1、第五章第五章 系统安全评价技术系统安全评价技术pp安全评价安全评价(Safety Assessment)(Safety Assessment)(又称风险评价又称风险评价Risk Risk Assessment) Assessment) ，是对系统或作业中固有的或潜在的，是对系统或作业中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评估，并以既定危险及其严重程度所进行的分析和评估，并以既定指数、等级或概率值做出定量的表示。指数、等级或概率值做出定量的表示。pp安全评价安全评价是以实现工程、系统安全为目的，应用安是以实现工程、系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危全系统工
2、程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断工程、系统发险、有害因素进行辨识与分析，判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。（摘自制定防范措施和管理决策提供科学依据。（摘自安全评价通则安全评价通则 ）一、安全评价技术概述一、安全评价技术概述vv安全评价技术发展概况安全评价技术发展概况vv安全评价的基本原则安全评价的基本原则vv安全评价的目的安全评价的目的vv安全评价的意义安全评价的意义vv安全评价的特点安全评价的特点vv安全评价的分类安全评价的分类二、安全评价的程序及方法
3、二、安全评价的程序及方法1.1.安全评价的基本程序安全评价的基本程序uu准备阶段：准备阶段：明确被评价对象和范围，收集国内外相关法律明确被评价对象和范围，收集国内外相关法律法规、技术标准及工程、系统的技术资料。法规、技术标准及工程、系统的技术资料。uu危险、有害因素辨识与分析危险、有害因素辨识与分析 ：根据被评价的工程、系统的根据被评价的工程、系统的情况，辨识和分析危险、有害因素，确定危险、有害因素情况，辨识和分析危险、有害因素，确定危险、有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律。即通过一定的手段测定、分析和判明危险，包括：
4、（律。即通过一定的手段测定、分析和判明危险，包括：（1 1）固有和潜在的危险（）固有和潜在的危险（2 2）可能出现的新的危险（）可能出现的新的危险（3 3）在一）在一定条件下转化生成的危险。定条件下转化生成的危险。uu定性、定量评价：定性、定量评价：把危险的项目通过定量化处理，确定发把危险的项目通过定量化处理，确定发生的概率和危险的程度。在危险、有害因素辨识和分析的生的概率和危险的程度。在危险、有害因素辨识和分析的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法，对工程、基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法，对工程、系统发生事故的可能性和严重程度进行定性、定量评价。系统发生事故的可能性和严重程度进
5、行定性、定量评价。uu安全对策措施：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、根据定性、定量评价结果，提出消除或减弱危险、有害因素的技术和管理措施及建议。即为消除危险有害因素的技术和管理措施及建议。即为消除危险所采取的技术措施和管理措施。包括采取消除避开所采取的技术措施和管理措施。包括采取消除避开、限制、转换等措施。、限制、转换等措施。uu安全评价结论及建议：安全评价结论及建议：简要列出主要危险、有害因素的评价结果，指出工简要列出主要危险、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因素，明确生产经程、系统应重点防范的重大危险因素，明确生产经营者应重视的重要安全措施综
6、合评价：通过采取系营者应重视的重要安全措施综合评价：通过采取系统分析与评价方法，进行概率危险程度和危险等级统分析与评价方法，进行概率危险程度和危险等级的评定。然后，与既定的安全指标和标准比较，以的评定。然后，与既定的安全指标和标准比较，以求判明所达到的水平。求判明所达到的水平。uu安全评价报告的编制：安全评价报告的编制：依据安全评价的结果编制相应的安全依据安全评价的结果编制相应的安全评价报告评价报告。二、安全评价的程序及方法二、安全评价的程序及方法2.2.安全评价的内容安全评价的内容安全评价安全评价危险性确认危险性确认危险性评价危险性评价危险的查出危险的查出（检查）（检查） 1 1、新的危险、
7、新的危险 2 2、危险性的、危险性的变化变化危险的定量危险的定量化（确认）化（确认）1. 1. 事故发生事故发生的概率的概率2 2事故的损事故的损害程度害程度危险的排除危险的排除（措施）（措施）1. 1.采取措施消除和采取措施消除和降低危险性降低危险性2. 2.采取措施前后的采取措施前后的比较比较允许界限允许界限（评价标准）（评价标准）社会对危险的允社会对危险的允许界限许界限再再评价评价二、安全评价的程序及方法二、安全评价的程序及方法3.3.安全标准安全标准uu经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的（期盼的）安全程度，需要有一个界限、目标或（期盼的
8、）安全程度，需要有一个界限、目标或标准进行比较，这个标准称之为安全标准。标准进行比较，这个标准称之为安全标准。uu安全标准的确定主要取决于一个国家、行业或部安全标准的确定主要取决于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安全科学发展的水平。门的政治、经济、技术和安全科学发展的水平。uu确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较法，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计法，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计分析，确定使用一定范围的安全标准。分析，确定使用一定范围的安全标准。二、安全评价的程序及方法二、安全评价的程序及方法4.4.安全评价方法安全评价方
9、法主要有指数评价方法、概率风险评价方法、主要有指数评价方法、概率风险评价方法、综合评价法和数值模拟与人工智能方法等。综合评价法和数值模拟与人工智能方法等。（一）（一）指数评价方法指数评价方法 ：rr美国的美国的DOWDOW化学公司的火灾爆炸指数法、英国帝化学公司的火灾爆炸指数法、英国帝国化学公司（国化学公司（ICIICI）蒙德（）蒙德（MONDMOND）工厂的蒙德评）工厂的蒙德评价法、日本化工企业的六阶段安全评价法、中国价法、日本化工企业的六阶段安全评价法、中国化工厂危险程度分级法、均为指数法化工厂危险程度分级法、均为指数法 。rr指数评价法使用方便，适用于像化工厂这样多种指数评价法使用方便，
10、适用于像化工厂这样多种灾害并存结构复杂且隐患概率及其后果模型难以灾害并存结构复杂且隐患概率及其后果模型难以确定的领域。确定的领域。 1. 1. 火灾爆炸危险指数评价法火灾爆炸危险指数评价法pp 是用火灾爆炸危险指数作为评价化工工艺过程，生产装置是用火灾爆炸危险指数作为评价化工工艺过程，生产装置及贮罐等的危险程度的指标，对工艺设备中潜在的火灾、及贮罐等的危险程度的指标，对工艺设备中潜在的火灾、爆炸和活化反应的危险性进行的有步骤的客观评价。爆炸和活化反应的危险性进行的有步骤的客观评价。pp 特点：特点：分析中采用的分析中采用的定量指标定量指标是根据历史上的事故数据，是根据历史上的事故数据，被分析物
11、质的潜在能量和已采取的事故防止措施确定的。被分析物质的潜在能量和已采取的事故防止措施确定的。 pp 目的：目的：（1 1）是要定量地描述火灾、爆炸事故的可能损失。）是要定量地描述火灾、爆炸事故的可能损失。（2 2）确认哪些极有可能引起或扩大事故损失的设施。）确认哪些极有可能引起或扩大事故损失的设施。（3 3）使领导部门及时了解潜在的火灾爆炸危险。）使领导部门及时了解潜在的火灾爆炸危险。（4 4）进一步确定最佳的事故防止方案，最大限度地减少）进一步确定最佳的事故防止方案，最大限度地减少 事故的严重性和损失程度。事故的严重性和损失程度。1)1)火灾爆炸危险指数评价法基本程序火灾爆炸危险指数评价法基
12、本程序准备资料准备资料vv装置或工厂的设计方案；装置或工厂的设计方案；vv火灾、爆炸指数危险度分级表；火灾、爆炸指数危险度分级表；vv火灾、爆炸指数计算表；火灾、爆炸指数计算表；vv安全措施补偿系数表；安全措施补偿系数表；vv工艺单元风险分析汇总表；工艺单元风险分析汇总表；vv工厂风险分析汇总表；工厂风险分析汇总表；vv有关装置的更换费用数据有关装置的更换费用数据1 1）选择工艺（评价）单元）选择工艺（评价）单元vv首先应充分了解所评价工厂设备间的逻辑关系，首先应充分了解所评价工厂设备间的逻辑关系，然后再进行单元划分，而且只选择那些然后再进行单元划分，而且只选择那些从损失到从损失到预防角度影响
13、比较大的、预防角度影响比较大的、对工艺有影响的单元进对工艺有影响的单元进行评价。行评价。选择单元时应考虑的问题选择单元时应考虑的问题：vv潜在化学能（物质系数）；潜在化学能（物质系数）；vv工艺单元中危险物质的数量；工艺单元中危险物质的数量；vv资金密度（每平方米美元数）；资金密度（每平方米美元数）；vv操作压力和操作温度；操作压力和操作温度；vv导致火灾、爆炸事故的历史资料；导致火灾、爆炸事故的历史资料；vv对装置操作起关键作用的单元对装置操作起关键作用的单元2)2)确定物质系数确定物质系数vv物质系数是最基础的数值，也是表述由燃烧或化学反应物质系数是最基础的数值，也是表述由燃烧或化学反应引
14、起的火灾、爆炸过程中潜在能量释放的尺度（引起的火灾、爆炸过程中潜在能量释放的尺度（物质的物质的可燃性和化学活性可燃性和化学活性）。）。3)3)确定工艺单元危险系数（确定工艺单元危险系数（F F3 3） F F3 3 F F1 1 F F2 2vv工艺单元危险系数值是由一般工艺单元危险系数（工艺单元危险系数值是由一般工艺单元危险系数（ F F1 1 ）与特殊工艺危险系数（与特殊工艺危险系数（ F F2 2 ）的乘积，）的乘积，vv一般工艺危险系数是确定事故危险程度（一般工艺危险系数是确定事故危险程度（事故损失大小事故损失大小）的主要因素；包括放热、吸热反应、物料处理和输送）的主要因素；包括放热、
15、吸热反应、物料处理和输送、封闭单元或室内单元、通道、排放和泄漏。、封闭单元或室内单元、通道、排放和泄漏。vv特殊工艺危险系数是导致事故发生（特殊工艺危险系数是导致事故发生（发生概率发生概率）的主要）的主要原因。包括毒性物质、负压物质、在爆炸极限范围内或原因。包括毒性物质、负压物质、在爆炸极限范围内或其附近的操作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不其附近的操作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不稳定物质的数量、腐蚀、泄漏、明火设备、热油交换系稳定物质的数量、腐蚀、泄漏、明火设备、热油交换系统、转动设备。统、转动设备。4)4)确定火灾、爆炸危险指数（确定火灾、爆炸危险指数（F&EIF&EI）vv火
16、灾、爆炸危险指数用来估计生产过程中的事故可能造成火灾、爆炸危险指数用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。各种危险因素如反应类型、操作温度、压力和可的破坏。各种危险因素如反应类型、操作温度、压力和可燃物的数量等表征了事故发生概率、可燃物的潜能以及由燃物的数量等表征了事故发生概率、可燃物的潜能以及由工艺控制故障、设备故障、振动或应力疲劳导致的潜能释工艺控制故障、设备故障、振动或应力疲劳导致的潜能释放的大小。放的大小。vv火灾爆炸危险指数是工艺单元危险系数与物质系数的乘积火灾爆炸危险指数是工艺单元危险系数与物质系数的乘积，即，即F&EIF&EIF F3 3MFMFF&EI危等16061969712
17、7128158159最中等很大非常大5)5)确定安全措施补偿系数确定安全措施补偿系数C Cvv任何一个化工厂或建筑物在建造时，都应考虑使任何一个化工厂或建筑物在建造时，都应考虑使一些基础的设计特征符合有关规范和标准，还应一些基础的设计特征符合有关规范和标准，还应根据实际情况和经验考虑到安全措施的要求，以根据实际情况和经验考虑到安全措施的要求，以预防严重事故的发生，降低事故的概率和危害。预防严重事故的发生，降低事故的概率和危害。vv安全措施可分为三类：安全措施可分为三类：C C1 1工艺控制；工艺控制； C C2 2 危危险物质隔离；险物质隔离； C C3 3 防火设施。防火设施。vvC= CC
18、= C1 1 C C2 2 C C3 36)6)确定暴露面积（影响区域）确定暴露面积（影响区域）vv用火灾、爆炸指数乘以用火灾、爆炸指数乘以0.840.84即可求出暴露半径即可求出暴露半径R R（英尺），继而求出暴露区域面积。（英尺），继而求出暴露区域面积。7)7)影响区域内财产的更换价值影响区域内财产的更换价值vv更换价值原来成本更换价值原来成本0.82 0.82 价格增长系数价格增长系数8)8)确定危害系数确定危害系数vv危害系数由单元危险系数（危害系数由单元危险系数（F3F3）和物质系数（）和物质系数（MFMF）按计算图来确定，最大值为）按计算图来确定，最大值为8.08.0。9)9)基本
19、最大可能财产损失（基本基本最大可能财产损失（基本MPPDMPPD）vv基本基本MPPDMPPD暴露区域的更换价值暴露区域的更换价值 危害系数危害系数10)10)实际最大可能的财产损失值（实际实际最大可能的财产损失值（实际MPPDMPPD）vv实际实际MPPDMPPD基本基本MPPD MPPD CC11)11)确定最大可能损失天数（确定最大可能损失天数（MPDOMPDO）vv估算最大可能工作日损失是为了评价停产损失，估算最大可能工作日损失是为了评价停产损失，可根据实际的可根据实际的MPPDMPPD从计算图中计算出来。从计算图中计算出来。12)12)停产损失（停产损失（BIBI）vv根据造成损失的
20、大小确定其安全程度根据造成损失的大小确定其安全程度ICI MONDICI MOND法法vv肯定了道化学公司评价法，但在其基础上做了重要肯定了道化学公司评价法，但在其基础上做了重要的改进和扩充。考虑对系统安全的影响因素方面更的改进和扩充。考虑对系统安全的影响因素方面更加全面，更注意系统性，而且注意到在采取措施、加全面，更注意系统性，而且注意到在采取措施、改进工艺以后根据反馈的信息修正危险性指数，突改进工艺以后根据反馈的信息修正危险性指数，突出了动态特性。扩充内容如下：出了动态特性。扩充内容如下：vv增加了毒性的概念和计算；增加了毒性的概念和计算；vv发展了某些补偿系数；发展了某些补偿系数；vv增
21、加了几个特殊工程类型的危险性；增加了几个特殊工程类型的危险性；vv能对较广范围内的工程及储存设备进行研究。能对较广范围内的工程及储存设备进行研究。日本六步式安全评价法日本六步式安全评价法vv首先出现在日本化工企业。首先出现在日本化工企业。19761976年日本劳年日本劳动省公布了动省公布了“ “化工企业六步骤安全评价法化工企业六步骤安全评价法” ”，各化工厂贯彻执行。它集中了定性和定，各化工厂贯彻执行。它集中了定性和定量评价的双重内容，是一种考虑比较周全量评价的双重内容，是一种考虑比较周全的评价方法。的评价方法。vv对于新建、改建或扩建的化工厂中各种容对于新建、改建或扩建的化工厂中各种容器、塔
22、、槽、化学品的制造和贮运设施的器、塔、槽、化学品的制造和贮运设施的安全评价。安全评价。（二）（二）概率风险评价方法概率风险评价方法 通过综合分析系统最基本单元元件的性能及其致灾结通过综合分析系统最基本单元元件的性能及其致灾结构关系，推算整个系统发生事故的概率，通过对灾害构关系，推算整个系统发生事故的概率，通过对灾害后果的估计，来综合反映系统的危险程度，并同既定后果的估计，来综合反映系统的危险程度，并同既定的目标值比较，判定是否达到预期的安全要求；或者的目标值比较，判定是否达到预期的安全要求；或者，将危险概率值划分为若干等级，作为系统安全评价，将危险概率值划分为若干等级，作为系统安全评价及制定安
23、全措施的依据。及制定安全措施的依据。（三）（三）综合评价法综合评价法综合评价法包括常规评价、模糊评价等方法，是目前综合评价法包括常规评价、模糊评价等方法，是目前应用比较广泛的安全评价技术。综合安全评价方法中应用比较广泛的安全评价技术。综合安全评价方法中的模糊综合评价为多因素和多层次分析方法，在解决的模糊综合评价为多因素和多层次分析方法，在解决多因素指标综合为一个或若干个指标的评价过程中有多因素指标综合为一个或若干个指标的评价过程中有着其它方法不可比拟的优势；缺陷是因素权重的定权着其它方法不可比拟的优势；缺陷是因素权重的定权和变权问题的处理，这是关键问题所在。和变权问题的处理，这是关键问题所在。
24、 1）累计加分法 将评价各项所得的分值，采用加法累计，然后按其分值大小，决定名次排序。该法简单易行，但忽视了主要项目的决定作用。2）算术平均法 将评价各项所得的分值，累加并用项目数去除，得平均分数，按大小决定名次排序。该法也较简单，也忽视了主要项目的决定作用。3）连乘法 将评价各项所得的分数连乘，按连乘积大小决定名次排序，值最大为优。 优点：当某评价指标得分为零时，则该评价对象的总分为零，立即被否定；不同指标得分高低的差距大小，在该评价对象的总分中得到明显反应。 缺点：仍然不能突出主要项目的决定作用。4）连乘开方法 将n个项目的得分连乘积再开n次方，评价效果和缺点均同连乘法。5）加权和法 对各
25、评价项目按其重要程度分配权数乘各项目得分求和，按得分多少决定名次排序，得分最高者为优。1 1、一般综合评价法、一般综合评价法p 对于一个多因素、多变量、多层次的人、机、环境系统，在进行综合评价时，往往要考虑多种因素，且不同因素间存在不同的层次，所以需要采用多层次综合评价方法去进行分析和评价。p 该方法运用模糊数学知识，对系统中多个相互影响的因素进行的综合评价。能够综合考虑到影响系统安全的各种因素，将评价因素的各项指标进行量化处理，从而做出科学合理的安全分析评价。p 模糊综合评价方法是一种间接法，为了求出各因素的隶属函数，必须把各项指标值进行特征化处理，会不同程度地丢失信息，使原来的白化值反而变
26、成一个区间的模糊值p 评价步骤： 1）建立因素集； 2）建立权重集； 3）建立评价集； 4）构造评价矩阵； 5）进行模糊综合评价。p 评价模型有：一级模型和多级模型2 2、模糊综合评价方法、模糊综合评价方法p针对模糊综合评价法，会将原来的白化值变成一个区间的模糊值，给评价带来误差。灰色综合评价的实质是利用灰色关联度作为测度的一种综合评价方法，是一种直接法。它充分利用了已有的白化信息，减少评价误差，使评价工作更科学，更符合实际。p灰色综合评价步骤： 1）构造指标值特征矩阵； 2）定性指标定量化； 3）规范化处理； 4）确定指标权重； 5）灰关联度分析； 6）灰色综合评判。3 3、灰色综合评价法、
27、灰色综合评价法a.a.制定定性指标集的评分标准，制定定性指标集的评分标准，b.b.组织评分者评分并给出评价样组织评分者评分并给出评价样 本矩阵，本矩阵，c.c.确定评价灰类，确定评价灰类，d.d.计算灰色评价系数，计算灰色评价系数，e.e.计算灰类评价权矩阵，计算灰类评价权矩阵，f .f .计算评价指标分值计算评价指标分值vv定义定义X Xi i与与X X0 0在在t t时刻的关联系数为：时刻的关联系数为： （i=1,2,-,n;k=1,2,-,m)i=1,2,-,n;k=1,2,-,m)vv式中式中vv定义定义例：某矿井下三个不同作业地点例：某矿井下三个不同作业地点1 1、2 2、3 3的环
28、境的环境“ “四要素四要素” ”数据如表所列。试用灰色综合评价方法评价其优劣。数据如表所列。试用灰色综合评价方法评价其优劣。 地点地点指指温度温度湿度湿度噪声噪声dBdB照度照度lxlx1 122.422.492.492.478781191192 222.322.394.894.884841371373 327.527.5969691918282pp根据已知条件确定最优指标集及最优指标集与各子因素组根据已知条件确定最优指标集及最优指标集与各子因素组成的矩阵；成的矩阵；pp对矩阵按列进行无量纲化处理（均值化）；对矩阵按列进行无量纲化处理（均值化）；pp计算各指标的灰色关联系数；计算各指标的灰色关
29、联系数；pp确定因素评价矩阵；确定因素评价矩阵；pp根据专家法确定权重；根据专家法确定权重；pp计算灰色关联度，得出评价结果。计算灰色关联度，得出评价结果。结束与展望结束与展望pp尽管各种方法制定了庞大的指标体系，但其评价尽管各种方法制定了庞大的指标体系，但其评价结果和系统的实际情况相差甚远，其主要的原因结果和系统的实际情况相差甚远，其主要的原因是为了提高方法的操作性而人为地简化了客观系是为了提高方法的操作性而人为地简化了客观系统的结果。统的结果。pp随着先进技术的采用，用数值方法确定发生频率随着先进技术的采用，用数值方法确定发生频率及后果的严重度已成为可能。借助于数据库技术及后果的严重度已成为可能。借助于数据库技术和人工智能方法使得庞及的实际系统直接进入评和人工智能方法使得庞及的实际系统直接进入评价模型已成为可能。价模型已成为可能。pp评价模型的基本因素参数的数值法计算与总体评评价模型的基本因素参数的数值法计算与总体评价过程的计算机化已成为目前安全评价方法的发价过程的计算机化已成为目前安全评价方法的发展方向。展方向。
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