风险应急管理ppt课件-3-2-风险分析、评估.ppt

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1、 第三节 风险分析 建设项目环境风险评价流程 一、源项分析 源项分析p建设项目环境风险评价中源分析的目的是通过对建设项目的潜在危险识别潜在危险识别及事故概率计算事故概率计算，筛选出最大可信事故，合理估算源强。p在此基础上进行后果分析，确定该项目风险度，与相关标准比较，评价能否达到环境可能接受的风险水平。p最大可信事故：基于经验统计分析，在一定可能性区间内发生的事故中，造成环境危害最严重的事故。源项分析包括确定最大可信事故发生概率和估算危险化学品的泄漏量两项内容。p1.最大可信事故p可以采用事件树、事故树分析方法或类比法确定最大可信事故及概率。p2.危险化学品泄漏量的估算p通过危险化学品的估算，

2、确定泄漏时间、泄漏率。源项分析 事故概率分析方法p定性分析方法：包括类比法、加权法、因素图法等。其中类比法应用较多。p事件树分析（EventTreeAnalysis，简称ETA）起源于决策树分析（简称DTA），它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。p故障树分析(FaultTreeAnalysis，FTA)，一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，它用事件符号、逻辑门符号和转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。火灾发展事件树分析研究：一个起因，可能产生的所有不同后果 事故树研究：一个后果，可能来自的所有不同起因早期灭火失败 未及时发现 早期灭火不力灭火

3、素素速增长火势迅人员因 未及时设备因21121321222112212 224122212223222222312233223222422234 起火 消防管理部门监督不力 111内部消防管理不力 113112121123122124131存在可燃物 存在火源 141143142点燃 144145146147 大型公共场所火灾事故因果分析图成功成功失败起火 早期灭火失败 早期灭火成功 火灾充分发展 避难和救援失败 阻止火灾发展成功 避难和救援成功 消防管理部门监督不力 111内部消防管理不力 113112121123122124131存在可燃物 存在火源 141143142点燃 1442112

4、13212未及时发现 早期灭火不力 22112212未及时灭火 人员因素 2241设备因素 火势迅速增长 22212223222222312233223222422234311313312阻燃与防火结构不力 消防队控制失败 未及时赶到 3231消防队装备不够 城市消防设施不足 322132233222323232243241火势迅速增长 32423211321332123214411413412财产救援失败 避难失败 431救援失败 432433421424422423425成功1451461473243 泄漏量计算危化品泄漏量计算液体泄漏速率气体泄漏速率两相流泄漏泄漏液体蒸发量临界流次临界流

5、闪蒸蒸发热量蒸发质量蒸发 液体泄漏量计算p建设项目环境风险评价技术导则（HJ169-2018）附录p液体泄漏速率p柏努利（Bernoulli）方程(液体在喷口内不应有急剧蒸发。）式中：pQL液体泄漏速度，kg/s；pCd液体泄漏系数，此值常用0.6-0.64；取0.62pA裂口面积，m2；pP容器内介质压力，Pa；pP0环境压力，101325Pa；pg重力加速度。9.8ms2ph裂口之上液位高度，m。练习题p某液氨储罐发生泄漏，泄漏时间按10分钟考虑，液氨储罐内压力1157962.09Pa，裂口直径1cm，液体密度为820kg/m3，液面位于裂口之上5m。求泄漏速度和总泄漏量？p计算结果：液体

6、泄漏速度为 2.064kg/s，总泄漏量为1238.4kg。对比分析 二、后果计算 后果计算p考虑事故发生后对环境（自然环境水体、大气、土壤、生物等和社会环境人、财产等）最不利的影响。p最大可信灾害事故类型各异，同一类型事故下有毒有害物质泄漏也是多种多样的，评价通常只考虑并选择典型的情况作为代表。事故后果计算程序图 最大可信事故（事故源）扩散模式暴露接触时间经济损失受体所受剂量健康影响环境浓度经济影响济损失发生概率泄漏量后果计算常见程序 风险评价内容对象及内容目标备注最大可能危害范围大气环境危害半径水环境危害范围（面积）土壤污染半径确定环境影响范围确定环境敏感点（区）设定最不利的条件，找出最大

7、可能危害范围。最大可能危害程度大气环境污染水环境污染土壤环境污染对人的危害指数社会环境影响指数直接经济损失指数生态损失指数后果计算 后果计算-1.后果判断风险类型及其表征参数火灾爆炸中毒水体扩散大气扩散热辐射冲击波毒性污染浓度污染浓度 典型泄漏确定p根据各种设备泄漏情况分析，可将工厂(特别是化工厂)中易发生泄漏的设备归纳为以下10类：管道、挠性连接器、过滤器、阀门、压力容器或反应器、泵、压缩机、储罐、加压或冷冻气体容器及火炬燃烧装置或放散管等。造成泄漏的原因p从人一机系统来考虑造成各种泄漏事故的原因主要有4类。p(1)设计失误。基础设计错误，如地基下沉，造成容器底部产生裂缝，或设备变形、错位等

8、；选材不当，如强度不够，耐腐蚀性差、规格不符等；布置不合理，如压缩机和输出管没有弹性连接，因振动而使管道破裂等 造成泄漏的原因p(2)设备原因。加工不符合要求，或未经检验擅自采用代用材料；加工质量差，特别是不具有操作证的焊工焊接质量差；施工和安装精度不高，如泵和电机不同轴、机械设备不平衡、管道连接不严密等；选用的标准定型产品质量不合格；对安装的设备没有按机械设备安装工程及验收规范进行验收；造成泄漏的原因p(3)管理原因。没有制定完善的安全操作规程；对安全漠不关心，已发现的问题不及时解决；没有严格执行监督检查制度；指挥错误，甚至违章指挥；让未经培训的工人上岗，知识不足，不能判断错误；造成泄漏的原

9、因p(4)人为失误。误操作，违反操作规程；判断错误，如记错阀门位置而开错阀门；擅自脱岗；思想不集中；发现异常现象不知如何处理。2.2.有毒有害物质在大气中的扩散有毒有害物质在大气中的扩散pSLAB模型：适用于平坦地形下重质气体排放的扩散模拟；pAFTOX模型：适用于平坦地形下中性气体和轻质气体排放以及液池蒸发气体的扩散模拟。3.3.有毒有害物质在水中的扩散有毒有害物质在水中的扩散p（1）有毒物质在河流中的扩散预测p采用HJ2.3推荐的地表水扩散数学模式地表水扩散数学模式。p（2）有毒物质在湖泊中的扩散预测p采用HJ2.3推荐的湖泊扩散数学模式湖泊扩散数学模式。4.4.火灾、爆炸事故后果计算火灾

10、、爆炸事故后果计算火灾辐射造成的损害可由接受辐射热能量的大小衡量，即单位表面积在接触时间内所受能量或单位面积受到辐射的功率大小来计算。（1）池火。池火的损害采用TNDL（1979）标准的经验公式确定燃烧速度、辐射热和入射热。（2）喷射火。喷射火的辐射热计算采用喷射扩散模式扩展进行。火灾事故后果（3）火球和气爆。火球和气爆的损害计算采用穆尔哈斯等人的经验公式，计算距火球中心某一距离的辐射通量、火球的最大半径和持续时间。（4）突发火。突发火的损害影响采用气团扩散模式算出气雾的大小和浓度，要考虑不同燃烧时间、不同气象条件、不同风向和着火时间内气雾中的人数。（5）火灾损失。在上述辐射能量计算基础上，根

11、据经验，建立辐射通量与损失等级关系，以衡量损失的大小。p火灾事故造成的损害可由接受辐射热能量辐射热能量的大小衡量，即单位表面积单位表面积在接触时间接触时间内所受能量能量或单位面积受到辐单位面积受到辐射的功率射的功率大小来计算。火灾事故后果：池火模型 池火模型计算方法：燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速度：单位表面积燃烧速度，kg/m2s；池火模型计算方法：燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速度：液体燃烧热，J/kg；池火模型计算方法：燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧

12、速度：液体的比定压热容，J/kgK；池火模型计算方法：燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速度：液体沸点，K；环境温度，K；池火模型计算方法：燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点高于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速度：液体蒸发热，J/kg 池火模型计算方法：燃烧速度的确定当液池的可燃物的沸点低于周围环境温度时，液池表面上单位面积燃烧速度：p燃烧速度也可从手册中直接得到。下表列出了一些可燃液体的燃烧速度。表一些可燃液体的燃烧速度 池火模型计算方法：火焰高度的计算 设池火为一半径为r的圆池子，其火焰高度可按下式计算：池火模型计算方法：热辐射通量当液池燃

13、烧时放出得总热辐射通量为：总热辐射通量。W；效率因子，可取0.130.35。池火模型计算方法：目标入射热辐射强度假设全部辐射热量由液池中心点得小球面辐射出来，则在距液池中心某一距离x处的入射热辐射强度为：热辐射强度，W/m2；热传导系数，此处取1；目标点到液池中心距离，m。池火模型：例：某项目储罐区的10000m3乙二醇储罐为重大危险源，假设储罐发生泄漏起火事故，利用最常见的火灾计算模型对事故的后果进行计算分析：（1）已知乙二醇的281.9kJ/mol4.54106J/kg，2.35103J/kgK，470.65K，279.15K，799.14103J/kg，试计算乙二醇燃烧速度。（2）计算得

14、该乙二醇燃烧时释放的总热辐射通量为1.18107W，热传导系数取1，试计算距燃烧中心10m的入射通量。乙二醇燃烧速度：距燃烧中心10m的入射通量：表 不同入射通量造成伤害或损失的情况入射通量/(w/m2)对设备的损害对人的伤害乙二醇的距离（m）37.5103操作设备全部损坏1%死亡10s100%死亡/1min5.0125103在无火焰、长时间辐射下，木材燃烧的最小能量重大损伤1/10s100%死亡/1min6.1312.5103有火焰时，木材燃烧，塑料熔化的最低能量1度烧伤10s1%死亡/1min8.67 爆炸p按爆炸性质可分为物理爆炸和化学爆炸物理爆炸和化学爆炸。p物理爆炸就是物质状态参数(

15、温度、压力、体积)迅速发生变化，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。p其特点是在爆炸现象发生过程中，造成爆炸发生的介质的化学性质不发生变化，发生变化的仅是介质的状态参数。例如锅炉、压力容器和各种气体或液化气体钢瓶的超压爆炸以及高温液体金属遇水爆炸等。p化学爆炸就是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间放出大量能量并对外做功的现象。如可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合形成爆炸性混合物的爆炸。化学爆炸的特点是：爆炸发生过程中介质的化学性质发生了变化，形成爆炸的能源来自物质迅速发生化学变化时所释放的能量。化学爆炸有3个要素，即反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。表 冲击波超压对人体的伤

16、害作用 表 冲击波超压对建筑物的破坏作用 TNT当量法pTNT当量是计算爆炸威力的一种标准，一般用于描述核弹威力。pTNT炸药的数量又被使用作为能量单位，每公斤可产生452万焦耳的能量，1吨TNT相等于4.52兆焦耳，一百万吨相等于4520兆兆焦耳。通常也作为核武器爆炸当量的单位来使用，比如一枚核武器的当量为200万吨TNT就是指爆炸威力等于200万吨TNT炸药爆炸的威力。TNT当量公式WTNT=*Wf*Qf/QTNT式中：WTNT蒸汽云的TNT当量，kg；Wf蒸汽云中燃料的总质量，kg；蒸汽云当量系数，统计平均值为0.04；Qf蒸汽的燃烧热，J/kg；QTNTTNT的爆炸热，4.52MJ/k

17、g；对于地面爆炸，由于地面反射使用使爆炸威力几乎加倍，一般应乘以地面爆炸系数1.8。死亡半径公式：R0.5=13.6(WTNT/1000)0.37财产损失半径为：R=(4.6WTNT(1/3)/1+(3175/WTNT)2(1/6)p已知有异丁烯 18.3吨，浓度99%，异丁烯分子量为56.11，燃烧热为2705.3kJ/mol,TNT的爆炸热为4520KJ/kg，求异丁烯TNT当量。TNT当量计算-练一练1kg异丁烯为1000/56.11=17.82mol；异丁烯燃烧热为=2705.317.82=48208.446kj/kgW异丁烯=0.04183000.9948208.4464520=77

18、29.13kg地面W异丁烯=7729.131.8=13912.43kg 表1000kgTNT爆炸时的冲击波超压p 5.伴生/次生风险的影响次生环境风险（Secondaryenvironmentalrisk），是指某个危险源在其发生、传递、危害、控制的全过程中，可能会诱发其它危险源发生事故，或者在传递或受控制的阶段发生污染性质的变化，以一种新的方式构成危害，这类间接的环境风险定义为次生环境风险。常用软件介绍pEIAProA大气环评专业辅助系统 risksystem 有毒有害物质在大气中的扩散 南京安元科技有限公司：南京安元科技有限公司：安全评价与风险分析软件系统安全评价与风险分析软件系统职业卫生

19、数据库重大危险源辨识职业卫生评价系统定性评价系统半定量评价系统指数法评价系统事故后果模拟评价 重大事故后果模拟评价事 故后果模拟评 价室外池火灾评价系统扩展蒸气爆炸评价系统蒸气云爆炸评价系统凝聚相爆炸评价系统毒物泄漏扩散模拟分析系统 火灾爆炸影响 软件界面-毒物扩散模拟结果 第五节 风险计算和风险评估 风险计算和评价风险值是风险评价表征量，包括事故的发生概率和事故的危害程度。定义为：R=PC风险的类型不同，其危害形式也不同，衡量危害后果的度量有多种表征法，如人员伤亡、工日损失、财产损失、生态破坏等。后果严重度后果严重度发生频率发生频率极显著极显著轻微轻微不显著不显著显著显著紧急应变风险(R)=

20、概率(P)严重度(C)风险评价指数矩阵p在进行风险评价时，将风险事件的后果严重程度相对地定性分为若干级，将风险事件 发生的可能性也相对地定性分为若干级，然后以严重性为表列，以可能性为表行，制成表，在行列的交点上给出定性的加权指数。所有的加权指数构成一个矩阵，而每一个指数代表了一个风险等级。该方法的优点是简洁明了，易于掌握，适用范围广；缺点是确定风险可能性、后果严重度过于依赖经验，主观性较大。p 7-9级为不可承受风险(高度)，5-6级为需关注风险(中度)，0-4 级为可承受风险(低)。风险评价指数矩阵危 害 程 度可能性（增加）ABCDE级别人员P财产A环境E声誉R在行业内未听说过在行业内发生

21、过在公司内发生过在公司内每年多次发生在基层经常发生0无伤害无损失无影响无影响000001轻微伤害轻微损失轻微影响轻微影响012342小伤害小损失小影响有限影响234563重大伤害局部损伤局部影响很大影响345674一人死亡重大损失重大影响全国影响456785多人死亡特大损伤巨大影响国际影响56789低：加强管理不断改进中度：采取控制措施降低高度：无法承受 风险评价原则p大气环境风险评价，首先计算浓度分布，然后按GBZ2工作场所有害因素职业接触限值规定的短时间接触容许浓度给出该浓度分布范围及在该范围内的人口分布。p水环境风险评价，以水体中污染物浓度分布、包括面积及污染物质质点轨迹漂移等指标进行分

22、折，浓度分布以对水生生态损害阈作比较。风险评价原则p对以生态系统损害为特征的事故风险评价，按损害的生态资源的价值进行比较分析，给出损害范围和损害值。p鉴于目前毒理学研究资料的局限性，风险值计算只考虑急性危害，对于非急性死亡的致伤、致残、致畸、致癌等慢性损害后果目前尚不计入。用LC50浓度来计算事故后果。风险计算p后果综述用图或表综合列出有毒有害物质泄漏后所造成的多种危害后果。考虑天气的影响p大气稳定度的概念：大气稳定度是指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。p大气稳定度划分为A（强不稳定）、B（不稳定）、C（弱不稳定）、D（中性）、E（较稳定）、F（稳定）6个级别的分类法。A类常见

23、于夏季午后湍流发展旺盛时；D类多见于阴天或大风天气；F类常见于冬季寒夜逆温发展强盛之时。危害计算p最大可信事故所有有毒有害物泄漏所致环境危害C，为各种危害Ci总和：p最大可信灾害事故对环境所造成的风险R按下式计算：pR=PCp式中：pR-风险值；pP-最大可信事故概率(事件数/单位时间)；pC-最大可信事故造成的危害(损害/事件)；p风险的单位一般采用“死亡/年”。因为死亡率通常用作不同工业之间的相对安全指数或危害指数，它是衡量大多数事故危害的主要因素，而且职业原因造成的死亡频率具有一定的可靠性。p风险评价需要从各功能单元的最大可信事故风险Rj中，选出危害最大的作为本项目的最大可信灾害事故，并

24、以此作为风险可接受水平的分析基础。即：风险评价风险可接受分析采用最大可信灾害事故风险值Rmax与同行业可接受风险水平RL比较：则认为本项目的建设，风险水平是可以接受的则对该项目需要采取降低安全的措施，以达到可接受水平，否则项目的建设是不可接受的。p法国炼油厂的灾难性事故的可接受上限为10-4 /a。英国健康和安全部门规定，飞机坠毁和泰晤士河洪水泛滥的几率应小于110-3/a，最好小于210-4/a。对于不可控制的释放大量放射性物质到环境中的核事故，110-4/a概率是可以接受的，但应继续努力进一步降低其危害。故一般而言，风险值10-4/a可作为最大可接受风险值标准。各具体行业更客观的最大可接受

25、风险值待进一步的统计调研确定。国内部分企业事故死亡率类型死亡数/a备注工矿企业1.411997-1998石油化工0.401983-1997化工1.121980年代上海工矿企业0.591997-1998 泄漏源介质温度(0C)介质压力（MPa）介质密度（kg/m3）泄口面积(m2)泄漏时间(min)备注柴油罐常温常压 8700.00510按10分钟后切断泄漏源计 一个5000m3柴油罐底部DN200进油管管道破裂出现长50 cm，宽1 cm的泄漏口，泄漏后10分钟切断泄漏源。泄漏的液体在防火堤内形成液池，泄漏时工况设定情况见下表。表 油品连续泄漏工况已知：Cd泄漏系数，长方形裂口取值0.55；h

26、泄漏口上液位高度（m），柴油罐液面安全高度15.9 m；dm/dt-燃烧速度，柴油为 0.0137kg/m2.s；Hc柴油燃烧热，Hc43515kJ/kg；液池面积-S=3442 m2；O环境空气密度，O=1.293kg/m3；燃烧效率因子，取0.35；求：1、总共泄漏油品量；2、池火燃烧时间；3、池火总热辐射通量；4、死亡半径 设2000m3油罐汽油较大规模泄漏，泄漏量37857kg，经蒸发形成油蒸气，遇点火源发生爆炸事故的危害范围。已知汽油的燃烧热为47.3MJ/kg。即求死亡半径、财产损失半径 WTNT=WfQf/QTNT=1.80.043785747300/4520=28523.4kg

27、R0.5=13.6(WTNT/1000)0.37=13.6(28523.4/1000)0.37=46.99mR=4.6WTNT1/3/1+(3175/WTNT)21/6=140.55m 600m3的密闭厂房内有一液氨储罐，直径3200 mm8150 mm，液氨储存量为80，压力约为1.2 MPa，对外输送管线距地面高度约为2.5 m。假设管线爆裂裂口大小为40 mm2 mm，泄漏10min后被发现。已知液氨泄漏系数Cd为0.4，密度为610kg/m3，人短时间接触容许浓度30mg/m3，燃烧热18600KJ/kg，请计算（1）液氨泄漏速度；（2）扩散达到人短时间接触容许浓度的时间；（3）液氨蒸发形成蒸汽云的TNT当量。（1）QL=0.40.000086102(1.2 106-1.01 l05)/610+2 9.8(8.15 0.8-2.5)=1.18 kgs(2)30mg/m360010-6/1.18=0.015 s(3)WTNT=1.84%1.18106018600/4500=210.7kg