液化天然气_LNG_接收站定量风险评估

摘 要 介绍了定量风险评估的概念及其主要步骤, 结合 LNG接收站定量风险评估实例,阐述了定量风险评 估技术的实施过程。 关键词 定量风险评估 液化天然气 失效模式 失效 频率 危害后果 1 定量风险评估概述 1.1定量风险评估 定量风险评估(Quantitative Risk Analysis,QRA)是对 危险物质的生产、储运、使用、处理等过程的危险性进行综 合评估进而提供管理决策的方法和工具,是对涉及危险物 质的系统、设施或作业活动中发生事故的频率和危害后果 进行综合表达的系统方法。 1.2定量风险评估的主要步骤 a)将用户的需求转换成研究的目的和目标。明确定 量风险评估的目标范围,根据定量风险评估的目的确定采 用的危险辩识、风险分析方法和风险表现形式。 b)获取系统信息。收集、分析项目的相关资料,整理 出风险分析中需要用到的工艺和装置的有关信息。这些数 据将作为基础数据输入,以进行定量风险评估。 c)危险辩识。危险辩识是定量风险评估的一个重要 步骤,危险辩识的目标在于确定由于危险物质的存在而可 能导致的危险事件。 d)选择代表性事件。从现实情况来说,设备泄漏孔径 由很小至完全破裂之间任何尺寸的失效模式都是可能的, 但如此多的失效模式对于风险计算是不现实的,因此必须 合理的选择代表性事件以进行风险分析。 e)后果估计。一个特定的事件能够产生多种截然不 同的结果,后果估计即是从特定事件确定可能产生的损害 或伤害后果。 f)频率估计。估计一个事故发生的频率或可能性。频 率估计可以由事件发生频率的历史数据得出,也可以由失 效顺序模型得出,如故障树和事件树。 g)风险估计。在定量风险评估中,风险(R)定义为特 定的事故模式(s)、事故后果(c)及事故频率(f)的 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 , 即:R=F(s,c,f)。 h)风险评估结果的利用。风险评估结果的利用是风 险评估的关键步骤,它需要确定要采用的风险指导方针 (或 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ) ,将定量风险评估的风险结果与确定的风险方针 相比较,然后决定是否还需要进一步采取风险降低措施。 2 风险的表示形式 目前风险有个体风险和社会风险两种最常用的表示 形式。个体风险和社会风险是对同样的事故后果和事故发 生频率综合结果的不同表示形式。 2.1个体风险 个体风险是指一个人(在危险源区域)可能受到某种 程度伤害的频发程度,这包括个人受到伤害的类型及伤害 发生的可能性。一般以导致人员死亡的频率来表示。个体 风险的表示形式是个体风险等值线。 2.2社会风险 社会风险是用来表征由于危险设施的存在而导致社 会群体(包括工厂内人员和社会公众)承受某种程度伤害 的频发程度,社会风险通常以 F-N曲线来表示,它表示多 人(N个人)死亡事故的发生频率。 3 风险标准 3.1个体风险标准 目前世界各国并没有统一的个体风险标准,表 1介绍 了不同国家或机构制定的风险标准。 3.2社会风险标准 社会风险与社会的经济状况、危险源类型、规模及整 个社会对它的理解有着密切的联系。社会风险的这种不定 因素本身决定了制订社会普遍适用的社会风险“上限”标准是 赵文芳 1 张国辉 1 党文义 1 陈 涛 2 (1中国石油化工股份有限公司青岛安全 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 研究院,山东青岛 266071 2青岛啤酒股份有限公司,山东青岛 266071) 作者简介:赵文芳,高级工程师,毕业于山东大学化学 系,长期从事石化安全技术研究和安全评价工作,荣获 省部级科技奖多项。 液化天然气(LNG)接收站定量风险评估 风险 评 价 编辑 王广亮 SAFETY HEALTH & ENVIRONMENT31 行不通的。因此目前世界各地都没有统一的社会风险标准。 表 1不同国家或组织的风险标准 4 LNG接收站定量风险评估 4.1LNG接收站基本信息 LNG接收站的主要功能是接收、储存和 LNG气化,并 通过管道向电厂、工业及城市用户供气。 4.1.1接收站组成及规模 LNG接收站规模为 200×104t/a,由工艺部分、公用工 程部分及辅助工程部分组成。 接收站工艺过程包括:LNG卸船、LGN储存、LNG蒸 气处理系统、LNG输送及气化系统、天然气外输及计量系 统、火炬系统、燃料气系统等工艺单元。 4.1.2LNG接收站设施 LNG接收站处理的主要危险物质为天然气,主要设 施包括码头输油臂、LNG储罐、压缩机、输送泵、冷凝器、气 化器及管线。其基本信息见表 2。 4.2失效模式和失效频率确定 分析设备失效的现实做法是对设备或单元的事故模 式进行分组,如 API581中将事故失效模式归结为小、中、 大和破裂 4类。本风险分析将依据《荷兰定量风险评估指 南》中对不同类型设施的事故模式分类及相应的失效频率 数据进行。 LNG接收站涉及的主要设施包括:船舶、储罐、冷凝 器、泵、气化器、管线等。依据《荷兰定量风险评估 指南 验证指南下载验证指南下载验证指南下载星度指南下载审查指南PDF 》,相 应设施失效模式和频率见表 3。 4.3风险分析 4.3.1气象条件 主要的气象条件为:①环境温度 22.3℃;②湿度 80%; ③风速及大气稳定度,使用具有代表性的 3个风速,分别 为 1.5 m/s、F,5 m/s、D,1.5 m/s、D;④风向:依据 LNG接收 站建设地区风向玫瑰图,确定风向分布数据。 4.3.2风险分析结果 应用 DNV公司的定量风险评估软件(SAFETI)进行定 量风险分析,根据表 3 LNG接收站事故模式及频率、气象 条件等基本数据,计算 LNG接收站风险,个体风险等值线 见图 1。 图 1个体风险等值线 表 2 LNG接收站主要设施信息汇总 设备名称 数量/台 容积/m3 操作温度/℃ 操作压力/MPa物质状态 物质存量/t流量/(kg·h-1) LNG卸料臂 LNG储罐 LNG高压泵 开 架 式 LNG 汽化器 浸 没 式 LNG 汽化器 火炬 3 2 3(1备) 3 2 1 — 150000 — — — — -162 -162 -162 -162 -162 -162～25 0.18 0.18 6 6 6 0.12 液态 液态 液态 液态 液态 气态 — 689.60 — — — — 2022900 — 160000 160000 80000 70000 (最大流量) 标准来源 荷兰VROM(新建装置) 荷兰VROM(已有装置) 英国健康和安全管理局 英国健康和安全管理局 (新建装置) 美国加州 SantaBarbara郡 (新装置) BP集团当前指导标准 香港(新装置) 10-3(上限) 10-3～10-5 10-6～10-8 10-5～10-8 10-4～10-6 10-5～10-6 10-6(上限) 10-4～10-6 10-5(上限) 每年死亡频率 员工个体风险 公众个体风险 风 险 评 价 安全 健康 环境 、 和 32 2007年第 7卷第 10期 4.3.3 结论 依据确定的风险标准,风险分析结果如下: a)在 LNG接收站区域内没有出现 10-3个体风险等 值线,仅出现 10-4个体风险等值线,且覆盖区域较小。员工 的个体风险满足标准的要求。 b)10-5个体风险等值线超出接收站进入海区,但因接 收站项目设计建设在一个距岸边十几公里的海岛上,岸 上城区承受 LNG项目的个体风险远低于 10-9,风险很低。 公众的个体风险满足标准要求。 (下转第 39页) 表 3LNG接收站设施失效模式及频率 系统名称 包含设施 失效模式 失效频率/a-1 船舶 1.1装卸臂满孔破裂 满孔破裂、两侧流出 1.2装卸臂泄漏 由当量直径为公称直径的10%、最大为50mm的空隙流出 2.1外部冲击,大量溅洒 双层壁液罐1800s内连续释放75m3 2.2外部冲击,少量溅洒 双层壁液罐1800s内连续释放20m3 6×10-5×3 6×10-4×3 5.25×10-9 (以1×10-8计) 1.31×10-9 (以1×10-8计) 卸船LNG管线 管道 φ400mm,每 条长约900m。共3 条 3.1满孔破裂 满孔破裂、两侧流出 3.2泄漏 从当量直径为公称直径的10%、最大值为50mm的缝隙流出 1×10-7/(m·a)×2700m× 0.0452=1.22×10-5 5×10-7/(m·a)×2700m× 0.0452=6.1×10-5 储存系统 15×104m3储罐,2台 4.1所有物料的瞬时释放 1×10-8×2 工艺LNG管线 管道 φ400mm, 总长2km 5.1满孔破裂 满孔破裂、两侧流出 5.2泄漏 从当量直径为公称直径的10%、最大值为50mm的缝隙流出 1×10-7/(m·a)×2000m =2×10-4 5×10-7/(m·a)×2000m =1×10-3 工艺天然气气 体管线 管道 φ400mm, 总长1km 6.1满孔破裂 满孔破裂、两侧流出 6.2泄漏 从当量直径为公称直径的10%、最大值为50mm的缝隙流出 1×10-7/(m·a)×1000m =1×10-4 5×10-7/(m·a)×1000m =5×10-4 冷凝器 1台 7.1所有物料的瞬时释放 7.2在10min内以固定释放速度连续释放 7.3从当量直径为10mm的孔中连续释放 5×10-6 5×10-6 1×10-4 LNG高压 输送泵 正常操作3台, 备用1台 8.1毁灭性的破坏 -最大连接管道满孔破裂 8.2渗漏 -由当量直径为最大连接管道公称直径的 10%,最大值为 50mm的缝隙流出 1×10-5×3 5×10-5×3 LNG气化器 正常操作3台, 2台备用 9.110根管同时满孔破裂 -满孔破裂、两侧流出 9.21根管满孔破裂 -满孔破裂、两侧流出 9.3渗漏 -由当量直径为公称直径的 10%、最大值为 50mm的缝隙 流出 1×10-5×3 1×10-3×3 1×10-2×3 风 险 评 价赵文芳,等.液化天然气(LNG)接收站定量风险评估 SAFETYHEALTH &ENVIRONMENT 33 (上接第 33页) c)按照目前国际通用的个体风险标准,液化天然气 (LNG)接收站的实际风险水平满足标准要求。 5 参考文献 1SduUitgevers,DenHaag.Guidelinesforquantitativeriskassessment. CPR18E,Firstedition1999 2CenterforChemicalprocesssafetyoftheAmericanInstituteof ChemicalEngineers.GuidelinesforChemicalProcessQuantitative RiskAnalysis.SecondEdition QuantitativeRiskAssessmentofLNGReceiver ZhaoWenfang1,ZhangGuohui1,DangWenyi1andChenTao2 (1SINOPECSafetyEngineeringInstitute,Shandong,Qingdao, 266071 2QingdaoBeerCompanyLtd.,Shandong,Qingdao,266071) Abstract:IntegratedwithquantitativeriskassessmentofLNG receiver,thispaperintroducestheconceptions,mainprocedures andimplementationprocessofquantitativeriskassessment. Keywords:quantitativeriskassessment;LNG;failuremode; failurefrequency;failureconsequence 气极其炎热,这可是一场严峻的考 验。5.0MPa的含有一氧化碳、氢气、 氨气的混合气体从管线裂口处往外 喷射,既有毒性又有闪爆的危险,严 重威胁着整个化肥装置的安全生产, 情况万分紧急,必须尽快堵住漏点。 消防队高架云梯车和气防站医疗抢 救车都在现场严阵以待,做好安全保 护措施,以防危险情况的发生。何峰 巍临危受命,带领抢险突击队员冲上 了最前线,他第一个穿上银色的高温 防护服,戴着防毒面具,爬上 50多米 高的塔顶进行带压堵漏。现场作业环 境极其恶劣,他在氮气的掩护下,冒 着 670℃的高温,上卡具、注胶,卡具 密封面施焊⋯⋯再注胶。几分钟下来 汗水就浸透了工作服,一会儿就感到 头昏眼花四肢发麻。他们站在 50多 米高的悬空竹架上轮流作业,尽管现 场随时都有中毒闪爆的危险,但为了 装置的平安,为了企业的效益,大家 没有畏惧,没有退缩。所有参战人员 挥汗如雨,凭着坚强的意志忍受着灼 热的高温炙烤,经过 8个多小时的连 续奋战,于下午 16时 40分终于成功 地将漏点堵住,确保了化肥装置的安 全生产,何峰巍和他的参战队员荣立 集体三等功。 技术创新勇闯难关 作为一名共产党员,何峰巍践行 着“三个代表”的要求,与时俱进,勇 于创新。他将所学理论知识结合实践 经验大胆创新应用到工作中,开创性 地设计了一些带压堵漏方法及技巧, 并多次在装置抢修中成功应用,其中 许多特殊堵漏技术在石化企业同行 中都是首创。 2006年 12月 30日,化肥装置合 成气化 B炉废锅φ2000mm的大法 兰密封鸭嘴焊缝在装置开工时出现 了 7处裂纹漏点。由于操作压力为 10.0MPa,温度高达 380℃,大量的蒸 汽从焊缝裂纹处直射而出,发出刺耳 的尖叫声,外委检修单位多次密封焊 接均未能成功。气化炉属 A类设备, 分公司机动处、调度处领导高度重 视。如泄漏点得不到及时处理,将迫 使合成氨装置 B系列停工,严重威胁 着刚刚运行正常的化肥装置。其他施 工检修单位多次带压堵漏都未能成 功。 何峰巍接到抢修指令后,立即组 织抢修突击队赶赴现场,迅速制定了 切实可行的抢修 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 与焊接工艺,并 落实了 HSE安全体系中的各项安全 措施。12月 31日上午 9时 30分,检 修车间抢修突击队开始实施带压堵 漏作业。何峰巍带头穿上高温防护服 现场指导,他们冒着生命危险,顶着 炽热的高温、可怕的噪声,克服了常 人不可想象的困难,轮流作业,运用 何峰巍设计的堵漏技术进行带压堵 漏。经过 36小时的艰苦连续奋战,终 于在 2007年 1月 1日晚 9时 10分 成功地将肆虐的漏点制服,确保了装 置生产的平稳运行。 八罐区放火炬酸性气管线腐蚀 相当严重,全都是被腐蚀穿孔的大 漏洞,3套硫磺尾气焚烧炉集气管箱 多根支管泄漏,酸性气不间断地向 外溢出。如果不及时处理,生产装置 排放瓦斯至火炬从孔洞漏出,将危 及生产装置的稳定运行与周边居民 的安全,责任重如泰山。何峰巍带领 抢修队员们,舍弃节假日、白天黑 夜、顶风冒雨、在火炬龙门架上高空 作业,他们冒着生命危险,毫不退 缩。由于管线腐蚀相当严重,粘接剂 用量大,检修成本高,机动处要求降 低成本,不用粘接剂堵。何峰巍凭着 多年从事堵漏工作的经验积累,冥 思苦想,终于巧妙地设想出了一个 最佳的解决方案。他指导抢修队员 们 采 取 最 原 始 的 办 法 , 将 同 径 φ273mm的管子剖开,制作成长条 瓦状,垫橡皮,用绑扎机钢带绑扎牢 固,有效地堵住了被腐蚀穿孔的大 漏洞。两年来,他们应用此法堵住火 炬酸性气线上的漏点共计 95处,确 保了生产装置及九江市区周边居民 的生产生活安全。 何峰巍就是这样一位长期奋战 在检修一线的普通管理者,用自己对 石化事业的执着追求和热爱谱写着 一曲感人至深的奉献者之歌,用自己 的实际行动实践着共产党人的铮铮 誓言。 人 物 SAFETYHEALTH &ENVIRONMENT 39 HSE HSE