定量风险评价

定量风险评估简介ChrisThijssen纲要介绍定量风险评价为什么？是什么？用于做什么？信息来源，工具及其地位的描述荷兰是如何针对土地使用立法的风险评估的目的——分析（1）由于生产，储存，搬运和运输过程中会意外释放的有害物质，确定对员工，公众和环境造成的（致命）伤害的风险。判断由政府或公司内部设立的公差标准的风险。确定风险来源对地区或社会风险做出的（绝对或相对）的贡献。风险评估的目的——分析（2）识别降低风险的机会及其影响流程设计或操作修正补救措施变更工厂布局更换运输方式土地利用规划改造执行/优先应急准备和应急响应在当今荷兰，是土地利用规划的重要手段风险的定义(一般)风险=出现未期望结果的可能性对于有害物质:风险=接触释放的有害物质造成致命伤害的可能性风险的定义(1)个人风险(IR)个人风险指由于不可控事件(设备内介质泄露s)造成的个人死亡的频率。个人假定在总曝光时间，处于未受保护状态且位于某一特定位置(x,y)..个人风险可以用地形图上的等高线表示。风险的定义(2)社会风险(SR)社会风险指N个或更多的人同时死亡的事件的频率。所涉及的人被假定有某些自保手段。社会风险可以用FN图表示。N代表死亡的人数，F代表N个或多人死亡事件的累加频数。可接受进一步的评估非耐受剂量此处社会风险值超过标准执行定量风险评价:来源CPR-14,黄皮书:物理效果计算方法CPR-16,绿皮书:计算有害物质释放对人或物体造成的可能的损伤的方法CPR-18,紫皮书:定量风险评估指南紫皮书黄皮书safetyriskcurves绿皮书物理效果情形和频率后果风险评估步骤A定量风险评价需要执行以下基本步骤:1.识别相关的活动/单位/流程2.定义设备内介质泄露情况(某情境下)3.评估全部设备内介质泄露情况后果（影响或损失）4.评估设备内介质泄露s频率、可能性和影响5.计算和LR-等高线andSR-曲线显示的风险现状6.评估和分析风险定量风险评价综合工具:风险曲线(包含EFFECT后果模型)1:相关活动/程序的辨别选取细部选取细部目标:选择与定量风险评价外部安全相关的设施和生产装置优势:简化筛选工具，划分全部设施风险，除去低相关设施劣势:并非所有活动均被选取：有潜在火灾或燃烧产品的管道、仓库1.细分可分离部件的安装2.决定部件的存货3.决定过程状况因素,O=O1xO2xO3:O1:工序设置vs.贮存装置(1or0.1)O2:安装位置(封闭,户外=1or0.1)O3:物质阶段(取决于过程压力的气体,液体,固体=10to0.1)细部选择方法4.确定阈值G:易燃:G=10000kg剧毒:G=1kg爆炸性:G=1000kgTNTequiv.有毒:G取决于LC-50(Cl2基础:G=300kg)5.计算指示数字A,从A=(MassxO/G)6.如果A1,在距离L，计算选择数字S在工厂边界或生活区域的某些位置计算的S值7.易燃物:S=A/L3有毒:S=A/L28.如果在任何位置，QPA选择：在边界:S=1andS0.5xSmax在生活区:S=1第二步:定义设备内介质泄露情况紫皮书(CPR-18)列出了一些典型的设备内介质泄露设备，和典型的情境紫皮书第一部分：建造第二部分：运输建造过程设备内介质泄露类型：通用，固定设备失败外部影响，特别是运输设备装卸特殊(对于过程状况,如失控，多米诺)紫皮书提及的设备类型:固定的罐子，容器，加压固定的罐子，容器,气压煤气罐管道水泵热交换器减压设备仓库炸药贮存运输设备:槽罐车,铁路油槽车,船设备内介质泄露情况,容器示例固定容器三种容器加压加工反应器三种释放情况猝发持续10min.持续渗漏d=10mm通用设备内介质泄露频率设备内介质泄露/容器猝发持续.,10min持续渗漏.,10mm加压5x10-75x10-71x10-5加工5x10-65x10-61x10-4反应器5x10-65x10-61x10-4设备内介质泄露情况，管道示例三种直径类型:D75mm75mmD150mmD150mm两种渗漏情况:全部孔破裂渗漏直径10%(最大.50mm)通用设备内介质泄露频率设备内介质泄露/管道直径全孔破裂渗漏75mm1x10-6/m5x10-6/m75–150mm3x10-7/m2x10-6/m150mm1x10-7/m5x10-7/m设备内介质泄露情况，运输设备，公路和铁路示例库存瞬时释放持续最大连接软管装卸全孔破裂，两端留出渗漏直径0.1(最大50mm)装卸臂全孔破裂，两端留出渗漏直径0.1(最大50mm)外部影响罐下起火第三步:评估全部设备内介质泄露情况后果黄皮书无力影响后果绿皮书实际:需要软件工具EFFECTS(TNO)PHAST(DNV)第四步:评估设备内介质泄露频率、可能性和影响故障频率定义:单位时间内事件发生次数.例如,每千年或每年，一条1千米长的管道，其中天然气的主要释放次数(超过10kg/s)总有单位，如每年或每百万年每万年释放1与每年释放1·10-4相同1·10-4可能性某一事件发生的几率0到1之间的数字(无单位)骰子落在4的可能性是1/6骰子不落在4上面的可能性是1-1/6=5/6结合频率和概率频率与不能相乘频率可与概率相乘，或与几个概率相乘例如气体释放的频率=1每年点燃的概率=0.2有人在场的概率=0.5火焰朝向人的概率=0.15热辐射的致死率=1人的丧命率=1x0.2x0.5x0.15x1=0.015每年=或者每67年一次事件树(紫皮书:具体类型)蒸气云爆炸蒸气云爆炸+池火直接引燃0.70.4限域突引燃+超压力+池火0.30.40.6突引燃瞬间两阶段限域突引燃+超压力+池火延时引燃0.40.70.6突引燃+池火0.60.3noeffect其它数据来源核能的公开数据(许多组件类似,比如泵，阀门和管道)离岸产业的公开数据(海上设备可靠性数据库,HSE管理体系)天气数据/通常发布的风向图(机场)电子系统故障–可能需要使用故障树分析法起火概率–可能基于复杂的数学模型+计算起火源第5步:在IR-contours和SR-curve中计算并展示风险实际操作:需要软件工具RISKCURVES(TNO)SAFETI(DNV)定量风险评价程序-概率评估设备内介质泄露的概率:紫皮书原始材料(CPR-18)情节的发展，源参数：系统反应的成功与失败关闭的可靠性抑制的可靠性情节的发展，源参数：天气状况的概率（统计资料）曝光的概率（风向、统计资料）可燃云引燃的概率（直接引燃或延迟引燃）有人在场的概率（人口数据）一昼夜的扩散防护的概率（隐蔽或疏离）损坏的概率（比方程式)定量风险评价程序-人口定义鉴于SR，需要人口数据常规入住率，包括白天和夜晚房屋：地图坐标中的地址，平均人口数量医院，养老院、宾馆，等等：床的数量与房间的数量。常规入住率，只在白天企业：员工水量购物中心：顾客或参观者的平均数量学校、幼儿园，等等：儿童与员工的数量非常规入住率教堂、游泳馆、餐馆、娱乐场所，等等：收集到的数据风险定义(1)个别风险(IR)个别风险是指设备内介质泄露事件所导致的个人死亡(设备内介质泄露s).在整个暴露期间，假定个体无防护措施并位于特定的点（X,Y）。在等高线图上，个别风险以等高线显示。个别风险示意图与区位风险等值的等高线示意图211122个别风险计算(1)某一地点的个别风险按下述公式计算：IR=Σ[{F(Sceni→n)*Peff}*{Pexposure*Plethal}]F(Sceni→n):每个场景下的失败概率[1/年]Peff:事件的概率，例如：纾缓措施失败泄露引燃：直接、延迟云限域导致的爆炸天气情况：稳定性、风速个别风险的计算(1)某点的个别风险按下式计算IR=Σ[{F(Sceni→n)*Peff}*{Pexposure*Plethal}]Pexposure:人暴露的概率，例如：•风向•躲避/保护Plethal:爆炸致死概率→比方程式风险的定义(2)社会风险(SR)社会风险指N个或更多的人同时死亡的事件的频率。所涉及的人被假定有某些自保手段。社会风险可以用FN图表示。N代表死亡的人数，F代表N个或多人死亡事件的累加频数。风险计算(1)危险源风向蒸汽云频率10-6/年风险计算(2)SR描述如图(fN曲线)风向危险源蒸汽云50死亡人数频率10-710-610-5风险计算(3)累积频率在场25人未受保护危险源风向蒸汽云场景1蒸汽云场景2频率5x10-6/year社会风险计算(4)累积频率图每种“事故”都伴随着一个频率和受害人数(f&N“相对”)每种风向没种级别都会造成事故!居民区危险源风向蒸汽云场景1蒸汽云场景2死亡人数频率≤25(5+1).10-6≤501.10-650死亡人数累积频率10-710-610-525场景1场景2场景1+2第六步:评估和分析风险FrequenteventOccursseveraltimesin10yearsOccasionaleventOccursaboutoncein10to100yearsRareeventOccursaboutoncein100to1000yearsVeryrareeventOccurslessthanoncein1000yearsDamagenoinjuriesInjuriesonsiteFatalitiesonsiteFatalitiesonandoffsite不可接受可接受预期减少即时死亡率预期频率≥即时死亡率定量风险评价(1)荷兰立法在荷兰,主要危险源需要定量风险评价:欧盟规定,根据在场的大量有害物质特别产业类型，因区域风险申请风险带（与易受攻击对象保持安全距离）并符合社会风险标准：LPG汽车燃料补给站(销售2.500m3/yr)氨制冷装置(1.500–10.000kgofNH3)储存危险化学品/燃烧产品围运输路线的脆弱区域：公路，铁路，水运和管道定量风险评价(2)荷兰立法许可申请需要定量风险评价并且需要接近危险行业或运输路线的新的空间发展城市发展是否为这里带来风险？定量风险评价(3)荷兰立法脆弱区域示例年销售额[m3/jr]→位置↓500500-1.0001000–15001500卡车卸货25m35m40m需要定量风险评价储油罐地下:25m地上:120m分散器15mLPG燃料补给站依据:距离LR=10-6/年荷兰-IR风险标准个人风险可以地质图表示:Iso风险等高线图要求:10-6/yr等高线内无易受攻击对象(例如：房屋，学校，医院，大的办公楼等）根据无保护性，室外，100%在场地位:验收标准,“严格”的要求荷兰-SR风险标准社会风险2空间“fN曲线”:频率记录VS记录受害者数量记录需要有效的地理人口分布!!!区分室内及室外人口验证“指导价值”：固定设备:10次意外事故GR10-5/年(100次致命事故10-7,等)运输:10次意外事故GR10-4/年/千米(100次致命事故10-6等)地位:价值取向,政治/社会决策其它国家有其它“指导方针”(斜率,N最大,F&N初始)重大差异计算方法个人风险/社会风险个人风险:未受保护,户外100%在场社会风险:考虑防护系数！热辐射:逃离:曝露时间最大20秒用衣服保护(0.14露出皮肤)室内100%防护，如果Q35kW/m2爆炸:室外无损伤，如果p爆炸0,3bar毒副反应:通常:室内是室外10%的杀伤力特殊:在计算中，计算剂量并结合通风率社会风险:包含在场因素政府角色不实施定量风险评价–但需要确保定量风险评价被清晰记录且涵盖所有情境如果事件树被使用，评估其是否合理——是否选择了可信的情境？——计算是否准确？那些数据资源被用来查询概论和可能性？它们与研究设备相关吗？它们被合理使用了吗？通常加入官方“指导方针“(紫皮书,Omega文件等)