小白学QRA计算

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QRA是Quantitative Risk Assessment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。

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  GB 55037-2022

    • 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

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

执行QRA的典型过程包括以下步骤：

一、确定分析范围。 这一步的主要目标是确定分析对象，比如针对目前热门的抗爆评估，需要分析甲、乙类装置、操作温度超过闪点的丙类装置。针对外部防护距离评估，需要分析涉及甲、乙、丙类装置，有毒物料装置。

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。 这一步是对可能发生的可能事故的定性评论，基于以往的事故经验或必要的判断。常用的方法有：危险度评价法、设备选择数法、HAZOP、HAZID、LOPA、SCL、FMEA、WI、FTA等等。

四、泄漏单元划分。 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软件泄漏单元划分截图

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、泄漏频率和可信事件

    • 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

    • 基于后果进行可信事故判断和基于风险方法，都需要进行不同孔径泄漏失效频率的计算（可查相关资料手工计算，也可采用专门的泄漏频率计算软件计算）

来自RiskCloud-LFC泄漏频率计算软件截图

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

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、泄漏模型、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。

高端的QRA软件之所以难以研发，主要在于其大量运用了化学、热力学模型、物理守恒过程、微分和积分的联立求解、过程安全理论。比如刚性微分方程、随时间变化的空气传热、对流传热、太阳辐射、液池温度等重要过程、模型水平垂直动量、射流卷吸、近场卷吸、重气卷吸、远程卷吸、云团温度变化，云团密度变化、云团速度变化、中心线上升下降、触地等过程的数学与物理知识结合的求解。总之，需要数学、物理学、过程安全、热力学与软件专家共同长期研究。

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：

1、 支持TNT、TNO和BST多种模型。

2、支持基于 后果 和 风险 的计算和分析方法。

3、上海市金山区应急管理局官方推文背书。

4 、QRA报告通过全国多个省市应急管理局专家检查评审。

5、满足 控制室（建筑物） 抗爆计算 ，即 GB/T50779 标准要求。

6、国内首款 取得TUV认证的QRA软件 ， 双软认证、CNAS认证。

7、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。

8、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。

9、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。

10 、可无缝集成RiskC lou d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。

11、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。

一年之计在于春，学习要趁早！