粉尘爆炸风险评估模型与应用-王新华

2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
GZSEI PPT DESIGN
Part Two 国内外粉尘爆炸风险 评估方法介绍 Part Two Introduction of Dust explosion
assessments
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
二、国内外风险评估方法介绍
的安全管理和粉尘爆炸防控提供科学、合理和完善的指导。 In order to prevent the probability of dust explosion accidents, mitigate the severity of consequences, ensure safety and stability of processing industry, it is imminent and greatly significant to study dust explosion risk assessment methods of processing places.
Part one 背景概述
Part one Summary of Background
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
wenku.baidu.com
一、背景概述
随着产生粉尘的制造加工企业越来越多，由于管理缺陷、安全意识薄弱等原因， 粉尘爆炸事故频发。
Polyethylene dust explosion – West PharmaceuticalServices, Kinston, NC （2004）
一、背景概述
国内重大粉尘爆炸事故 Major dust explosion in China
秦皇岛骊骅淀粉厂粉尘爆炸 时间：2010年2月24日15时58分。 地点：河北省秦皇岛市抚宁县骊骅淀粉厂。 涉及粉尘：玉米淀粉。 点火源：铁质工具摩擦、碰撞火花。 损失：21死，37伤，其中6人重伤；直接经济损失：1773万，是我国粮食行 业最大的粉尘爆炸事故。 • 事故描述：淀粉四车间 4名工人在清理和维修振动筛时，使用铁质工具，作 业中撞击引发的机械火花引燃了处于爆炸浓度范围的玉米淀粉粉尘云，继而 引发整个车间内积累的粉尘层二次爆炸，产生毁灭性破坏。 • • • • •
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
二、国内外风险评估方法介绍
（1）蝴蝶结模型（Bow-tie）
蝴蝶结模型实际是综合考虑事故树和事件树分析方法，从而用于 评 估粉尘爆炸事故发生的原因和产生的严重后果。 Bow-tie（BT）diagram combines fault tree（FT）and event tree（ E to explore the primary causes and consequence of a critical event. T）
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
粉尘爆炸风险评估流程
评估流程
N 评估申请 现场勘查 业务可否受理 Y 结束 N 补充资料
合同签订
资料审查
是否符合评审要求 Y
粉尘爆炸特性测试、数据收集
现场检查、取样
安排工作
测试报告
测试报告
现场危险辨识、风险分析与计算
风险评估及建议 用户整改
风险评估报告
图：道化学火灾、爆炸危险指数评价方法步骤 Fig： Fire & explosion index assessments steps
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
GZSEI PPT DESIGN
Part Three 粉尘爆炸风险分析
Part Three Risk Analysis of Dust Explosion
Oxidant （air） Ignition source
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
国内重大粉尘爆炸事故 Major dust explosion in China
中荣抛光金属粉尘爆炸
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
国内重大粉尘爆炸事故 Major dust explosion in China
中荣抛光金属粉尘爆炸
• • • • • •
•
时间：2014年8月2日7时33分。 地点：江苏昆山中荣金属制品有限公司汽车轮毂拋光车间。 涉及粉尘：铝合金抛光粉尘。 点火源：氧化还原反应。 损失：146人死、114人伤，是建国以来最大一起粉尘爆炸事故。 事故直接原因：事故车间除尘系统较长时间未按规定清理，铝粉尘集聚， 除尘系统风机开启后，打磨过程中产生的高温颗粒在集尘桶上方形成粉尘 云，1号除尘桶锈蚀破损，桶内铝粉受潮，发生氧化放热反应，到达粉尘 云的引燃温度，引发除尘系统及车间的系列爆炸。因没有泄压装置，爆炸 产生的高温气体和燃烧物从各个吸尘口喷出，导致全车间所有操作人员直 接受到爆炸冲击，造成群死群伤。 事故处理：18人涉嫌犯罪被采取司法措施，35人受到党纪处分。
Aluminum dust explosion – Hayes LemmerzInternational, Huntington, IN（2005）
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
随着产生粉尘的制造加工企业越来越多，由于管理缺陷、安全意识薄弱等原因， 粉尘爆炸事故频发。
风险 （Risk）
可能性（Likelihood） 蝴蝶结模型（Bow-tie） 贝叶斯网络（Bayesian-networks） SCRAM
安全检查表法 火灾、爆炸指数法 .....
后果（Consequence） 粉尘爆炸模拟代码器（Dust explosion simulation code） 事件树（ET） ......
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
国内重大粉尘爆炸事故 Major dust explosion in China
台湾彩色粉尘爆燃 火苗淹没了离舞台最近的派对人群
事故造成大量人员烧伤
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
注： 1785-2012 年全 世界 2000 多起粉尘 爆炸事故的不完全 统计情况
图：粉尘爆炸贝叶斯网络模型 Fig: Bayesian network model of dust explosions
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
二、国内外风险评估方法介绍
（3）SCRAM（Short-cut Ris k Analysis Method）
后果
SCRAM方法是指从点火源、爆炸危险性环境两方面考虑粉尘爆炸发 生的可能性，从人员伤亡和设 备损失两方面考虑粉尘爆炸造成的后 果，并对其进行等级划分，通 过风险矩阵确定最终的爆炸风险等级。 The likelihood of a dust explosion is based on the ignition probability and the probability of flammable dust clouds arising.Factors determining the
粉尘爆炸风险评估模型与应用
王新华 博士/教授级高工
广州特种机电设备检测研究院
2017年6月29日
目录
CONTENTS
1
背景概述
2
3 4 5
国内外粉尘爆炸风险评 估方法介绍
粉尘爆炸风险分析 软件编制及工程应用
广东省粉尘涉爆行业检 查总结
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
GZSEI PPT DESIGN
Fig:Contribution of different dust explosions
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
为更好地预防粉尘爆炸事故的发生，减轻爆炸造成的严重后果度，确 保粉尘涉爆行业安全稳定的发展，有必要针对粉尘制造企业的生产环
境危险性进行深入研究分析，建立有效的风险评估方法，从而为企业
图：粉尘爆炸蝴蝶结模型整体框架图 Fig: Generic bow-tie of dust explosion
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
二、国内外风险评估方法介绍
（2）贝叶斯网络（Bayesian-networks）
贝叶斯网络是一个有向无环图，由代表变量节点及连接这些向量 节 点的有向边组成。节点代表随机变量，节点间的有向边代表了节 点 间的互相关系(由父节点指向其子节点)，用条件概率进行表达关系 强 度，没有父节点的用先验概率进行信息表达。 BN are directed acyclic graphs used to represent random variables a nd cs. via
Phenolic resin dust explosion – CTA Acoustics,Corbin, KY（2005）
Sugar dust explosion – Imperial Sugar Company,Port Wentworth, GA（2009）
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
国内重大粉尘爆炸事故 Major dust explosion in China
秦皇岛骊骅淀粉厂粉尘爆炸
发生爆炸的淀粉四车间 火灾后的淀粉垛
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
一、背景概述
国内重大粉尘爆炸事故 Major dust explosion in China
dependencies among them by means of chance nodes and directed ar
Accordingly, the type and strength of such dependencies are modeled conditional probability tables.
GZSEI PPT DESIGN
二、国内外风险评估方法介绍
（4）安全检查表法（Safety Checklist Analysis，SCA）
安全检查表法是依据相关的标准、规范，对工程、系统中已 知 的危 险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的 潜 在危 险性和有害性进行判别检查。
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
二、国内外风险评估方法介绍
（5）道化学火灾、爆炸指数危险评价法（Fire & Explosion index assessments）
以 已 往的事故统计资料及物质的潜在能量和现行安全措施为依 据，定量地对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反
应危险性行分析评价。
台湾彩色粉尘爆燃 • • • • • • 时间：2015年6月27日晚20时40分。 地点：台湾新北市八里的八项水上乐园。 涉及粉尘：玉米粉。 点火源：舞台右前方的BEAM200电脑灯。 损失：12人死亡，500余人受伤。 事故描述：起火原因正是部分玉米粉洒到灯面，数百度的高温引发爆炸，火 势透过地上的玉米粉一路延烧，才会引发惨剧。在爆炸前空气中的粉尘浓度 已达爆炸下限，每立方米超过45克。由于人群的跳跃、风吹，加上工作人员 不断以二氧化碳钢瓶喷洒玉米粉，才会让燃点430度的玉米粉接触到表面温 度超过400度的电脑灯，引发火势，但因为气流引燃，才会让人产生“爆炸” 错觉。
consequences include how fre quently personnel are present, the equipment strength, implemente 可能性 d consequence-reducing measures and housekeeping.
2017/6/29
GZSEI PPT DESIGN
三、粉尘爆炸风险分析
3.1 爆炸风险评估原理 Principle of explosion risk assessment
从粉尘爆炸事故形成上看，可燃性物质、空气和点燃源是爆炸事件发生的三 个基本条件，即为爆炸三要素。 Flammable substance Explosive atomosphere Explosion/Fire