油气管道危险和风险评估方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910108365.9 (22)申请日 2019.02.01 (71)申请人 中国石油天然气集团公司 地址 100120 北京市西城区六铺炕 申请人 中国石油管道局工程有限公司 中国石油管道局工程有限公司设计 分公司 (72)发明人 聂中文王永吉于永志黄晶 喻斌 (74)专利代理机构 北京君泊知识产权代理有限 公司 11496 代理人 王程远胡玉章 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种。

2、油气管道危险和风险评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种油气管道危险和风险评 估方法， 该方法包括： 步骤1、 根据被评估项目的 属性， 确定风险可容忍标准， 当满足标准时进入 步骤2； 步骤2、 识别风险点及重要控制点； 步骤3、 对需要评估的场景进行识别与筛选， 明确场景所 涉及的范围、 触发的原因和造成的后果； 步骤4、 对初始事件触发的后果及其严重性进行评估； 步 骤5、 从外部事件、 设备故障和人的失效三个方面 确认初始事件； 步骤6、 根据特定场景， 识别现有 的安全防护措施， 并对保护层与独立保护层进行 评估； 步骤7、 计算风险点对应场景的后果发生频 率； 步骤8、 给出风险。

3、评估建议， 并确定是否满足 风险可容忍标准。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 111523742 A 2020.08.11 CN 111523742 A 1.一种油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 包括： 步骤1、 根据被评估项目的属性， 确定风险可容忍标准， 当满足标准时进入步骤2； 步骤2、 结合HAZOP分析和现场生产运行实际情况， 识别风险点及重要控制点； 步骤3、 对需要评估的场景进行识别与筛选， 明确场景所涉及的范围、 触发的原因和造 成的后果； 步骤4、 对初始事件触发的后果及其严重性进行评估； 步骤5、 从外部事件、 设备故障和人的失效三个方面确认初始事件；。

4、 步骤6、 根据特定场景， 识别现有的安全防护措施， 并对保护层与独立保护层进行评估； 步骤7、 计算风险点对应场景的后果发生频率； 步骤8、 给出风险评估建议， 并确定是否满足风险可容忍标准， 若满足风险可容忍标准， 则结束风险评估并判断所有风险点是否已评估， 若所有风险点已全部评估则结束评估， 否 则返回步骤3； 若不满足风险可容忍标准， 则完善风险评估建议并返回步骤7。 2.根据权利要求1所述的油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 所述步骤2的具 体识别方法为： 结合HAZOP分析和现场生产运行的实际情况， 并结合保护层设置特性， 识别 输油气管道不同功能分区的中、 高风险点， 并。

5、依据现场图纸、 工艺说明及设计人员经验识别 重要控制点。 3.根据权利要求1所述的油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 所述步骤3中场 景识别与筛选的具体内容为： 按照输油气管道功能区及其流程逐一识别每个风险点的不同 场景， 并核查风险点所在功能区流程内的不同操作和设备， 将引发同一风险点的多重原因 和对应的后果组成原因、 后果对， 作为分析该风险点的场景。 4.根据权利要求1所述的油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 所述步骤4的评 估应符合所述步骤1中确定的风险可容忍标准。 5.根据权利要求1所述的油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 所述步骤7中场 景频率计算的具体方法。

6、为： 根据初始事件发生频率乘以所有独立保护层要求时危险失效概 率计算场景后果的频率。 6.根据权利要求5所述的油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 所述步骤7中场 景频率的计算公式为： 单一场景后果发生频率的计算公式为 式中， fiC为初始事件i造成后果C的频率， 单位为次/年； fiI为初始事件i的发生频率， 单 位为次/年； PiE为使能事件或使能条件发生的概率； PiC为条件修正因子； PFDij为初始事件i 中第j个阻止后果C的独立保护层要求时危险失效概率； 复合场景后果发生频率的计算公式为 式中， fC为当前分析风险点产生后果C的频率， 单位为次/年； fi为场景i的初始事件发。

7、生 频率， 单位为次/年； PiE为使能事件或使能条件发生的概率； PFDij为引发场景i的初始事件 权利要求书 1/2 页 2 CN 111523742 A 2 中第j个防护层要求时危险失效概率； PiC为条件修正因子； PFDk为该风险点各场景共用的第 k个独立保护层或非独立保护层要求时危险失效概率。 7.根据权利要求1所述的油气管道危险和风险评估方法， 其特征在于， 所述步骤8风险 评估建议的具体方法为： 当所述步骤7中的计算频率小于可容忍评率， 则选定风险点风险可接受， 继续下一风险 点的危险与风险评估； 当所述步骤7中的计算频率大于可容忍评率， 则建议满足可接受频率 所需采取的措施，。

8、 并确定拟采取措施的平均失效概率或拟定安全仪表功能的SIL等级， 以将 风险降低到可容忍水平。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111523742 A 3 一种油气管道危险和风险评估方法 技术领域 0001 本发明涉及油气管道风危险和风险评估技术领域， 具体而言， 涉及一种适用于长 输油气管道危险和风险评估的方法。 背景技术 0002 随着油气管道里程的不断延长， 在大管径在大管径、 高压力、 网络化方向上取得了 长足性发展和持续性进步， 同时也对生产工艺提出了更为苛刻的要求。 在役长输管道已接 近设计寿命进入事故多发期， 部分新建管道也相继发生各类事故。 对站场工艺系统进行危 险和风险评估。

9、， 并在满足风险可容忍标准的前提下， 对需要的保护层进行安全功能分配是 有效预防管道运行过程中各种事故发生的重要方法和手段。 0003 HAZOP分析方法是行业内普遍使用的一种定性危险和风险评估方法， 存在主观因 素较强、 缺乏客观性和残余风险无法定量的特点； 定量评估方法存在耗时长、 数据库无法及 时更新的特点， 均无法从根本上解决快速、 准确的判断输油气站场残余风险， 并针对性提出 推荐建议等关键问题。 0004 目前， 油气管道危险和风险评估实施过程中出现的主要问题如下： 0005 首先， 不同地区公司风险可容忍标准不同， 需要结合各自地区公司的实际情况， 兼 顾国家、 集团公司、 地区。

10、公司和输油气分公司HSE体系文件要求； 0006 其次， 不同的地区公司或输油气分公司， 其管理模式不同， 因此对应的自动控制水 平也不同， 这会导致相同事件的后果、 初始时间的修正频率都会不同； 0007 最后， 部分设备的失效率数据， 考虑到投入运行时长有限、 供货商产品信息不全、 结构多样化等实际存在的问题， 国外数据库无法全面套用。 发明内容 0008 为解决上述问题， 本发明的目的在于提供一种油气管道危险和风险评估方法， 进 一步核实现有保护措施的有效性和独立性， 确保风险能够被有效的识别， 既能避免分析不 充分带来的欠保护， 又能避免过保护引入新的风险点对生产运行造成的潜在危险后果。

11、。 0009 本发明提供了一种油气管道危险和风险评估方法， 该方法包括： 0010 步骤1、 根据被评估项目的属性， 确定风险可容忍标准， 当满足标准时进入步骤2； 0011 步骤2、 结合HAZOP分析和现场生产运行实际情况， 识别风险点及重要控制点； 0012 步骤3、 对需要评估的场景进行识别与筛选， 明确场景所涉及的范围、 触发的原因 和造成的后果； 0013 步骤4、 对初始事件触发的后果及其严重性进行评估； 0014 步骤5、 从外部事件、 设备故障和人的失效三个方面确认初始事件； 0015 步骤6、 根据特定场景， 识别现有的安全防护措施， 并对保护层与独立保护层进行 评估； 0。

12、016 步骤7、 计算风险点对应场景的后果发生频率； 说明书 1/5 页 4 CN 111523742 A 4 0017 步骤8、 给出风险评估建议， 并确定是否满足风险可容忍标准， 若满足风险可容忍 标准， 则结束风险评估并判断所有风险点是否已评估， 若所有风险点已全部评估则结束评 估， 否则返回步骤3； 若不满足风险可容忍标准， 则完善风险评估建议并返回步骤7。 0018 作为本发明的进一步改进， 所述步骤2的具体识别方法为： 结合HAZOP分析和现场 生产运行的实际情况， 并结合保护层设置特性， 识别输油气管道不同功能分区的中、 高风险 点， 并依据现场图纸、 工艺说明及设计人员经验识别。

13、重要控制点。 0019 作为本发明的进一步改进， 所述步骤3中场景识别与筛选的具体内容为： 按照输油 气管道功能区及其流程逐一识别每个风险点的不同场景， 并核查风险点所在功能区流程内 的不同操作和设备， 将引发同一风险点的多重原因和对应的后果组成原因、 后果对， 作为分 析该风险点的场景。 0020 作为本发明的进一步改进， 所述步骤4的评估应符合所述步骤1中确定的风险可容 忍标准。 0021 作为本发明的进一步改进， 所述步骤7中场景频率计算的具体方法为： 根据初始事 件发生频率乘以所有独立保护层要求时危险失效概率计算场景后果的频率。 0022 作为本发明的进一步改进， 所述步骤7中场景频率。

14、的计算公式为： 0023 单一场景后果发生频率的计算公式为 0024 0025 式中， fiC为初始事件i造成后果C的频率， 单位为次/年； fiI为初始事件i的发生频 率， 单位为次/年； PiE为使能事件或使能条件发生的概率； PiC为条件修正因子； PFDij为初始 事件i中第j个阻止后果C的独立保护层要求时危险失效概率； 0026 复合场景后果发生频率的计算公式为 0027 0028 式中， fC为当前分析风险点产生后果C的频率， 单位为次/年； fi为场景i的初始事件 发生频率， 单位为次/年； PiE为使能事件或使能条件发生的概率； PFDij为引发场景i的初始 事件中第j个防护层。

15、要求时危险失效概率； PiC为条件修正因子； PFDk为该风险点各场景共用 的第k个独立保护层或非独立保护层要求时危险失效概率。 0029 作为本发明的进一步改进， 所述步骤8风险评估建议的具体方法为： 0030 当所述步骤7中的计算频率小于可容忍评率， 则选定风险点风险可接受， 继续下一 风险点的危险与风险评估； 当所述步骤7中的计算频率大于可容忍评率， 则建议满足可接受 频率所需采取的措施， 并确定拟采取措施的平均失效概率或拟定安全仪表功能的SIL等级， 以将风险降低到可容忍水平。 0031 本发明的有益效果为： 确保油气管道危险和风险评估活动深入、 有序的开展。 在实 际评估过程中， 充。

16、分结合输油气管道的输送工艺、 HSE体系文件、 管理模式和设备运行数据 情况， 对所述方法中的所有步骤逐一细化， 形成了一套适用于输油气管道的危险和风险评 估方法。 说明书 2/5 页 5 CN 111523742 A 5 附图说明 0032 图1为本发明实施例所述的一种油气管道危险和风险评估方法流程示意图。 具体实施方式 0033 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。 0034 如图1所示， 本发明实施例所述的是一种油气管道危险和风险评估方法， 该方法包 括： 0035 步骤1、 根据被评估项目的属性， 确定风险可容忍标准， 当满足标准时进入步骤2； 0036 步骤2、。

17、 结合HAZOP分析和现场生产运行实际情况， 识别风险点及重要控制点； 0037 步骤3、 对需要评估的场景进行识别与筛选， 明确场景所涉及的范围、 触发的原因 和造成的后果； 0038 步骤4、 对初始事件触发的后果及其严重性进行评估； 0039 步骤5、 从外部事件、 设备故障和人的失效三个方面确认初始事件； 0040 步骤6、 根据特定场景， 识别现有的安全防护措施， 并对保护层与独立保护层进行 评估； 0041 步骤7、 计算风险点对应场景的后果发生频率； 0042 步骤8、 给出风险评估建议， 并确定是否满足风险可容忍标准， 若满足风险可容忍 标准， 则结束风险评估并判断所有风险点是。

18、否已评估， 若所有风险点已全部评估则结束评 估， 否则返回步骤3； 若不满足风险可容忍标准， 则完善风险评估建议并返回步骤7。 0043 进一步的， 步骤2的具体识别方法为： 结合HAZOP分析和现场生产运行的实际情况， 并结合保护层设置特性， 识别输油气管道不同功能分区的中、 高风险点， 并依据现场图纸、 工艺说明及设计人员经验识别重要控制点。 0044 根据HAZOP报告识别出各站主工艺系统的中、 高风险点， 同时依据现场图纸、 工艺 说明及设计人员经验识别重要控制点； 识别过程应确保风险点和重要控制点覆盖站场所有 工艺系统的中、 高风险点， 以期评价全面、 风险识别严谨。 0045 进一。

19、步的， 所述步骤3中场景识别与筛选的具体内容为： 按照输油气管道功能区及 其流程逐一识别每个风险点的不同场景， 并核查风险点所在功能区流程内的不同操作和设 备， 将引发同一风险点的多重原因和对应的后果组成原因、 后果对， 作为分析该风险点的场 景。 0046 在场景筛选过程中， 明确场景所涉及的范围、 触发的原因和造成后果， 严防重复和 遗漏， 确保风险判定严谨、 切合实际。 按照输油气管道功能区及其流程逐一识别每个风险点 的不同场景， 按照输油气站场功能分区进行讨论， 核查风险点所在功能区流程内的不同操 作和设备， 将引发同一风险点多重原因和对应的后果组成原因、 后果对， 作为分析该风险点 。

20、的场景。 0047 进一步的， 步骤4的评估应符合步骤1中确定的风险可容忍标准。 0048 在危险和风险评估前， 对初始事件触发的后果严重性进行评估， 表征后果严重性 的评估结果要符合风险可容忍标准的描述。 根据相关标准， 确定不同公司对后果影响分类 及其严重性的描述， 针对输油气站场， 后果中仅直接损失， 可依据人员、 经济、 环境和声誉这 四方面产生的危险来描述后果及其对应的严重性。 说明书 3/5 页 6 CN 111523742 A 6 0049 进一步的， 步骤5中初始事件的确认方法包括： 0050 第一， 审查场景中所有的原因， 已确定该初始事件为有效初始事件； 0051 第二， 。

21、应确认已辨识出出的所有潜在初始事件， 并确保无遗漏； 0052 第三， 将每个原因细分为独立的初始事件， 以识别独立保护层或防护措施； 0053 第四， 在识别潜在初始事件时， 应确保已经识别和审查所有操作模式和设备状态 下的初始事件； 0054 第五， 当人的失效作为初始事件时， 应制定人员失误概率评估的统一规则并在分 析时严格执行； 0055 第六， 操作人员培训不完善、 测试或检查不完善以及保护装置以及其他类似的事 件不可用不能作为初始事件。 0056 进一步的， 步骤6中独立保护层满足的要求包括： 0057 第一， 有效性： 按照设计的功能发挥作用， 必须有效地防止后果发生； 0058。

22、 第二， 独立性： 独立于初始事件和任何其他已经被认为是同一场景的独立保护层 的构成元件； 0059 第三。 可审查性： 对于组织后果的有效性和危险失效概率进行验证。 审查程序应确 认如果独立保护层按照设计发生作用， 它将有效阻止后果。 0060 确认独立保护层并为识别的独立保护层分配将险能力。 当保护层满足以上三点要 求时， 则确认为独立保护层。 0061 进一步的， 步骤7中场景频率计算的具体方法为： 根据初始事件发生频率乘以所有 独立保护层要求时危险失效概率计算场景后果的频率。 综合考虑多个场景频率求和的情 况， 并针对低要求模式进行分析计算。 0062 进一步的， 步骤7中场景频率的计。

23、算公式为： 0063 单一场景后果发生频率的计算公式为 0064 0065 式中， fiC为初始事件i造成后果C的频率， 单位为次/年； fiI为初始事件i的发生频 率， 单位为次/年； PiE为使能事件或使能条件发生的概率； PiC为条件修正因子； PFDij为初始 事件i中第j个阻止后果C的独立保护层要求时危险失效概率。 0066 复合场景后果发生频率的计算公式为 0067 0068 式中， fC为当前分析风险点产生后果C的频率， 单位为次/年； fi为场景i的初始事件 发生频率， 单位为次/年； PiE为使能事件或使能条件发生的概率； PFDij为引发场景i的初始 事件中第j个防护层要求。

24、时危险失效概率； PiC为条件修正因子； PFDk为该风险点各场景共用 的第k个独立保护层或非独立保护层要求时危险失效概率。 0069 根据初始事件发生频率乘以所有独立保护层要求时危险失效概率计算场景后果 的频率。 频率计算时根据具体情况， 选择性使用下面两种系数进行修正； 如果场景的发生需 要使能事件或使能条件时， 需要乘以使能事件或使能条件的发生概率； 如果需要计算危险 说明书 4/5 页 7 CN 111523742 A 7 物质释放后的后续后果发生频率时， 需要乘以条件修正因子。 如果没有使能事件或使能条 件时， 则PiE取1； 如果没有任何条件修正， 则PiC取1。 0070 对于复。

25、合场景后果发生频率计算， 需要分析当前风险点所有相关的场景、 初始事 件及其对应的个性防护措施， 将其频率相加得复合场景频率， 再与条件修正及共用的独立 保护层、 非独立保护层相乘， 得出该风险点后果的发生频率。 0071 进一步的， 步骤8风险评估建议的具体方法为： 0072 通过步骤2的方法评估选定风险点的后果及严重性等级， 从而确定对应的可容忍 水平， 通过步骤7进行场景频率计算， 得出选定风险点的后果发生频率， 与可容忍水平进行 比较： 0073 当步骤7中的计算频率小于可容忍评率， 则选定风险点风险可接受， 继续下一风险 点的危险与风险评估； 当步骤7中的计算频率大于可容忍评率， 则。

26、建议满足可接受频率所需 采取的措施， 并确定拟采取措施的平均失效概率或拟定安全仪表功能的SIL等级， 以将风险 降低到可容忍水平。 0074 本发明使油气管道危险与风险评估更趋于标准化、 模块化， 提高站场运行安全性、 可靠性。 该方法不仅适用于工艺站场、 阀室， 同样适用于成橇设备、 复杂度较高的集成设备 (如气液联动阀、 气动阀和电液联动阀)的危险与风险分析。 0075 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 5/5 页 8 CN 111523742 A 8 图1 说明书附图 1/1 页 9 CN 111523742 A 9 。