QRA是QuantitativeRiskAssessment的缩写,直译为定量风险评估,顾名思义,使用量化的风险值决定风险是否可接受。如同HAZOP/LOPA/SIL,QRA也是风险评估的一种方法,但不同于LOPA的半定量分析,它与SIL计算有些相似之处,QRA属于量化风险分析,是一项复杂而广泛的研究,也是一项对软件依赖比较强的工作。
NO.2QRA用来解决哪些问题?
QRA技术大量应用于安全设计、安全评价、安全现状评估、土地规划、工程项目总体规划、应急预案辅助及事故后果模拟等领域,能对石油、化工等涉及危险化学品生产、储存的区域进行火灾、爆炸、泄漏、中毒等多种灾难事故后果和风险进行可视化模拟分析,集特定地点爆炸冲击波、火灾热辐射、毒性浓度影响、个人风险、社会风险、PLL、多米诺评估等多种功能于一体。具体来说,有如下的应用场景:
建筑物抗爆评估GB/T50779-2022
防火间距评估GB55037-2022
土地规划(如周边居民的拆迁范围的评估)
工厂选址和工厂平面布置的优化
污染的控制与应急计划
构建筑物的影响分析
厂内危险化学品的储存量的评估
设计方案的优化
成本效益的分析
风险降低措施有效性的评估
工厂并购对工业安全风险的尽职调查等
GB/T50779-2022《石油化工建筑物抗爆设计标准》
GB36894-2018《危险化学品生产装置和储存设施风险基准》
GB/T37243-2019《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》
安委办2020-3号文《危险化学品安全专项整治三年行动实施方案》
SH/T****《石油化工过程风险定量分析标准》报批稿AQ/T3034-2022《化工过程安全管理导则》
GB55037-2022《建筑防火通用规范》
GB50016-2014(2018版)《建筑设计防火规范》
GB50183-2004《石油和天然气工程防火设计规范》
GB50160-2008(2018年版)《石油化工企业设计防火标准》
NO.4谁能参与QRA?
目前开展QRA的主要专业人员主要有:
1、化工设计院的工艺、安全、自控、结构专业人员
2、化工安全咨询、安全评价行业专家
3、化工企业安全管理人员,安全技术人员
4、科研机构专家,应急管理局监管人员等
NO.5QRA是什么样的分析流程?
执行QRA的典型过程包括以下步骤:
一、确定分析范围
其他情况分析对象包括了其他涉及危险化学品的生产单元、生产活动和设备设施。
二、分析资料收集
不同的QRA分析用途,以及不同的阶段,收集的资料是不同的,大体来说包含如下表格的数据。
三、危险辨识分析
四、泄露单元划分
石油化工过程定量风险评估应根据工艺流程图、工艺管道仪表流程图、系统隔离设施的设置情况和操作工况将分析对象划分为不同的泄漏单元。
来自RiskCloud-QRA软件泄露单元划分截图
五、泄漏单元泄漏场景确定
国标37243要求模拟不同泄漏孔径的泄漏场景:小孔、中孔、大孔、破裂等;
基于后果模拟,可以选择泄漏场景进行建模,严谨一些还要进行可信事件的判断;
基于风险一般需要模拟所有可能的场景;
六、泄露频率和可信事件
基于后果可以有选择的模拟可信事件场景,基于风险模拟的话需要所有泄漏单元的所有泄漏场景;
来自RiskCloud-LFC泄露频率计算软件截图
七、天气场景选择
后果模拟时不需要分白天晚上,风险模拟需要分白天晚上的天气场景。
来自RiskCloud-QRA天气场景截图
八、爆炸阻塞区(障碍区)
VCE计算应分析气云的受约束和受阻碍状况,可采用TNO多能法、BST模型、Shell-CAM或者CFD方法等,不应采用TNT当量法计算气体爆炸。常用TNO多能法,TNO多能法需要识别爆炸阻塞区:
阻塞区按装置单元的框架边界划分;密闭车间按车间整体划分;
多层车间如果各层直接气云能流动,则划为一个障碍区;各层独立单层作为障碍区;
原则上厂内所有敞开/半敞开的建筑物都需要建立障碍区;
两个装置单元距离很近时需要作为一个阻塞区。
九、其他步骤
其他剩余流程还有阻塞区阻塞比确定、重要建筑物的确定(观测点的选择)、点火源、人口数据。NO.6
QRA结果QRA的计算结果主要有火灾(热辐射)、爆炸(超压)、毒性(浓度)如下图。
以RiskCloud-QRA软件输出结果为例,主要有:
一、图表结果
包含单个场景的泄漏、蒸发、扩散侧视图、扩散俯视图、扩散浓度对应距离、火灾热辐射半径、火灾热辐射对应距离、超压对应距离、超压影响半径、伤亡半径、超压超量曲线,F-N社会风险等。
来自RiskCloud-QRA图表结果
二、表格结果
包含不同场景的泄露速率、超压影响距离、爆炸超压对应后果、爆炸超压对应风险频率、热辐射影响距离、热辐射风险、建筑物爆炸安全评估表、多米诺半径、潜在生命损失PLL等。
来自RiskCloud-QRA表格结果
三、GIS地图结果
包含单个场景的侧视图、俯视图、超压影响半径,热辐射半径,伤亡半径等。
来自RiskCloud-QRA-GIS地图结果-热辐射
四、等值线结果
包含所有场景合并计算后的超压等值线、热辐射等值线、个人风险等值线、超压频率等值线、热辐射频率等值线。
来自RiskCloud-QRA-所有场景合并后超压等值线
来自RiskCloud-QRA-个人风险等值线
五、分析报告
软件可输出一份完整的QRA报告。
来自RiskCloud-QRA一键输出的QRA报告
NO.7
QRA软件工具QRA是极其项复杂且需要依赖众多模型的系统性工作,比如物料模型、泄露模型、扩散模型、爆炸模型、蒸发模型、火灾模型、风险模型等。
工程师们早就意识到借助于软件工具的帮助才能更加有效便捷准确应对繁琐的模型。
辅助定量风险分析软件,通过内嵌的模型模块,化学物质数据库,数据统计分析模块等,可准确、高效的进行计算及结果输出。
RiskCloud是上海歌略软件科技自主研发的拥有自主知识产权的集成了众多常用风险分析软件工具的工业安全风险分析工具平台,至今经历了10余年的研发沉淀,并于2015开始着手于研发QRA软件,2019年推出了第一版QRA软件后,并没有止步于此,进而继续大量投入研发经费,聘请物理学家、数学家、化工过程安全专家、热力学专家及软件专家。经过几年的实际客户应用反馈和不断的迭代开发,推出了业界领先的QRA软件,包含了如下特点:
支持TNT、TNO和BST多种模型。
支持基于后果和风险的计算和分析方法。
上海市金山区应急管理局官方推文背书。
QRA报告通过全国多个省市应急管理局专家检查评审。
满足控制室(建筑物)抗爆计算,即GB/T50779标准要求。
国内首款取得TUV认证的QRA软件,双软认证、CNAS认证。
支持在线GIS加图层混合显示,在线计算,不占用用户电脑资源。
众多央企、国企、省市设计院、安全服务机构、科研机构、化工企业的选择。
数学、物理、化工过程安全、热力学、软件等多学科、众多专家耗时多年的倾力打造。
可无缝集成RiskCloud其他模块:HAZOP、LOPA、SIL、FTA等,一个账号一套软件满足工艺、自控、安全、结构多个专业的业务需求。
支持气体、液体、两相泄漏、液池、毒性、喷射火、池火、火球、BLEVE、爆炸等多种功能,以及计算任一观测点超压等实用功能。