李麗娟,田明,徐志杰,劉元,馬文耀

(1. 國(guó)家能源集團(tuán)煤焦化有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 烏海 016000;2. 國(guó)家能源集團(tuán)煤焦化有限責(zé)任公司西來峰分公司,內(nèi)蒙古 烏海 016000;3. Kenexis咨詢公司,天津 300270;4. 國(guó)能烏海硝銨有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 烏海 016000;5. 中國(guó)石油化工股份有限公司 北京燕山分公司,北京 102500)

目前,安全工程師使用過程危害分析(PHA)技術(shù)(如HAZOP分析),對(duì)化工設(shè)備存有的危害進(jìn)行定性評(píng)估,即使效果良好,但HAZOP分析并不能滿足所有要求。對(duì)于罕見事件和高后果事件,人為判斷往往不足以理解風(fēng)險(xiǎn),故定性評(píng)估就會(huì)顯得力不從心。此外,某些技術(shù)安全設(shè)計(jì)工作需要定量結(jié)果,例如“這個(gè)聯(lián)鎖需要什么樣的冗余?”或者“多久測(cè)試一次安全措施?”,為了解決該類問題,安全工程師開發(fā)了一種技術(shù),最終被稱作保護(hù)層分析(LOPA)[1]。幾十年來,LOPA分析為技術(shù)安全領(lǐng)域提供了良好的服務(wù),然而LOPA分析固有的一些簡(jiǎn)化導(dǎo)致了不恰當(dāng)結(jié)論的產(chǎn)生,或無法評(píng)估某些常見安全措施的有效性。同時(shí),LOPA分析的數(shù)字化“電子表格”性質(zhì)還削弱了許多定性和視覺思考者傳授知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的能力,這反過來又會(huì)導(dǎo)致LOPA分析越來越缺乏團(tuán)隊(duì)合作,因?yàn)閾p失預(yù)防工程師往往只是簡(jiǎn)單地應(yīng)用表格中的數(shù)字來“計(jì)算”結(jié)果,而不是進(jìn)行全面的團(tuán)隊(duì)討論。為了解決該類缺陷,從業(yè)人員對(duì)LOPA分析進(jìn)行了相應(yīng)擴(kuò)展和修改,并在其原始形式的基礎(chǔ)上增加了額外屬性。

一種已經(jīng)存在數(shù)十年且以風(fēng)險(xiǎn)溝通和理解技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù),但直到最近才開始受到重視,這種技術(shù)就是領(lǐng)結(jié)圖[2]。領(lǐng)結(jié)圖主要被用作可視化和溝通工具,而不是作為定量決策和設(shè)計(jì)工具,其主要目的是將重大危險(xiǎn)場(chǎng)景可視化。在領(lǐng)結(jié)圖中,左側(cè)表示多個(gè)不同的原因(稱為威脅),每個(gè)原因都可能有預(yù)防性安全措施(稱為屏障);中間是被預(yù)防的危險(xiǎn)事件,也被稱為“頂層事件”,這在工業(yè)流程中,通常指工藝過程中發(fā)生的圍堵失效(泄漏),該事件是領(lǐng)結(jié)圖中的“結(jié)”;右側(cè)表示由于危險(xiǎn)場(chǎng)景發(fā)生可能導(dǎo)致的多種不同后果(單獨(dú)或組合),每種后果都有一種或多種減緩性安全措施(也稱為屏障)。領(lǐng)結(jié)圖的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 領(lǐng)結(jié)圖的典型結(jié)構(gòu)示意

圖1通常會(huì)進(jìn)行擴(kuò)展,目的是包含與“屏障”(即安全措施)潛在漏洞有關(guān)的附加信息,這些漏洞被稱為退化因素,而控制或防止退化因素發(fā)生的相關(guān)機(jī)制則稱為退化控制。包含典型退化因素和控制措施的領(lǐng)結(jié)圖如圖2所示。

圖2 包含典型退化因素和控制措施的領(lǐng)結(jié)圖示意

目前,領(lǐng)結(jié)圖主要用于更好地理解和管理特定的危險(xiǎn)場(chǎng)景,通常是通過審查HAZOP和LOPA等常用分析方法來識(shí)別需要特別關(guān)注的危險(xiǎn)場(chǎng)景(具有嚴(yán)重后果),然后將來自HAZOP分析的多個(gè)偏離和場(chǎng)景的信息結(jié)合起來,以可視化的領(lǐng)結(jié)圖格式重新繪制。最終的領(lǐng)結(jié)圖可用于向各利益相關(guān)方(管理層、一般員工和社區(qū))傳達(dá)危險(xiǎn)場(chǎng)景的原因、潛在后果的范圍以及為防止(或減緩)后果所采取的安全措施。該工具還可以協(xié)助管理,將各種安全措施(屏障)的設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)分配給特定的人員或團(tuán)隊(duì),以便持續(xù)審查安全措施的存在和性能。然而,對(duì)于下一代風(fēng)險(xiǎn)分析,上述領(lǐng)結(jié)圖會(huì)引入數(shù)字,以便在設(shè)計(jì)安全措施時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)的可容忍風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)。

1 LOPA的不足與演變

LOPA是一種簡(jiǎn)化工具,用于分析由HAZOP分析中偏離的原因所導(dǎo)致的“因果對(duì)”。LOPA分析通過計(jì)算事件的預(yù)計(jì)發(fā)生頻率,并與考慮后果嚴(yán)重程度的可容忍頻率進(jìn)行比較,對(duì)單一原因和相關(guān)單一后果的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,以確定其可容忍度。在評(píng)估過程中,考慮了原因(初始事件)的頻率、安全措施(獨(dú)立保護(hù)層)的有利影響、允許初始事件發(fā)生條件的概率(使能條件),以及導(dǎo)致安全后果的條件的概率(例如易燃?xì)怏w釋放物點(diǎn)火的概率,也稱為條件修正因子),所有以上信息將以單一因果對(duì)LOPA表格形式進(jìn)行記錄。然而,該種繁瑣的表格形式很快會(huì)被淘汰,取而代之的是更加電子化的表格文檔,這樣的文檔能夠以更緊湊和可操作的方式記錄多個(gè)場(chǎng)景,通過單行的形式呈現(xiàn)更多的信息。

隨后,主要以LOPA分析為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)安全儀表系統(tǒng)(SIS)的人員,發(fā)現(xiàn)僅使用單一的“因果對(duì)”無法正確評(píng)估風(fēng)險(xiǎn),這是因?yàn)榘踩珒x表功能(SIF)所涵蓋的場(chǎng)景通常涉及多個(gè)原因,需要將這些原因的頻率相加,以了解整體風(fēng)險(xiǎn)并確定SIF的風(fēng)險(xiǎn)降低要求。例如,導(dǎo)致機(jī)泵密封失效的低流量場(chǎng)景可能存在多個(gè)根本原因,“低流量停泵”功能不僅可以預(yù)防上述場(chǎng)景,還必須應(yīng)對(duì)其他場(chǎng)景,從而大幅提高了風(fēng)險(xiǎn)降低的能力。因此,LOPA從業(yè)人員對(duì)方法進(jìn)行了修改,考慮到場(chǎng)景后果的多個(gè)原因,創(chuàng)建了一個(gè)名為“后果索引”的文件,列出導(dǎo)致特定后果的多個(gè)原因,而HAZOP分析通常在文件中列出單一原因的多個(gè)后果(即“原因索引”)。

2 LOPA與定量領(lǐng)結(jié)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

針對(duì)上述情況,Marszal先生的《系統(tǒng)安全完整性等級(jí)選擇》[3]中詳細(xì)解釋了風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算中使用的概率結(jié)果,包括假設(shè)和簡(jiǎn)化方法。例如,通常采用的罕見事件近似概率加法,最終事件的概率和頻率通過它們的邏輯關(guān)系進(jìn)行組合,具體來說是邏輯“或”或邏輯“與”。對(duì)于傳統(tǒng)LOPA計(jì)算中后果發(fā)生頻率的特定情況,由于場(chǎng)景是邏輯“與”關(guān)系,因此使用概率乘法來組合事件。這意味著只有在初始事件發(fā)生且所有使能事件為真,且所有條件修正因子為真,同時(shí)所有獨(dú)立保護(hù)層失效時(shí),后果才會(huì)發(fā)生。當(dāng)將多個(gè)場(chǎng)景的頻率組合起來計(jì)算后果的總體頻率時(shí),可以使用概率加法,此時(shí)場(chǎng)景是邏輯“或”關(guān)系。這意味著如果第1個(gè)原因發(fā)生,或者第2個(gè)原因發(fā)生,或者第3個(gè)原因發(fā)生,后果就會(huì)發(fā)生。包含多個(gè)原因的LOPA報(bào)告電子表格樣式見表1所列,通過擴(kuò)展表格式的LOPA工作表,可以實(shí)現(xiàn)多行表示單一后果的多個(gè)原因。同時(shí),減緩事件可能性(MEL)頻率是基于單個(gè)原因及其相關(guān)安全措施的頻率之和。

表1 流量偏低包含多個(gè)原因的LOPA報(bào)告電子表格樣式

表1中包含的邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算也可以在定量領(lǐng)結(jié)圖中進(jìn)行計(jì)算和顯示,如圖3所示。

圖3 場(chǎng)景多個(gè)原因的定量領(lǐng)結(jié)分析示意

在定量領(lǐng)結(jié)中,使用初始事件的頻率與各預(yù)防性安全措施的失效概率相乘,計(jì)算并顯示初始事件對(duì)頂層事件頻率的貢獻(xiàn)。每個(gè)初始事件的頻率在領(lǐng)結(jié)圖的左側(cè),沿著通往頂層事件的各個(gè)分支上顯示,通過概率加法,將所有單個(gè)初始事件分支的頻率相加,得出頂層事件發(fā)生的總頻率,并在領(lǐng)結(jié)圖的下方顯示出來。與傳統(tǒng)的保護(hù)層分析相同,所有計(jì)算都按照相同的方式進(jìn)行,但以領(lǐng)結(jié)圖的形式呈現(xiàn),可以通過可視化更好地理解。

3 統(tǒng)一危害評(píng)估

統(tǒng)一危害評(píng)估是定量領(lǐng)結(jié)分析中的術(shù)語,與傳統(tǒng)的定性領(lǐng)結(jié)圖的術(shù)語不同。本文和定量領(lǐng)結(jié)分析中使用的術(shù)語源自Marszal先生在“統(tǒng)一危害評(píng)估—以統(tǒng)一結(jié)構(gòu)整合HAZOP分析,LOPA分析,危害登記和領(lǐng)結(jié)分析”[4]中提出的概念。統(tǒng)一危害評(píng)估假設(shè)所有風(fēng)險(xiǎn)分析,包括HAZOP分析,LOPA分析,領(lǐng)結(jié)圖和危害登記等,都包含相同數(shù)據(jù)集的子集,但會(huì)以略有不同的方式呈現(xiàn)。通過使用統(tǒng)一的術(shù)語和一致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),可以更好地滿足行業(yè)需求,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的便捷移動(dòng)和以不同格式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的目標(biāo)。在統(tǒng)一危害評(píng)估中,使用的術(shù)語與LOPA分析最為相似,原因被稱為初始事件,而不是威脅;預(yù)防性安全措施和減緩性安全措施的術(shù)語是安全措施,而不是屏障;獨(dú)立保護(hù)層、條件修正因子和初始事件是特定類型的安全措施,它們記錄在安全措施的屬性中,與傳統(tǒng)的領(lǐng)結(jié)分析一致;后果的名稱被保留作為頂層事件所造成傷害的最終描述。

4 減緩性安全措施的定量領(lǐng)結(jié)處理

圖3展示的領(lǐng)結(jié)圖是傳統(tǒng)LOPA的可視化代表,但定量領(lǐng)結(jié)圖的主要優(yōu)勢(shì)在于相對(duì)于LOPA分析,它更好地處理減緩性安全措施,并同時(shí)考慮存在條件修正因子的場(chǎng)景。舉例來說,圖3所示的液池火災(zāi)后果取決于泄漏的烴類液體是否由于點(diǎn)火控制程序失效而引發(fā)著火,這種情況可以通過定量領(lǐng)結(jié)圖的方式呈現(xiàn)。條件修正因子在定量領(lǐng)結(jié)中作為減緩性安全措施如圖4所示。

圖4 條件修正因子在定量領(lǐng)結(jié)中作為減緩性安全措施示意

條件修正因子屬于減緩性安全措施,因?yàn)樗鼈兡軌蛟趪率Оl(fā)生后對(duì)后果進(jìn)行修正,在流程工業(yè)定量領(lǐng)結(jié)分析中,圍堵失效事故通常成為領(lǐng)結(jié)圖中的頂層事件或結(jié),所以條件修正因子在領(lǐng)結(jié)圖中顯示在頂層事件的右側(cè)。從定量的角度來看,后果的頻率是通過將頂層事件的頻率乘以與結(jié)果相關(guān)的所有減緩性安全措施的條件概率來計(jì)算的,由于情況的邏輯“與”性質(zhì),因此同樣采用概率乘法。與LOPA相同,可以為后果分配一個(gè)可容忍頻率,即目標(biāo)減緩減緩事件可能性。如圖4所示,計(jì)算出的后果頻率(3.60×10-3)大于TMEL值(1.00×10-4)。因此,該后果的頻率是不可容忍的,因此在圖4中標(biāo)記為“紅燈”。

盡管定量領(lǐng)結(jié)圖有助于更清晰地展示點(diǎn)火條件修正因子概率在事件序列中的位置,但最終條件修正因子的使用也可以在傳統(tǒng)LOPA中進(jìn)行建模。然而,條件修正因子只能在其有效的情況下使用,即點(diǎn)火控制程序正常運(yùn)行且未發(fā)生點(diǎn)火,因此沒有安全后果。如果有效的條件修正因子不導(dǎo)致任何后果,則可以在LOPA中以與預(yù)防性安全措施完全相同的方式處理?xiàng)l件修正因子。

如果無論條件修正因子是否有效,后果都會(huì)發(fā)生呢?考慮將圖4中的池火場(chǎng)景擴(kuò)展到以下情況： 即如果立即發(fā)生點(diǎn)火,液池火災(zāi)將發(fā)生,并產(chǎn)生與池火效應(yīng)相關(guān)的后果;如果沒有點(diǎn)火,假設(shè)含有酸性烴類物質(zhì)的液池將形成少量有毒蒸氣云,這可能導(dǎo)致機(jī)泵周圍區(qū)域的人員傷亡。對(duì)于這種新場(chǎng)景,無論點(diǎn)火與否,都會(huì)產(chǎn)生安全后果,需要評(píng)估這兩種后果的可容忍性,以便做出有關(guān)可容忍風(fēng)險(xiǎn)的決策。這種多重后果分析超出了傳統(tǒng)LOPA場(chǎng)景的能力范圍,如果使用傳統(tǒng)的LOPA進(jìn)行評(píng)估,則需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)獨(dú)立的場(chǎng)景—每個(gè)后果對(duì)應(yīng)一個(gè)場(chǎng)景—然后手動(dòng)將結(jié)果組合在一起。另一方面,定量領(lǐng)結(jié)圖可以在單個(gè)場(chǎng)景中有效地處理這種情況,條件修正因子成功和失敗的后果如圖5所示。

5 場(chǎng)景多重后果的定量領(lǐng)結(jié)處理

定量領(lǐng)結(jié)分析的優(yōu)勢(shì)在于能夠跟蹤單一場(chǎng)景中的多個(gè)后果,并應(yīng)用于傳統(tǒng)LOPA之外的重要場(chǎng)景和重要安全措施中。在定量領(lǐng)結(jié)中,為每個(gè)后果定義了風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)以及相關(guān)的可容忍性(如TMEL);然后根據(jù)前文所述的方法計(jì)算每個(gè)后果的頻率,將后果目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)可容忍度與該頻率進(jìn)行比較,以確定該后果的風(fēng)險(xiǎn)是否可以容忍。只有當(dāng)所有后果的頻率都小于為每個(gè)單獨(dú)后果分配的可容忍頻率時(shí),整個(gè)場(chǎng)景(包括所有多重后果)才被視為可容忍。盡管圖5展示了將每個(gè)后果的TMEL與計(jì)算得出的每個(gè)后果的估計(jì)頻率進(jìn)行比較的方法,但該方法可以進(jìn)一步擴(kuò)展為利用定量后果表示。例如,潛在的生命損失(PLL),該參數(shù)允許對(duì)某一情景可能導(dǎo)致的所有后果的危害進(jìn)行匯總。

定量領(lǐng)結(jié)分析能夠有效地?cái)U(kuò)展LOPA分析過程,以應(yīng)對(duì)可能產(chǎn)生多種后果并需要進(jìn)行跟蹤的場(chǎng)景,該特性使得對(duì)流程工業(yè)中常見的減緩性防護(hù)措施(如火災(zāi)和氣體檢測(cè)與抑制系統(tǒng))進(jìn)行有效分析成為可能[5]。相比之下,使用LOPA分析無法有效考慮減緩性措施,例如火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到機(jī)泵處發(fā)生火災(zāi)時(shí)啟動(dòng)雨淋系統(tǒng)的情況,原因在于LOPA分析的假設(shè)(如果安全措施有效,則不會(huì)產(chǎn)生后果),然而上述例子中,即使雨淋系統(tǒng)成功運(yùn)行,仍有可能存在一種不可忽視的后果。在LOPA分析中,面對(duì)這類安全措施時(shí),分析人員要么完全忽略安全措施,因?yàn)闊o論安全措施是否有效,后果都會(huì)發(fā)生;要么繼續(xù)錯(cuò)誤地假設(shè),即如果安全措施功能正常,就不會(huì)產(chǎn)生后果。本文提供的示例是儲(chǔ)罐溢流場(chǎng)景,其中圍堰作為安全措施。當(dāng)圍堰作為L(zhǎng)OPA分析的安全措施時(shí),需要考慮圍堰的失效概率。如果圍堰失效,則會(huì)形成一個(gè)巨大的非封閉液池,有可能導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果;然而,即使圍堰沒有失效,圍堰內(nèi)仍會(huì)形成一個(gè)較小的液池,其中的潛在后果(如閃火和池火)不能被忽視。這兩種后果都需要被考慮,并且必須確保這兩種后果的頻率都在可容忍范圍內(nèi),以確保總體場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)可以容忍。

6 火災(zāi)及氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的定量領(lǐng)結(jié)處理

火災(zāi)及氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(FGS)是常見的減緩性安全措施,但也是其中最難進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的措施之一。首先,FGS是減緩性的,因此如果它們失效,將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果;即使它們正常運(yùn)行,仍可能產(chǎn)生較小的后果。更加復(fù)雜的情況是： 從設(shè)備的角度來看,FGS可能完全正常,但仍可能無法有效發(fā)揮作用。評(píng)估FGS功能的有效性是一種多參數(shù)計(jì)算,在ISA TR 84.00.07： 2018《火災(zāi)、可燃?xì)怏w和有毒氣體系統(tǒng)有效性評(píng)估指南》[6]中對(duì)其進(jìn)行了探討和定義,該指南提供了計(jì)算FGS有效性的三參數(shù)方法,如圖6所示。

如圖6所示,定義減緩性安全措施(如FGS)有效性的參數(shù)有3個(gè),而定義預(yù)防性安全措施有效性的參數(shù)卻只有物理設(shè)備要求時(shí)失效概率。這3個(gè)減緩性安全措施的參數(shù)包括設(shè)備要求時(shí)失效概率,探測(cè)覆蓋率,減緩有效性。

以探測(cè)某盛裝液化石油氣(LPG)的壓力儲(chǔ)罐附近的火災(zāi)為例,假設(shè)該儲(chǔ)罐下方發(fā)生了未減緩的大火,并持續(xù)了足夠長(zhǎng)的時(shí)間;結(jié)果可能是沸騰液體擴(kuò)展蒸氣云爆炸(BLEVE),并伴隨著火球的產(chǎn)生。在這種情況下,FGS起著至關(guān)重要的作用,它能夠檢測(cè)到火災(zāi)的發(fā)生并立即啟動(dòng)雨淋系統(tǒng),通過冷卻儲(chǔ)罐表面來預(yù)防BLEVE事件的發(fā)生。

FGS有效性的第一個(gè)參數(shù)是設(shè)備本身發(fā)生故障的概率。換句話說,如果火災(zāi)探測(cè)器或雨淋設(shè)備發(fā)生故障,雨淋系統(tǒng)便無法啟動(dòng),可能導(dǎo)致最壞的后果發(fā)生;然而,即使設(shè)備正常運(yùn)行,也不能完全避免后果。第二個(gè)參數(shù)是FGS的覆蓋率。在火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)中,覆蓋率指的是探測(cè)器能夠準(zhǔn)確探測(cè)到火災(zāi)的概率,為確保探測(cè)器能夠準(zhǔn)確“看到”火源,必須正確對(duì)準(zhǔn)火源,并且火源不能被設(shè)備或管道阻擋。為了確定火災(zāi)探測(cè)器和氣體探測(cè)器陣列的覆蓋范圍,通常會(huì)使用復(fù)雜的計(jì)算工具,這些工具考慮到探測(cè)器的“視錐”以及設(shè)備三維模型中的視線障礙物,工具評(píng)估在給定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)火災(zāi)規(guī)模和所定義的火災(zāi)探測(cè)器陣列情況下,覆蓋范圍內(nèi)包含火災(zāi)的體積所占比例。第三個(gè)參數(shù)是減緩有效性,它實(shí)際上是所采取的減緩措施能夠預(yù)防后果發(fā)生的概率。在該示例中,即使火災(zāi)探測(cè)器能夠探測(cè)到火災(zāi)并有效觸發(fā)雨淋系統(tǒng),雨淋仍然有可能不足以阻止BLEVE事件的發(fā)生。因此,類似FGS這樣的減緩保護(hù)層的有效性概率比簡(jiǎn)單的失效概率要復(fù)雜得多,并且需要更多參數(shù)來描述。

FGS性能要求的分析確實(shí)變得更加復(fù)雜。預(yù)測(cè)初始事件或工藝設(shè)備自行發(fā)生圍堵失效的機(jī)制既困難又容易出錯(cuò),由于缺乏對(duì)可能出錯(cuò)情況的想象力,往往無法滿足要求。與試圖預(yù)測(cè)泄漏模式及其相關(guān)頻率不同,FGS考慮的是基于各類工藝設(shè)備的歷史泄漏率來確定初始事件頻率,該方法與許多其他定量風(fēng)險(xiǎn)分析過程中常用的方法類似。初始事件泄漏率僅根據(jù)設(shè)備的“部件數(shù)量”和孔尺寸分布進(jìn)行量化,考慮了這些概念,FGS性能要求的分析步驟如下： 首先,依據(jù)歷史泄漏率數(shù)據(jù)量化“LPG存儲(chǔ)設(shè)備泄漏”的初始事件頻率;其次,在確定FGS的有效性時(shí),需要考慮設(shè)備失效的概率,同時(shí)還要考慮探測(cè)器覆蓋率和減緩效果;最后,考慮場(chǎng)景后果,包括FGS無法運(yùn)行時(shí)和FGS有效運(yùn)行時(shí)的所有后果。只有當(dāng)證明與所有后果相關(guān)的總體風(fēng)險(xiǎn)是可接受的時(shí),整個(gè)場(chǎng)景才能被視為可接受,并且可以確定FGS設(shè)備的性能參數(shù),包括失效概率和探測(cè)器覆蓋率?；馂?zāi)探測(cè)和雨淋功能的定量領(lǐng)結(jié)分析如圖7所示。

圖7 火災(zāi)探測(cè)和雨淋功能的定量領(lǐng)結(jié)分析示意

圖7中的定量領(lǐng)結(jié)圖表明可能出現(xiàn)的三種后果： 第一種后果是釋放物未點(diǎn)燃的情況,并且不會(huì)造成重大安全后果,同時(shí)財(cái)務(wù)(資產(chǎn))和環(huán)境后果也很低;第二種后果代表釋放物點(diǎn)燃的情況,但火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)成功激活,且雨淋系統(tǒng)能夠保持容器冷卻并防止BLEVE/火球發(fā)生,安全措施的有效性是設(shè)備的失效概率、探測(cè)覆蓋率和減緩有效性的組合;最后一種后果是FGS發(fā)生故障,導(dǎo)致BLEVE/火球,預(yù)計(jì)除人員傷亡外,至少有1人死亡,或“高”后果。圖7中領(lǐng)結(jié)分析的一個(gè)有趣結(jié)果是,即使更嚴(yán)重的BLEVE/火球后果可以容忍(例如,TMEL<1.00×10-4),但液池火災(zāi)的后果卻為不可容忍。LOPA無法得出這樣的結(jié)論,但定量領(lǐng)結(jié)分析卻可以,這是因?yàn)樵摲椒軌蚋櫆p緩性安全措施失效和發(fā)揮作用時(shí)的后果。

7 結(jié)束語

通過本文的示例和討論所示,定量領(lǐng)結(jié)分析為L(zhǎng)OPA提供了有價(jià)值的擴(kuò)展,同時(shí)保留了其相對(duì)于全面定量風(fēng)險(xiǎn)分析更簡(jiǎn)化的分析能力。與單一原因單一后果的LOPA不同,定量領(lǐng)結(jié)分析可以綜合考慮導(dǎo)致圍堵失效事件的多種原因的風(fēng)險(xiǎn),而不是一次只關(guān)注一個(gè)原因,從而提供更準(zhǔn)確的整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。定量領(lǐng)結(jié)分析方法允許列出多種后果并分別進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,與傳統(tǒng)的LOPA方法相比具有更靈活的能力。在定量領(lǐng)結(jié)分析中,可以單獨(dú)計(jì)算和評(píng)估每種后果的頻率,并確定風(fēng)險(xiǎn)的可容忍度;只有當(dāng)某個(gè)場(chǎng)景的所有后果的風(fēng)險(xiǎn)都可容忍時(shí),整個(gè)場(chǎng)景才被視為可容忍。這種能力評(píng)估多種后果的特性還使得對(duì)以前被忽視或評(píng)估不準(zhǔn)確的后果的減緩措施有效性進(jìn)行恰當(dāng)評(píng)估成為可能,通過在單個(gè)定量領(lǐng)結(jié)中定義多種后果,可以定義出針對(duì)后果減緩措施有效的情況以及安全措施失效的情況下的另一種后果。這種方法使得火災(zāi)和氣體檢測(cè)及抑制系統(tǒng)等減緩防護(hù)措施的設(shè)計(jì)者能夠準(zhǔn)確確定系統(tǒng)的全套性能要求。