石油化工设计精品论文西安杜城加气站安全评价研究

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1、XXX本科毕业设计（论文）目录1 绪论11.1 选题的目的及意义11.2 国内外安全评价现状11.2.1 国外安全评价现状11.2.2 国内安全评价现状21.3 论文的主要内容和结构31.3.1 论文的主要内容31.3.2 论文结构32 加气站工艺流程与分析52.1 加气站工艺流程52.2 杜城加气站的主要设备52.2.1 压缩机组52.2.2 气体净化设备62.2.3 储气器72.2.4 加气机72.2.5 控制仪73 杜城加气站危险危害因素分析83.1 物质的性质83.2 火灾、爆炸83.3 中毒和窒息93.4 压力容器爆炸93.5 触电93.6 物体打击93.7 车辆伤害93.8 噪声与

2、振动103.9 雷电103.10 人的因素104 杜城加气站评价单元划分114.1 加气站平面布置114.2 评价单元的划分114.2.1 划分评价单元的目的和意义114.2.2 评价单元划分的原则和方法124.2.3 杜城加气站安全评价单元划分135 安全评价方法的选择145.1 安全评价方法145.1.1 安全评价定义145.1.2 安全评价的内容145.1.3 安全评价的目的和意义145.1.4 安全评价程序155.2 安全评价方法155.2.1 安全评价方法分类155.2.2 常用的安全评价方法185.3 安全评价方法的选择215.3.1 安全评价方法的选择原则215.3.2 安全评价

3、方法的选择过程225.3.3 杜城加气站安全评价方法选择225.4 选用评价方法的介绍235.4.1 故障假设分析法235.4.2 危险与可操作性研究法235.4.3 道化学火灾、爆炸指数评价法265.4.4 安全检查表分析法306 加气站定性定量评价336.1 对加气单元进行评价336.2 对处理单元进行评价336.3 对储气单元进行评价366.4 对布局与管理单元进行评价417 杜城加气站安全对策措施477.1 安全对策措施的基本要求和制定原则477.1.1 安全对策措施的基本要求477.1.2 制定安全对策措施应遵循的原则477.2 杜城加气站安全对策措施487.2.1 总图布置和建筑方

4、面的对策措施497.2.2 防火、防爆措施507.2.3 机械伤害对策措施517.2.4 工艺设备安全对策措施517.2.5 电气安全措施527.2.6 安全管理对策措施538 结论54参考文献55致 谢56571 绪论1.1 选题的目的及意义国家对于能源的需求随着经济的增长而不断扩大，能源问题越来越成为国家发展的关键。天然气是国家能源的重要做成部分，它具有成本低，效益高，无污染的特点，正日益显示出强大的发展潜力，然而其本身的性质决定了加气站是一个易燃、易爆、有毒的危险场所。加气站一般多设在人流和车辆比较密集的场所，因此有必要对其进行安全评价与监控，以免造成不必要的财产损失与人员伤亡。随着城市

5、内部加气站数量的迅速增长，对其进行安全评价研究成为了一件迫在眉睫的事。对加气站进行评价分析可以认识到加气站的危险危害因素，从而做到及早预防和监控，消除事故隐患。通过安全评价实现加气站的有效管理和安全生产，是提高企业本质安全的一项基础性工作；是为安全生产监督管理部门提供决策和技术监督支撑的有利手段；是消除隐患、防范事故的一项重要举措；对有效贯彻我国“安全第一、预防为主”的安全方针具有重要意义。1.2 国内外安全评价现状1.2.1 国外安全评价现状 安全评价技术起源于20世纪30年代。它在20世纪60年代得到了很大的发展，首先应用于美国军事工业。1962年4月美国公布了第一个有关系统安全的说明书空

6、军弹道导弹系统安全工程，从此对与民兵式导弹计划有关的承包商提出了系统安全的要求，这是系统安全理论首次实际应用。系统安全工程的发展和应用，为系统安全评价工作奠定了可靠的基础。安全评价的现，实作用又促进许多国家政府、生产经营单位加强对安全评价的研究，开发自己的评价方法，对系统进行事先、事后的评价、分析、预测系统的安全可靠性，努力避免不必要的损失。由于安全评价在减少事故，特别是重大恶性事故方面取得的巨大效益，许多国家的政府和生产经营单位都愿意投入巨额进行安全评价。据统计，美国各公司共雇用了3000名左右的风险专业评价和管理人员，美国、加拿大等国就有50余家专门进行安全评价的“安全评价咨询公司”，且业

7、务繁忙。 随着现代科技的迅速发展，特别是数学方法和计算机科学技术的发展，以模糊数学为基础的安全评价方法得到了发展和应用，并拓展了原有的方法和应用范围，如模糊故障树分析、模糊概率法等。算机专家系统、人工神经系统、计算机模拟技术也应用于对生产系统进行实时、动态的安全评价。在加气站这一方面，国外用于CNG站安全评价的常用方法有:美国道(Dow)化学公司的火灾、爆炸指数法，英国帝国化学公司蒙得工厂的蒙得评价法，日本的六阶段危险评价法，概率风险评价方法，安全检查表法，预先危险性分析等安全评价的方法，为消除事故隐患做出了贡献。近几年，随着数学方法和计算机科学技术的发展，以模糊数学为基础的安全评价方法，得到

8、了发展和投入应用，并拓展了原有的方法和应用范围，如模糊故障树分析、模糊概率法、应用计算机专家系统、决策支持系统、人工神经网络技术等，对统进行实时、动态的安全评价。美国、英国、意大利和德国等西方发达国家都在CNG站安全评价方面引入新的数学方法和计算机应用技术，开发了一系列商业化的危险评价软件，在帮助人们找出导致事故发生的主要原因，认识潜在事故的严重程度，并确定减缓危险的方法等方面发挥了很大的作用。除此之外，德国、意大利、美国等国家非常重视CNG站安全评价基础资料的收集，对CNG加气站的各种事故及事故发生原因进行了充分调查，按各系统主要设备的失效概率进行了分类，建立了CNG加气站故障率数据库，数据

9、的输入和使用非常方便，为安全性和可靠性分析提供了重要的基础资料。1.2.2 国内安全评价现状20世纪80年代初期，安全系统工程引入我国，受到许多大中型生产经营单位和行业管理部门的高度重视。通过吸收、消化国外安全检查表和安全分析方法，机械、冶金、化工、航空、航天等行业开始应用安全分析评价方法，如安全检查表（SCA）、故障树分析（FTA）、故障类型及影响分析（FMFA）、事件树分析（ETA）、预先危险分析（PHA）、危险与可操作性研究（HAZOP）、作业条件危险性评价（LEC）等，有许多生产经营单位将安全检查表和事故树分析法应用到生产班组和操作岗位。此外，对石油、化工等危险性较大的生产经营单位，应

10、用道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法进行了安全评价，许多行业和地方政府有关部门制定了安全检查表和安全评价标准。20多年来，我国的安全评价从无到有、从小到大，期间经历了许多曲折。它的发展，吸取了环境影响评价、管理体系认证等其他类似工作的很多经验和教训。国家安全生产监督管理总局已将安全评价体系作为安全生产六大技术支撑体系之一，安全评价体系将为保障我国的安全生产工作发挥巨大的作用。在CNG站的安全评价方面，国内有许多学者付出了辛勤的劳动，并取得了一定进展。西华大学的何太碧等人建立了CNG加气机技术水平评价指标体系，建立了国产CNG加气机技术水平评价指标体系层次模型，进行了指标测度，通过模型分解，采

11、用专家打分法和功效函数法对定性指标和定量指标确定分值，建立了加气机技术水平评价标准。同时运用三种分析研究方法，在理顺CNG加气站工艺流程及主要设备的同时，引进现代设备管理理念，结合综合评价方法，建立了CNG加气站设备水平评价的层次模型，找出影响CNG加气站技术的关键因素，为CNG加气站设备技术水平评价搭建理论平台。童岱、黄海波等人对城市CNG加气站布局规划与评价方法研究体系进行了总体结构设计;分析了城市CNG汽车加气站服务系统的结构体系和CNG加气站布局规划原则和评价指标体系;通过对加气站安全评价要素集合分析，探讨了加气站生产工艺、加气站储气方式、加气能力、加气站与重要单位和建筑的间距等因素对

12、安全的影响，构成了安全要素的模糊评判权系数行向量，建立了CNG加气站安全性模糊综合评价模型:建立了对国产CNG加气站设备生产行业的各类产品的设计制造技术水平评价模型，以及对加气站在用设备在服役期内的实际技术状态评价模型;开发了CNG汽车加气站整体布局综合评价分析软件。四川大学等建立了CNG汽车加气站设备技术水平评价指标体系，讨论了确定CNG汽车加气站设备技术水平评价指标体系的原则和层次分析方法，建立了CNG汽车加气站评价指标体系框架模型和评价指标体系层次结构模型，该模型可用于对同一CNG汽车加气站不同型号同种设备或不同CNG汽车加气站同种设备的评价和排序。最后，通过实例计算对CNG汽车加气站的

13、压缩机技术水平进行了评估。1.3 论文的主要内容和结构1.3.1 论文的主要内容本文是对西安杜城加气站进行安全评价研究，通过对危险危害因素的分析，从人的不安全行为和物的不安全状态将加气站划分为四个评价单元。第一单元（加气单元）：故障假设分析法；第二单元（处理单元）：危险与可操作性研究法；第三单元（储气单元）：道化学火灾、爆炸指数评价法；第四单元（布局与管理单元）：安全检查表分析法。通过安全评价，发现加气站存在的一些问题，提出整改措施，最后得出安全评价结论。1.3.2 论文结构第一章是绪论，简要介绍选题的目的及意义，国内外安全评价现状，论文的主要内容及安排； 第二章主要介绍了加气站工艺流程及其分

14、析，介绍了加气站的五大系统；第三章主要是加气站危险危害因素分析；第四章主要进行了加气站安全评价单元的划分；第五章主要介绍了安全评价的方法并针对加气站各个评价单元选择了相应的评价方法；第六章是定性定量分析评价。通过分析评价，找出各个单元中存在的可能的危险危害因素，为改进措施的提出提供依据；第七章是加气站安全对策措施。通过定性定量的分析评价，针对其中可能存在的危险危害因素，提出切实可行的改进措施； 第八章结论，对加气站安全评价应用研究进行了总结。2 加气站工艺流程与分析2.1 加气站工艺流程气体运输设备通过卸气柱、计量系统，在压缩机以及优先顺序控制盘的作用下将气送到储气瓶，当有汽车来加气时，储气瓶

15、的气会到达售气机，最后到达汽车。流程图如图2-1所示。 图2-1 加气站流程图2.2 杜城加气站的主要设备CNG加气站的设备大致包括压缩机组、气体净化设备、储气器、加气机、充气控制仪（即优先/顺序控制盘）等。2.2.1 压缩机组压缩机组是加气站最关键、最重要的核心设备，对整个加气站运行的的可靠性即成本有决定性影响。天然气汽车加气站使用的大都是具有曲柄连杆的往复活塞压缩机，简称往复压缩机或活塞压缩机。活塞压缩机主要用于一些流量不太大但压力相对较高的场合，这种压缩机对运行参数改变的适应能力较强，可较好适应加气站频繁变化的工作参数。我们所说的压缩机一般指机组系统中的主机，压缩机主机本身并不能单独工作

16、，还必须附以级间系统冷却、气体净化、安全保护等装置，这些装置构成的整体称为压缩机组。天然气压缩机组的全部组成部分共同安装在一个底座上，称为撬状结构。机组系统流程：压缩机每一级出口设有一个气体冷却器，用于将气体温度降到后续部分允许的范围内。每一级气体冷却器后设有一个气液分离器，用于将天然气中携带的润滑油和冷却而析出的水分分离掉，尤其是最后一级必须分离干净，否则水分和润滑油会对加气机和车燃料供应系统产生比较大的危害。整个机组进口设有一个容积比较大的缓冲过滤器，其作用一是给压缩机营造一个平稳的吸气压力，一是分离掉天然气中可能携带的水滴和其他杂质。各级汽缸排气口设有缓冲罐，以减小气流压力脉动，保证压缩

17、机运行平稳。整个压缩机进出口设有截止阀，用于停机时将压缩机组与其后的地面储气设备及其前面的天然气管道隔断，它可以是手动的，也可以是电器或电动的。机组出口还设有单向阀，防止停机时地面储气装置中的高压气体倒流回压缩机组。压缩机第一级进口与最后一级出口之间设有由气动阀控制的旁通管道，用于开机时减负荷启动。每一级气液分离器上都设有安全排污装置，进行定时自动排污。每一级汽缸出口都设有压力和温度传感器，用于检测相应信号。两列填料漏气集中放空，各处排污也集中排放。气动阀所需要的压缩空气有另外的微型空气压缩机提供，天然气压缩机组要求防爆，而该微型空气压缩机并不防爆，而是至于离机组比较远的位置。加气站用压缩机的

18、排气压力一般为25兆帕，有的稍微高一些，达到28兆帕，也有少数厂家的压缩机达到32兆帕，但分析表明，以排气压力25兆帕时最为经济、可靠和安全。进气压力范围为0.0359兆帕，压缩机排气量可根据不同规模进行选择，范围可为162000立方米/小时，常用排气量为200300立方米/小时。2.2.2 气体净化设备气体净化包括除尘、脱硫、脱水、脱油等操作工序，一般脱水工序除子站外均需设置，故最为重要。由于我国管输天然气对水露点无要求，只规定进入大管网的净化器不含游离水即可（SY7514-88），因此管网中水蒸气基本是饱和的。根据汽车用压缩天然气的规定，压缩天然气在储存和向汽车充气的过程中，在最高贮存压力

19、下，气体中水露点应低于当地最低环境温度5摄氏度以下，如果达不到要求，压缩天然气可能会析出液态水。液态水会严重损害汽车及加气站的安全。目前脱水的方法大都用吸附法，吸附材料主要为分子筛。除了供气量较小的加气站用一个吸附罐间歇性工作外，一般加气站大都用两个吸附罐轮流工作，以保证加气站连续运行。在有油润滑压缩机压缩天然气时，气体中总是含有油分子的，在低压脱水系统中，最后必须设出有设备。对于汽缸无油润滑压缩机，便可省去此设备。在高压脱水系统中能起到同时脱水、脱油的作用也可不用专门除油器。天然气管道难免有腐蚀，尤其新使用的管道杂质是难免的。因此，在压缩机入口前，或者低压脱水装置管道前应设置除尘过滤器。脱硫

20、是指脱除天然气中的硫化氢等酸性气体，以防止设备管线腐蚀和钢质气瓶发生“氢脆现象”。2.2.3 储气器 储气器按用途可以分为三类。一类是在加气站地面上用于储存压缩机或运输车所提供的气体，以备充装给燃气车辆的，称为站用储气器或地面瓶组。站用储气器是固定设备，我国规定站用储气器的额定工作压力为25Mpa，这种储气器的单瓶容积或总容积较大。一类是用于从母站装在高压天然气以运送至子站的，称为运输用储气瓶或运输气瓶，额定工作压力为20Mpa。第三种是装在燃气车辆上为发动机储存并提供天然气燃料的，称为车载储气器，这种储气器的单瓶容积最小为50L，其允许额定压力也是20Mpa。2.2.4 加气机 加气机的具体

21、结构形式与地面瓶组的设置方式及加气站类型有关。目前加气站一般采用地面设置高、中、低三种储气瓶的工作方式，对于这样的三储气瓶系统，加气机有三根进气管，分别与地面上的高、中、低压储气瓶相连，故称为三线进气加气机。加气机的核心部件是流量计量装置，附属部分包括电磁阀组、加气抢、电脑控制仪等。电脑控制仪的作用是是根据实际情况控制电磁阀组的启闭，以尽快完成对车辆的充气，同时决定充气结束时车辆气瓶内的压力，通过其设置面板可以设定加气机的一些运行参数，如天然气的标准密度，每方气的单价等。同时控制仪也将加气机的气量、单价等实时工作参数送至显示板，直观、动态的显示给用户。压力变送器的作用是感受车辆气瓶内压力，以作

22、为电脑控制仪的决策参数之一。如果加气机上安装了压力表，还可以同时显示充气压力。2.2.5 控制仪加气站或压缩机组大都采用了PLC监控系统，用于压缩机组甚至整个站的运行控制，包括机组的启动、停止、卸载和各种正常操作，以及在运行不正常或出现故障时的安全关闭或故障报警，还可以进行故障诊断和参数设定，具有手动/自动控制选择功能。3 杜城加气站危险危害因素分析任何事故都是由人的不安全行为和物的不安全状态引发的，因此，在分析加气站危险危害因素是应从这两方面考虑，从而全面了解加气站的安全状况，作出正确的评价并提出科学合理的安全技术与管理措施。加气站工艺运行的介质天然气是一种易燃、易爆、有毒的物质，根据建筑设

23、计防火规范（GBJl687（2001年版）的生产火灾危险性分类，天然气为甲类火灾危险性物质。因此，火灾爆炸是加气站的主要危险。3.1 物质的性质物质的危害性压缩天然气加气站生产运行过程中涉及的主要危险、有害物质是天然气。天然气是一种混合气体，其主要成份是甲烷，还含有少量的乙烷、C3、C4等，如果泄漏，能迅速扩散，顺风飘移，遇明火回燃。若与空气混合形成爆炸性混合物，遇明火极易燃烧爆炸。根据危险化学品名录，天然气属于第2.1类易燃气体，根据石油天然气工程设计防火规范，天然气的火灾危险性分类为甲B类。其危险性主要表现在以下几个方面：（1）易燃性。天然气极易燃烧，其火灾危险性为甲B类。（2）易爆性。天

24、然气的爆炸极限较宽，爆炸下限较低，泄漏到空气中易形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸，燃烧分解产物为CO、CO2。（3）易扩散性。天然气的密度比空气小，泄漏后不易留在低洼处，有较好的扩散性。（4）窒息性。天然气为烃类混合物质，是无色、无臭气体。甲烷无毒，但空气中甲烷浓度过高能使人窒息，当空气中甲烷达到25%30%时，由于使氧含量相对降低而能引发一系列缺氧症状，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作故障等，甚至窒息、昏迷。3.2 火灾、爆炸（1）加气站的输气干线、站内管线、加气机、阀组、汇管、截断阀及安全附件等受外力、沉重物体的压轧、打击、腐蚀等作用，有可能导致管线

25、穿孔、破裂，阀门密闭性不严，管件出现裂纹等，从而引起天然气泄漏，遇火源发生火灾、爆炸事故。（2）设备设施防雷、防静电装置位置、连接方法不正确，防雷、防静电效果达不到设计要求；避雷装置故障或消除静电装置失灵；年久失修接触不良，接地电阻过大等情况存在，均有可能因起不到应有的防雷、防静电作用而引发火灾、爆炸事故的发生。（3）加气站场中的照明装置、供电线路、配电盘等电气设备，若存在设计缺陷、电气线路短路、过载及接触电阻过大等，都有可能导致电火花及电弧的产生，进而引发电气火灾事故。若遇泄漏的天然气，则易引起火灾、爆炸事故。3.3 中毒和窒息天然气属于低毒性，但有窒息性的气体。天然气存在于整个输气管网及站

26、场的主要生产设备中，一旦发生泄漏，若扩散条件不利，则容易导致人员窒息事故的发生。3.4 压力容器爆炸加气母站脱硫、脱水分离器，车载储气瓶均属于压力容器，若存在设计缺陷、设备腐蚀、误操作导致容器超压等情况时，有可能造成容器爆炸事故的发生。3.5 触电对于站场内的照明装置、供电线路、配电盘等电气设备，在进行电气设备操作时，若存在设施受损、老化、绝缘失效或存在缺陷（如电气设备、线路绝缘达不到安全要求，安全防护装置、设施不当，安全间距不足等）以及违章操作等情况时均有可能引起人员触电事故。3.6 物体打击站场内阀组、压缩机、加气机等均为带压设备，若仪表失灵或操作不当，就有可能在压力作用下对操作人员造成物

27、体打击伤害。3.7 车辆伤害加气车辆进出站场时，若管理不善、控制不严，容易发生车辆伤害事故。另外，管理、操作人员及拖车驾驶员也可能因交通事故造成车辆伤害。3.8 噪声与振动噪声与振动主要来自加气站压缩机，长期接触较强噪声会对人体产生不良影响，甚至引起噪声性疾病，还可以诱发神经系统、心血管系统、消化系统的各种疾病。噪声干扰会影响信息交流，听不清谈话或信号，促使误操作发生率上升。3.9 雷电加气站场中设备设施的防雷设施未设置、设置不合理，或防雷设施损坏未及时进行修复，电气设施如果接地不良、布线错误，各供电线路、电源线、信号线、通信线、馈线未安装相应的避雷器或未采取屏蔽措施，都有可能遭受雷击后，造成

28、被雷击物体遭受严重的破坏，电力、电气系统损害以及引发火灾爆炸等事故的发生。3.10 人的因素施工动火及维检修作业危险、有害因素辨识管线、设备、容器内可燃物质处理不干净，相连物料管道未隔开或未完全隔开、阀门内漏及不执行动火规定的安全措施等原因，动火时易发生火灾、爆炸事故；由于作业环境的不同，还可能造成高处坠落、物体打击、车辆伤害、触电事故、中毒窒息等伤害。4 杜城加气站评价单元划分4.1 加气站平面布置加气站设有储气区和天然气压缩机组，包括脱水、脱硫等装置、天然气压缩机及冷却系统等。加气营业区设有加气区、营业站房（含营业室、财务室、值班室、办公室等）、控制室（含高低压变配电室、消防控制系统等）。

29、如图4-1所示图4-1 加气站平面布置图1：脱水塔、脱硫塔、除尘塔、缓冲罐 2：压缩机间 3：水冷器 4：储气瓶组 5：控制室 6：站房 7：加气机4.2 评价单元的划分4.2.1 划分评价单元的目的和意义以整个系统作为评价对象实施评价时，一般按一定原则将评价对象分成若干个评价单元分别进行评价，再综合为整个系统的评价。划分评价单元的目的，是为了方便评价爱工作的进行，提高评价工作的准确性和全面性。将系统划分为不同类型的评价单元进行评价，不仅可以简化评价工作，减少评价工作量，避免遗漏，而且由于能够得出各评价单元危险性（危害性）的比较概念，因此可以避免以最危险单元的危险性（危害性）来表征整个系统的危

30、险性（危害性），夸大整个系统产生危险（危害）的可能，从而提高了评价的准确性，降低了采取对策措施所需的安全投入。4.2.2 评价单元划分的原则和方法 划分评价单元是为评价和评价方法服务的，要便于评价工作的进行，有待提高评价工作的准确性，评价单元一般以生产工艺、工艺装置、物料的特点和特征与危险危害因素的类别、分布有机结合进行划分，还可以按评价的需要将一个评价单元再划分为若干个子评价单元或更细致的单元。 划分评价单元的基本原则： 1）各评价单元的生产过程相对独立 2）各评价单元在空间上相对独立 3）各评价单元的范围相对固定 4）各评价单元之间具有明显的界限 这几项评价单元划分原则并不是孤立的，而是有

31、内在联系的，划分评价单元时应该考虑各方面的因素进行划分。划分评价单元的方法：1)以危险危害因素的类别为主划分评价单元a) 对于工艺方案、总体布置及自然条件和社会环境对系统的影响等综合性的危险、有害因素的分析和评价，宜将整个系统作为一个评价单元。b) 将具有共性危险因素、有害因素的场所和装置化为一个单元。2)以装置和物质特征划分评价单元应用火灾爆炸指数法、单元危险性快速排序法等评价方法进行火灾爆炸危险性评价时，除按照下列具体原则外，还应按照评价方法的有关规定划分评价单元。a) 按工艺装置功能划分，可分为：原料贮存区域；反应区域；产品蒸馏区域；吸收或洗涤区域；中间产品贮存区域；产品贮存区域；运输装

32、卸区域催化剂处理区域；副产品处理区域；废液处理区域；通入装置区的主要配管桥区；其他（过滤、干燥、固体处理、气体压缩等）区域。b) 按布置的相对独立性划分，主要有以下原则：以安全距离、防火墙、防火堤、隔离带等与其他装置隔开的区域或装置部分可作为一个单元；贮存区域没通常以一个或多个防火堤内的贮罐、贮存空间为一个单元。3)按工艺条件划分评价单元按操作温度、压力范围的不同，划分为不同的单元；按开车、加料、卸料、正常运转、添加触剂、检修等不同作业条件划分为不同的单元。4）按贮存、处理的危险物品的潜在化学能、毒性和危险物品的数量划分评价单元，主要有以下两点划分原则：一个贮存区域内（如危险品库）贮存不同危险

33、物品，为了能够正确识别其相对危险性，可划分为不同单元；为避免夸大评价单元的危险性，评价单元中的可燃、易燃、易爆等危险物品的最低限量为2270kg或2.73m，小规模实验工厂的最低限量为454kg或0.545m。5）按事故后果的严重性划分评价单元。根据以往的事故资料，将发生事故时可能导致停产、波及范围大、能造成巨大损失和伤害的关键设备作为一个单元；将危险性大且资金密度大的区域作为一个单元。6）将危险性特别大的区域、装置作为一个单元。4.2.3 杜城加气站安全评价单元划分根据划分评价单元的原则和方法，将该加气站划分为四个单元。第一单元为加气单元，但二单元为处理单元，第三单元为储气单元，第四单元为布

34、局与管理单元，包括电气设施、消防设施以及人员的培训与管理等。如图4-2所示图4-2 加气站评价单元划分图5 安全评价方法的选择5.1 安全评价方法 安全评价方法是对项目（工程）或系统危害因素及其危险危害程度进行分析、评价的方法，是进行定性定量评价的工具。每种评价方法都有其适用范围和应用条件，方法的错误会导致错误的评价结果，因此，进行安全评价时，应根据安全评价对象和要实现的安全评价目标，选择适用的安全评价方法。5.1.1 安全评价定义安全评价也称风险评价或危险评价，它是以实现工程和系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对系统中存在的危险及有害因素等进行辨识与分析，判断工程和系统发生事故和职

35、业危害的可能性及其严重程度，提出安全对策及建议，制定防范措施和管理决策的过程。5.1.2 安全评价的内容1）危险危害因素及重大危险源辨识；2） 重大危险源危害后果分析；3）定性及定量评价；4）提出安全对策措施。5.1.3 安全评价的目的和意义1）安全评价的目的a) 促进实现本质安全化；b) 实现全过程安全控制；c) 建立系统安全的最优方案，为决策者提供依据；d) 为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件。2）安全评价的意义a) 安全评价是安全生产管理的一个必要组成部分；b) 有助于政府安全监督管理部门对生产经营单位的安全生产进行宏观控制；c) 有助于安全投资的合理选择；d) 有助于提高

36、生产经营单位的安全管理水平；e) 有助于生产经营单位提高经济效益。5.1.4 安全评价程序1)准备阶段：明确被评价对象和范围，收集西安市太华路加气站的相关工程和系统的技术资料。2)危险危害因素识别与分析：根据加气站的情况，识别和分析危险危害因素，确定危险危害因素存在的部位、存在的方式、事故发生途径及其变化规律。3)定性及定量评价：在危险危害因素识别和分析的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法。拟对带有气得部分采用道化学法（定量）；而对于加气站的建筑物和附近建筑物采用安全检查表法（定性）。4)提出安全对策措施：根据定性、定量评价结果，提出消除或减弱危险危害因素的技术和管理方面的对策措施及建议

37、。技术方面如进站压力超过站内设计压力时 ,能及时报警并关闭进站总阀。调压组出口压力超过设定值 ,能发出报警并关闭调压组总管阀门 ,对泄漏进行检测和报警。管理方面如加强对站内的安全检查、设备的定期安全检查、人员的安全教育与培训。5)形成评价结论及建议：简要地列出主要危险和有害因素的评价结果，指出工程、系统应重点防范的重大危险危害因素，明确生产经营者应重视的重要安全措施。6)编制安全评价报告：依据安全评价的结果编制相应的安全评价报告。5.2 安全评价方法5.2.1 安全评价方法分类安全评价方法分类的目的是为了根据安全评价对象选择适用的评价方法。安全评价方法的分类方法很多，常用的有按评价结果的量化程

38、度分类法、按评价的推理过程分类法、按针对的系统性质分类法、按安全评价要达到的目的分类法等。1)按评价结果的量化程度分类法 按照安全评价结果的量化程度，安全评价方法可分为定性安全评价方法和定量安全评价方法。 (1)定性安全评价方法。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，安全评价的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。属于定性安全评价方法的有安全检查表、专家现场询问观察法、因素图分析法、事故引发和发展分析、作业条件危险性评价法(格雷厄姆-金尼法或LEC法)、故障类型和影响分析、

39、危险可操作性研究等。 定性安全评价方法的特点是容易理解、便于掌握，评价过程简单。目前定性安全评价方法在国内外企业安全管理工作中被广泛使用。但定性安全评价方法往往依靠经验，带有一定的局限性，安全评价结果有时因参加评价人员的经验和经历等有相当的差异。同时由于安全评价结果不能给出量化的危险度，所以不同类型的对象之间安全评价结果缺乏可比性。 (2)定量安全评价方法。定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律(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，安全评价的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)范

40、围、定量的危险性、事故致因因素的事故关联度或重要度等。 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(或破坏)范围评价法和危险指数评价法。 概率风险评价法。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、故障树分析、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用基本致因因素的事故发生概率来计算整个评价系统的事故发生概率。 伤害(或破坏)范围评价法。伤害(或破坏)范围评价法是根据事故的

41、数学模型，应用计算数学方法，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。液体泄漏模型、气体泄漏模型、气体绝热扩散模型、池火火焰与辐射强度评价模型、火球爆炸伤害模型、爆炸冲击波超压伤害模型、蒸气云爆炸超压破坏模型、毒物泄漏扩散模型和锅炉爆炸伤害TNT当量法都属于伤害(或破坏)范围评价法。伤害(或破坏)范围评价法是应用数学模型进行计算，只要计算模型以及计算所需要的初值和边值选择合理，就可以获得可信的评价结果。评价结果是事故对人员的伤害范围或(和)对物体的破坏范围，因此评价结果直观：、可靠，评价结果可用于危险性分区，同时还可以进一步计算伤害区域内的人员及其人员的伤害程度，以及破坏范围物

42、体损坏程度和直接经济损失。但该类评价方法计算量比较大，一般需要使用计算机进行计算，特别是计算的初值和边值选取往往比较困难，而且评价结果对评价模型和初值和边值的依赖性很大，评价模型或初值和边值选择稍有不当或偏差，评价结果就会出现较大的失真。因此，该类评价方法适用于系统的事故模型和初值和边值比较确定的安全评价。 危险指数评价法。危险指数评价法应用系统的事故危险指数模型，根据系统及其物质、设备(设施)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。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

43、，蒙德火灾爆炸毒性指数评价法，易燃、易爆、有毒重大危险源评价法。 在危险指数评价法中，由于指数的采用，使得系统结构复杂，难以用概率计算事故可能性的问题，通过划分为若干个评价单元的办法得到了解决。这种评价方法，一般将有机联系的复杂系统，按照一定的原则划分为相对独立的若干个评价单元，针对评价单元逐步推算事故可能损失和事故危险性以及采取安全措施的有效性，再比较不同评价单元的评价结果，确定系统最危险的设备和条件。评价指数值同时含有事故发生可能性和事故后果两方面的因素，避免了事故概率和事故后果难以确定的缺点。该类评价方法的缺点是：采用的安全评价模型对系统安全保障设施(或设备、工艺)功能的重视不够，评价过

44、程中的安全保障设施(或设备、工艺)的修正系数，一般只与设施(或设备、工艺)的设置条件和覆盖范围有关，而与设施(或设备、工艺)的功能多少、优劣等无关。特别是忽略了系统中的危险物质和安全保障设施(或设备、工艺)间的相互作用关系，而且，给定各因素的修正系数后，这些修正系数只是简单地相加或相乘，忽略了各因素之间的重要度的不同。因此，使得该类评价方法，只要系统中危险物质的种类和数量基本相同，系统工艺参数和空间分布基本相似，即使不同系统服务年限有很大不同而造成实际安全水平已经有了很大的差异，其评价结果也是基本相同的，从而导致该类评价方法的灵活性和敏感性较差。2)按评价的推理过程分类按照安全评价的逻辑推理过

45、程，安全评价方法可分为归纳推理评价法和演绎推理评价法。归纳推理评价法是从事故原因推论结果的评价方法，即从最基本危险、有害因素开始，逐渐分析导致事故发生的直接因素，最终分析到可能的事故。演绎推理评价法是从结果推论原因的评价方法，即从事故开始，推论导致事故发生的直接因素，再分析与直接因素相关的之间因素，最终分析和查找出致使事故发生的最基本危险、有害因素。3)按评价的目的分类法按照安全评价要达到的目的，安全评价方法可分为事故致因因素安全评价方法、危险性分级安全评价方法和事故后果安全评价方法。事故致因因素安全评价方法是采用逻辑推理的方法，由事故推论最基本危险、有害因素或由最基本危险、有害因素推论事故的

46、评价法，该类方法适用于识别系统的危险、有害因素和分析事故，这类方法一般属于定性安全评价法。危险性分级安全评价方法是通过定性或定量分析给出系统危险性的安全评价方法，该类方法适应于系统的危险性分级，该类方法可以是定性安全评价法，也可以是定量安全评价法。事故后果安全评价方法可以直接给出定量的事故后果，给出的事故后果可以是系统事故发生的概率、事故的伤害(或破坏)范围、事故的损失或定量的系统危险性等。4)按评价的系统性质分类法按评价系统性质的不同，安全评价系统可分为设备（设施或工艺）故障率评价法、人员失误率评价法、物质系数评价法、系统危险性评价法等。由于安全评价不仅涉及自然科学，而且涉及管理学、逻辑学、

47、心理学等社会科学的相关知识，而且安全评价指标及其权值的选取又与生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化背景等因素密切相关，因此，每种评价方法都有一定的适用范围和限度。5.2.2 常用的安全评价方法1）安全检查方法（Safety Review, SR）安全检查方法可以说是第一个安全评价方法，他有时也称为工艺安全审查、设计审查或损失预防审查。安全检查的目的是辨识可能导致事故、引起伤害和重要财产损失或对公共环境产生重大影响的装置条件或操作规程。一般安全检查人员主要包括与装置有关的人员，及操作人员、维修人员、工程师、管理人员、安全员等。2）安全检查表法（Safety Checkl

48、ist Analysis, SCA）安全检查表法将被评价系统剖析，分成若干个单元或层次，列出各单元或各层次的危险因素，然后确定检查项目，把检查项目按单元或层次的组成顺序编制成表格，以提问或现场观察方式确定各检查项目的状况并填写到表格对应的项目上，从而对系统的安全状态进行评价。该方法有充分的时间组织有经验的人员来编写，不会漏掉能导致危险的关键因素;同时该方法简单易懂。但该方法只能作定性的评价，只能对己经存在的对象进行评价，对拟建或在建的对象进行评价，需找到相似或类似的对象。3）预先危险分析法（Preliminary Hazard Analysis, PHA）预先危险分析法用于对危险物质和装置的主

49、要区域进行分析，包括在设计、施工和生产前，对系统中存在的危险性类别、出现条件、事故导致的后果进行分析，其目的是识别系统中的潜在危险，确定其危险等级，防止危险发展成事故。预先危险分析可以达到四个目的：大体识别与系统有关的主要危险；鉴别产生危险的原因；预测事故发生对人员和系统的影响；判别危险等级，并提出消除或控制危险性的对策措施。预先危险分析法通常用在对潜在危险了解较少和无法凭经验觉察的工艺项目的初期阶段。4）故障假设分析方法（Whatif, WI）故障假设分析方法是一种对系统工艺过程或操作过程的创造性分析方法。使用该方法的人员应对工艺熟悉，通过提问（故障假设）的方式来发现可能潜在的事故隐患。5）

50、危险和可操作性研究法（Hazard and Operability Study, HAZOP）危险和可操作性研究法是一种定性的安全评价方法，基本过程以引导词为引导，找出过程中工艺状态的变化（即偏差），然后分析偏差产生的原因、后果及可采取的对策。危险和可操作性研究技术是基于这样一种原理，即背景各异的专家们若在一起工作，就能够在创造性、系统性和风格上相互影响和启发，能够发现和鉴别更多的问题，要比他们独立工作并分别提供工作结果更为有效。危险和可操作性的本质，就是通过系列会议对工艺流程图和操作规程进行分析，有各种专业人员按照规定的方法对偏离设计的工艺条件进行过程危险和可操作性研究。所以，危险和可操作性

51、分析技术和其他安全评价方法的不同之处是其他方法可以由某人单独去做，而危险和可操作性分析则必须由多方面的、专业的、熟练的人员组成的小组来完成。 6）故障类型及影响分析法（Failure Mode Effects Analysis, FMEA）故障类型及影响分析 (FMEA)是风险分析的重要方法之一，在设计阶段，主要是对个系统的各个主要组成部分进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种类型对系统安全所带来的影响，判明故障的严重程度，从而采取防止或消除措施。一般步骤:（1）将系统分割成子系统;(2)分析每个子系统可能发生的失效模式;(3)根据失效模式对系统或子系统影响程度的不同，定性地或半定

52、量地划分成不同的等级。该方法可以搞清系统和设备的所有故障形式及其对系统、功能和人员的影响;对有可能发生的故障类型，提出实际可行的检测方法和手段，为系统和设备的维修提供完善的资料等。由于FMEA通常受到时间、可用资源以及可用必要数据的限制，因此，最好用于早期的危险度分析，它经常与故障树分析相结合一起使用。7）故障树分析法（Fault Tree Analysis, FTA）故障树是一种描述事故因果关系的有方向的“树”，故障树分析法能对各种系统的危险性进行识别评价，既能进行定性分析，又能进行定量分析，具有简明、形象化的特点，体现了以工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。FTA不仅能分析出事故

53、的直接原因，而且能发觉事故的潜在原因，因此在工程或设备的设计阶段，在事故查询或编制新的操作方法时，都可以使用其对他们的安全性作出评价。8）事件树分析法（Event Tree Analysis, ETA）事件树分析法用来分析普通设备故障或过程波动（称为初始事件）导致事故发生的可能性的方法。事故是由典型设备故障或工艺异常引发的结果。与故障树分析不同，事件树分析是使用归纳法，事件树可以提供系统性的记录事故后果的方法，并能确定到之后果的事件与初始事件的关系。事件树分析适用于分析那些产生不同后果的初始事件。事件树强调的是事故可能发生的初始原因以及初始事件对事件后果的影响，事件树的每一个分支都表示一个独立

54、的事故序列，对一个初始事件而言，每一个独立事故序列都清楚的界定了安全功能之间的关系。9) 道化学火灾、爆炸危险指数评价法道(DOW)化学公司火灾、爆炸危险指数评价法是以物质系数为基础，并考虑工艺过程中其他因素如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理、安全装置情况等影响，来计算每个单元危险度数值，然后按数值大小划分危险度级别，以对化工生产过程中固有危险进行度量。火灾、爆炸指数评价方法能真实地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失;确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置;并向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性，使有关人员了解各工艺部分可能造成的损失，并帮助其确定减轻潜在事故的严重性和总损失的有效

55、措施。但该方法不能反映更多的问题，而只能应用于筛选重要的危险源。用DOW指数法进行初步评价后，进一步的安全评价应该是对重大危险源用故障树分析(FTA)，找出导致事故发生的基本原因和事故发生的概率，同时用数理模型算出事故后果。10) 日本化工企业六阶段安全评价法日本六阶段评价法是以道化学公司方法为基础，但对物质系数和修正系数的计算以及分级作了较大改动和简化。整理有关资料并进行研讨，资料包括建厂条件、物质理化特性、工程系统图、各种设备操作要领、人员配备、安全教育计划等;对有关设计和运转的各个项目进行定性评价;把系统或装置分成几个工序，再把工序中各单元的危险度定量化，以其中最大危险度作为本工序的危险

56、度;根据工序评价出的危险度等级，在设备上和管理上采取相应的措施。设备方面的措施有n种安全装置和防灾装置，管理措施有人员安排、教育训练、维护检修等;参照同类装置以往的事故案例评价其安全性，必要的话，反过来再讨论安全措施。属于第n、m级危险度的装置或系统，到此步便认为评价完毕;属于第I级危险度的情况，希望进一步用事故树再评价。11) ICI蒙德火灾、爆炸毒性指标评价法该方法对道化学方法做重要的改进和补充。其中最重要的两个方面是:一是引进了毒性概念，将道化学公司的“火灾爆炸指数”扩展到包括物质毒性在内的“火灾、爆炸、毒性指标”的初期评价，使表示装置潜在危险性的初期评价更加切合实际;二是发展了某些补偿

57、系数(补偿系数小于l)，进行装置现实危险性水平再评价，即进行采取安全对策措施加以补偿后的最终评价。从而使评价较为恰当，也使预测定量化更加具有实用意义。5.3 安全评价方法的选择5.3.1 安全评价方法的选择原则 在进行安全评价时，应该在认真分析和熟悉被评价系统的前提下，选择安全评价方法，选择安全评价方法应遵循充分性、适应性、系统性、针对性和合理性的原则。1）充分性原则在选择安全评价方法之前，应该充分分析被评价系统，掌握足够多的安全评价方法，并充分了解各种安全方法的忧缺点、应用条件和使用范围，同时为安全评价工作准备充分的资料。2）适应性原则选择的安全评价方法应该适应被评价的系统。被评价的系统可能

58、是由多个子系统构成的复杂系统，评价的重点各子系统可能有所不同，各种安全评价方法都有其适应的条件和范围，应该根据系统和子系统、工艺的性质和状态，选择合适的安全评价方法。3）系统性原则安全评价方法与被评价的系统所能提供的安全评价初值和边值条件应形成一个和谐的整体，也就是说，安全评价方法获得的可信的安全评价结果，是必须建立在真实、合理和系统的基础数据之上的，被评价的系统应该能够提供所需的系统化的数据和资料。4）针对性原则所选择的安全评价方法应该能够得出所需要的结果。根据评价目的的不同，需要安全评价提供的结果也有所不同，可能是危险有害因素识别、事故发生的原因、事故发生的概率等，也可能是事故造成的后果、

59、系统地危险性等，安全评价方法能够给出所要求的结果时才能被选用。5）合理性原则应该选择计算过程最简单、所需基础数据最少和最容易获取的安全评价方法，使安全评价工作量和要获得的评价结果都是合理的。5.3.2 安全评价方法的选择过程安全评价方法选择过程有所不同，一般可按图5-1所示的步骤选择安全评价方法。在选择安全评价方法时，应首先详细分析被评价的系统，明确通过安全评价要达到的目标，即通过安全评价需要给出哪些安全评价结果，然后应了解尽量多的安全评价方法，将安全评价方法进行分类整理，明确被评价的系统能够提供的基础数据、工艺参数和其他资料，然后再结合安全评价要达到的目标，选择合适的安全评价方法。图5-1

60、安全评价方法的选择过程5.3.3 杜城加气站安全评价方法选择根据各生产单元生产工艺的特点，结合评价方法的选择原则，各评价单元选用的评价方法如下：第一单元（加气单元）：故障假设分析法；第二单元（处理单元）：危险与可操作性研究法；第三单元（储气单元）：道化学火灾、爆炸指数评价法；第四单元（布局与管理单元）：安全检查表分析法。5.4 选用评价方法的介绍5.4.1 故障假设分析法故障假设分析法（WhatIf Analysis）方法是对某一生产工艺过程或操作过程创造性的分析方法。使用该方法的人员应对工艺熟悉，通过提出一系列“如果怎么办”的问题（故障假设），来发现可能和潜在的事故隐患，从而对系统进行彻底的

61、检查。故障假设分析方法由三个步骤组成，即分析准备、完成分析、编制分析结果文件。1）分析准备。人员组成，小组成员要熟悉生产工艺，有评价危险性的经验并了解分析结果的意义；确定分析目标，首先要考虑以取得什么养的结果为目标，对目标又可进一步加以限定。目标确定之后就要确定分析哪些系统，分析某一系统时应注意与其他系统的相互作用，避免漏掉危险性；准备资料；准备基本问题。2）完成分析。了解情况，准备故障假设问题；按照准备好的问题，从工艺进料开始，一直进行到成品产出为止，逐一提出如果发生某种情况，操作人员应该怎么办的问题，分别得出正确答案，填入分析表中，常见的故障假设分析法分析表形式如表所示表5- 1 故障假设

62、分析法分析表如果怎么办危险性/结果建议/措施3）编制分析结果文件。编制分析结果文件是将分析人员的发现变为消除或减少危险的措施的关键，根据对象的不同要求可对表格内容进行调整。故障假设分析法适用范围很广，可用于设备设计和操作的各个方面（如建筑物、动力系统、原料、中间体、产品、仓库储存、物料的装卸与运输、工厂环境、操作方法和规程、安全管理规程、装置的安全保卫等）。5.4.2 危险与可操作性研究法危险与可操作行研究法（HAZOP）是以系统工程为基础，主要针对化工装置而开发的一种定性的危险性评价法。它以关键词为引导，分析讨论生产过程中工艺参数可能出现的偏差、偏差出现的原因和可能导致的后果，以及这些偏差对

63、整个系统的影响，并有针对性的提出必要的对策措施。HAZOP法的特点是由中间状态参数的偏差开始，找出原因并判断后果，是属于从和中间向两头分析的方法，具体就是通过一系列的分析会议对工艺图纸和操作规程进行分析，在装置的设计、操作、维修等过程中，需要工艺、工程、仪表、土建、给排水等专业的人员一起工作，因此危险与可操作性分析实际上是一个系统工程。HAZOP分析对工艺或操作的特点进行分析，这些特点称为分析节点，又称工艺单元或操作步骤。通过分析每个节点，识别那些具有潜在危险的偏差，这些偏差通过引导词引出。表5-2列出了HAZOP分析常用的引导词。表5-2 HAZOP分析常用引导词及其意义（参考GB 13548-92）引导词意义备注NONE(不或没有)完成这些意图是不可能的任何意图都实现不了，但也没有任何事情发生MORE(过量)数量增加与标准值相比，数量偏大，如温度、压力、流量偏高LESS(减量)数量减少与标准值相比，数量偏小，如温度、压力、流量偏高AS WELL AS(伴随)定性增加所有