死亡人数N（人）,累积频率F（次/年）,不可接受区,尽可能降低区,可接受区,一、风险的表征方法二、风险可接受准则的制定方法三、定量风险评估技术四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,QRA有毒物质风险评价的方法已经比较系统和完善，它主要是建立在对影响区域计算的基础之上。这些区域定义了居民将接受到至少是标准剂量毒性危害的范围。而对这些区域进行风险评价计算，必须考虑复杂多变的天气条件和人们在室内或者室外的不同情况。由此可见，每一个区域都与某个特定气象条件的出现和人员暴露的概率相对应，对一个特定区域的计算结果很难直接用于另外的评价对象，即使它们之间十分类似。,三、定量风险评估技术,第3节 定量风险评价 知识要求,QRA也常用于易燃性物质的风险评价。易燃物质的QRA计算方法原则上与有毒物质危险的计算基本一致，不同的是在计算前需要输入特定数据或因素。这些数据和因素要求至少包括以下几方面：容器大小、易燃物质的特性参数、容器灾难性失效概率、容器冷失效、容器热失效、容器有限性失效概率（裂缝或漏洞），与蒸馏器、泵、管道系统等设备相关的容器泄漏概率、设备或管道泄漏物被点燃的可能性、设备周围社区种类及人口密度等。,三、定量风险评估技术,第3节 定量风险评价 知识要求,需要强调的是，虽然QRA的技术方法已是十分先进的，计算结果也比较精确，但其基本运行毕竟还是建立在“假设”基础之上的，而这些假设是否可靠、可信，主要取决于所输入模型中数据的有效性及本节第2单元所阐述的其他影响因素。另外，使用QRA计算风险概率的最大价值是在于规划前或工程实施中，而不是在工程完成甚至事件发生之后。,三、定量风险评估技术,第3节 定量风险评价 知识要求,一、风险的表征方法二、风险可接受准则的制定方法三、定量风险评估技术四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,风险等级计算和处理的目的是为了对风险管理过程中的不同风险进行直观比较，以确定系统安全策略。在实际风险管理过程中进行精确和定量的风险计算存在一定的难度。因此，常常用半定量的方法进行风险量化。目前，广泛采用的具有代表性的一种方法是美国军用标准（MIL-STD-882）中提供的定性分级方法。该分级分别规定了危险严重性等级（将事故后果的严重程度定性地分为若干级，称为危害性事件的严重度等级）以及危险概率的定性等级（根据危害性事件出现的频繁程度分为若干级，称为危害性事件的可能性等级），通过不同的等级组合进行风险水平分级。危险严重度等级和危险概率等级分析分别如表3-25和表3-26所示。,四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,四、风险等级,表3-25,第3节 定量风险评价 知识要求,四、风险等级,表3-26,第3节 定量风险评价 知识要求,对应的风险评价指数矩阵,危险严重等级和危险概率等级的组合，用半定量打分法的思想构成风险评价指数矩阵，从而进行风险分级。这种方法称为风险评价指数矩阵法，是一种评价风险水平和确定风险的简单方法。如下表所示。,表3-27,四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,用矩阵中指数的大小作为风险评价的准则，即指数1-5的为一级风险，不能接受；6-9为二级风险，是不希望有的风险；10-17为三级风险，是有条件接受的风险；18-20是四级风险，是完全可以接受的风险。,四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,针对具体某危险装置或场所，对其可能的作用区域（或称为影响区域）进行适当的网格划分，对每个网格进行后果评估，并根据评估结果利用危险严重度等级表确定严重度等级；采用前述事故概率分析与评价的技术确定事故概率，结合危险概率等级表确定该网格的风险水平等级。将相同风险水平等级的网格相连，形成风险水平等值区域。这样可以得到若干不同风险水平的等值区域，如一级风险区（不能接受的风险区）、二级风险区（不希望出现的风险区）、三级风险区（有条件接受的风险区）、四级风险区（可接受的风险区）等。,四、风险等级,第3节 定量风险评价 知识要求,知识要求 能力要求,第3节 定量风险评价,一、定量风险水平评估过程二、定量风险计算三、某液化石油气加气站的定量风险评价,第3节 定量风险评价 能力要求,定量风险评估的过程见图3-9。具体过程分为六步,一、定量风险水平评估过程,图 3-9,第3节 定量风险评价 能力要求,(1)调研和对研究基础进行限定这两个步骤包括对所有有关数据的收集，以便使分析尽可能地建立在准确的基础上。这些数据主要来自于设计图样和与设施的设计与生产作业相关的文件资料，包括生产工艺、设备、控制和安全系统以及操作程序、作业环境、气象条件、作业规程、应急准备、配员水平等方面的基础数据；同时要对评估的边界进行界定。,一、定量风险水平评估过程,第3节 定量风险评价 能力要求,(2)危险有害因素辨识就是要了解什么将会导致危险的出现。危险有害因素辨识包括调查所有可能引发事故的潜在因素，进一步分析这些因素的出现可能是由哪些具体条件导致的。典型的危险有害因素辨识技术有安全检查表、预先危险性分析、统计分析、危险及操作性研究等等。危险有害因素辨识是对可能导致伤亡的情况进行确定的一个系统过程。在定量风险评价中危险辨识的目的是查找可能那些对风险贡献较大的危险源，这是因为，通常一个工厂中80%的风险往往是由20%的设备引起的，所以在定量风险评价中只要充分考虑对整个装置安全影响比较大、危险性比较高的设备/危险源。,一、定量风险水平评估过程,第3节 定量风险评价 能力要求,(3)事故概率估算通过利用相关失效统计的历史数据、对相关作业特点和危险事件发生所依靠的环境、条件及其相互间关系进行分析，使用成熟技术（如定量化事故树分析技术）估算所认定的危险发生意外事故的概率等。,一、定量风险水平评估过程,第3节 定量风险评价 能力要求,(4)后果评估实施后果评估的类型和详细程度基于对实际危险有害因素的认定。一般来讲，对于易燃物质的火灾和爆炸事件的后果计算包括如下几个主要步骤：泄漏速度和泄漏持续时间计算，火灾的规模和持续的时间，火灾载荷的计算，爆炸载荷的计算。计算有毒以及易燃性物质泄漏释放，应考虑在不同天气条件下的大气扩散构成。对于易燃性物质的泄漏，要考虑在泄漏源周围易燃物质立即被点燃的可能性。对滞后点燃的情况，则应按照易燃物质的预测浓度、沿途点火源的分布及点火可能性的差异分别给予处理；在上述扩散、