一种化工危险源动态量化评估方法技术

本发明专利技术涉及一种化工危险源动态量化评估方法。本发明专利技术正是在常用的危险源的危险值计算和分级基础上，采用优化后的层次分析法，提出新的化工危险源动态量化评估模型，模型中针对多米洛效应、操作人员、工艺设备、建筑环境、安全管理这五个影响因素进行详细综合分析和计算，采用两两比较法确定各因子的权重，最终使用综合系数来对危险源的危险值进行校正，使得校正后危险源的危险值更合理。化工园区管理者可以使用本模型全面评估和比较企业在危险源管理上各方面的明显差异，针对危险值逐步上升或危险值为一级的企业进行重点监控，必要时立即停止生产，降低危险事故的发生可能。

A dynamic quantitative assessment method for chemical hazard sources

The invention relates to a dynamic quantitative evaluation method for chemical hazards. This invention is on the basis of the calculation and classification of the dangerous value of common dangerous sources. By using the optimized analytic hierarchy process, a new dynamic quantitative evaluation model of chemical hazard source is proposed. The five factors are divided into the domino effect, the operator, the process equipment, the building environment and the safety management. Analysis and calculation, the 22 comparison method is used to determine the weight of each factor. Finally, the comprehensive coefficient is used to correct the dangerous value of the hazard source, so that the dangerous value of the corrected source is more reasonable. The manager of the chemical industry park can use this model to comprehensively evaluate and compare the obvious differences in all aspects of the risk source management of the enterprise, and to monitor the enterprises with the gradual increase of risk value or the first class risk value, and stop the production immediately and reduce the occurrence of dangerous accidents when necessary.

【技术实现步骤摘要】
一种化工危险源动态量化评估方法
本专利技术属于化工应用综合
，涉及到自动监控技术，重点是涉及一种化工危险源动态量化评估方法。
技术介绍
我国化工园区的设立是在开发区的建设热潮中发展起来的，但它的发展主要以石油化工的发展为依托，具有独特的内在特征，其关键的特性体现在存在潜在高危性。由于化工产品的性质，决定了化工园区具有潜在高危性，园区内化工企业集中，易燃、易爆、有毒等重大危险源众多，一旦发生事故，后果将十分严重。因此，化工园区的安全管理显得极其重要。人们需要采取相应的手段和措施，加强对化工园区的管理，才能达到预防和控制重大事故的目的。只有对化工园区的危险化学品重大危险源进行分级，并针对性的管理，能够充分调动政府部门和企业有限的资源，抓住管理的重点，合理分配，才是目前化工园区较为理想的管理手段之一。因此要对化工园区进行危险化学品重大危险源分级管理，区分重点管理，实时监控管理。在上述背景下，本文开始了基于多米诺效应、操作人员、工艺设备，建筑环境和安全管理等多方面综合的化工园区重大危险源动态定量实时监控管理方法的研究。化工园区内一旦发生重大事故，直接影响周边居民的人身安全，造成重大经济损失，因此我们需要采取相应的手段和措施，加强对化工园区的管理，预防重大事故的发生。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，提出了一种化工危险源动态量化评估方法。本专利技术的目标是在常用的危险源的危险值计算和分级基础上，采用优化后的层次分析法，提出新的化工危险源动态量化评估模型，模型中针对多米洛效应、操作人员、工艺设备、建筑环境、安全管理这五个影响因素进行详细综合分析和计算，采用两两比较法确定各因子的权重，最终计算综合系数来对危险源的危险值进行校正，使得校正后的危险源的危险值更合理。本专利技术的技术方案是基于多米诺效应、操作人员、工艺设备，建筑环境和安全管理等多方面综合的化工园区重大危险源动态定量实时监控管理方法的研究。有益效果：提出新的化工危险源动态量化评估模型，用于化工园区重大危险源动态定量实时全方位监控管理。附图说明图1为化工危险源动态定量评估体系分级结构图。具体实施方式一种化工危险源动态量化评估方法，该方法具体包括以下步骤：步骤1:危险源的危险值动态定量计算。依据国家安全生产监督管理总局(第40号)，自2011年12月1日起施行的《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》的要求，对重大危险源进行分级。(1)分级指标采用单元内各种危险化学品实际存在(在线)量与其在《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218)中规定的临界量比值，经校正系数校正后的比值之和和R作为分级指标。(2)R值的计算方法其中：R：危险源危险值q1,q2,…,qn：每种危险化学品实际存在(在线)量(单位：吨)；Q1,Q2,…,Qn：各危险化学品相对应的临界量(单位：吨)；β1，β2…,βn：各危险化学品相对应的校正系数；α：该危险源厂区外暴露人员的校正系数从计算R值的过程中我们可以看出，R值实际上是代表了危险源的固有危险性，是由事故的易发性与事故后果严重程度耦合而得。表1危险化学品重大危险源级别和R值的对应关系步骤2：常见危险源动态定量评估方法分析。这是目前我国现行的重大危险源分级标准(死亡半径法演变而来)，最常用的。死亡半径法比较直观、简单、易操作，对于中小化工企业比较适用。但是对于化工厂集中的化工园区，这种方法考虑的因素不够全面，难以体现化工园区中各类重大危险源的不同。针对化工园区内的危险源评估该方法有以下缺点：1)未考虑正在加工线体管道中的危险源；2)未考虑到化工园区事故发生时可能产生的多米诺效应；3)未考虑到人员、设备、环境等有关因素；4)未考虑厂区安全管理因素；5)其他；本文着手于以上的缺点，对R值分级模型进行优化。步骤3：优化动态定量评估的参数分析。1危险源增加加工线体管道中危险定量值储罐储存的危险源是化工园区各企业的主要危险源，这部分是危险值的主要组成部分，但需要考虑现场储存的所有同类危险源的总和，因此还要补充生产管道中的危险值。R3＝R1+R2其中：R3：优化之后的R值；R1：生产过程中的危险源；R2：加工完成存储罐中的危险源；q1＇,q2＇,…,qn＇——每种危险化学品加工线体管道中的量(单位：吨)；Q1＇,Q2＇,…,Qn＇——各危险化学品相对应的临界量(单位：吨)。2多米洛效应多米洛效应系数的计算涉及两个参数，冲击波多米诺效应概率Pblast和热辐射多米诺效应概率Pheat。多米诺效应概率的计算是采用事故后果模拟评价法来获得。选用事故后果模型为爆炸模型和火灾模型，就可以获的冲击波多米诺效应概率和热辐射多米诺效应概率，而化工园区比较常见的几种事故后果模型是爆炸和火灾。2.1爆炸——主要危害危爆炸冲击波超压爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，也是大量能量在短时间内迅速释放或急剧转化成机械功的现象。它通常借助于气体的膨胀来实现。按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸是物质状态参数(温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间能发出大量能量并对外做功的现象。化学变化是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在顺价放出大量能量并对外做功的现象。主要的爆炸模型类型为：压缩气体容器爆破能量、介质全部为液体时的爆破能量、液化气体和高温饱和水的爆破能量、蒸气云爆炸和冲击波超压。在这里，根据化工园区危险品的特点，选取冲击波超压模型。冲击波超压模型中冲击波波阵面上的超压与产生冲击波的能力有关，同时也与距离爆炸中心的距离有关。冲击波超压可用下面的公式计算：E＝1.8α'W1QC其中：Δp：冲击波超压，Pa；p0：环境大气压，101325Pa；Z：无量纲距离L：目标到爆炸源的水平距离，m；E：爆源总能量，J；α＇：蒸气云当量系数，一般取0.04；W1：蒸气云中对爆炸冲击波有实际贡献的燃料质量，Kg；QC：燃料的燃烧热，J/Kg。2.2火灾——主要危害为热辐射火灾评价主要有两种模型：池火灾和蒸汽爆炸(BLEVE)。液体泄漏,一般会引起池火灾。池火灾的破坏主要是热辐射,如果热辐射作用在容器和设备上,尤其是液化气体容器,其内部压力会迅速升高,引起容器和设备的破裂；如果热辐射作用于可燃物,会引燃可燃物；如果热辐射作用于人员,会引起人员烧伤甚至死亡。蒸汽爆炸，是指液体急剧沸腾产生大量过热而引发的一种爆炸式沸腾现象。按照BLEVE字面的翻译，可以称之为“沸腾液体扩展为蒸气爆炸”，但过于烦琐，其名称可简化为“蒸气爆炸”。根据化工园区危险品的特点，选取蒸汽爆炸(BLEVE)模型。该模型的热辐射通量计算式如下：R0＝2.9W21/3t＝0.45W21/3其中：q(r)：目标所受的辐射通量，W/m2；q0：火球表面的辐射通量，柱形罐取270kW/m2，球形罐取200kW/m2；R0：火球半径，m；r：目标到火球中心的水平距离，m；W2：火球中消耗的可燃物质量，kg；t：火球持续时间，s。2.3事故多米诺效应阈值要判断重大事故发生后是否会引发多米诺效应，一般选取表征破坏效应的相关物理参数的阈值进行判定，若相关物理参数的计算结果超过该阈值，则认为会引发多米诺效应。a.冲击波多米诺效应的阈值ValerioCozzani等经过研究给出常压容器、压力容器、长型设备和小型设备的破本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化工危险源动态量化评估方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1:危险源的危险值动态定量计算；依据国家安全生产监督管理总局(第40号)，自2011年12月1日起施行的《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》的要求，对重大危险源进行分级；(1)分级指标采用单元内各种危险化学品实际存在量与其在《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218)中规定的临界量比值，经校正系数校正后的比值之和和R作为分级指标；(2)R值的计算方法

【技术特征摘要】
1.一种化工危险源动态量化评估方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1:危险源的危险值动态定量计算；依据国家安全生产监督管理总局(第40号)，自2011年12月1日起施行的《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》的要求，对重大危险源进行分级；(1)分级指标采用单元内各种危险化学品实际存在量与其在《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218)中规定的临界量比值，经校正系数校正后的比值之和和R作为分级指标；(2)R值的计算方法其中：R：危险源危险值q1,q2,…,qn：每种危险化学品实际存在量，单位：吨；Q1,Q2,…,Qn：各危险化学品相对应的临界量，单位：吨；β1，β2…,βn：各危险化学品相对应的校正系数；α：该危险源厂区外暴露人员的校正系数R值实际上是代表了危险源的固有危险性，是由事故的易发性与事故后果严重程度耦合而得；表1危险化学品重大危险源级别和R值的对应关系步骤2：优化动态定量评估的参数分析；1危险源增加加工线体管道中危险定量值储罐储存的危险源是化工园区各企业的主要危险源，这部分是危险值的主要组成部分，但需要考虑现场储存的所有同类危险源的总和，因此还要补充生产管道中的危险值；R3＝R1+R2其中：R3：优化之后的R值；R1：生产过程中的危险源；R2：加工完成存储罐中的危险源；q1＇,q2＇,…,qn＇——每种危险化学品加工线体管道中的量，单位：吨；Q1＇,Q2＇,…,Qn＇——各危险化学品相对应的临界量，单位：吨；2多米洛效应多米洛效应系数的计算涉及两个参数，冲击波多米诺效应概率Pblast和热辐射多米诺效应概率Pheat；2.1冲击波根据化工园区危险品的特点，选取冲击波超压模型；冲击波超压用下面的公式计算：E＝1.8α'W1QC其中：Δp：冲击波超压，Pa；p0：环境大气压，101325Pa；Z：无量纲距离；L：目标到爆炸源的水平距离，m；E：爆源总能量，J；α＇：蒸气云当量系数，一般取0.04；W1：蒸气云中对爆炸冲击波有实际贡献的燃料质量，Kg；QC：燃料的燃烧热，J/Kg；2.2蒸汽爆炸根据化工园区危险品的特点，选取蒸汽爆炸模型；该模型的热辐射通量计算式如下：R0＝2.9W21/3t＝0.45W21/3其中：q(r)——目标所受的辐射通量，W/m2；q0——火球表面的辐射通量，柱形罐取270kW/m2，球形罐取200kW/m2；R0——火球半径，m；r——目标到火球中心的水平距离，m；W2——火球中消耗的可燃物质量，kg；t——火球持续时间，s；2.3事故多米诺效应阈值要判断重大事故发生后是否会引发多米诺效应，一般选取表征破坏效应的相关物理参数的阈值进行判定，若相关物理参数的计算结果超过该阈值，则认为会引发多米诺效应；a.冲击波多米诺效应的阈值设定常压容器、压力容器、长型设备和小型设备的破坏阈值分别22kPa、16kPa、31kPa和37kPa；b.热辐射多米诺效应的阈值设定常压容器10分钟以上热辐射下的阈值是15kW/m2，压力容器10分钟以上热辐射下的阈值是50kW/m2；2.4多米诺效应概率多米诺效应概率采用基于经验数据上的概率函数法对设备损坏概率进行计算；其中：P：多米诺效应概率；Y：多米诺效应概率单位；常用设备破坏概率模型如下表所示：表2常用设备破坏概率模型表其中：t＇：无故障时间；I：对目标物的辐射强度，KW/m2；V：设备容积m3；2.5多米诺效应系数多米诺系数γ的取值考虑三个方面：1)多米诺效应的形式，包括热辐射和冲击波超压；2)发生多米诺效应的概率；3)受到米诺效应影响发生二次事故的单位的数量；多米诺效应的概率通过对重大危险源进行事故后果模拟预测得到；预测过程最大危险原则和概率求和原则；于是，得出γ的计算方法，用下式表示：其中：Pblast：冲击波多米诺效应概率；Pheat：热辐射多米诺效应概率；γ：多米诺系数；i'：表示重大危险源发生事故引起相邻第i'个厂发生二次事故；k'：表示重大危险源发生事故引起相邻第k'个厂发生二次事故；3人员素质基于对系统中人的行为特征的分析，从操作人员的合格性、熟练性、稳定性及工作负荷量四个方面对工业设施危险岗位操作人员的群体素质进行评估；3.1人员的合格性化学品危险岗位必须持证上岗，持证：H1＝1，未持证：H1＝NA其中：H1：人员的合格性值3.2人员的熟练性其中：H2：人员的熟练性值；t2：人员在一个岗位的工作时间；K2：熟练性比例系数；3.3人员的操作稳定性其中：T2：达到某一熟练程度所需要的时间；H3：人员的稳定性值；t3：在该岗位上的工作时间；3.4操作人员的负荷因子如果一个岗位上应有M0个人工作，而实际上只有N0人，且M0＞N0时，则工作时间应进行折算；其中：H4：人员的工作负荷量值；t4：人员在一个岗位上从上班到下班所工作的时间；K4：工作负荷量比例系数；T4：一个岗位正常工作一个班的工作时间，一般取为8小时；M0：岗位应有的工作人数；N0：岗位实际的工作人数，且N0＜M0；3.5单个人员的可靠性H5＝H1H2H3H4其中：H5：单个人员的可靠性值；3.6指定岗位人员素质的可靠性在一个岗位上工作由数人构成的一个群体，在同一个部位操作的人有N个，由于这N个人之间的关系即非“串联”也非“并联”，因此指定岗位人员可靠性取平均值，因此指定岗位人员素质的可靠性为：其中：Hs：指定岗位人员素质的可靠性；k：第k个人；N：同一个位置，不同时间段，共有的操作人员总数；3.7单岗位人员素质的可靠性其中：Hp：单岗位人员素质的可靠性；k：第k个人；n：一个岗位上操作的人数；3.8单元人员素质的可靠性其中Hu：单元人员素质的可靠性；r：第r岗位；m：一个单元内的岗位数；4工艺设备评分表根据易燃、易爆、有毒重大危险源评价方法,得工艺设备评分表格；表3化工危险源工艺设备评分表其中：Di：工艺设备每项基本评分；X...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，宋秋生，郑松，孔亚广，赵烨，沈刚，叶建刚，苏楠，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33