摘  要：  介紹量化風險評價的內(nèi)容和模型，分析該技術在城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)的應用現(xiàn)狀和前景，提出了存在的問題及建議。

關鍵詞：  風險評價；  量化風險評價；  城鎮(zhèn)燃氣；  安全管理；  標準

Abstract：The content and model of quantitative risk assessment are introduced．The current status and prospect of the technology application in city gas industry are analyzed，and the existing problems and suggestions are proposed．

Key words：  risk assessment；  quantitative risk assessment；  city gas；  safety management；standard

量化風險評價(Quantitative Risk Assessment，QRA)是對某一設施或作業(yè)活動中發(fā)生事故風險以量的形式體現(xiàn)出來的風險評價，是一種對風險進行量化管理的技術手段^[1-4]。該方法出現(xiàn)在20世紀40年代中期，在1974年拉姆遜教授用于評價美國民用核電站的安全性，自此之后得到了快速的發(fā)展和廣泛的應用。目前在美、日、歐盟國家等工業(yè)發(fā)達國家，幾乎對所有重大工程項目和建設規(guī)劃都需要事先做定量風險評價和安全建議。在國外量化風險評價在風險管理、應急救援、土地使用安全規(guī)劃以及保險業(yè)中都有重要的實用價值，但我國對這一風險控制方法研究和應用還比較少。

1量化風險評價內(nèi)容

量化風險評價內(nèi)容包括明確系統(tǒng)、危險源辨識、頻率分析、事故模擬和風險結(jié)果^[5-7]。

1．1  明確系統(tǒng)

明確系統(tǒng)是進行量化風險評價的前提。明確量化風險評價工作的范圍，哪些行為被包括在內(nèi)，哪些被排除在外，即要明確將要分析哪些具有潛在危險的裝置或行為，以界定工作范圍。例如項目對周邊居民的影響，包括火災熱輻射影響、有毒物質(zhì)的泄漏擴散影響等。

1．2危險源辨識

危險源辨識是進行量化風險評價的基礎。危險源辨識是對可以導致事故的情況進行確定的系統(tǒng)過程，是為了對可能的失效件進行選擇。這一過程是基于以往的事故經(jīng)驗或必要判斷，對可能發(fā)生的事故進行定性評價。目前比較常用的危險源識別方法有安全檢查表分析、工作危害分析、預危險性分析、故障假設分析、危險與可操作性分析、失效模式與效應分析、故障樹分析和事件樹分析等^[8]。

1．3頻率分析

頻率是量化風險評價的重要參數(shù)。頻率分析是估算事故發(fā)生的可能性，通常來源于對以往事故經(jīng)驗的分析或某些理論模擬。在國外經(jīng)過多年的積累和研究，很多機構已建立起相關領域的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫的建立和應用大大提高了預測結(jié)果的準確性，并提高了工作效率。

1．4事故模擬

事故模擬是量化風險評價的關鍵。事故模擬是估算事故發(fā)生的后果及其影響，包括對人員、設備、建筑、環(huán)境等的沖擊。這一過程可以通過計算機模擬，也可以基于事故經(jīng)驗或適當?shù)馁Y料判斷。在這一技術發(fā)展比較成熟的國家或機構已經(jīng)開發(fā)出了模擬軟件。

1．5風險結(jié)果

風險結(jié)果是量化風險評價的結(jié)論。風險結(jié)果是以事故模擬的結(jié)果為前提，通過與量化風險評價指標的對比，確定項目所帶來的風險水平是否在可接受的范圍之內(nèi)，是否需要額外的安全系統(tǒng)來將風險降低到一個盡可能低的水平或可以承受的水平，并對相關安全措施提出合理的建議。

2量化風險評價模型

在量化風險評價范圍內(nèi)位置坐標為(x，y)處所承受的個人風險，是所有危險源發(fā)生事故后的累加結(jié)果，可由下式計算：

先對第m個危險源在位置(x，y)處的事故后果進行模擬分析，采用氣體泄漏模型、擴散模型、火災模型、爆炸模型等；再將模擬后果進行分析得到的熱輻射通量、爆炸超壓值或毒性物質(zhì)含量等通過傷害模型轉(zhuǎn)化為人員傷亡數(shù)。在地圖上對所有危險源在點(x，y)處疊加產(chǎn)生個人風險值，將個人風險值相等的點連接起來，就得到了個人風險曲線。

3量化風險評價標準

量化風險評價標準是對量化風險評價結(jié)果進行衡量的重要依據(jù)。量化風險評價的成果一般可以用個人風險及社會風險來衡量。個人風險常用單位時間(通常為每年)死亡率來表示，社會風險常用單位時間(通常為每年)死亡人數(shù)概率來表示。風險的評判標準將風險分為3個區(qū)域，即不可接受的高風險、最低合理可行(ALARP區(qū)域)和可忽略的低風險。當評價結(jié)果在可忽略的低風險區(qū)域時，可以忽略；當評價結(jié)果在不可接受的高風險區(qū)域時，不可接受；當評價結(jié)果在ALARP區(qū)域時需要在經(jīng)濟可行的前提下采取有效措施降低風險^[9]。

目前，國外一些研究機構如挪威船級社(DNV)、英國健康和安全局(HSE)、美國化工過程安全中心(CCPS)等都已經(jīng)建立了完善的數(shù)據(jù)庫，可直接獲得各類設備的泄漏概率和事故模型。美國、英國、荷蘭等國家已制定出具體的適合自己國情的定量風險評價導則，許多國家和地區(qū)都已經(jīng)制定了合適的死亡風險標準。我國還處在起步階段，雖然在一些工程上得到了應用，但尚未出臺切實可行的量化風險評價的標準或指導性文件。

4在城鎮(zhèn)燃氣領域的應用

4．1  背景

在國外發(fā)達國家已經(jīng)形成了“基于后果”和“基于風險”的兩種評價方法相結(jié)合的方法進行規(guī)劃和決策，并取得了很好的效果。“基于后果”法是基于對假定事故后果的評估，以事故后果物理量的閾值作為規(guī)劃依據(jù)，不考慮事故的可能性。“基于風險”法綜合評估事故后果嚴重程度和可能性，以個人和社會風險作為規(guī)劃依據(jù)，在風險分析方面更全面^[l0]。

在城鎮(zhèn)燃氣系統(tǒng)中包括廠站、管網(wǎng)和戶內(nèi)應用等部分，按照分布特性可以將這3部分分別定義為點危險源、線危險源和面危險源。

點危險源和線危險源組成燃氣供氣系統(tǒng)，在項目規(guī)劃設計階段按國家建設項目的審批程序規(guī)定要得到規(guī)劃、消防等部門的審批，而審批的依據(jù)是應符合相應技術規(guī)范的有關規(guī)定。由于我國燃氣事業(yè)的飛速發(fā)展，標準的缺失和滯后是在所難免的。通常的做法不是通過量化風險評價來彌補現(xiàn)有國家標準規(guī)范的不足或空白，而是執(zhí)行相應的行政規(guī)定，以專家論證會的形式來填補。例如：住房和城鄉(xiāng)建設部2009年第87號《關于印發(fā)<危險性較大的分部分項工程安全管理辦法>的通知》中第九條規(guī)定了“超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程專項方案應當由施工單位組織召開專家論證會”，附件二“超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程范圍”包括 “采用新技術、新工藝、新材料、新設備及尚無相關技術標準的危險性較大的分部分項工程”，通知中對需要編制專項方案和需要專家論證的分部分項工程進行了界定，對專項方案的編制內(nèi)容和專家論證的程序也作出了具體要求。公安部第l06號令《建設工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》中第十九條規(guī)定，“(一)國家工程建設消防技術標準沒有規(guī)定的；(二)消防設計文件擬采用的新技術、新工藝、新材料可能影響建設工程消防安全，不符合國家標準規(guī)定的；(三)擬采用國際標準或者境外消防技術標準的，公安機關消防機構應當在受理消防設計審核申請之日起五日內(nèi)將申請材料報送省級人民政府公安機關消防機構組織專家評審，省級人民政府公安機關消防機構應當在收到申請材料之日起三十日內(nèi)會同同級住房和城鄉(xiāng)建設行政主管部門召開專家評審會，對建設單位提交的消防技術方案進行評審。參加評審的專家應當具有相關專業(yè)高級技術職稱，總數(shù)不應少于七人，并應當出具專家評審意見。評審專家有不同意見的，應當注明。”也就是說，如果項目的設計、施工等沒有相應技術規(guī)范作支撐，只能召開專家論證會來解決相應的技術問題。燃氣廠站和管道出現(xiàn)的事故帶有很大的隨機性和不確定性；不同的城市或相同的城市，沒有周邊條件、地質(zhì)、建設質(zhì)量、設備的配備等完全一樣的廠站；也沒有壓力、材質(zhì)、焊接質(zhì)量等相同的管線。況且專家論證會存在著較大的主觀性，因為論證結(jié)論的質(zhì)量不僅取決于專家的水平、能力、經(jīng)驗等，還跟領導對該項目的意見、建設方的意見等有關。如果遇到偏于保守的專家可能會加大方案的安全儲備，提高安全性和可靠性，從而犧牲了方案的科學性、經(jīng)濟性和合理性，加大投資，既增加了企業(yè)的經(jīng)濟負擔，從而推高產(chǎn)品的價格，也不符合國家節(jié)能減排的政策。

從目前我國的燃氣事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，造成損失最嚴重的是面危險源，其次是線危險源。這主要是由于使用燃氣的用戶過于分散，管理起來難度很大；而管網(wǎng)地處公共區(qū)域，運行的環(huán)境非常復雜，容易發(fā)生突發(fā)事件。這兩類事故對公眾的危害巨大，是城鎮(zhèn)燃氣管理的重點和難點，隨著天然氣覆蓋面越來越廣泛，這一問題也越來越突出。另外，新型燃氣設備和氣源的不斷涌現(xiàn)也增加了燃氣應用風險，加大了燃氣管理的難度。

隨著我國燃氣事業(yè)的蓬勃發(fā)展，對燃氣管理也提出了更高的要求，逐步呈現(xiàn)出專業(yè)化、多元化的特點，同時也顯現(xiàn)出其系統(tǒng)的復雜性和局部領域的滯后性。

4．2應用現(xiàn)狀

我國通過采用國際標準的形式，相繼發(fā)布了一系列風險管理的標準，如GB／T 20000.4—2003《標準化工作指南  第4部分：標準中涉及安全的內(nèi)容》、GB／T 27921—2011《風險管理  風險評估技術》等。只是這些標準都是基于后果的評價標準，屬于定性分析，并不能進行定量的風險分析。各類組織越來越認同廣義的風險管理方法，涵蓋風險的消極和積極兩個方面。例如：某項目的風險包括其產(chǎn)品的價格，而價格的波動可能帶來虧損也可能帶來收益。但本文中量化風險評價是基于對安全的評價，因此只考慮風險的消極方面。另外，這些標準屬于基礎性標準，目前城鎮(zhèn)燃氣行業(yè)還沒有適用于本行業(yè)的專用標準。

量化風險評價標準的制定在其他行業(yè)已經(jīng)取得了一些進展，如：HJ／T l69—2004《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》和《危險化學品重大危險源監(jiān)督管理暫行規(guī)定》(國家安全監(jiān)管總局40號)對危險源的量化計算做了簡要概述，SY／T 6714—2008《基于風險檢驗的基礎方法》對失效后果、泄漏頻率、泄漏頻率修正及風險計算等做了詳細的規(guī)定。2009年2月，國家安全監(jiān)管總局印發(fā)《關于下達2009年安全生產(chǎn)行業(yè)標準項目計劃的通知》(安監(jiān)總政法[2009]34號)，《化工企業(yè)定量風險評價導則》準予立項，并于2009年10月完成了征求意見稿。如果該標準順利出臺，將成為我國第一個定量風險評價導則。

我國城鎮(zhèn)燃氣領域也已經(jīng)引入了這一理念并已經(jīng)進行了一些有益的嘗試。在國家標準《液化石油氣廠站設計規(guī)范》液化石油氣儲罐與站外建構筑物防火間距確定的編制過程中也嘗試用量化風險評估，量化液化石油氣廠站項目的建設對界外的風險等級；從風險角度考慮儲罐與周邊居民區(qū)的間距問題，找到液化石油氣儲存基地項目在安全、經(jīng)濟的前提下，將對站外的風險降低到可接受的程度。主要方法是：對于LPG儲氣庫區(qū)內(nèi)的各種潛在失效事件進行分析；采用DNV全球數(shù)據(jù)庫，對每個失效事件進行概率估計，采用DNV的后果仿真模擬軟件對每個危險事件進行后果影響分析，評價其對站外周圍人員的影響(如熱輻射、閃火和爆炸等)，并繪制相關的影響范圍圖表。同時，采用DNV風險評估軟件量化對液化石油氣廠站內(nèi)工作人員和進入廠站的人員產(chǎn)生的風險。量化風險評估的前提條件是要給評價機構提出詳細的資料：被評價廠站的規(guī)模(單罐容積和總?cè)莘e)，平面布置(儲罐之間、儲罐與工藝裝置、儲罐與站外建構筑之間的防火間距)，主要設備(儲罐、管道、閥門等)的材料，采取的安全措施(安全閥、充裝保護等)以及消防設施的配備等。由于種種原因，該評估項目沒有最終完成，但通過該項目評估過程的參與和階段的成果可以看出，無論是廠站的選址、設備的選型和安全控制裝置設置及管理人員的素質(zhì)等，每個參數(shù)對評估結(jié)果都有影響。也就是說同樣規(guī)模的廠站，如果站外環(huán)境不同，危險事件影響的范圍和程度不同。同樣的規(guī)模和站外環(huán)境，廠站的設計提高了主要設備材料的性能，增加了安全監(jiān)控和控制措施等，危險事件影響的范圍和程度也不同。規(guī)模、外部環(huán)境和工藝裝置相同的廠站總圖布置不同，最終的評估結(jié)果也不同。反思現(xiàn)行標準的編制僅依據(jù)儲罐的規(guī)模(單罐容積和總?cè)莘e)來確定廠站的防火間距，有些簡單。

4．3應用前景

當我們面對復雜且工作量大的安全管理工作時，就需要一個更高效、更可靠的安全管理評價系統(tǒng)。量化風險評價由于其考慮得更全面、更科學、更合理、更經(jīng)濟等特點，使其更適合應用于復雜的系統(tǒng)，因此在燃氣安全管理領域引入該方法將對我國的燃氣安全管理水平的提高具有積極作用。隨著計算機技術的應用與發(fā)展，可以解決大型的復雜的運算問題，解決了傳統(tǒng)方式不能逾越的鴻溝。隨著各種相關數(shù)據(jù)庫的建立，過程模擬和結(jié)果預測變得更準確，大大提高系統(tǒng)運行的效率，這些都將使量化風險評價技術能更有效地應用于我國城鎮(zhèn)燃氣規(guī)劃、設計和管理等領域。

5存在的問題及建議

①增加了解、轉(zhuǎn)變觀念、提高認識，讓城鎮(zhèn)燃氣領域廣大技術人員和管理者接受這一方法，并在實際工作中與其他方法相結(jié)合，使其更好地在燃氣管理中發(fā)揮作用。

②加強該方法在城鎮(zhèn)燃氣領域的理論研究，根據(jù)城鎮(zhèn)燃氣系統(tǒng)的特點和我國的國情，充分考慮其自身的復雜性、廣泛性和其所面對的普通百姓為非專業(yè)人士的現(xiàn)狀，開發(fā)出更適合我國燃氣行業(yè)特點的理論模型。

③應由政府相關主管部門建立起量化風險評價體系，其中包括危險源數(shù)據(jù)庫、氣象條件數(shù)據(jù)庫和危險物質(zhì)數(shù)據(jù)庫等，制定符合我國國情的量化風險評價標準。

④建立相應的后評價和監(jiān)督體系，對量化風險評價結(jié)果進行后評價，以保證量化風險評價效果和質(zhì)量，防止量化風險評價被濫用。

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本文作者：陳云玉 王運閣

作者單位：中國市政工程華北設計研究總院建設部沈陽煤氣熱力研究設計院