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最新发电厂安全评价
发电厂安全评价
第四章发供电企业安全性评价
第一节安全性评价概述
第二节开展发、供电企业安全性评价的必要性
第三节发、供电企业安全性评价的特点
第四节开展发、供电企业安全性评价的程序、操作要点和注意事项
第五节安全性评价的现实意义
高世英
第一节安全性评价概述
一、安全性评价的基本概念及发展沿革
二、安全性评价的类型
三、安全性评价的方法
一、安全性评价的基本概念及发展沿革
安全性评价也称危险性评价,或称安全评价、危险评价。
西方资本主义国家也叫风险评价。
“评价”(Assessment)一词也有译为“评估”的。
安全性评价的定义是:
综合运用安全系统工程的方法对系统的安全性进行度量和预测,它通过对系统存在的危险性进行定性和定量分析,确认系统发生危险的可能性及其严重程度,提出必要的措施,以寻求最低的事故率、最小的事故损失和最优的安全投资效益。
安全性评价是安全管理工作以“预防为主”的具体体现,也是安全管理现代化的一项重要内容。
国外最早开展所谓的风险评价是为保险业确定保险费率服务的。
评价的指标是风险率,也叫危险度,它的定义是:
在评价人身安全时,国际上常用死亡率(FatalAccidentFrequencyRate,缩写为FAFR),即每接触工作1亿小时发生死亡人数,作为风险率指标。
最早在工业上研究安全性评价的是美国道化学公司(Dow’sChemicalCo.),1964年发表“应用化学品分类”,在不断改进提高的过程中首创“指数法”,使用“火灾、爆炸指数”作为衡量化学工厂火灾和爆炸危险的安全性评价标准,到1991年已经修订到第七版。
“指数法”在70年代以后受到国际上的广泛重视,日本劳动省在1976年提出了化学工厂六阶段(安全)评价法,英国帝国化学公司蒙德工厂研究开发部提出蒙德(Monde)安全评价法,使指数法日趋科学、合理和符合实际。
1972年美国原子能委员会委托麻省理工学院N.C.拉斯姆逊教授为首的专家组对商用核电站进行安全评价。
1974年发表了“WASH-1400”评价报告书,采用事件树分析和事故树分析方法,对“核反应堆堆芯熔化”事故的概率、危险后果进行了定量评价。
目前,国外还成立了一些安全性评价机构,根据我们已知的情况有:
南非全国职业安全协会(NationalOccupationSafetyAssociation,缩写为NOSA),他们以其“NOSA五星系统”对工厂的职业安全和健康以及环境保护进行评价;加拿大有一个安全工程国际公司,也从事职业安全方面的安全性评价。
他们采用的方法都是在“安全检查表”的基础上进行赋值的方法,即“评分法”。
美国还有一家“爱·第·立特公司(A.D.Little)是国际性研究、咨询、管理公司。
这家公司采用不同的风险分析方法,如:
事故树分析方法、可操作性研究(OperabilityStudy,简称O.S)以及专家经验等对系统的安全性、潜在危险及可能造成的损失进行评价。
国内安全性评价工作在一些行业中也有所开展。
根据目前掌握的情况,机械行业在1988年制定了“机械工厂安全性评价标准”,主要针对人身安全方面的危险因素进行评价。
1990年中国石油化工总公司制定了“石油化工企业安全评价实施办法”,将企业划分成8个系统,即:
综合安全管理、生产运行系统、公用工程系统、生产辅助系统、储存运输系统、厂区布置及作业环境、消防系统和工业卫生,评价的内容扩大到生产系统的设备安全。
上述评价方法都是采用的“评分法”。
此外,化工部制订了“化工厂危险程序分级”,采用的是“指数法”,并在此基础上进行了完善和改进。
冶金部也制定过“冶金工厂危险程度分级”标准。
电力行业方面,华中电业管理局于1992年制订了“安全评价检查表及实施办法”,开展了以人身安全为主要内容的安全性评价。
安全性评价在国内外学术界都把它列入“安全系统工程”这门“软科学”的范畴,并作为它的一个重要组成部分,安全系统工程如果从1962年美国将系统工程原理及方法引用到研究导弹系统的可靠性和安全性,第一次提出含有“安全系统工程”这一名称的《空军弹道导弹安全系统工程系统大纲说明书》算起,不过30多年的时间,它是一门发展中的软科学,包括安全性评价等许多方面都在继续研究和完善之中。
二、安全性评价的类型
工业安全性评价由于评价的目的不同,类型也有所不同。
国内、外实际应用较多的有以下几种类型:
一种类型是在一个工厂、一个工程、一台设备以至一个生产流程,也就是系统工程学中所谓的一个“系统”,在设计阶段进行的安全性评价。
它的目的是通过对“系统”存在的危险性及其严重程度的辩识,计算出某些特定事故发生的概率或危险指数,并同法定或公订可接受的指标进行比较,以决定设计是否允许实施。
必要时应按评价提出的措施要求修改设计,以使“系统”达到必需的安全水平。
这种评价从“系统”投入生产的角度看,往往称做“事先评价”或“前馈评价”,它对“系统”实现“本质安全性”具有十分重要的作用,在时机上也极其有利,同时对提高建设和生产阶段、制造和使用阶段的整体安全投资效益都会起到重要作用。
据了解世界上一些工业先进国家对重大工程项目,尤其是危险性很大的工程项目都要求进行安全性评价。
如建设核电站,国外、国内都要求必须进行安全性评价,也叫概率风险评价(ProbabilityRiskAnalysis,简称PRA)。
英国在1974年以后,规定新建企业没有安全性评价不许开工。
日本通产省要求液化天然气装卸站必须作综合性的安全性评价。
日本劳动省在1976年提出“化工企业六步骤安全评价法”在化学工厂建设前推广应用。
美国对重要工程项目的竣工报告中,都要求有安全性评价,其实质是通过这一规定促使重要工程项目进行预先评价。
1984年印度博帕尔美国碳化物公司化工厂发生了一起震惊世界的毒气泄漏事故,造成2500人中毒死亡,20万人双目失明。
事后,一些专家分析,该项工程从选址、原料中间体(剧毒物质)的运输和贮存、生产布局、工艺路线以及生产安全管理体系都存在严重不安全因素,如果进行“事先评价”是不难发现和做适当处理的,它从反面说明了安全性评价的重点性。
第二种类型是“系统”投入运行或投入使用后,为了辩识“系统”中存在的、不断变化的危险因素,及时采取措施,超前控制事故而进行的评价。
其中又可分为不定期评价和定期评价。
前者主要是根据特定的具体目的和任务开展的安全性评价,如:
同类和类似“系统”发生重大事故后,对本“系统”进行的鉴定性评价;对不同的事故防范措施或不同的“系统”改造方案,进行安全投资效益比较和科学决策而开展的安全性评价等。
上述美国原子能委员会1972年对商用核电站进行的安全性评价属于这一类评价,它是一次性的,是否再次进行评价以及什么时候再评价,则根据情况而定。
定期评价主要是考虑生产不断发展,保证安全生产的人、物(设备、原料)、环境和管理等因素都在不断变化,从而各种导致事故的危险因素也在不断变化,原有的危险因素可能一部分已经消除,而一些新的危险因素又可能出现。
因此,只有定期进行安全性评价,才能及时掌握这些变化了的情况,正确地作出决策,超前地控制事故。
至于周期长短,则需要从实际出发,我国机械工厂安全性评价规定五年一次,对于发、供电企业来说可能长了一点,但也不宜搞得过于频繁,要注意防止造成形式主义“走过场”。
第三种类型是对“系统”过去状态的安全评价。
它主要是通过对以往事故资料的分析,评价“系统”的危险因素和危险程度,寻求改进“系统”安全状况的对策。
我国电力系统自五十年代初期就制定了《电业事故调查规程》将电力系统发生的各种不安全情况,根据其性质和损失,分别定义为“事故”(后又增加了“特大事故”和“重大事故”的定义)和“普通事故”(后改为“障碍”),由安全监察部门负责监督事故、障碍的认定、调查、分析和统计,做到“三不放过”,并以事故次数、事故率、无事故记录等做为安全考核指标,开展安全目标管理。
因此,电力系统从部、局到基层发、供电企业,多少年来一直坚持着事故的阶段性统计分析,探索事故发生的根源,针对严重事故和频发性事故,提出反事故措施。
其实质基本上属于这种类型的安全评价,它虽然对全国、网、省局安全生产的宏观指导有重要意义,但对发电厂、供电局来说,很难全面反映事故发生的客观规律和安全基础状况。
事故、障碍的认定、调查、分析和统计对各类安全性评价、可靠性分析、事故树分析等等都是最重要的基础工作,没有真实的、正确的、完整的事故分析统计资料,就会严重影响安全性评价、可靠性分析、事故树分析,以致事故综合统计分析的正确性。
美国拉斯姆逊教授领导的小组提出的商用核电站安全性评价报告,是在收集了核电站各个部位历年发生的事故及其概率的基础上进行的。
没有这些事故统计资料或统计资料不正确,再先进的分析方法和计算工具也无能为力。
安全性评价的分类有许多种,但实用性不强,这里不再一一介绍。
三、安全性评价的方法
当前,国内外实际应用的安全性评价方法大致有以下几种:
(一)定性评价
所谓定性评价系指:
在对“系统”存在的危险因素进行全面辩识和确认的基础上,对各个危险因素的严重程度进行“定性”即“分级”,然后综合评价整个系统危险性的严重程度,即对整个系统的危险程度进行“定性”和“分级”。
为了划分危险性的严重程度,通常采用“量化”,即用“数量”来表征“严重程度”的方法,使“分级”易于操作和达到相对合理。
但是定性分析不可能建立“系统”危险性严重程度和“系统”事故概率之间的数字模型,从而也无法确立它们之间的函数关系,并求得“系统”的事故概率。
就这个意义上讲,虽然进行了“量化”,尚应属于定性评价。
不过在许多情况下并不需要安全性评价提供“系统”发生事故的概率,除非对于特别重要和危险性很大的系统或特定的、后果严重的事故,如:
有关核设备、航天和航空工业等,安全性评价才有这个要求,而且即使定量评价,一般也需要和定性评价结合起来并在其基础上进行。
因此,定性评价适用范围相当广泛。
定性评价方法,具体又可以分为三种:
1.逐项赋值评分法,简称“评分法”
这种方法首先根据评价对象和目的,按照“系统”分解(分割)的方法,编制安全检查表,确定查评项目,然后根据查评项目所涉及的危险因素的重要程度,逐项赋以同重要程度相对应的分值。
具体做法上一般都先确定一个总分,然后逐级确定子系统的重要程度,即确定权重系数,根据权重系数将总分分配到各个子系统,如果需要还可按此法将子系统的总分再分配到下一级子系统,然后再按权重系数将子系统(或下一级子系统)的总分分配到各个评价项目。
权重系数的确定,以往都是通过专家讨论或通过对专家的调查和咨询进行的,主要是依靠专家群体的知识和经验。
这样确定下来的权重系数,大体上是能够得到公众认同的,但为了尽可能减少主观因素带来的不利影响,在确定权重系数时,如有条件可采用现代管理科学的一些方法,如:
(1)特尔菲(Delphi)法。
这是美国兰德公司于1964年首先在预测技术中使用的方法。
即采取不记名方式通过几轮函洞,征求专家意见,然后将意见综合整理和归纳,再反馈给专家判断,提出新的论证。
为此,反复数次,使意见逐步趋于一致。
这种方法的优点是利于专家们独立思考,避免在一起讨论时的相互影响,但缺点是工作量大、时间长。
(2)功能系数评价法。
这是价值工程中用于评价零部件和功能件的功能大小和重要性使用的方法。
通过这种方法,同样可以将评价项目的重要程序予以“量化”,从而给评分法奠定了比较科学的基础。
但它也需要依靠专家群体的知识和经验。
求取功能系数,常用的方法有“0-1”评分法、“0-4”评分法、多比例评分法。
这些方法的共同特点都是在需确定功能(或权重)系数的一组元件(或评价项目)之间“两两对比”的基础直进行的。
每一元件(或评价项目)的总得分和各元件(或评价项目)总得分之和的比值,即为每一元件(或评价项目)的功能系数(或权重系数)。
详细内容,如需进一步了解,可参阅有关著作。
2.单项加权计分法
这种计分法是将评价项目的实际检查结果,根据事先规定的条件评为“优、良、中、差”4个等级(等级数不限,但整体上等级数要统一)。
然后根据事先确定好每个等级的权重系数(即分值)按下式求出整体评价值,即实际总得分:
式中S——实际总得分;
fi——评价等级权重系数,由专家群体确定;
gi——取得某一评价等级的项数和;
n——评价等级数。
例如:
某个系统的安全性评价总项目为56项,其中评为优的6项,评为良的34项,评为中的11项,评为差的5项,事先确定各级权重系数为:
优5,良4,中2,差1,该系统整体评价分值为:
S=5×6+4×34+2×11+1×5=193分
最高目标值应为:
Smax=5×56分=280分
因此,实际得分率为:
193/280×100%=68.9%
3.指数法
即美国道化学公司首创的方法。
有的文献将这种方法列入定量评价方法或作为定性、定量评价方法之外的第三种类型的评价方法。
不过如果从评价结果来看,实际上也是按指数进行危险性程度分类,并不能确立指教与事故概率的函数关系,因此,把它列入定性分析较为合理。
这种方法是以“物质系数”为基础,所谓“物质系数”系指:
反映物质及其混合物对燃烧或爆炸敏感性的系数,其数值范围约定为1~20,“1”对应不可燃物质,“20”对应最易爆炸气体,如:
乙炔和二氧化氯。
其他可燃性固体、液体和气体则根据燃点、闪点、爆炸极限和其它化学性能,由专家群体按危险程度分别约定一个大于1小于等于20的系数。
然后,按分别设置的特殊物质系数、工艺过程危险系数、特殊工艺系数,其值大于等于0、小于等于200%,对物质系数进行调整,得出火灾爆炸指数If·e。
具体计算公式为:
式中If·e——火灾爆炸指数;
MF——物质系数;
SMH——特殊物质危险值(系数);
SD——特殊工艺过程危险值(系数)。
最后根据火灾爆炸指数对化学工厂危险性划分成6个等级,如表3-4-1所示。
表3-4-1化学工厂危险性等级表
指数
<20
≥20~40
>40~60
>60~75
>75~90
>90
危险性等级
很轻
轻
中等
较大
大
很大
根据不同的级别采取对应级别的安全措施。
上述各种系数及划分危险性等级界限,也均由专家群体约定。
(二)定量评价
定量评价系指通过评价可以利用精确数字(传统数学)方法求得系统事故(一般都是指特定事故)发生的概率,并将计算得出的事故概率同规定或预期的安全指标进行比较,以评价系统的安全水平是否满足要求。
定量评价方法,主要有可靠性分析、事故树分析、事件树分析、致命度分析(CriticalityAnalysis)等。
可靠性分析在电力行业一般用于分析电力系统或电力设备在预定时间内和规定条件下完成规定功能的能力,通过分析计算可以得到系统或设备的故障频率(f)、故障率(λ)、可用度(A)等安全指标。
事故树分析、事件树分析、致命度分析既可用于设备可靠性分析也可用于人身伤亡事故的分析,并计算出设备或人身事故发生的概率。
但需要有比较健全的基本原因事件概率的数据库,并且在应用上一般仅限于后果严重的单一事故类型,如:
锅炉燃烧室爆炸事故、汽轮机超速事故等。
如果求“锅炉事故”或“汽机事故”的概率,则需要将锅炉或汽机的各种事故分别建立事故等。
如果求“锅炉事故”或“汽机事故”的概率,则需要将锅炉或汽机的各种事故分别建立事故树,然后求取概率和,这做起来工作量很大,实际应用的价值却很小。
这里还要说明的是:
不论可靠性分析,还是事故树分析同样需要正确、完整的事故统计分析资料和专家群体的知识和经验。
由于发、供电企业安全性评价的对象是一个庞大的人、物、环境和管理系统,不可能采用上述方法,这里就不做详细介绍了,必要时可参阅有关著作。
以上所述的定性分析和定量分析方法是目前因内外比较常用的方法。
(三)模糊评价
模糊数学的诞生是从1965年美国加利福尼亚大学控制论专家查德(L.A.Zadeh)发表的学术论文《模糊集合》开始的,从而架起了一座应用经典数学即精确数学处理模糊问题的桥梁。
在生产和生活中,存在着大量的模糊概念,即概念的内涵和外延都是不明确的,例如:
我们说一项反事故措施“基本落实”或落实得“较好”,这里“基本落实”和“较好”都是模糊概念。
在安全评价中,评价的结果,往往不能用“已完成”、“未执行”、“危险”、“安全”、“很好”、“很差”等这种简单而又极端的情况正确地回答,因为,绝大多数情况下,存在着各种中间状态,而这种中间状态的表述往往都是些模糊概念,如:
在已完成和未执行之间可以分为基本完成、部分完成、完成较差等等,在很好和很之间可以分为较好、好、较差等等。
由于概念本身模糊,人们在判别上就可能仁者见仁,智者见智。
如何把人们的意见进行科学归纳呢?
模糊数学提供了模糊概念的定量表示法,即在“集合论”的基础上提出了模糊集合的概念及建立模糊集合的基石——隶属函数。
所谓隶属函数,就是说某一事物在多大程度上属于所讲的概念。
例如:
设备上存在一个缺陷,如果由它导致的事故是灾难性的,即最严重的后果,隶属函数则定为1,如果后果是微不足道的,隶属函数则定为0,但如果既不是灾难性,也不得微不足道,则可以(0,1)区间连续取值,其值大小和严重程度相对应而且是增函数的关系,即后果越严重,隶属函数越接近1,后果越轻微,隶属函数越接近于0。
对应隶属函数中某一确定的值,叫做隶属度。
隶属度是由人确定的,它必然体现出人的主观意识对客观事物的判断能力,是客观事物在人头脑中的反映,但这绝不是主观臆断,因为判断是人体集累的丰富知识和经验的基础上进行的,且受到客观规律的制约和限定。
特别是在确定隶属函数时,一般要综合由若干人组成的群体的判定结果,以最大限度地减少个人可能出现的片面性影响。
模糊数学的应用要当广泛,“模糊综合评判”就是其中之一,安全性评价的定性评价,可以通过它使准确性、合理性有所提高。
举例如下:
设安全性评价内容共有6个方面(子系统):
生产设备系统,综合安全管理,厂区布置及作业环境,公用及辅助系统,消防系统,工业卫生。
评价步骤为:
(1)确立综合因素评价集:
V={V1,V2……,V6}
其中:
V1,V2……,V6分别代表生产设备系统,综合安全管理,厂区布置及作业环境,公用及辅助系统,消防系统,工业卫生等6个子集Vi,i=1,2,……6。
(2)根据各子集对整个系统安全性的影响大小,约定各子集的权重,得权重集;
A={a1,a2……,a6}
={0.30,0.20,0.15,0.15,0.10,0.10}(专家群体约定或通过功能系数法求得)
(3)子集Vi又含有v1,v2……vk等因素并受其影响,于是又可以确立因素评价集:
Vi={vi1,vi2……,vik}
(4)根据v1,v2……vk等因素对子集(子系统)的影响大小,约定v1,v2……vk等因素的权重,得权重集:
Ui={ui1,ui2……,uik}
例如:
其中“综合安全管理”子集共含有6个因素,其权重集为:
U2={0.20,00.15,0.20,0.15,0.50,0.10}(专家群体约定或通过功能系数示求得)
(5)如果经10位专家对V2评价子集中的各因素评价结果如表3-4-2所示。
表3-4-2V2评价子集中的各因素评价结果
因素
项目
好
较好
中
较差
差
v21
人数
4
3
2
1
0
归一化①
0.4
0.3
0.2
0.1
0
v22
人数
2
2
5
1
0
归一化
0.2
0.2
0.5
0.1
0
v23
人数
1
7
2
0
0
归一化
0.1
0.7
0.2
0
0
v24
人数
4
5
1
0
0
归一化
0.4
0.5
0.1
0
0
v25
人数
6
4
0
0
0
归一化
0.6
0.4
0
0
0
v26
人数
3
5
2
0
0
归一化
0.3
0.5
0.2
0
0
①所谓“归一化”即将总体视作“1”,部分占总体的份额一般用大于等于0小于1的小数表示。
上表归一化的数据构成一个V2的模糊评价矩阵:
V2的综合模糊评价矩阵:
[①]
=〔0.200.150.200.150.200.10〕
=〔0.20.20.20.10〕
归一化得
=〔0.2860.2860.2860.1430〕
依照上法同样可求出:
B1、B3、B4、B5、B6,然后就可以整个系统综合模糊评价矩阵
=〔0.300.200.150.150.100.10〕
=〔0.3000.2500.2500.1500.133〕
归一化处理:
=〔0.2770.2310.2310.1380.123〕
上式表明,对系统安全状况按5个等级评价时,结果的分布。
说明专家群体认为综合安全状况属于好和较好的只占50%多一点,认为较差和差的大约占1/4。
如果想求得对综合安全状况的总得分,可以对5个级别分别赋以分值,如约定:
好——100分;较好——85分;中——65分;较差——35分;差——0分,则总得分
F=100×0.277+85×0.231+65×0.231+35×0.133+0×0.133=67分
通过以上内容,我们可以得出几点认识:
1)模糊评价仍然属于经过量化的定性评价。
2)模糊评价对于多个子系统和多因素综合评价,提供了一种利用模糊矩阵运算的科学方法。
3)模糊评价,仍然需要依靠人脑处理模糊概念的能力,依靠群体的知识和经验。
4)由于安全性评价涉及很多模糊概念的处理,因此深入研究模糊数学在安全性评价以至整个安全管理中的应用是值得重视的。
第二节开展发、供电企业安全性评价的必要性
一、电业生产事故的认定、调查、分析和统计同安全性评价的区别和联系
二、安全大检查和安全性评价的区别和联系
三、可靠性统计同安全性评价的区别和联系
四、安全、文明生产达标工作同安全评价的区别和联系
“安全第一,预防为主”是电力系统一贯坚持的正确方针,为了有效地开展反事故工作,防患未然,几十年来,不断强化安全管理。
但同时也不容否认,时至今日从总体上看,发、供电企业预见事故的水平和超前控制事故的能力仍不尽人意。
主要表现在:
不少单位事故发生前,似乎“平安无事”,事故发生后却暴露了很多存在已久并且完全有可能提前发现和消除和隐患。
有些单位虽然事故前,感到安全生产如履薄冰,但究竟哪些地方最易爆发事故,爆发什么事故,却心中无数,结果也难免事故突然到来。
开展发、供电企业安全性评价,就是从这个客观实际出发提出的课题,目的就是想通过安全性评价,提高企业对事故的预见性和超前控制事故的能力。
它不是想当然的产物,而是反事故工作的客观需要。
对于实现这样一个目的,人们一般不会持否定态度,但是对于开展安全性评价的必要性,仍会存在某些疑惑不解的问题,归结起来就是:
为了实现上述目的,电力生产系统多少年来已经坚持开展了许多工作,诸如:
对电力生产事故进行调查、分析和统计,开展安全大检查,实施可靠性统计评价以及组织安全文明生产达标活动等等,为什么还要搞安全性评价呢?
回答这个问题,需要从搞清这些工作同安全性评价的区别和联系入手。
一、电业生产事故的认定、调查、分析和统计同安全性评价的区别和联系
从五十年代初,电业系统就制定了《电业生产事故调查规程》,对电力生产企业发生的生产事故进行认定、调查、分析和统计,集累了每一时期大量的、极其宝贵的事故分析资料。
在此基础上,通过对全国、全省及跨省电网事故的统计分析,总结了各个阶段的电业生产事故规律,对进行宏观指导、正确决策和组织反事故工作,发挥了重要作用,今后也仍将继续发挥重要作用。
但是,已经发生的事故和由于危险因素的存在有可能发生的事故,在数量上前者远远
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