【行业标准】 化工企业定量风险评价导则

ICS13.200
备案号：
中华人民共和国安全生产行业标准AQ/T3046—2013
化工企业定量风险评价导则
Guidelines for quantitative risk assessment of chemical enterprises2013-06-08发布
2013-10-01实施
国家安全生产监督管理总局
规范性引用文件
术语和定义
基本程序
定量风险评价项目管理
资料数据收集
危险辨识和评价单元选择
泄漏场景及频率
源项和气云扩散
暴露影响
风险计算，
风险标准..
风险评价，
附录A（规范性附录）定量风险评价基本程序附录B（资料性附录）定量风险评价项目管理次
附录C（规范性附录）评价单元选择方法一危险度评价法，附录D（规范性附录）评价单元选择方法一设备选择数法附录E（资料性附录）源项及气云扩散计算...附录F（资料性附录）探测和隔离系统的判定及相应的泄漏时间附录G（资料性附录）可燃物质释放事件树及点火概率附录H（资料性附录）影响阈值：附录I（规范性附录）死亡概率与概率值对应关系及物质毒性常数.16
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由国家安全生产监督管理总局提出。本标准由全国安全生产标准化技术委员会化学品安全分技术委员会（TC288/SC3）归口。本标准起草单位：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院、化学品安全控制国家重点实验室、国家安全生产监督管理总局化学品登记中心、国家石化项目风险评估技术中心。本标准主要起草人：张海峰、牟善军、白永忠、党文义、武志峰、于安峰、沈郁、韩中枢、赵文芳。1范围
化工企业定量风险评价导则
本标准规定了化工企业定量风险评价过程中的技术要求。本标准适用于化工企业的定量风险评价，不适用于公路运输、铁路运输、水上运输、长输管道等企业外运输设施的定量风险评价
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB18218危险化学品重大危险源辨识GB50160石油化工企业设计防火规范AQ8001
HG20660
安全评价通则
压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类4基于风险检验的基础方法
SY/T6714
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
危险hazard
可能造成人员伤害、职业病、财产损失、环境破坏的根源或状态。3.2
危险辨识hazardidentification采用系统分析方法识别出系统中存在的危险或事故隐患。3.3
失效failure
系统、结构或元件失去其原有包容流体或能量的能力（如泄漏）。3.4
失效频率failurefrequency
失效事件所发生的频率，单位为/年。3.5
失效后果failureconsequence
失效事件的结果，一个事件有一个或多个结果3.6
风险risk
发生特定危害事件的可能性与后果的乘积。3.7
定量风险评价quantitative risk assessment对某一设施或作业活动中发生事故频率和后果进行定量分析，并与风险可接受标准比较的系统方法。3.8
单元unit
具有清晰边界和特定功能的一组设备、设施或场所，在泄漏时能与其他单元及时切断。3.9
故障树分析faulttreeanalysis
故障树又名事故树，它是通过对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（故障树），从而确定系统失效原因的各种可能组合方式及其发生概率。3.10
存量containment
设备或单元可能释放流体量的上限。3.11
常压储罐atmospheric storagetank设计压力小于或等于6.9kPa(罐顶表压)的储罐。3.12
压力储罐pressurized storagetank设计压力大于或等于0.1MPa(罐顶表压)的储罐。3.13
单防罐single containment storagetank带隔热层的单壁储罐或由内罐和外罐组成的储罐。其内罐能适应储存低温冷冻液体的要求，外罐主要是支撑和保护隔热层，并能承受气体吹扫的压力，但不能储存内罐泄漏出的低温冷冻液体。3.14
双防罐double containment storage tank由内罐和外罐组成的储罐。其内罐和外罐都能适应储存低温冷冻液体，在正常操作条件下，内罐储存低温冷冻液体，外罐能够储存内罐泄漏出来的冷冻液体，但不能限制内罐泄漏的冷冻液体所产生的气体排放。
全防罐fullcontainment storagetank由内罐和外罐组成的储罐。其内罐和外罐能适应储存低温冷冻液体，内外罐之间的距离为1m~2m，罐顶由外罐支撑，在正常操作条件下，内罐储存低温冷冻液体，外罐既能储存冷冻液体，又能限制内罐泄漏液体所产生的气体排放。
源项 modeling source term
可能引起急性伤害的触发事件，如危险物质泄漏、火灾、爆炸等。3.17
射流jet
泄漏出来的高速气流与空气混合形成的轴向蔓延速度远大于环境风速的云羽。3.18
事件树分析eventtreeanalysis
事件树分析是根据规则用图形来表示由初因事件可能引起的多事件链，以追踪事件破坏的过程及各事件链发生的概率。
闪火flashfire
在不造成超压的情况下物质云团燃烧时所发生的现象。3.20
池火poolfire
可燃液体泄漏后流到地面形成液池，或流到水面并覆盖水面，遇到火源燃烧而形成池火。3.21
点火源ignition source
能够使可燃物与助燃物（包括某些爆炸性物质）发生燃烧或爆炸的能量源。3.22
蒸气云爆炸
vapor cloudexplosior
当可燃气体（或可燃蒸气）与空气预先混合后，遇到点火源发生点火，由于存在某些特殊原因或条件，火焰加速传播，产生蒸气云爆炸。3.23
喷射火jetfire免费标准下载网bzxz
加压的可燃物质泄漏时形成射流，在泄漏口处被点燃，由此形成喷射火。3.24
火球fireball
大量燃料与周围的空气有限混合后燃烧时所发生的现象。3.25
个体风险individualrisk
个体在危险区域可能受到危险因素某种程度伤害的频发程度，通常表示为个体死亡的发生频率，单位为年。
社会风险
societalrisk
群体（包括职工和公众）在危险区域承受某种程度伤害的频发程度，通常表示为大于等于N人死亡的事故累计频率（F），通常以累积频率和死亡人数之间关系的曲线图（F-N曲线）来表示。3.27
潜在生命损失（PLL）
potentiallossoflife
单位时间某一范围内全部人员中可能死亡人员的数目。3.28
尽可能合理降低原则（ALARP）aslowasreasonablypractice在当前的技术条件和合理的费用下，对风险的控制要做到在合理可行的原则下“尽可能的低”。3.29
probabilityofdeath
死亡概率（P）
表示个体死于暴露下的概率大小，P为0~1之间的无因次数，4
基本程序
定量风险评价包括以下步骤，流程图见附录A：a)准备：
b）资料数据收集：
c）危险辨识：
d)失效频率分析：
e）失效后果分析：
f)风险计算；
g）风险评价：
h）确定评价结论，编制风险评价报告。5定量风险评价项目管理
5.1定量风险评价项目管理主要包括以下步骤，流程图参见附录B.1：a）了解用户需求：
b）确定研究目的和目标；
c）确定研究深度；
d）确定评价规则：
e）制定项目计划；
f)项目执行。
5.2在定量风险评价前，应确定以下评价规则：a）风险度量形式和风险可接受标准：b）数据采集、处理及缺失数据的处理；c）评价数据、假设、过程及结果的记录；d）评价小组组成及培训要求；
e）失效频率的计算方法及原则：f点火概率的计算方法：
g）失效后果的计算方法及原则；h）风险的计算方法及原则：
i）风险评价结果及建议的符合性审查。5.3宜对评价小组成员进行培训，明确定量风险评价小组成员所需的技能及在团队中的职责。小组成员包括但不限于风险评价项目经理、企业主管、工艺/设备工程师、安全工程师/风险分析师及风险评价技术专家等。小组成员的职责及培训内容参见附录B.2。6资料数据收集
6.1一般资料数据
应根据评价的目标和深度确定所需收集的资料数据，包括但不限于表1的资料数据。表1定量风险评价收集的一般资料数据类别
危害信息
设计和运行数据
减缓控制系统
管理系统
自然条件
历史数据
人口数据
6.2人口数据
般资料数据
危险物质存量、危险物质安全技术说明书（SDS）、现有的工艺危害分析（如危险与可操作性分析（HAZOP））结果、点火源等。区域位置图、平面布置图、设计说明、工艺技术规程、安全操作规程、工艺流程图（PFD)、管道和仪表流程图（P&ID）、设备数据、管道数据、运行数据等。探测和隔离系统（可燃气体和有毒气体检测、火焰探测、电视监控、联锁切断等）、消防、水幕等减缓控制系统。
管理制度、操作和维护手册、培训、应急、事故调查、承包商管理、机械完整性管理、变更和作业程序等。
大气参数（气压、温度、湿度、太阳辐射热等）、风速、风向及大气稳定度联合频率现场周边地形、现场建筑物等。事故案例、设备失效统计资料等评价目标（范围）内室内和室外人口分布。人口分布统计时，应遵循以下原则：6.2.1
a）根据评价目标，确定人口统计的地域边界：b）考虑人员在不同时间上的分布，如自天与晚上：c）考虑娱乐场所、体育馆等敏感场所人员的流动性；d）考虑已批准的规划区内可能存在的人口。6.2.2人口数据可采用实地统计数据，也可采用通过政府主管部门、地理信息系统或商业途径获得的数据。6.3点火源
6.3.1化工企业典型点火源分为：a）点源，如加热炉（锅炉）、机车、火炬、人员：b）线源，如公路、铁路、输电线路；c）面源，如厂区外的化工厂、冶炼厂。6.3.2应对评价单元的工艺条件、设备（设施）、平面布局等资料进行分析，结合现场调研，确定最坏事故场景影响范围内的潜在点火源，并统计点火源的名称、种类、方位、数目以及出现的概率等要素。7危险辨识和评价单元选择
7.1危险辨识
7.1.1应按照AQ8001中6.2的规定对评价对象进行系统的危险辨识，识别系统中可能对人造成急性伤亡或对物造成突发性损坏的危险，确定其存在的部位、方式以及发生作用的途径和变化规律。7.1.2危险辨识可采用如下方法
a）系统危险辨识方法，如预先危险分析（PHA）、“如果-怎么样”（What-if）分析、危险与可操作性分析（HAZOP）、故障类型和影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）和事件树分析（ETA）等：b）依据GB18218进行危险化学品重大危险源辨识；c）事故案例分析；
d）其他方法。
7.2评价单元选择
7.2.1根据评价目的，可对辨识出的所有危险单元开展定量风险评价：也可对辨识出的危险单元进行初步评价并选择需要进行定量风险评价的单元，选择的评价单元应能代表评价对象的风险水平。7.2.2评价单元选择可采用如下方法：a）危险度评价法（见附录C)；
b）设备选择数法（见附录D)；
c）其他方法。
泄漏场景及频率
8.1泄漏场景
8.1.1泄漏场景根据泄漏孔径大小可分为完全破裂以及孔泄漏两大类，有代表性的泄漏场景见表2。当设备（设施）直径小于150mm时，取小于设备（设施）直径的孔泄漏场景以及完全破裂场景。表2泄漏场景
泄漏场景
小孔泄漏
中孔泄漏
大孔泄漏
完全破裂
0mm~5mm
5mm~50mm
50mm~150mm
>150mm
代表值
1）设备（设施）完全破裂或泄漏孔径>150mm2）全部存量瞬时释放
8.1.2泄漏场景的选择应考虑设备（设施）的工艺条件、历史事故和实际的运行环境，可采用表3定义的典型泄漏场景。
表3设备（设施）典型泄漏场景
设备（或设施）种类
常压储罐
压力储罐
工艺容器和反应容器
泵和压缩机
换热器
压力释放设施
化学品仓库
爆炸物品储存
泄漏场景
见8.1.10
见8.1.11
8.1.3管线
公路槽车或铁路槽车
运输船舶
管线泄漏场景见8.1.1，并满足以下要求：见8.1.12
见8.1.13
a）对于完全破裂场景，如果泄漏位置严重影响泄漏量或泄漏后果，应至少分别考虑三个位置的完全破裂：
管线前端：
管线中间；
管线末端。
b）对于长管线，宜沿管线选择一系列泄漏点，泄漏点的初始间距可取为50m，泄漏点数应确保当增加泄漏点数量时，风险曲线不会显著变化。8.1.4常压储罐
常压储罐的泄漏场景见表4。
表4常压储罐泄漏场景
泄漏到环境中
储罐类型
孔径泄漏
单防罐
双防罐
全防罐
地下储罐
孔径泄漏
孔径泄漏
完全破裂
孔径泄漏
泄漏到外罐中
孔径泄漏
孔径泄漏
完全破裂
注1：对地下储罐，如果设有限制液体蒸发到环境中的封闭设施，则泄漏场景考虑为地下储罐完全破裂以及封闭设施失效引发的液池蒸发，反之，根据地下储罐类型，考虑为单防罐、双防罐或全防罐的泄漏场景，注2：如果储罐的储存液位变化较大，且对风险计算结果产生重大影响时，可考虑不同液位的概率。注3：对于其他类型的储罐，可根据实际情况选择表4中的场景。8.1.5压力储罐
压力储罐泄漏场景见8.1.1。对于储存压缩液化气体的压力储罐，当储存液位变化较大，且对风险计算结果产生重大影响时，可考虑不同液位的概率。8.1.6工艺容器和反应容器
工艺容器和反应容器的定义见表5，其泄漏场景见8.1.1。对于蒸馏塔附属的再沸器、冷凝器、泵、回流罐、工艺管线等其他相关部件的泄漏场景可按照各自的设备类型考虑。表5工艺容器和反应容器定义
容器内物质只发生物理性质（如温度或相态）变化的容器（不包括8.1.8中的换热器）。容器内物质发生了化学变化的容器。如果在一个容器内发生了物质混合放热，则该容器也应作为一个反应容器。
8.1.7泵和压缩机
蒸馏塔、过滤器等。
通用反应器、釜式反应器、床
式反应器等。
泵和压缩机的泄漏场景取吸入管线的泄漏场景，见8.1.1；当泵或压缩机的吸入管线直径小于150mm时，则最后一种泄漏场景的孔尺寸为吸入管线的直径。8.1.8换热器
换热器泄漏场景见表6。
换热器类型
板式换热器
管式换热器
具体分类
1.危险物质在板间通道内
2.危险物质在壳程
3.危险物质在管程，壳程
设计压力>管程危险物质
的最大压力
4.危险物质在管程，壳程
设计压力≤管程危险物质
的最大压力
5.管程和壳程内同时存在
危险物质，壳程的设计压
力>管程危险物质的最大
6.管程和壳程内同时存在
危险物质，壳程的设计压
力≤管程危险物质的最大
注1：假设泄漏物质直接泄漏到大气环境中，表6换热器泄漏场景
泄漏位置
泄漏场景1
板间危险物
质泄漏
壳程内危险
物质泄漏
管程内危险
物质泄漏
管程内危险
物质泄漏
壳程内危险
物质泄漏
管程内危险
物质泄漏
壳程内危险
物质泄漏
管程内危险
物质泄漏
注2：其他换热器可按表6的具体分类进行泄漏场景设置。8.1.9压力释放设施
5mm孔径泄漏
5mm孔径泄漏
一条管道
5mm孔径泄漏
5mm孔径泄漏
5mm孔径泄漏
一条管道
5mm孔径泄漏
泄漏场景2
25mm孔径
25mm孔径
条管道
25mm孔径
25mm孔径
25mm孔径
条管道
25mm孔径
泄漏场景3
100mm孔
径泄漏
100mm孔
径泄漏
一条管道
100mm孔
径泄漏
100mm孔
径泄漏
条管道
泄漏场景4
10条管道
10条管道
10条管道
10条管道
当压力释放设施的排放气直接排入大气环境中，应考虑压力释放设施的风险，其场景可取压力释放设施以最大释放速率进行排放。8.1.10化学品仓库
化学品仓库宜考虑物料在装卸和存储等处理活动中，由毒性固体的释放、毒性液体的释放或火灾造成的毒性风险。
8.1.11爆炸物品储存
爆炸物品储存应考虑储存单元发生爆炸和火灾两种场景。在储存单元内发生爆炸，采用储存单元爆炸场景。如果爆炸不会发生，采用储存单元火灾场景。8.1.12公路槽车或铁路槽车
企业内部公路槽车或铁路槽车的泄漏场景应考虑槽车自身失效引起的泄漏和装卸活动导致的泄漏。泄漏场景见表7。
表7公路槽车或铁路槽车泄漏场景设备（设施）
公路槽车或铁路槽车
装卸软管
装卸臂
8.1.13运输船舶
泄漏场景
1）孔泄漏，孔直径等于槽车最大接管直径2）槽车破裂
企业内部码头运输船舶的泄漏事件应考虑装卸活动和外部影响（冲击），泄漏场景见表8。装卸臂
（设施）
气体罐（运输船上的）
半冷冻式罐
单壁液体罐
双壁液体罐
表8运输船舶泄漏场景
泄漏场景
装卸活动
外部影响（冲击）
外部影响（冲击）
外部影响（冲击）
外部影响（冲击）
注1：外部影响如船舶碰撞引起的泄漏由具体情况确定，可不考虑罐体完全破裂。如果船停泊在港口外，外部碰撞造成的泄漏可不考虑。
注2：如果装卸臂由多根管道组成，装卸臂的完全破裂相当于所有管道同时完全破裂。8.2泄漏频率
8.2.1泄漏频率可使用以下数据来源：a）适用于化工行业的失效数据库；b）企业历史统计数据；
c）基于可靠性的失效概率模型：d）其他数据来源。
8.2.2泄漏频率数据选择应考虑以下事项：a）应确保使用的失效数据与数据内在的基本假设相一致；b）使用化工行业数据库时，宜考虑下列因素对泄漏频率的影响：减薄：
衬里：
外部破坏；
应力腐蚀开裂：
高温氢腐蚀；
机械疲劳（对于管线）；
脆性断裂：
其他引起泄漏的危害因素。
如果使用企业历史统计数据，则只有该历史数据充足并具有统计意义时才能使用8.2.3可考虑企业工艺安全管理水平对泄漏频率的影响，可采用SY/T6714中8.4条的规定进行修正。8.2.4当8.1中泄漏场景发生的频率小于108/年或事故场景造成的死亡概率小于1%时，在定量风险评价时可不考虑这种场景。
源项和气云扩散
源项和气云扩散计算
源项和气云扩散的计算应考虑以下情形：9.1.1
a）泄漏（释放)；
b）闪蒸和液池蒸发；
c）射流和气云扩散：
d）火灾：
e）爆炸。
9.1.2在选择源项和气云扩散模型时，应考虑泄漏物质的特性。模型及相关计算条件的科学性已得到试验数据验证或模型比较研究论证等，源项和气云扩散的计算模型参见附录E。9.2泄漏
9.2.1对每一个泄漏场景应选择一个合适的泄漏模型，不同泄漏场景的泄漏速率计算方法参见附录E.1。9.2.2泄漏位置应根据设备（设施）实际情况而确定。在工艺容器或反应容器中，当容器内同时存在气相和液相时，应模拟气相泄漏和液相泄漏两种场景。9.2.3泄漏方向应根据设备安装的实际情况确定。如果没有准确的信息，泄漏方向宜设为水平方向，与风向相同。对于地下管道，泄漏方向宜为垂直向上。9.2.4泄漏一般考虑为无阻挡释放，以下两种情况宜考虑泄漏位置附近的地面或者物体的阻挡作用：a）L，/L，小于0.33，L。为泄漏点到阻挡物的距离，L为自由喷射长度，见式（1)：L,=12xuo×bo/uar..(1)
式中：
uo—源处的喷射速度，单位为m/s:bo源半径，单位为m；
uair—平均环境风速，单位为m/s，通常取5m/s。b）对所有可能的释放方向，L/L，小于0.33的概率P,大于0.5，在这种情况下，频率为f的泄漏场景应分成两个独立的泄漏场景：频率P,Xf的有阻释放和频率为（1-P）Xf的无阻挡释放。9.2.5最大可能泄漏量
最大可能泄漏量取a）和b）的较小值：a）泄漏设备单元中的物料加上相连设备截断前可流入到泄漏设备单元中的物料，设定流入速度等于泄漏速度；
b）泄漏设备及相连单元内所有的物料量。泄漏设备及相连单元内所有的物料量应根据实际运行数据确定，当缺乏数据时可采用SY/T6714中7.4条推荐的方法进行估算。9.2.6有效泄漏时间的确定
9.2.6.1在确定有效泄漏时间时，应考虑如下因素：a）设备和相连系统中的存量；
b）探测和隔离时间；
可能采取的任何反应措施。
应对每个泄漏场景的有效泄漏时间逐个确认，有效泄漏时间可取如下三项中的最小值：9.2.6.2
最大可能泄漏量与泄漏速率的比值；c）基于探测及隔离系统等级的泄漏时间，参见附录F。9.3闪蒸和液池蒸发
9.3.1过热液体泄漏计算应考虑闪蒸的影响，闪蒸计算参见附录E.2。9.3.2液池扩展应考虑地面粗糙度、障碍物以及液体收集系统等影响，如果存在围堰、防护堤等拦蓄区且泄漏的物质不溢出拦蓄区时，液池最大半径为拦蓄区的等效半径9.4扩散
9.4.1计算扩散时，应至少考虑以下两种情况：a）射流。对于射流需确定喷射高度或距离。b）大气扩散。大气扩散计算应考虑实际气体特性，根据扩散气体的初始密度、Richardson数等条件选择重气扩散或非重气扩散。
9.4.2室内的容器、油罐和管道等设备泄漏，应考虑建筑物对扩散的影响，选择模型时应考虑以下情况：a）建筑物不能承受物质泄漏带来的压力，可设定物质直接释放到大气中。b）建筑物可承受物质泄漏带来的压力，则室外扩散源项应考虑建筑物内的源项以及通风系统的影响9.4.3在计算扩散时，宜选择稳定、中等稳定、不稳定、低风速、中风速和高风速等多种天气条件。当使用Pasquill大气稳定度（参见附录E.3）时，可选择以下六种天气类别，见表9。
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