导致火灾、爆炸或毒物泄漏事故的发生,只具有危险物质是不够的,一定伴随一些事件发生。这些事件可分为1)引发事件(最初原因)2)中间事件,中间事件可进一步分为传播性事件(会进一步向事故方向发展)和良性事件(即部分或全部纠正异常情况),只有存在一些引发事件和中间事件,锁链可升级为非期望事件(即事故)。一些引发事件和传播性事件如下列:
设计失误
建造错误
设备功能失调
工艺参数偏离正常操作值
容器损坏
公用设施损坏
人员失误
维护不善或没有维护
自然因素
故意破坏
良性事件有:
工艺参数偏差早期检测
操作人员正确改正
压力泄放设施启动
喷淋系统启动
安全系统启动
备用系统启动
火灾监测系统启动
火灾控制系统启动
破坏单元的隔离
反应计划的实施
其它良性事件
有许多方法可进行全面检查。小组可根据一些工艺设计和安全文件进行辨识分析。例如:
工艺流程图
仪表管道图
操作规程
物质安全数据单
控制逻辑图
有些方法用于辨识常见的风险状况,例如检查表、危险预分析、道(DOW)化学指数法。另一些更适合于确定导致事故发生的序列和可能发生什么事故的分析方法,例如“如果-怎么办”、失效模式及其重度影响分析、危险与可操作性研究、事件树和事故树分析。两种类型方法对于完整的风险辨识都是必须的。
计划小组的主要任务是根据计划的大小、复杂程度和危险类型决定采取最适合的方法。此外,小组在进行调查或进一步计划过程前,可将此项任务交给更有经验的专业人员。
1.2频率分析
完成风险分析不只是辨识出工厂中的危险,还需要确定事故发生的概率。这常称为频率分析,因为概率常表示为事故发生的频率。
现在有许多频率分析办法。一方面,有对事件发生频率的定性评定(例如,很可能、可能、不可能和极不可能)。另一方面,有对某一事件概率的定量描述。这种概率可表示为简单事件的离散概率函数或不同结果的连续概率分布函数。例如,由于破裂造成液体从储罐中的泄漏量与储罐的灌装量、裂口大小、裂口位置有关。泄漏量可以是0到总储存量之间的任何数值。从概率理论讲,可确定出泄漏大小与发生概率之间的数学关系。可是这个概率不是一个单独数值,它是连续分布函数。就是这样也可确定出泄漏量(随机变量)一定范围内的有限积累概率。例如,可计算出泄漏量从15000kg到90000kg之间的概率,约是1/50000年。
风险辨识和定量频率分析可称为定量风险分析。但并不是所有分析都采用这种方法。通常在整个风险分析的不同阶段,使用不同的方法。“如果-怎么办”、危险与可操作性研究、失效模式与严重性分析、事故树分析用于识别导致事故发生的可能事件。定量技术如定量事故树分析和事件树分析,与历史事故数据结合使用,可以进行一个完整的定量危险评估。
显然使用这些技术需要掌握基本方法和具有一定经验。因此,这些分析方法应该由专门技术人员进行,也许需要计划小组专门聘请专家来进行。同时也要注意并不是所有情况都需要采用最复杂、严密的方法。
2后果分析
后果分析是针对所辨识出可能发生的事故对易受伤害区域造成后果的估算。也就是,假定某一事故发生,确定出它对工厂、人员和邻近地区大众的影响。这需要对所有风险分析中的可能出现的事故场景都进行分析。
后果分析一般分两步。第一步确定描述事故造成易受影响地区危险的主要参数。例如在毒气泄漏事故中,主要参数是空气中有毒物的浓度和暴露时间。由于它们决定了暴露区人员受影响的大小,首先要分析泄漏发生后影响区内任意时间的毒物浓度。显然此项工作是有难度的,因为它要求了解毒气在大气中是如何运动和扩散机理。现在有一些描述泄漏和扩散的数学模型,可预测泄漏化学物质在大气中浓度,它需要已知一些参数如泄漏时间和泄漏量、泄漏化学物的物化特性、气象条件以及其它相关参数。有许多商业软件如CHARM、DEGADIS、FEM3等,可计算产生烟羽和预测随时间的运动速度和造成毒害浓度地区范围的大小。
第二步是分析易受伤害区毒害作用与事故中各种变量值的对应关系。如前面例子中,要求了解人员暴露在不同时间、不同浓度下的健康效应。
易受伤害点一般分为:
人
环境
财产
应分别针对三种风险,火灾、爆炸和毒气泄漏,对这些易受伤害点的影响进行评价。2.1火灾和爆炸的后果分析
很多情况下,工业火灾主要影响后果是财产损失,也有历史数据能够给出这类危险造成人员伤亡的情况。如果火灾有毒化学物质挥发到空气中,或泄漏到水体中,那么对环境的影响也是很严重的。道化学危险指数分级法提供了一些工厂火灾或爆炸可能产生最大损害的有用信息,包括暴露面积、最大可能财产损失和最大可能停工天数。如果以一定缓冲带把工厂和居民区、商业区分隔开,公众就不会被火灾严重影响。
爆炸对员工和公众的直接影响更为严重。许多文献记载的多人死亡事故大多为爆炸事故。当然其中炸药事故占主要,大多发生在化学工业早期年代。最近发生的许多大型爆炸事故主要是易燃物蒸气泄漏,发生非限制性蒸气云爆炸引起的。
爆炸的死亡人数与一定的爆炸强度的半径相关。爆炸半径与等效TNT当量的1/3次方成正比。死亡率与等效TNT当量的2/3次方成反比。
还有其它方法可用于计算爆炸影响半径和爆炸的死亡人数。前面提到的道化学指数法也可用于确定爆炸造成的危害。