安全系统工程典型应用案例(地质大学)

由于危险辨识在安全管理和安全评价中的重要地位,近几年来,国际上已开发出许多用于系统危险辨识的危险分析方法,而每一种方法一般适用于不同危险特征的分析对象。因此,在具体开展危险辨识时,必须根据分析对象的特点、需重点发掘的问题,有针对性地选择系统危险分析方法。

根据前述本工程潜在危险危害因素状况,系统危险辨识应重点把握以下几方面内容:

* 全面分析主要灾害事故被触发的原因;

* 系统了解各危险源危险状况信息,如事故模式、缺陷状况、本质安全化水平等;

* 分析辅助系统危险状况;

* 分析重要危险装置经触发造成事故的波及范围及其影响。

为达到上述目的,采用了表3.1所列分析方法开展系统危险辨识工作。

表3.1 危险辨识方法及主要目的

分析方法 分析对象 主要目的 故障模式及严重度影响分主体生产系辨识危险模式,发掘固有危险信息,为安全评价提析(FMECA) 统各危险源 供依据 故障树分析(FTA) 全系统 重点发掘几种主要事故模式影响因素及其组合关系,为危险辨识及控制提供信息 故障模式影响分析(FMEA) 辅助系统 分析供电、供水、供气、消防等子系统可能的故障模式及其对主体生产系统的影响 池火灾后果评价模型 芳烃抽提 分析苯液泄漏造成池火灾的后果影响 Dow火灾爆炸指数法6版 储罐区等 火灾爆炸危险性 水汽化超压爆炸模型 锅炉等 分析积水汽化引起超压爆炸后果 气云爆炸模型 裂解装置 分析氢气泄漏的气云爆炸后果 3.1.2 危险严重程度与危险概率分级标准 分级标准如表3.2、表3.3所示。

表3.2 危险严重程度分级表

级别 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 损伤程度 造成社会灾难或特大伤亡事故 重大死亡事故或主要系统毁灭 个别人死亡、重伤或主要系统损坏 个别人轻伤或主要系统轻度损坏 人员微伤或装置部件受损 表3.3 危险发生概率分级标准

级别 A B C D E F

发生频度特征 可能经常发生(每天可能发生) 很容易发生(每周可能发生) 容易发生(每月可能发生) 很可能发生(每年可能发生) 寿命期内可能发生(每十年可能发生) 寿命期内几乎不发生(每百年可能发生) 9

概率值 10 10 -310 -410 -510 -610 -2-1

3.2 危险辨识主要工作内容

3.2.1 主体生产系统危险源划分

危险源划分工作是在系统熟悉乙烯工程有关初步设计资料,并对乙烯工程进行必要的现场调查基础上进行。

危险源划分主要遵循以下原则:

1.从安全系统分析与危险控制角度,以主要设备、设施或岗位为中心,将主要危险设备、工艺状况及操作条件、作业范围等方面存在明显差异的辨识对象划分为不同的危险源。

2.满足日常生产操作管理的要求。

根据上述原则,将整个生产系统划分成34个危险源。

3.2.2 危险源辨识

危险源辨识在整个安全评价工作中占有重要地位,是安全评价工作的基础,其工作量占整个评价工作的一半以上。

按照危险源辨识工作程序,对每个危险源所涉及各种作业中的潜在危险因素、触发条件、事故后果、事故类别、控制措施,以及固有危险状况,包括本质安全化状况、设备、设施、工艺缺陷、危险暴露程度等信息进行系统发掘。

危险源辨识的现场调查工作在对乙稀厂的各有关部门和车间进行广泛和深入的调查的基础上,参阅大量石油化工企业的事故案例,运用系统危险分析方法,依照有关规程、标准,对所调查信息进行大量的加工、整理,并制定了专门表格对34个危险源有关信息进行了登记,形成危险源辨识结构文件。

3.2.3 故障树分析(FTA)

针对乙烯工程石油化工生产系统的危险特征,分别对装置内化学爆炸、工艺介质外泄燃烧爆炸、加热炉爆炸、锅炉爆炸等4种事故类型,进行了故障树分析。

FTA的故障树生成,最小割集以及危险概率计算运用了Faultrease Version 1.2软件。

3.2.4 辅助系统危险性调查分析

为保证对系统危险性分析的完整性,采用FMEA方法对消防、供配电、防雷电静电等十四个辅助系统存在的危险因素及其对主体生成系统的影响进行了分析。

3.2.5 重要危险设施危险严重度估计

鉴于石脑油储罐存在易燃易爆危险特性,运用Dow化学公司火灾爆炸指数法第六版,对油库的火灾爆炸危险进行了估计。

对于芳烃抽提装置,一旦发生泄漏,首先将形成液池,遇火会造成火灾,后果严重。运用国外风险评价的火灾后果评价模型——池火灾模型及计算机软件(ARCHIE OF EPA,the pool fire pool explosion),对苯塔泄漏的火灾后果严重度进行了估计。

运用密闭容器水被汽化膨胀造成超压爆炸模型,对蒸汽锅炉可能造成的超压爆炸,估计了其爆炸冲击能量。

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针对易燃易爆气体泄漏后,形成气云遇明火引起气云爆炸的后果,运用气云爆炸模型及计算机软件(DEGADIS OF EPA, VCE OF JET RELEASE),对氢气泄漏的气云爆炸后果,进行了估计。 3.3 系统危险辨识结果综合分析

3.3.1 主体生产系统危险源辨识登记结果分析

经过对所划分的34个危险源进行系统危险辨识,全厂主体生产共发掘有关事故模式684条,设备、设施缺陷30项,环境缺陷26项,表3.4乙烯厂危险源辨识结果汇总。

表3.4 乙烯厂危险源辨识结果汇总表

序号 危险源名称 危险模设备、设施、作业环境危险频危险严管理式数 工艺缺陷数 缺陷数 度指数 重度 级别 26 29 16 30 17 50 26 27 19 69 1 裂解炉作业区 初馏及稀释蒸汽发生区域 水急冷及锅炉水脱氧作3 业区 裂解气压缩及碱洗作业4 区 2 5 乙烯、丙烯制冷作业区 6 冷分离区域 7 热分离区域 8 石脑油脱砷、废碱处理及排放作业区 3 2 3 5 2 3 3 2 4 2 3 2 1 1 1 2 1 1 0 1 444.4 130.7 69.55 346.5 145.5 326.4 159.4 66.53 100.8 263.3 Ⅰ Ⅱ Ⅱ 0 0 Ⅰ Ⅰ Ⅱ 0 Ⅰ B D D A A B C D A B 9 A罐区 10 汽油加氢作业区 续表3.4 乙烯厂危险源辨识结果汇总表

序号 危险源名称 危险模设备、设施、作业环境危险频危险严管理式数 工艺缺陷数 缺陷数 度指数 重度 级别 18 17 22 12 14 19 11 丁二烯抽提作业区 12 芳烃抽提区域 13 芳烃精馏作业区 14 乙苯作业区 15 苯乙烯作业区 16 中间贮罐区 2 2 2 7 6 3 2 2 2 2 2 1 152.5 78.41 122.0 235.2 226.5 197.1 0 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ A C C B B D 11

17 催化剂区 18 聚合反应区 19 水洗造粒作业区 20 成品包装作业区 21 催化剂框架 22 聚合框架 23 造粒厂房 24 导热油区及罐区 25 制胶作业区 26 聚合生产区 27 造粒厂房 28 原料贮罐区 29 成品贮罐区 30 C4球罐区 31 汽车装卸作业区 32 酸碱站 33 空分空压厂 34 辅助锅炉 合计

8 22 13 7 19 54 13 19 10 19 7 14 14 14 9 11 5 15 684

2 7 2 3 2 1 5 3 4 4 3 2 1 1 5 30

1 4 3 1 3 3 2 1 1 4 2 1 1 1 1 1 4 26

58.21 281.9 106.3 170.5 58.21 214.2 106.3 29.22 53.25 253.6 157.9 570.2 375.0 359.4 848.2 92.61 304.3 275.6

Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 0 Ⅰ 0 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅰ

D B D D D B D C D C D A B A B D C B

1.事故模式分析

经统计,事故模式较多的10个危险源分布如表3.5所示。

表3.5 事故模式分布状况

危险源名称 裂解初馏及炉作稀释蒸业区 汽发生区域 26 29 裂解气压缩及碱洗作业区 30 冷分离区域 50 热分离区域 26 石脑油脱汽油砷、废碱加氢处理及排作业放作业区 区 27 69 芳烃精馏作业区 22 聚合反应区 22 聚合框架 54 事故模式数 从表3.5可以看出,上述10个危险源的事故模式较多,合计占全部总数的51.9%,工程投产后,应重点增强上述危险源所在岗位作业人员的安全意识、安全技能、安全知识教育,通过危险预知活动等手段,提高职工安全素质。

2.从发生故障的可能性看,发生事故概率较大的几个危险源依次为:汽车装卸作业区、原料贮罐区、裂解炉、成品贮罐区、C4球罐区、裂解气压缩、冷

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