关于水力发电厂的安全和风险评估的HIRARC模型讲解

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1、关于水力发电厂的安全和风险评估的HIRARC模型关于水力发电厂的安全和风险评估的HIRARC模型A. M. Saedia,*,J.J. Thambirajahb,Agamuthu Pariatambya a马来西亚大学生物科学研究所,50603吉隆坡,马来西亚 b AIMST大学医学院,08100美农,吉打州,马来西亚摘要:在水电站的发电厂中,针对一般的职业安全和健康的系统分析,特别是风险分析,有许多正式的技术。该研究是为了给马来西亚彭亨州的卡梅伦高地上的水力发电厂,创造出一个环境安全卫生评价HIRARC模型。这个HIRARC模型被用来确定可能是系统固有的对工厂操作和维护的严重威胁的原生和次生

2、灾害。模型的主要工具包括,通用的检查表,工作地点检查计划,其中包括任务的观察和采访,安全性分析,以及事故和事件调查。对于风险评估,利克特量表是由矩阵分析法来补充,以确定在研究发电厂中的概率和安全健康程度。这些被用来确定和建议控制措施,其中包括工程和管理方面,以及使用个人防护装备(PPE)。共有四十一个重要的危险项被识别在目标发电厂的系统中。这些危险主要是通过清单的方式来识别,清单来源于文献并且为了当前的目的而定制。风险评估把危害初步分类为三个层次,如低,中,高。大概66%的危害被分在低风险中,32%在中风险,2%在高风险。这表明,有对电站安全与健康研究进行充分认识和努力的必要。同时,电站也被M

3、S 1722:2005,OHSAS 18001,MS ISO 14001:2004,MS ISO 9001:2000和2005废物管理计划所认证,其中2005计划通过了目前研究创建的也许可以在未来广泛应用的工作模型。关键词:水电坝 发电厂 危险识别 风险评估 风险控制(HIRARC)1. 介绍1.1.背景水力发电厂在世界许多地方变得越来越流行了。这可能主要是由于已被广泛使用的常规能源资源的急剧减少。同时也需要寻找一种绿色,清洁和可再生的能源以应对所面临的环境问题。虽然大坝的风险也许由于预防措施而很少遇到,但风险产生后的结果影响非常高。大坝的崩溃会破坏建筑物,造成经济的损失并且对环境造成影响。大

4、坝的安全环境依赖于大量的各种安全决策和业主的奉献。为了维护水电站工作人员的安全和健康,有一个安全管理系统(SMS)的地方是绝对必要的。关于这项政策,涉及主要危险的识别和评估是必要的,以便实现在通常和特殊操作中危险因素识别的步骤和预测可能性和严重程度。安全管理系统包括选择风险分析方法及其根据发生频率和后果的程度所得出的结果(demichela等人,2004)。在过去的十年中,提高了对大坝安全风险评估的兴趣,同时也为制定决策的标准进行了搜索(鲍尔斯,2001)。根据马来西亚职业安全与健康部(DOSH),一项职业安全与健康政策包括表达组织者致力于员工健康与安全的书面文件。这是为确保适当的工作场所环境

5、所作的努力的基础。这项政策必须包括所有组织活动有关的工作人员、设备和材料的选择、工作程序和设计以及提供货物和服务(马来西亚省职业安全与卫生部,2011)。1.2.研究目的HIRARC模型包括关于危险识别,风险评估和操作中控制安全和健康措施的实施这样一个全面的系列的阶段(此处插入图1)。风险评估的一个重要因素是对现有风险的识别,评估发生的概率或机会,并推荐相关的控制。水力发电厂的危害多种多样,对员工、设施和环境都有很大的影响。因此,目前的研究是基于收集的数据进行危害识别,风险评估,并确定控制措施从而获得一个全面的hirarc模型以研究在在马来西亚彭亨洲卡梅伦高地的发电厂。图1 危险识别,风险评估

6、和风险控制模型 来源:马来西亚职业安全与健康部(2008)1.3.相关文献Kim Froats and Tanaka (2004)发现,在水电站附近的公共安全已成为设施管理者和运营商之间的一个主要关注点。与水力发电厂相关的水道通常被放在一边,用于娱乐。娱乐用途应与强电流、水位上升和崎岖地形的危险和危害进行权衡。虽然水电站只占这些意外死亡的少数,但对于运营者去确保公共安全问题得到解决,它是必要的。许多通用的风险评估方法可供确定风险的程度。然而,由于水库的深水量,溺水明显是主要的公害。坠落,显示了另一个重大危险。风险评估是制定航道安全管理计划的初步步骤。根据金永和慧倪(2009)就水电站而言,每个

7、设施可以包括以下可能与电站的危害有直接关系的结构:a)压力前池 b)输水建筑物包括大坝结构,动力进气管,溢流墙,有闸人工水道和闸门 c)溢洪道 d)厂房尾水和e)下游。在与水力发电厂的相关的各种危害中,有些是对所有员工都常见的,而其他的只限于对那些维护电子或机械设备的员工(Mc Manus, 2011)。根据Lamark等人(1998),以下类型的故障,不是按顺序排名,可能会导致昂贵的损坏和电力中断,这是水电站中最常见的损失: 发电机定子绕组故障 开关控制室故障及电气轨道和电缆火灾 控制设备故障 辅助电源和电源的消失 变压器故障 叶片的裂缝和破损以及其他轮机故障 润滑和冷却系统的轴承故障 机房

8、及机房其他机械设备的漏水 主机室或其他轮机舱的火灾因此,为了保证水电站的安全,操作、维护和监督程序应包括在安全和健康管理计划中。这些应包括一个基本的升级计划,以及工厂设备的更新。这对成本效率,安全和避免材料损坏和故障是至关重要的。在今天常见的无人值守的电站,评价通常根据时间表进行,因此对控制和安全措施的可靠性提出了更高的要求。在无人设施中一些突发事件如洪水的早期自动监测是非常困难的。表1显示水电站的风险暴露模型(Lamark等人,1998)。Smith(2000)解释说,持续的危险监测和有效的控制措施是必要的,以确保职业安全和健康持续的改善过程。虽然,在水电站中安全和健康的数据是高度专业化的,

9、来自不同学科的实际和潜在的为HIRARC模型应用的信息仍需进行审查。在这项研究中,由马来西亚国家职业安全与健康研究所(NIOSH)提出的HIRARC模型被用来研究卡梅伦高地上水力发电厂的安全与健康。表1 水电站的风险暴露 来源:Lamark等人(1998)项目/危险火灾频率,机械,故障自然灾害后果大坝低低巨大水道低,低,中低中阀门低,低,中低中涡轮低中低巨大发电机低高低巨大变压器低高低中开关设备低中低小线路低中低中2. 工作操作2.1.电站根据MC Manus(2011),水电站有一个围阻巨量的水的大坝,一条控制释放多余水量的溢洪道和一个厂房。厂房中包含的通道引导水通过涡轮机,将线性水流转化为

10、旋转流。因为涡轮机和发电机连接在一起,旋转的涡轮机使发电机转子旋转。水流产生的电能势与水质量、下落高度和重力加速度有关。质量取决于可用水量和它的流速。电站设计决定了水的高度。大部分设计都是把水从大坝顶部排放到现有的下游河床。在保证控制水流的同时,优化高度。2.2.发电机室和开关厂大多数发电站现在有垂直对齐的涡轮发电机。这些结构放置在发电站的主要地面上。大部分结构,如发电机坑、涡轮机、进排气管都在可见的主地板之下。在旧电站,涡轮发电机水平对齐(McManus,2011)。涡轮轴从墙伸入到厂房,它连接到发电机或巨大的电动马达。转子和转子绕组中存在的磁场相对运动引起定子绕组中的电磁场。在发电机转子绕

11、组的磁场维持是由铅酸或镍镉电池供电。引发的电磁场为供电网提供电能。电压是由流动的水产生的电压力。电流会导致转子的励磁机组产生电弧。这可能会产生臭氧,可能会损坏消防软管中的橡胶和其他敏感材料。水力发电机产生高电压和高电流。从发电机变压器连接单位传导到随后的电力变压器以进行远距离的输送;低电流最大限度地减少在传输过程中相关的热能量损失。一些系统使用六氟化硫气体代替传统的油作为绝缘体。电弧产品的故障可以比六氟化硫更危险(McManus,2011)。3. HIRARC模型3.1.危险确定目前很明显,运行安全获得与设计安全相比更多的关注。在这一点上,水电站已经发现了一些潜在的危害。意外的危险能量释放,易

12、燃和爆炸性的气氛,充满石油的变压器,氧气不足,空气污染(有毒化学物质,有毒气体)和化学反应导致的氧气不足,电气电缆和开关设备,冷却系统和大量的可燃液压油是危害确定的一部分。也有许多领域相关的风险,如热损伤,可视化,噪声污染,物理障碍或运动限制(人体工程学),以及其他不安全的条件如电气危害,泄漏和与设备相关机械危险。在这项研究中,风险识别是指识别导致危险化的不良事件及其发生机制。几个技术被用来在研究区域进行危险识别。这些都依赖于电厂的规模。以下方法被用来确定在任何特定区域的危害: 危险源辨识表 工作场所检查(观察和面试) 任务安全分析或作业危害分析 事故和事件调查本文是基于对卡梅伦高地发电厂的实

13、地考察,通过对大坝尤其是发电厂流程的地图观察,从员工、安全人员、高级管理人员处得到访谈资料并检查设备以前的事故/事件文件。关于工作环境中的危险,从组织中的不同层次获得意见和反馈是很重要的。一个标准的检查表根据专家研究的领域进行修改,用于识别危害,在这项研究中使用的危险识别检查表的目的是列出所有预期和意外的危险,预知和更好地了解风险。危险源识别检查表主要在进行系统辨识中针对危险源辨识过程所涉及的每一个参数进行评估,以评估其有效性,在需要时选定安全措施,并执行安全措施,以达到可接受的残余风险。本文的研究主要集中在一些主要方面,如化学、物理、电气、环境和生物的危害,同时通过(标准检查表,面试,任务安

14、全分析和工厂事故/事件文件)研究设备的危害。危险源辨识表有七个主要项目涵盖上述各方面的危害:危险化学品暴露,电气,机械,人体工学,生物和控制方法。按照危险源识别清单,一般工作场所检查表已被应用的十四个主要因素,如下:普通工地,培训、工作流程、记录、消防应急程序、退出、照明、机械防护装置、工具、机械、限制空间、家政、声级、噪声、员工设施、个人防护设备。访谈调查问卷已申请获得一些允许的安全时间,并更好地了解设备的危害。对工厂内部管理、安全人员和轮班主管进行采访。这样的面试题根据发电厂和研究目标改编自(Cox, S. & Cox. T. 1996),已包含6项:对安全的态度,安全项目,对项目的态度,

15、动机,安全意识/培训以及其他各种各样的。上述因素的分析有助于通过把消极的答案从表中正面的观点中分离出来以确定危害。那些消极的观点,被观察作为活跃的危险项,上面提到的27个不同因素,包括应用于检查表和访谈的258个问题,41个消极问题被检测为电厂中活跃的危险项。这些项目被用于危险评估。3.2.风险评估风险评估包括一系列与风险分析,评估风险的幅度,判断风险是否可以接受,并创造和评估风险控制方案,以实现这一目标相关的过程。因此,在系统中的危害确定后,风险的发生概率和危害程度被确定,风险得到估计,风险控制选项以结果为基础进行评估。为了以合理的方式完成安全和健康政策,风险评估在一个组织的决策中起着重要的作用(Nippon Kaiji Kyokai, 2009)。图2说明了一个设施的风险评估过程。风险衡量事故事件后果的可能性和严重程度,以标定程度和对确定的危险进行排序。风险评估可以通过定量、定性或半定量的方法进行。这项研究由三种方法混合组成,以确保其完整性。Likert(1932)提出了一个评估被调查者态度的累加标准。在Likert的样本标准中的个体项目有五个可供选择的反应:强烈支持、支持、未决定、反对、强烈反对。Likert指

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