1 概述
近年来随着海洋石油的不断开采, 需要对油田进行综合调整, 其中老平台改造施工大多数工作就是在原平台不停产的状态下完成扩容改造作业。因此老平台改造中到底风险有多大以及能否在不停产的条件下进行改造就是业主、设计和施工单位共同关注的焦点。
定性分析 (如JSA) 仅仅给出了施工作业中可能发生的风险以及控制措施, 不能确定哪些作业的风险有多大、风险值是多少以及人们的接受程度的问题, 这就需要定量的进行分析。本文目的是介绍方法的应用, 本文针对这点提出了相对风险的概念和计算方法, 供大家在类似改造中进行参考。
2 (DOW) 火灾爆炸危险指数法
本文介绍的美国道 (DOW) 化学公司的火灾、爆炸危险指数评价方法主要是针对石化工艺装置利用逐步推算的方法进行的客观定量的评价。其计算程序如下图1
2.1 单元危险度的初期评价
首先应进行初期的危险性评价。初期的评价结果代表的是单元固有危险程度评价, 针对危险性较大的评价, 这个结果相对数值较大, 一般都需要采取相应的措施, 否则其后果我们一般无法接受。我们暂用火灾、爆炸危险指数 (F&EI) 来表示:
式中:F3——工艺单元危险系数, F3=F1*F2
MF——物质系数
F1——一般工艺危险系数
F2——特殊工艺危险系数
2.2 单元危险度的最终评价
2.2.1 安全补偿系数的求取
一般单元固有的危险度较大, 需要采取相应的措施才能进行作业。
2.2.2 单元危险度最终评价
某固定单元的危险度最终评价数据可以用某单元最初评价和采取措施后的补偿系数相乘求取。某单元危险度最终评价结果用 (F&EI) ’来表示, 计算公式如下:
其中C——安全措施总补偿系数
2.2.3 计算暴露区域半径
暴露区域半径计算公式如下:
3 故障树分析法
3.1 故障树分析的概念
故障树分析 (FTA) 是一种表示导致事故 (或者说是不希望事件) 的各种潜在因素之间的因果逻辑关系图。
3.2 故障树分析的基本程序
故障树分析的步骤大体可以分为三个阶段, 第一阶段为编制故障树;第二阶段为进行定性和定量分析;第三阶段为为了使顶事件能够被我们接受所制定的预防措施。
编制故障树其主要目的在于通过编制故障树, 查找导致顶事件的隐患或者是潜在风险, 查明系统存在的缺陷, 然后通过措施加以改进。
4 锦州9-3老平台改造项目火灾、爆炸指数评价
锦州9-3油田西北侧距离锦西市约53km, 距离最近的海岸为15km。对老平台改造部分进行了分析, 其中可能导致的事故有起重事故、机械伤害、火灾爆炸等。我们可以说在不停产状态下的老平台改造风险很大, 下面我们用火灾、爆炸危险指数法定量的来计算风险值的大小来做验证。这里我们选取两个单元进行评价即生产状态下的动火作业和吊车系统海上安装。见表2。用火灾、爆炸危险指数法来判断某个选定固定单元在作业过程中的风险大小, 根据上面介绍的计算方法, 其数值由物质系数MF、一般工艺危险系数F1、特殊工艺危险系数F2和补偿系数C来决定。物质系数MF可以通过查表得出, 其中F1F2由德尔菲法得到 (即专家打分法) , 其值均等于基本系数和各危险系数的和。我们从表2的得出的数据可以看出, 在采取安全防范措施之前风险数值很大, 但是在采取预防措施并且严格执行的基础上, 风险数值可以降低到我们能够允许接受的范围内。
4.1 锦州9-3将军柱吊装作业故障树分析
锦州9-3将军柱海上安装在渤海地区尚属首次, 将军柱海上安装主要风险点在于吊机和将军柱等结构物的吊装作业。因此将本次吊装作业导致的事故利用故障树进行分析。
4.2 建立故障树图
其中图2中最底层XN不再细罗列, 只给出X1和X2, 其余因素省略。T表示顶事件将军柱吊装起重事故;A1表示人与起吊物位置不妥当;A2表示吊物坠落;B1表示人在吊物下方;B2表示人距离起吊物太近;B3表示吊索具的接触部位存在缺陷;B4表示吊索具断裂;X1表示吊装物从人头顶经过;X2人员从吊物下方经过。
4.3 计算故障树中的最小割集, 最小径集。
上表故障树的结构函数为:
在故障树中, 我们必须了解哪些基本事件或者基本事件的组合会对顶事件的发生有重大影响, 对于这些基本事件我们需要采取经济的有效的合理的预控措施来避免其发生, 从而控制顶事件的发生。
最后是对故障树分析的结果进行判断, 分析预控措施。本文不再详细计算。
5 结论
本文主要是介绍故障树分析方法和美国道化学公司的火灾、爆炸危险指数评价法如何在工作中的应用, 有部分数据也许不太准确, 没有进行更新, 主要以介绍方法为主。如在实际工作中遇到此类问题, 需要按照最新的数据进行计算。
摘要：随着中海油地下采油含水量的不断增大, 为了满足产量要求需要对老平台进行改造, 施工风险很大, 在可行性研究阶段必须对改造方案的可行性进行定性和定量的分析。本文主要介绍故障树分析方法的应用和火灾爆炸危险指数法的风险指数的确定, 给出风险指数和风险大小的关系。
关键词：风险,定性分析,定量分析
参考文献
[1] 邵辉.系统安全工程[M].北京:石油工业出版社, 2008
[2] 吴穹, 徐开立.安全管理学[M].北京:煤炭工业出版社, 2007