张晓丽
沈阳奥思特安全技术服务集团有限公司
摘要：压力容器、换热器、蒸馏塔等化工设备是工业领域常用的装备，是易发生重大事故的特殊设备，任何环节出现问题都极有可能导致人员伤亡和财产损失。同时在用化工设备必须长周期运行，维护和检验成本较高。为了既保证安全性又兼顾经济性，需要采用各类风险评价技术对其安全状况进行评估。随着行业的不断发展，定量风险评价技术在化工设备安全领域越来越受到重视和应用。
关键词：风险评价技术；化工设备；安全评估；应用
1风险评价概述
风险评估是为了达到系统安全的目的，通过一系列安全标准和评估工具，识别、判断和分析过程中存在的潜在风险，并采取一系列措施来避免或减少事故发生的可能性。
风险评估方法有定性、定量和半定量三种。每种评价方法都有各自的特点和适用范围。不同行业需要采用不同的风险评估方法。
2化工设备风险评价方法
2.1定性风险评估方法
根据化工设备的特点，常用的定性风险评价方法有安全检查表（SCL）、危险前分析（PHA）、失效类型与影响分析（FMEA）、危险与可操作性研究（HAZOP）。安全检查表的目的是分析危险有害因素和安全水平。其特点是询问或现场观察，以确定每个检查项目的状态。优点是简单易掌握，缺点是只能得到定性的评价结果；危险前分析（PHA）的目的是评估风险水平。其特点是对系统中的危险有害因素、触发原因、事故类型和等级进行分析和讨论。优点是方法简单易行，缺点是分析和评价人为因素的影响；故障类型与影响分析（FMEA）旨在分析故障的影响程度。其特点是通过分析系统中的故障类型、原因和影响来评价系统的影响程度。优点是分析详细，缺点是分析过于复杂；危险与可操作性研究（HAZOP）旨在分析偏差及其原因和后果。其特点是分析可能出现的偏差、原因和后果；其优点是方法简单，应用广泛，缺点是易受主观因素的影响。
2.2半定量风险评估方法
半定量风险评价方法主要用于化工设备的安全评价。
事件树分析（ETA）主要分析事故原因、导致事故的条件和事故发生的可能性。主要采用归纳法。用计算方法计算事故发生的可能性比较容易，但缺点是只有失败和成功两种表现状态，受人为因素影响较大；故障树分析（FTA）与事件树具有相同的评价目的。不同的是，它用演绎法判断事故发生的概率。它的优点是准确。它主要用于寻找故障事件之间的关系。它的缺点是太复杂，需要大量的计算。
工况风险分析（LEC）主要用于评价风险水平。其特点是根据一定的方法对风险等级进行评分，从而对风险等级进行评价。LEC的优点是方法简单，缺点是易受人为主观因素的影响。
该方法简单实用，但受人为主观因素的影响；日本的六阶段评价法主要采用查表法定性评价风险等级，基准局法定量评价风险等级。它的优点是综合运用定性和定量的方法，精度高，缺点是工作量大。
最后一种方法是易燃易爆、有毒物品重大危险源评价方法，从源头上分析物质的危险性，评价准确，但缺点是评价工作量大。
2.3定量风险评价方法
在化工设备安全评价中，常用的定量风险评价方法有陶氏化学指数法、ICI-mengde法、风险评价法、基于风险检测的定量RBI法、基于可拓学的风险评价法和模糊风险评价法。陶氏化学指数法主要用于评价事故等级和造成的损失，其特点是从材料、工艺、工艺等方面分析事故等级和造成的损失。优点简单明了，缺点是参数范围广，易受人为因素影响；ICI-Mond法与陶氏化学指数法在火灾、爆炸、有毒物质及整体危险性评价中是一致的；采用危险度评价法对危险度进行评价。从材料、工艺、毒性、布置危险性等方面计算火灾、爆炸、毒性和综合危险指数，评价各种危险等级。本发明的优点是操作简单，缺点是易受人为因素影响；基于风险的检测（定量RBI）用于识别风险和风险水平。该方法的特点是基于风险的识别，量化事故发生的可能性和严重程度，评估各种风险等级。RBI的优点是它有特定的数据来量化风险，并且易于使用。RBI的缺点是定量计算需要大量的基础数据和历史数据；采用基于可拓方法的风险评价方法对风险等级进行评价。风险水平是通过综合和量化各种风险信息来确定的。
3基于RBI方法的压力容器安全评估
3.1RBI的程序
典型的RBI过程一般包括以下三个阶段
（1）沟通阶段：确定RBI的实施范围、项目内容和进度。
（2）准备阶段：收集所需的基本信息；过程分段；进行RBI评估。
（3）实施阶段：通过RBI分析得到初步风险评估报告；制定检验计划；执行检验计划。
3.2基于半定量RBI方法的压力容器安全评估
根据调查，Q&amp；A、根据生产企业和压力容器设备的实际情况，对压力容器的失效概率和失效后果进行量化。风险和风险可接受准则用风险矩阵法表示。在此基础上，确定了压力容器的风险等级和检测周期。
3.3基于定量RBI方法的压力容器安全评价
3.3.1压力容器失效概率的量化
具体步骤如下：
（1）确定常见事故频率。根据压力容器设备的类型，从一般事故频率数据库中确定预测的一般事故频率。
（2）确定设备修正系数。根据设备的实际情况，确定了工艺模型子因素、环境子因素、机械子因素和工艺子因素
设备修正系数=技术模型子系数+环境子系数+机械子系数+工艺子系数（1）
（3）确定管理修正系数。根据压力容器设备所在车间的实际情况，确定管理体系评价得分，并将得分转化为管理修正系数。
（4）确定实际事故频率。
实际事故频率=通用事故频率×设备修正因子×管理修正因子（2)
3.3.2压力容器失效后果量化
考虑火灾爆炸、中毒、环境破坏、停产损失四个方面的事故后果，量化压力容器失效后果。其定量的计算方法可依据美国石油协会（API）制定的规范RP580中的计算模型。
3.3.3压力容器风险等级和检查周期的确定
式中，Pi表示第i种破坏规模的事故概率；C1i表示对应第i种破坏规模的火灾爆炸后果；C2i表示对应第i种破坏规模的中毒后果；C3i表示对应第i种破坏规模的环境后果；C4i表示对应第i种破坏规模的停产损失。
可根据在用压力容器的监测规范以及相应的法规，同时应考虑生产企业自身状况和经济性，来确定压力容器的维修计划和检验周期。
3.3.4压力容器RBI再评估
当压力容器设备及其环境条件发生变化，或评估人员获得压力容器的更新数据时，RBI应对设备进行重新评估。
3.4分析
通过比较可以看出，半定量RBI评价方法所需原始数据较少，评价成本较低，操作相对简单。总的来说，它能满足工程实践的精度要求，因此在压力容器设备的风险评估中得到了广泛的应用。定量RBI方法需要大量的原始数据和初步的技术数据，不能在短时间内完成，成本高，计算复杂，但能更准确、更详细地进行评价，这是RBI方法的发展趋势。
结论
将风险评价技术引入化工设备安全评价领域，符合设备安全性与经济性相统一的趋势。通过对各种风险评估方法和基于半定量和定量RBI方法的压力容器安全评估的比较，可知定性和半定量风险评估技术简单实用，成本低，应用广泛；定量风险评级技术虽然比较准确，但需要大量的基础数据，而且成本较高。化工设备故障基础数据库的建立将促进定量风险评估方法在我国的发展和应用。
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