"非淡泊无以明志,非宁静无以致远" --诸葛亮
1 安全风险评价方法的分类
目前世界范围内用于风险评价的方法超过百种[1],各个不同国家及不同行业的特点,使得这些方法的应用呈现出多样的特点。然而,LNG行业的特点及安全要求使得真正常用且有效的方法在10种上下。这些方法按照评价结果的量化程度,可为定性评价方法、定量评价方法及两者混合型的评价方法。
定性安全评价方法主要是根据经验和直观判断能力对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定性的分析,评价结果是一些定性的指标,如是否达到了某项安全指标、事故类别和导致事故发生的因素等。LNG项目常用的定性安全评价方法的有检查表分析(Checklist Analysis)、危险可操作性研究(HAZOP)、故障假设分析(What If)、故障类型和影响性分析(FMEA)及领结法(Bow-tie)等。
定量安全评价方法是在大量分析实验结果和事故统计资料基础上获得的指标或规律(数学模型),对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定量的计算,评价结果是一些定量的指标,如事故发生的概率、事故的伤害或破坏后果范围、定量的危险性、事故致因因素的事故关联度或重要度等。而用于LNG项目的定性及定量分析兼具的方法主要是故障树(FTA)方法及事件树(ETA)方法。按照安全评价给出的定量结果的类别不同,定量安全评价方法还可以分为概率风险评价法、伤害或事故破坏范围评价法和危险指数评价法[2]。
概率风险评价法是根据事故的基本致因因素的事故发生概率,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的安全评价方法。故障类型及影响分析、事故树分析、逻辑树分析、概率理论分析、马尔可夫模型分析、模糊矩阵法、统计图表分析法等都可以由基本致因因素的事故发生概率计算整个评价系统的事故发生概率。
伤害或事故破坏范围评价法是根据事故的数学模型,应用数学方法,求取事故对人员的伤害范围或对物体的破坏范围的安全评价方法。LNG项目中的LNG泄漏模型、蒸气云扩散模型、池火火焰与辐射强度评价模型、火球爆炸伤害模型、快速相变超压模型、蒸气云爆炸超压破坏模型和锅炉爆炸伤害TNT当量法都属于伤害或事故破坏范围评价法。
危险指数评价法是应用系统的事故危险指数模型,根据系统及其物质、设备和工艺的基本性质和状态,采用推算的办法,逐步给出事故的可能损失、引起事故发生或使事故扩大的设备、事故的危险性以及采取安全措施的有效性的安全评价方法。我国LNG项目常用的危险指数评价法有:道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法,易燃、易爆、有毒重大危险源评价法。
风险矩阵分析法是一种半定量的风险评价方法,它在进行风险评价时,将风险事件的后果严重程度相对的定性分为若干级,将风险事件发生的可能性也相对定性分为若干级,然后以严重性为表列,以可能性为表行,制成表,在行列的交点上给出定性的加权指数。所有的加权指数构成一个矩阵,而每一个指数代表了一个风险等级。
矩阵风险程度计算由公式R=L×S计算。其中R为风险程度;L为发生事故的可能性,重点考虑事故发生的频次、以及人体暴露在这种危险环境中的频繁程度;S为发生事故的后果严重性,重点考虑伤害程度、持续时间。我们将在后续的章节介绍关于这一方法的实例。
安全检查表方法是一种定性的安全评价方法,检查表方法的核心内容是运用法规、标准、规范、行业技术经验、历史积累的经验去检查工程项目,不遗漏大的专业技术问题。
安全检查表方法是系统安全工程中最基础、最简便、应用最为广泛的一种系统危险性评价方法,其不仅是实施安全检查和诊断的一种工具,也是发现潜在危险隐患的一个手段。它通过对评价对象进行详尽的分析和充分的讨论,然后依次列出检查单元、检查项目、检查要求和检查结果等相关内容的表格。
安全检查表使检查人员能够根据预定的目的去实施检查,避免遗漏和疏忽,以便发现和查明各种问题和隐患,可以监督各项安全规章制度的实施,有利于落实安全生产责任,能够带动广大干部职工认真遵守安全纪律,提高安全意识,掌握安全知识,提高安全管理水平。
安全检查表方法简便、易于掌握;不适用于复杂的危险源识别,工作质量取决于人员经验。
目前我国有LNG工厂的管理按照安全生产管理标准化要求进行,基本要求为每三年请第三方评价机构进行评估,隐患排查和特种作业管理是安全生产管理的重点:隐患排查按照安监总管三〔2012〕103号《危险化学品企业事故隐患排查治理实施导则》要求进行,其工作均纳入安全生产管理标准化管理体系中。而该导则的实质即是基于法规、规范、行业实践的累积经验的安全检查表方法。我们将在后续的章节介绍关于这一方法的实例。
除以上的常用评估方法外,用于LNG项目的其它风险评估方法主要有事件树分析(ETA)及量化风险评估方法故障树分析(FTA)等。这些方法都有各自的优缺点及适用场合。不过需要指出的一点是没有一种风险评价的方法可以识别及解决流程工业的所有的安全风险。LNG项目亦不例外,在国内外的实践中,更加普遍的是几种评估方法的组合应用。如我国LNG行业的安全生产标准化管理(按照安监总管三〔2012〕103号《危险化学品企业事故隐患排查治理实施导则》要求进行检查)采用风险矩阵的方法来评价事故隐患,以此来为隐患分类。该方法的思路即是安全检查表法与风险矩阵的组合。另外一个LNG行业常用的风险评价组合是HAZOP与风险矩阵相结合[3]。
在传统的HAZOP分析的基础上,将风险矩阵应用于HAZOP分析:即一种组合的风险评价。HAZOP分析结果利用事故后果严重等级和事故发生可能性等级在风险矩阵中计算事故的风险等级,按照风险等级大小进行优先级排序,且采取相应的不同的对应措施,将风险控制在可接受的范围以内。目前这一组合方法得到了广泛的应用。但是HAZOP等定性的方法不太适用于需要定量描述的风险的评价,例如LNG装置的总图布置中的的设备间安全距离、防火间距及LNG蒸气云扩散等风险,此类问题需要定量的分析工具,即定量风险评估的QRA技术.