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在过去的几十年里,化工行业已将石油、天然气、空气、水、金属和矿物等原材料转化为70000多种产品。在各种杂货店、五金店和药店等地方都包含许多常见的化学品,例如,清洁剂、粘合剂、润滑剂、杀虫剂、药物和塑料制品等。这些将原材料转化为特定产品的工艺流程往往都存在一些风险。因此,必须进行安全分析来确保生产过程的安全进行,并且不会对周围的人员、环境或建筑物和设备结构造成过度威胁。
后果模拟是用于预测危险化学品发生意外泄漏时的后果影响。其主要目标是确定由此产生的事故后果将如何影响人员、环境和财产。这些事故影响是通过计算不同现象(例如,池火、喷射火、闪火、蒸气云爆炸、BLEVE和毒性气体释放等)的影响范围来确定的。后果模拟研究可用于预先计划需在现场实施哪些预防和缓解措施,以减小意外泄漏的可能性,同时将其后果降至可接受水平。风险分析是通过风险模拟计算得到的定量数值来量化一系列失效场景的影响。在过程安全中,风险通常被描述为由于暴露在危险化学品泄漏所产生的后果中而造成致命伤害的可能性。根据安全研究关注的重点,风险通常可以分为场内风险和场外风险。典型的风险标准往往都包含对“特定损害程度发生的可能性”的评估,该评估可以反映风险大小是否达到预定义的可接受阈值。此类阈值标准可能基于ALARP(As Low As Reasonably Practicable)或ALARA(As Low As Reasonably Achievable)准则。但如何定义“Reasonably(合理)”?许多国家已经建立了风险的可接受标准,并且一些大型化工企业也定义了各自“场内风险”的可接受标准。定量风险分析(QRA,Quantitative Risk Assessments)是为了评估计算得出的风险是否达到可接受水平。后果和风险模拟都是执行QRA的必要步骤。
Coloured Books被公认为是工业领域后果和风险分析的标准和操作指南,在全球安全领域研究中被广泛参考。丛书中介绍研究内容的重要部分由荷兰国家应用科学研究院TNO完成,TNO在上世纪90年代受荷兰政府“防灾委员会(Committee for the Prevention of Disasters)”的委托完成该研究内容。Coloured Books也是 Gexcon 后果和风险模拟软件EFFECTS(基于“黄皮书”和“绿皮书”)和 RISKCURVES(基于“黄皮书”、“绿皮书”和“紫皮书”)的基础。尽管Coloured Books已是国际定量风险评估领域的标准参考资料,但Gexcon多年来一直在持续投入软件工具的研发,不断融入了各种其他模型和方法,确保软件与最新的研究和科学数据保持同步。Coloured Books由黄皮书(Yellow Book)、绿皮书(Green Book)、红皮书(Red Book)和紫皮书(Purple Book)组成。
黄皮书(Yellow Book,Methods for the calculation of Physical Effects Due to releases of hazardous materials(liquids and gases))
黄皮书介绍了计算有害物质泄漏所造成物理影响的不同方法。黄皮书将意外失效场景可能导致的不同现象分类为:
物料的流出/泄漏和喷雾释放
液池蒸发
蒸气云扩散
蒸气云爆炸
火灾(喷射火、池火、闪火、火球及BLEVE)
容器破裂
黄皮书中包含有关所有这些现象的介绍,描述了模拟每种现象的经验数学模型,并包含这些模型的适用性及局限性的说明。
绿皮书(Green Book,Methods for the determination of possible damage to people and objects resulting from releases of hazardous materials)
绿皮书提供了一系列方法来确定有害物质的释放可能对人和物造成的损害程度。绿皮书中介绍了如何使用一系列可用的模型将后果影响(可以使用黄皮书中提供的模型计算得到)转化为物理损害。这些模型专注于计算热辐射、爆炸超压影响或急性中毒所造成的损害程度(人员致死率、建筑设备损坏情况等)。
红皮书(Red Book,Methods for determining and processing probabilities)
红皮书还向读者介绍了有关概率论、统计学和确定概率的方法,如故障树分析、事件树分析、马尔可夫过程(Markov processes)及FMEA等。
紫皮书(Purple Book,Guidelines for quantitative risk assessment)
紫皮书是关于如何执行QRA的指南。它关注于将个人风险(位置风险)和社会风险等标准作为量化场外风险的一种方式,并提供特定类别过程设备的通用故障频率作为参考。