安全评价及其流程

安全评价分为安全预评价、安全验收评价、安全现状评价三类。安全预评价是在建设项目作可靠性研究时进行，预测发生事故的可能性和严重程度，提出科学、合理、可行的安全对策方面的建议。安全验收评价是在建设项目竣工以后，正式投产之前，主要检查安全设施和设备是否齐备、使用是否正常、安全生产管理措施是否到位、项目建设是否符合相关的标准和规范。安全现状评价则是针对生产过程中的安全管理和事故风险进行评价，对生产设施已经存在的危险、有害因素进行辨识和分析，预测发生事故和危害的可能性及其严重程度。提出科学、合理、可行的安全对策方面的建议。

安全评价工作的程序如下：

1）辨识危险、有害因素。

2）划分评价单元。

3）确定安全评价方法。

4）定性、定量分析危险、有害程度。

5）分析安全条件和安全生产条件。

6）提出安全对策与建议。

7）整理、归纳安全评价结论。

8）与建设单位交换意见。

9）定制安全评价报告。

1.危险、有害因素和重大危险源辨识

重大危险源辨识是安全评价的基本环节。GB18218—2000《重大危险源辨识》第3.5条，对重大危险源作了如下定义：“长期或临时生产、加工、搬运、使用或储存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元”。重大危险源的界定，需要根据物质的危险特性及其数量来确定，分为生产场所和储存区两种类型，并根据物质的不同特性，根据GB12268—1990《危险货物品名表》，分为四种类型；①爆炸性物质；②易燃物质；③活性化学物质；④毒物质。

危险源辨识（Hazard Identification）是发现和识别系统中危险源的环节，是危险源控制的基础。根据物料的性质、数量和可导致的危险性，对和系统有关的危险危害因素进行辨识。识别产生危害的原因，估计危害的影响程度和对危险性进行分级。尤其是对具有重大危险性的设施进行辨识，实行相应的管理和监控。

重大危险源，是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或储存危险物品，且危险物品的数量等于或超过临界量的场所和设施，以及其他存在危险能量等于或超过临界量的场所和设施。

在规定申报的9大类别的重大危险源中，LNG工程中可能属于重大危险源的设施见表9-15。

表9-15 LNG工程中可能属于重大危险源的设施

对于具体的工程项目，需要根据实际情况，针对不同的设施进行重大危险源的辨识。

（1）储罐（区）储罐（区）的储存量超过其临界量，或出现下列两种情况时，就属于重大危险源：

1）储罐区（储罐）内有一种危险物品的储存量，达到或超过其对应的临界量。

2）储罐区内储存多种危险物品，且每一种物品的储存量均未达到或超过其对应临界量，但满足下面的公式：

式中，q₁、q₂、…、q_n是每一种危险物品的实际储存量；Q₁、Q₂、…、Q_n是对应危险物品的临界量，见表9-16。

表9-16 储罐区（储罐）危险品的临界量

（2）生产场所 生产场所重大危险源是指生产、使用表9-15中所列类别的危险物质量，达到或超过临界量的设施或场所，或出现下列的两种情况时，属于重大危险源：

1）单元内现有的任一种危险物品的量，达到或超过其对应的临界量。

2）单元内有多种危险物品，且每一种物品的储存量均未达到或超过其对应临界量，但满足下面的公式：

式中，q₁、q₂、…、q_n是每一种危险物品的现存量；Q₁、Q₂、…、Q_n是对应危险物品的临界量，见表9-17。

表9-17 生产场所危险品的临界量

（3）压力管道 属于重大危险源的压力管道见表9-18。

表9-18 属于重大危险源的压力管道

（4）压力容器 压力容器如果符合下列条件之一的，属于重大危险源：

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≥100MPa·m³的压力容器（组）。

目前我国对重大危险源的危险性分级尚未制定统一的标准，在易燃、易爆、有毒的生产场所，通常采用死亡半径进行分级。重大危险源的危险性等级分为四级，见表9-19。

表9-19 重大危险源的危险性分级

2.危险、危害因素

了解生产或使用的物料性质是危险辨识的基础。危险物料性质有：燃烧性、爆炸性、毒性、反应性等。生产过程中的状态下，对应的物理、化学性质及危险危害性，进行危险辨识分析时，首先要详细了解这些物料的固有危险特性，例如：在对天然气的危险性进行辨识时，应对天然气的理化性质、危险特性、毒性等作详细的了解；在进行LNG装置的安全评价时，应列出其特性表。表9-20列出天然气特性。

表9-20 天然气特性

（续）

3.危险性评价

危险性评价（Risk Assessment），是指对危险源可能导致的事故（人员伤害或财产损失）的程度进行评价。通过事先对危险、危害因素的辨识，找出可能存在的危险、危害的部位或部件，就能事先采取相应的措施（如修改设计，增加安全设施等），从而提高系统的安全性。

通过对设计、安装、试车、开车、停车、正常运行、故障检修等各个阶段的危险危害性分析，了解生产全过程中所有危险危害性，并采取相应的安全对策措施，是保证系统安全的重要手段。在进行生产过程危险危害因素的辨识时，应对生产工艺过程进行深入的了解，才能作出准确的判断。

系统安全分析（System Sasfety Analysis），是指从安全角度对系统进行分析，提前告知可能导致故障或事故的有关因素，以便及早预防和采取有效措施，消除或控制事故的发生。分析方法主要有如下几种：

1）检查表法（Checklist）。

2）预先危害分析（Preliminary Hazard Analysis，PHA）。

3）故障类型和影响分析（Failure Model and Ef-fercts Analysis，FMEA）。

4）危险性和可操作性研究（Hazard and Opera-blliy Analysis，HAZOP）。

5）事件树分析（Event Tree Analysis，ETA）。

6）事故树分析（Fault Tree Analysis，ETA）。

4.危险性等级

（1）危险等级的划分 危险等级分为四个等级，其危险程度见表9-21。

表9-21 危险等级的划分

（2）危险性识别 由于危险性的存在，只有在一定条件下才能发展成为事故，例如：能量一旦失去控制，便会转化为破坏力，造成人员伤害和财产损失，因此能量具有一定的危险性。存在危险性的情况很多，如污染、腐蚀、化学反应、电气、氧化、辐射、毒性、缺氧等。

（3）危险性控制 危险有害因素辩认清楚以后，选择采用相应的预防措施，避免这些因素引发事故。在能源系统，通常有以下主要方法：

1）防止能量蓄积到失控状态。

2）设置能量释放或缓冲装置，如爆破片、安全阀等。

3）能量可控逸散，如火炬等。

4）能量释放时警示装置。

5）隔离措施，如防护罩、喷淋装置、降噪声装置、栏栅、防火墙等。

6）安全防护器具，如防尘眼镜、安全靴、头盔、呼吸器、护目镜等。

7）救援和急救措施等。

5.火灾﹑爆炸危险指数评价法

火灾和爆炸危险是LNG设施最大的潜在危险。正确评价LNG系统和设施的火灾和爆炸危险性，对LNG系统的设计和安全运行具有重要的意义。

1964年，美国道化学公司（DOW）首创了火灾、爆炸危险指数评价法。后来经过不断修改，目前已发展到了第7版。道化学公司的方法推出以后，各国竞相研究，提出了类似的指数评价方法，其中尤以英国ICI公司蒙德分部方法最具特色。蒙德分部根据化学工业的特点，在火灾﹑爆炸指数基础上，扩充了毒性指标，并对所采取的安全措施引进了补偿系数的概念。道化学公司又在吸收蒙德方法优点的基础上，进一步把单元的危险转化为最大财产损失。(www.xing528.com)

美国道化学公司的《火灾﹑爆炸危险指数评价方法》（第7版）以下简称“道七版”，通过计算火灾﹑爆炸危险指数，划分危险等级，并进行采取安全对策措施加以补偿的最终评价，把单元的危险度转化为最大财产损失。

（1）评价程序《火灾﹑爆炸危险指数（F&EI）评价法》的评价程序见图9-7。

分析﹑计算﹑评价需要填写火灾﹑爆炸指数计算表，见表9-22；安全措施补偿系数表，见表9-23；工艺单元危险分析汇总表，见表9-24；生产单元风险分析汇总表，见表9-25。

图9-7 道化学公司火灾﹑爆炸危险指数评价法计算程序

表9-22 火灾﹑爆炸指数（F&EI）表

（续）

（续）

注：无危险时系数用0.00。

表9-23 安全措施补偿系数

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注：安全措施补偿系数=C₁C₂C₃；无安全补偿系数，填入1.00。

表9-24 工艺单元危险分析汇总

表9-25 生产单元危险分析汇总

预评价经常是确定火灾、爆炸危险等级、暴露区域半径、暴露区域面积，提出相应的评价结论和降低危险程度的安全对策措施。

（2）确定评价单元 进行危险指数评价的第一步是确定评价单元。单元是指装置的一个独立部分，与其他部分保持有一定的距离，或用防火墙、防爆墙、防护堤等设施隔开。

（3）单元危险度的初步评价

1）计算火灾、爆炸危险指数

火灾、爆炸危险指数（F&EI）按下式计算：

F&EI=F₃×MF （9-28）

其中F₃=F₁×F₂

式中，F₃是工艺单元危险系数，F₃值正常范围为1～8，若大于8，也按最大值8计；MF是物质系数；F₁是一般工艺危险系数；F₂是特殊工艺危险系数。

2）确定暴露区域半径R

R=0.84×0.3048×（F&EI） （9-29）

该暴露半径表明了单元危险区域的平面分布。它是一个以工艺设备的关键部位为中心，以暴露半径为半径的圆。如果被评价工艺单元是一个小设备，就以该设备的中心为圆心，以暴露半径为半径画圆；如果设备较大，则应从设备表面向外量取暴露半径。

3）确定暴露区域面积。暴露半径决定了暴露区域大小。暴露区域面积A的计算如下：

A=πR² （9-30）

实际暴露区域面积=暴露区域面积+评价单元面积

暴露区域表示其内的设备，将会暴露在单元发生的火灾或爆炸环境中，因此必须采取相应的对策措施。在实际情况下，暴露区域的中心常常是泄漏点，经常发生泄漏的点是排气（液）口、膨胀节、装卸料连接处等部位。它们均可作为暴露区域的圆心，要加强重点防范。

4）确定暴露区域财产价值。

（4）单元危险度的最终评价 单元危险度的初期评价结果，表示的是不考虑任何预防措施时，单元所固有的危险性。“道七版”从降低单元的实际危险度出发，通过变更设计、采取减少事故频率和潜在事故规模的安全对策措施，以及各种预防手段来修正，降低其危险性。

安全预防措施分工艺控制、物质隔离、防火措施三个方面。其中，工艺控制补偿系数包括应急电源9项措施，物质隔离补偿系数包括遥控阀等4项措施，防火措施补偿系数包括泄漏检测装置9项措施。

1）计算补偿火灾、爆炸危险指数。补偿火灾、爆炸危险指数（F&EI）按下式计算：

（F&EI）=F&EI×C （9-31）

式中，C是安全措施总补偿系数，C=C₁C₂C₃；C₁是工艺控制补偿系数；C₂是物质隔离补偿系数；C₃是防火措施补偿系数。补偿系数的取值分别按“道七版”所确定的原则选取，无任何安全措施时，上述补偿系数为1.0。

2）确定危险等级。求出F&EI和（F&EI）后，按表9-26确定其火灾、爆炸危险等级。

表9-26 火灾、爆炸危险等级

3）计算实际最大可能财产损失。它表示在采取适当的防护措施后，事故造成的财产损失。其计算式如下：

实际最大可能财产损失=基本最大财产损失×安全措施补偿系数

此计算式是作者参照道公司前几版评价方法而提出的。

4）计算可能工作日损失。估算最大可能工作日损失（MPDO）是评价停产损失（BI）的必经步骤。根据物料储量和产品需求的不同状况，停产损失往往等于或超过财产损失。

最大可能工作日损失（MPDO），可以根据实际最大可能财产损失，按《道七版》给定的图查取。

5）计算停产损失（BI）。停产损失（按美元计）按下式计算：

式中，VPM是每月产值。

（5）火灾、爆炸危险指数评价实例 某液化天然气供气站采用2个50m³的LNG储罐，2台1000m³/h空气加热型汽化器，储罐工作压力0.4～0.8MPa。主要工艺过程为：LNG从运输槽车中卸货到储罐。工作时，LNG在储罐压力的作用下，进入空气加热型汽化器，LNG从低温的液态变为常温的气态。经过调压和加臭后，通过管道送到用户。采用火灾、爆炸危险指数评价方法，LNG储罐单元储存大量的易燃介质，是重点评价的单元。

1）火灾、爆炸指数计算。50m³液化天然气储罐无火灾、爆炸指数计算见表9-27。火灾爆炸指数F&EI对应的危险等级见表9-28。

表9-27 50m³液化天然气储罐单元火灾、爆炸指数计算

（续）

表9-28 火灾爆炸指数F&EI对应的危险等级

根据计算的液化天然气储罐单元火灾、爆炸指数计算值为107，其危险程度达到中等。

2）安全措施补偿系数计算。采取一些安全措施可以降低火灾爆炸指数，提高系统的安全性。用安全措施补偿系数来表征安全措施的强度，主要从三个方面考虑：工艺控制、物质隔离和防火措施。50m³液化天然气储罐单元安全措施补偿系数见表9-29。

表9-29 50m³液化天然气储罐单元安全措施补偿系数

注：没有采取措施的项目，补偿系数为1。

3）火灾爆炸指数评价结果见表9-30。

表9-30 火灾爆炸指数评价结果

4）评价结论

①LNG储罐单元的火灾、爆炸指数为107，危险等级为“中等”级别。

②经安全措施补偿以后，火灾、爆炸指数降为97，危险等级为“较轻”级别。