摘  要：  介绍量化风险评价的内容和模型，分析该技术在城镇燃气行业的应用现状和前景，提出了存在的问题及建议。

关键词：  风险评价；  量化风险评价；  城镇燃气；  安全管理；  标准

Abstract：The content and model of quantitative risk assessment are introduced．The current status and prospect of the technology application in city gas industry are analyzed，and the existing problems and suggestions are proposed．

Key words：  risk assessment；  quantitative risk assessment；  city gas；  safety management；standard

量化风险评价(Quantitative Risk Assessment，QRA)是对某一设施或作业活动中发生事故风险以量的形式体现出来的风险评价，是一种对风险进行量化管理的技术手段^[1-4]。该方法出现在20世纪40年代中期，在1974年拉姆逊教授用于评价美国民用核电站的安全性，自此之后得到了快速的发展和广泛的应用。目前在美、日、欧盟国家等工业发达国家，几乎对所有重大工程项目和建设规划都需要事先做定量风险评价和安全建议。在国外量化风险评价在风险管理、应急救援、土地使用安全规划以及保险业中都有重要的实用价值，但我国对这一风险控制方法研究和应用还比较少。

1量化风险评价内容

量化风险评价内容包括明确系统、危险源辨识、频率分析、事故模拟和风险结果^[5-7]。

1．1  明确系统

明确系统是进行量化风险评价的前提。明确量化风险评价工作的范围，哪些行为被包括在内，哪些被排除在外，即要明确将要分析哪些具有潜在危险的装置或行为，以界定工作范围。例如项目对周边居民的影响，包括火灾热辐射影响、有毒物质的泄漏扩散影响等。

1．2危险源辨识

危险源辨识是进行量化风险评价的基础。危险源辨识是对可以导致事故的情况进行确定的系统过程，是为了对可能的失效件进行选择。这一过程是基于以往的事故经验或必要判断，对可能发生的事故进行定性评价。目前比较常用的危险源识别方法有安全检查表分析、工作危害分析、预危险性分析、故障假设分析、危险与可操作性分析、失效模式与效应分析、故障树分析和事件树分析等^[8]。

1．3频率分析

频率是量化风险评价的重要参数。频率分析是估算事故发生的可能性，通常来源于对以往事故经验的分析或某些理论模拟。在国外经过多年的积累和研究，很多机构已建立起相关领域的数据库，这些数据库的建立和应用大大提高了预测结果的准确性，并提高了工作效率。

1．4事故模拟

事故模拟是量化风险评价的关键。事故模拟是估算事故发生的后果及其影响，包括对人员、设备、建筑、环境等的冲击。这一过程可以通过计算机模拟，也可以基于事故经验或适当的资料判断。在这一技术发展比较成熟的国家或机构已经开发出了模拟软件。

1．5风险结果

风险结果是量化风险评价的结论。风险结果是以事故模拟的结果为前提，通过与量化风险评价指标的对比，确定项目所带来的风险水平是否在可接受的范围之内，是否需要额外的安全系统来将风险降低到一个尽可能低的水平或可以承受的水平，并对相关安全措施提出合理的建议。

2量化风险评价模型

在量化风险评价范围内位置坐标为(x，y)处所承受的个人风险，是所有危险源发生事故后的累加结果，可由下式计算：

先对第m个危险源在位置(x，y)处的事故后果进行模拟分析，采用气体泄漏模型、扩散模型、火灾模型、爆炸模型等；再将模拟后果进行分析得到的热辐射通量、爆炸超压值或毒性物质含量等通过伤害模型转化为人员伤亡数。在地图上对所有危险源在点(x，y)处叠加产生个人风险值，将个人风险值相等的点连接起来，就得到了个人风险曲线。

3量化风险评价标准

量化风险评价标准是对量化风险评价结果进行衡量的重要依据。量化风险评价的成果一般可以用个人风险及社会风险来衡量。个人风险常用单位时间(通常为每年)死亡率来表示，社会风险常用单位时间(通常为每年)死亡人数概率来表示。风险的评判标准将风险分为3个区域，即不可接受的高风险、最低合理可行(ALARP区域)和可忽略的低风险。当评价结果在可忽略的低风险区域时，可以忽略；当评价结果在不可接受的高风险区域时，不可接受；当评价结果在ALARP区域时需要在经济可行的前提下采取有效措施降低风险^[9]。

目前，国外一些研究机构如挪威船级社(DNV)、英国健康和安全局(HSE)、美国化工过程安全中心(CCPS)等都已经建立了完善的数据库，可直接获得各类设备的泄漏概率和事故模型。美国、英国、荷兰等国家已制定出具体的适合自己国情的定量风险评价导则，许多国家和地区都已经制定了合适的死亡风险标准。我国还处在起步阶段，虽然在一些工程上得到了应用，但尚未出台切实可行的量化风险评价的标准或指导性文件。

4在城镇燃气领域的应用

4．1  背景

在国外发达国家已经形成了“基于后果”和“基于风险”的两种评价方法相结合的方法进行规划和决策，并取得了很好的效果。“基于后果”法是基于对假定事故后果的评估，以事故后果物理量的阈值作为规划依据，不考虑事故的可能性。“基于风险”法综合评估事故后果严重程度和可能性，以个人和社会风险作为规划依据，在风险分析方面更全面^[l0]。

在城镇燃气系统中包括厂站、管网和户内应用等部分，按照分布特性可以将这3部分分别定义为点危险源、线危险源和面危险源。

点危险源和线危险源组成燃气供气系统，在项目规划设计阶段按国家建设项目的审批程序规定要得到规划、消防等部门的审批，而审批的依据是应符合相应技术规范的有关规定。由于我国燃气事业的飞速发展，标准的缺失和滞后是在所难免的。通常的做法不是通过量化风险评价来弥补现有国家标准规范的不足或空白，而是执行相应的行政规定，以专家论证会的形式来填补。例如：住房和城乡建设部2009年第87号《关于印发<危险性较大的分部分项工程安全管理办法>的通知》中第九条规定了“超过一定规模的危险性较大的分部分项工程专项方案应当由施工单位组织召开专家论证会”，附件二“超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围”包括 “采用新技术、新工艺、新材料、新设备及尚无相关技术标准的危险性较大的分部分项工程”，通知中对需要编制专项方案和需要专家论证的分部分项工程进行了界定，对专项方案的编制内容和专家论证的程序也作出了具体要求。公安部第l06号令《建设工程消防监督管理规定》中第十九条规定，“(一)国家工程建设消防技术标准没有规定的；(二)消防设计文件拟采用的新技术、新工艺、新材料可能影响建设工程消防安全，不符合国家标准规定的；(三)拟采用国际标准或者境外消防技术标准的，公安机关消防机构应当在受理消防设计审核申请之日起五日内将申请材料报送省级人民政府公安机关消防机构组织专家评审，省级人民政府公安机关消防机构应当在收到申请材料之日起三十日内会同同级住房和城乡建设行政主管部门召开专家评审会，对建设单位提交的消防技术方案进行评审。参加评审的专家应当具有相关专业高级技术职称，总数不应少于七人，并应当出具专家评审意见。评审专家有不同意见的，应当注明。”也就是说，如果项目的设计、施工等没有相应技术规范作支撑，只能召开专家论证会来解决相应的技术问题。燃气厂站和管道出现的事故带有很大的随机性和不确定性；不同的城市或相同的城市，没有周边条件、地质、建设质量、设备的配备等完全一样的厂站；也没有压力、材质、焊接质量等相同的管线。况且专家论证会存在着较大的主观性，因为论证结论的质量不仅取决于专家的水平、能力、经验等，还跟领导对该项目的意见、建设方的意见等有关。如果遇到偏于保守的专家可能会加大方案的安全储备，提高安全性和可靠性，从而牺牲了方案的科学性、经济性和合理性，加大投资，既增加了企业的经济负担，从而推高产品的价格，也不符合国家节能减排的政策。

从目前我国的燃气事故统计数据来看，造成损失最严重的是面危险源，其次是线危险源。这主要是由于使用燃气的用户过于分散，管理起来难度很大；而管网地处公共区域，运行的环境非常复杂，容易发生突发事件。这两类事故对公众的危害巨大，是城镇燃气管理的重点和难点，随着天然气覆盖面越来越广泛，这一问题也越来越突出。另外，新型燃气设备和气源的不断涌现也增加了燃气应用风险，加大了燃气管理的难度。

随着我国燃气事业的蓬勃发展，对燃气管理也提出了更高的要求，逐步呈现出专业化、多元化的特点，同时也显现出其系统的复杂性和局部领域的滞后性。

4．2应用现状

我国通过采用国际标准的形式，相继发布了一系列风险管理的标准，如GB／T 20000.4—2003《标准化工作指南  第4部分：标准中涉及安全的内容》、GB／T 27921—2011《风险管理  风险评估技术》等。只是这些标准都是基于后果的评价标准，属于定性分析，并不能进行定量的风险分析。各类组织越来越认同广义的风险管理方法，涵盖风险的消极和积极两个方面。例如：某项目的风险包括其产品的价格，而价格的波动可能带来亏损也可能带来收益。但本文中量化风险评价是基于对安全的评价，因此只考虑风险的消极方面。另外，这些标准属于基础性标准，目前城镇燃气行业还没有适用于本行业的专用标准。

量化风险评价标准的制定在其他行业已经取得了一些进展，如：HJ／T l69—2004《建设项目环境风险评价技术导则》和《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全监管总局40号)对危险源的量化计算做了简要概述，SY／T 6714—2008《基于风险检验的基础方法》对失效后果、泄漏频率、泄漏频率修正及风险计算等做了详细的规定。2009年2月，国家安全监管总局印发《关于下达2009年安全生产行业标准项目计划的通知》(安监总政法[2009]34号)，《化工企业定量风险评价导则》准予立项，并于2009年10月完成了征求意见稿。如果该标准顺利出台，将成为我国第一个定量风险评价导则。

我国城镇燃气领域也已经引入了这一理念并已经进行了一些有益的尝试。在国家标准《液化石油气厂站设计规范》液化石油气储罐与站外建构筑物防火间距确定的编制过程中也尝试用量化风险评估，量化液化石油气厂站项目的建设对界外的风险等级；从风险角度考虑储罐与周边居民区的间距问题，找到液化石油气储存基地项目在安全、经济的前提下，将对站外的风险降低到可接受的程度。主要方法是：对于LPG储气库区内的各种潜在失效事件进行分析；采用DNV全球数据库，对每个失效事件进行概率估计，采用DNV的后果仿真模拟软件对每个危险事件进行后果影响分析，评价其对站外周围人员的影响(如热辐射、闪火和爆炸等)，并绘制相关的影响范围图表。同时，采用DNV风险评估软件量化对液化石油气厂站内工作人员和进入厂站的人员产生的风险。量化风险评估的前提条件是要给评价机构提出详细的资料：被评价厂站的规模(单罐容积和总容积)，平面布置(储罐之间、储罐与工艺装置、储罐与站外建构筑之间的防火间距)，主要设备(储罐、管道、阀门等)的材料，采取的安全措施(安全阀、充装保护等)以及消防设施的配备等。由于种种原因，该评估项目没有最终完成，但通过该项目评估过程的参与和阶段的成果可以看出，无论是厂站的选址、设备的选型和安全控制装置设置及管理人员的素质等，每个参数对评估结果都有影响。也就是说同样规模的厂站，如果站外环境不同，危险事件影响的范围和程度不同。同样的规模和站外环境，厂站的设计提高了主要设备材料的性能，增加了安全监控和控制措施等，危险事件影响的范围和程度也不同。规模、外部环境和工艺装置相同的厂站总图布置不同，最终的评估结果也不同。反思现行标准的编制仅依据储罐的规模(单罐容积和总容积)来确定厂站的防火间距，有些简单。

4．3应用前景

当我们面对复杂且工作量大的安全管理工作时，就需要一个更高效、更可靠的安全管理评价系统。量化风险评价由于其考虑得更全面、更科学、更合理、更经济等特点，使其更适合应用于复杂的系统，因此在燃气安全管理领域引入该方法将对我国的燃气安全管理水平的提高具有积极作用。随着计算机技术的应用与发展，可以解决大型的复杂的运算问题，解决了传统方式不能逾越的鸿沟。随着各种相关数据库的建立，过程模拟和结果预测变得更准确，大大提高系统运行的效率，这些都将使量化风险评价技术能更有效地应用于我国城镇燃气规划、设计和管理等领域。

5存在的问题及建议

①增加了解、转变观念、提高认识，让城镇燃气领域广大技术人员和管理者接受这一方法，并在实际工作中与其他方法相结合，使其更好地在燃气管理中发挥作用。

②加强该方法在城镇燃气领域的理论研究，根据城镇燃气系统的特点和我国的国情，充分考虑其自身的复杂性、广泛性和其所面对的普通百姓为非专业人士的现状，开发出更适合我国燃气行业特点的理论模型。

③应由政府相关主管部门建立起量化风险评价体系，其中包括危险源数据库、气象条件数据库和危险物质数据库等，制定符合我国国情的量化风险评价标准。

④建立相应的后评价和监督体系，对量化风险评价结果进行后评价，以保证量化风险评价效果和质量，防止量化风险评价被滥用。

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本文作者：陈云玉 王运阁

作者单位：中国市政工程华北设计研究总院建设部沈阳煤气热力研究设计院