化工安全學(xué)第一章：緒論(new.ppt

2019/7/7,1,化工安全工程概論,主講： 電話： 教材：化工安全工程概論，許文 張毅民 主編，化學(xué)工業(yè)出版社,2019/7/7,2,第一章 緒 論,第一節(jié) 化學(xué)工業(yè)發(fā)展與對安全的新要求,2019/7/7,3,主要內(nèi)容,化學(xué)工業(yè)的發(fā)展概況 化學(xué)工業(yè)發(fā)展伴生的新危險 化學(xué)工業(yè)發(fā)展對安全的新要求,2019/7/7,4,人們在長期的生產(chǎn)實踐中，為了保護自身的安全，不得不想辦法控制各種危害，從而積累了消除不安全因素， 促進生產(chǎn)發(fā)展，保護自身安全的經(jīng)驗。由此也逐漸形成了一門新的學(xué)科安全科學(xué)。安全工程是安全科學(xué)的工學(xué)門類。,安全工程概述,背景知識,安全工程是研究生產(chǎn)過程中各種事故和職業(yè)性傷害發(fā)生的原因以及防止事故和職業(yè)病發(fā)生的一門科學(xué)技術(shù)。,2019/7/7,5,化工安全工程研究化工生產(chǎn)過程中事故發(fā)生的原因以及關(guān)于防止事故所需的科學(xué)技術(shù)和知識的一門課程。,化工安全工程,2019/7/7,6,（1）化工生產(chǎn)過程,化工生產(chǎn)與安全,未反應(yīng)原料循環(huán),2019/7/7,7,（2）化工生產(chǎn)的特點,化工物料絕大多數(shù)具有潛在的危險性,生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜、工藝條件苛刻,生產(chǎn)規(guī)模大型化、生產(chǎn)過程連續(xù)性強,生產(chǎn)過程自動化程度高,2019/7/7,8,(3) 化工生產(chǎn)中常見的安全事故類別,常見安全事故,燃燒與爆炸,電氣事故,毒物泄露事故,靜電和雷電事故,化工廠腐蝕造 成的事故,2019/7/7,9,一、化工行業(yè)的發(fā)展概況,化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是我國的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一。,化學(xué)工業(yè)面臨來自能源、原料和環(huán)保三大方面的挑戰(zhàn)。,2019/7/7,10,二、化學(xué)工業(yè)發(fā)展伴生的新危險,隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，涉及到的化學(xué)物質(zhì)的種類和數(shù)量顯著增加，化工生產(chǎn)呈現(xiàn)設(shè)備多樣化、復(fù)雜化以及過程連接管道化的特點 環(huán)境污染和重大工業(yè)事故相繼發(fā)生。,2019/7/7,11,1974年，英國某化工廠己內(nèi)酰胺原料30噸環(huán)己烷泄漏發(fā)生蒸氣云爆炸事故。,1961年9月14日，日本富山市一家化工廠因管道破裂發(fā)生氯氣外泄事故。,532人中毒，9000余人受害，大片農(nóng)田被毀。,28人死亡，89人負傷，1821戶房屋受損。,2019/7/7,12,1984年，印度博帕爾市郊農(nóng)藥廠發(fā)生異氰酸甲酯泄漏惡性中毒事故。,直接致使3150多人死亡，5萬多人失明，2萬多人受嚴重毒害，近8萬人終身殘疾，15萬人接受治療，受影響人口多達150多萬。,2019/7/7,13,因博帕爾農(nóng)藥廠毒氣泄漏而斃命的牲畜,因博帕爾毒氣泄漏導(dǎo)致流產(chǎn)的畸形兒,被博帕爾農(nóng)藥廠毒氣奪去生命的孩子,2019/7/7,14,2010年1月8號下午，臺灣漳濱工業(yè)區(qū)的南寶化工廠突然發(fā)生鍋爐爆炸起火。（爆炸視頻）,其他化工爆炸視頻 （1 2）,2019/7/7,15,據(jù)統(tǒng)計：1960年到1977年的18年中，美國和西歐發(fā)生重大火災(zāi)和爆炸事故360余起，死傷1979人，損失數(shù)十億美元。 我國化學(xué)工業(yè)事故也是頻繁發(fā)生，從1950年到1999年的50年中，發(fā)生各類傷亡事故23425起，死傷25714人，其中因火災(zāi)和爆炸事故死傷4043人。,2019/7/7,16,三、化學(xué)工業(yè)發(fā)展對安全的新要求,裝置的可靠性研究變得越來越重要。,化工安全設(shè)計在化工設(shè)計中變得更加重要。,對控制系統(tǒng)和人員配置的可靠性也提出了更高的要求。,對危險進行辨識和評價的安全評價技術(shù)的重要性越來越突出。,2019/7/7,17,第二節(jié) 化學(xué)工業(yè)的危險與安全,事故的多發(fā)性和嚴重性是化學(xué)工業(yè)獨有的特點 辨識危險源成為重要問題 安全評價技術(shù) 在危險源辨識的基礎(chǔ)上，對存在的事故危險源進行定性和定量評價，并根據(jù)評價結(jié)果采取優(yōu)化的安全措施,2019/7/7,18,化學(xué)工業(yè)危險因素歸納為：（九大類型） 1工廠選址 (1)易遭受地震、洪水、暴風(fēng)雨等自然災(zāi)害； (2)水源不充足； (3)缺少公共消防設(shè)施的支援； (4)有高濕度、溫度變化顯著等氣候問題； (5)受鄰近危險性大的工業(yè)裝置影響； (6)鄰近公路、鐵路、機場等運輸設(shè)施； (7)在緊急狀態(tài)下難以把人和車輛疏散至安全地。,一、化學(xué)工業(yè)危險因素,2019/7/7,19,2工廠布局 (1)工藝設(shè)備和貯存設(shè)備過于密集； (2)有顯著危險性和無危險性的工藝裝置間的安全距離不夠； (3)昂貴設(shè)備過于集中； (4)對不能替換的裝置沒有有效的防護； (5)鍋爐、加熱器等火源與可燃物工藝裝置之間距離太??； (6)有地形障礙。,2019/7/7,20,3.結(jié)構(gòu) (1)支撐物、門、墻等不是防火結(jié)構(gòu)； (2)電氣設(shè)備無防護措施； (3)防爆通風(fēng)換氣能力不足； (4)控制和管理的指示裝置無防護措施； (5)裝置基礎(chǔ)薄弱。 4對加工物質(zhì)的危險性認識不足 (1)在裝置中原料混合，在催化劑作用下自然分解； (2)對處理的氣體、粉塵等在其工藝條件下的爆炸范圍不明確； (3)沒有充分掌握因誤操作、控制不良而使工藝過程處于不正常狀態(tài)時的物料和產(chǎn)品的詳細情況。,2019/7/7,21,5.化工工藝 (1)沒有足夠的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù)： (2)對有危險的副反應(yīng)認識不足； (3)沒有根據(jù)熱力學(xué)研究確定爆炸能量； (4)對工藝異常情況檢測不夠。 6物料輸送 (1)各種單元操作時對物料流動不能進行良好控制； (2)產(chǎn)品的標示不完全； (3)風(fēng)送裝置內(nèi)的粉塵爆炸； (4)廢氣、廢水和廢渣的處理； (5)裝置內(nèi)的裝卸設(shè)施。,2019/7/7,22,7誤操作 (1)忽略關(guān)于運轉(zhuǎn)和維修的操作教育； (2)沒有充分發(fā)揮管理人員的監(jiān)督作用； (3)開車、停車計劃不適當； (4)缺乏緊急停車的操作訓(xùn)練； (5)沒有建立操作人員和安全人員之間的協(xié)作體制。,2019/7/7,23,8.設(shè)備缺陷 (1)因選材不當而引起裝置腐蝕、損壞； (2)設(shè)備不完善，如缺少可靠的控制儀表等； (3)材料的疲勞； (4)對金屬材料沒有進行充分的無損探傷檢查或沒有經(jīng)過專家驗收； (5)結(jié)構(gòu)上有缺陷，如不能停車而無法定期檢查或進行預(yù)防維修； (6)設(shè)備在超過設(shè)計極限的工藝條件下運行； (7)對運轉(zhuǎn)中存在的問題或不完善的防災(zāi)措施沒有及時改進; (8)沒有連續(xù)記錄溫度、壓力、開停車情況及中間罐和受壓罐內(nèi)的壓力變動。,2019/7/7,24,9防災(zāi)計劃不充分 (1)沒有得到管理部門的大力支持； (2)責(zé)任分工不明確； (3)裝置運行異常或故障僅由安全部門負責(zé) (4)沒有預(yù)防事故的計劃，或即使有也很差 (5)遇有緊急情況未采取得力措施， (6)沒有實行由管理部門和生產(chǎn)部門共同進行的定期安全檢查 (7)沒有對生產(chǎn)負責(zé)人和技術(shù)人員進行安全生產(chǎn)的繼續(xù)教育和防災(zāi)培訓(xùn)。,2019/7/7,25,表1-1 化學(xué)工業(yè)和石油工業(yè)的危險因素,2019/7/7,26,二、化工裝置緊急狀態(tài),(1)運轉(zhuǎn)失靈,(2)故障,(3)異常,(4)事故,(5)災(zāi)害,運轉(zhuǎn)發(fā)生紊亂，只要更換備用設(shè)施，就可在故障或事故之前恢復(fù)正常運轉(zhuǎn),設(shè)備需要停車檢修，但又未發(fā)生其他損壞的狀態(tài),對工藝過程需要采取一定措施，否則就有可能發(fā)生事故。,設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止或火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏、人員傷亡。對此必須采取緊急措施。事故狀態(tài)沒有擴展。 （補充部分關(guān)于事故的內(nèi)容，以增強理解）,不但發(fā)生了事故，而且事故狀態(tài)擴展，對外界造成威脅。 需要采取緊急措施，并求得外部支援。,2019/7/7,27,補充內(nèi)容,事故的發(fā)生往往伴隨著能量和（或）危險有害物質(zhì)的意外釋放，這是構(gòu)成一起事故的必要和充分條件。,指人們在進行有目的的活動過程中，突然發(fā)生違反人們意愿，并可能使目的的活動發(fā)生暫時性或永久性中止，造成人員傷亡或（和）財產(chǎn)損失的意外事件。,事故,2019/7/7,28,事故特性,即一切事故的發(fā)生都是有一定原因引起的，其原因就是潛在的危險因素。事故的因果性是事故必然性的反映，若生產(chǎn)中存在危險因素，則遲早必然發(fā)生事故。,因果性,偶然性,即事故發(fā)生是隨機的，同樣的前因事件隨時間的進程導(dǎo)致的后果不一定完全相同，但偶然中有必然，必然性存在于偶然性之中。,潛伏性,事故在尚未發(fā)生或還未造成后果時不會顯現(xiàn)出來，但生產(chǎn)中的危險因素是客觀存在的，只要這些因素未被消除，事故遲早會發(fā)生消除盲目性和麻痹思想要常備不懈，居安思危。,2019/7/7,29,預(yù)防事故的基本原則：（“三E”措施）,具體措施： a、減少潛在危險因素； b、降低潛在危險因素的數(shù)值； c、連鎖；,安全技術(shù)措施 (Engineering),預(yù)防事故發(fā)生,減少事故損失,2019/7/7,30,d、隔離操作或遠距離操作； e、設(shè)置薄弱環(huán)節(jié)； f、堅固或加強； g、封閉； h、警告牌示和信號裝置等。,2019/7/7,31,安全教育措施 (Education),安全思想政治教育,安全技術(shù)知識,安全技能教育,安全管理知識教育,安全管理措施 (Enforcement),認真貫徹執(zhí)行國家有關(guān)安全生產(chǎn)的方針、政策、法律和法規(guī)。,2019/7/7,32,在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，故障狀態(tài)總是不可避免的。為了不使故障惡化到異常的程度，應(yīng)該對故障、異常狀態(tài)進行調(diào)查分析，采取相應(yīng)措施，力求不要達到事故狀態(tài)。,2019/7/7,33,三、化學(xué)工業(yè)安全措施,針對較大比例的危險因素提出相應(yīng)的安全措施 1設(shè)備安全 確定設(shè)備的安全性，需要考慮以下因素： (1)是否按照相應(yīng)的安全標準、規(guī)范進行設(shè)計； (2)是否按照設(shè)計說明書正確進行制造； (3)是否有適當?shù)陌踩雷o裝置； (4)維護、檢查的程序是否完善。,2019/7/7,34,機械設(shè)備方面的設(shè)計則已經(jīng)實現(xiàn)了標準化 關(guān)于壓力容器，許多規(guī)格標準或法規(guī)都規(guī)定了設(shè)計標準。在設(shè)計時，除這些標準外，還需要考慮結(jié)構(gòu)材料、施工方法、設(shè)計強度、金屬厚度等因素 泵、壓縮機 加熱器和加熱爐 自動化、儀表化是化工裝置安全運行的重要因素,2019/7/7,35,2物料加工和操作安全,應(yīng)該建立原料、中間體、產(chǎn)物和副產(chǎn)物的完整的物性數(shù)據(jù)檔案 -狀態(tài)、閃點、沸點、熔點、爆炸極限、燃點等性質(zhì)數(shù)據(jù)，以及操作、貯運、應(yīng)急處置等 -化學(xué)品安全技術(shù)說明書(Chemical Safety Data Sheet, CSDS)，或Material Safety Data Sheet (MSDS) 對于操作程序，可分為有化學(xué)反應(yīng)的和無化學(xué)反應(yīng)的兩種類型,2019/7/7,36,3裝置布局安全,化工裝置的布局和排列，對于絕大多數(shù)操作都應(yīng)該是最有效的，而且安全問題也必須放在同等重要的地位。對于大量處理可燃液體的石油和化工企業(yè)，裝置布局和設(shè)備間距應(yīng)該注意以下幾點： (1)需要留有足夠的空地以把工藝單元可能的火災(zāi)控制在最小范圍； (2)對于極為重要的單系列裝置，要保留足夠的空間，或用其他方法進行防護； (3)危險性極大的區(qū)域應(yīng)該與其他部分保持足夠的安全距離；,2019/7/7,37,(4)裝置事故不能直接影響水、電、氣(汽)等公用工程設(shè)施； (5)因各種原因有可能使裝置界區(qū)內(nèi)浸水時，應(yīng)該設(shè)置防水設(shè)備； (6)應(yīng)該特別注意公路、鐵路在裝置附近的情況； (7)對于道路的設(shè)置，應(yīng)該注意在發(fā)生事故時能較方便地接近裝置； (8)在裝置的邊界和出入口，應(yīng)該安裝監(jiān)視設(shè)施。,2019/7/7,38,第三節(jié) 化工安全理論和技術(shù)的發(fā)展動向,化工安全工程是綜合性學(xué)科 -基礎(chǔ)科學(xué)：數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、天文、地理。 -應(yīng)用科學(xué)：電工學(xué)、材料力學(xué)、 勞動衛(wèi)生學(xué)。 -工程技術(shù)科學(xué)：化工、機械、電力、冶金、建筑、交通運輸?shù)?2019/7/7,39,化工裝置和控制技術(shù)的可靠性研究發(fā)展很快，化工設(shè)備故障診斷技術(shù)、化工安全評價技術(shù)，以及防火、防爆和防毒的技術(shù)和手段都有了很大發(fā)展。,2019/7/7,40,1經(jīng)驗系統(tǒng)化方法,(1)安全檢查表法 把評價對象劃分為子系統(tǒng)如廠區(qū)選址、公用工程、工藝流程、設(shè)備配置、安全裝置、環(huán)衛(wèi)措施、人機工程、消防設(shè)施等，根據(jù)過去的經(jīng)驗，找出危險性所在并附以有關(guān)的規(guī)范要求，按序編制成表，在設(shè)計和生產(chǎn)中系統(tǒng)檢查時應(yīng)用。,一、化工危險性評價和安全工程 -辨識和評價危險性（定性為主）,2019/7/7,41,(2)危險性預(yù)先分析法 在每一項工程活動之前，特別是在設(shè)計開始階段，就對系統(tǒng)中的危險性類別、存在的條件、導(dǎo)致事故的后果，進行概略的分析 (3)Dow化學(xué)公司法 -火災(zāi)、爆炸危險性指數(shù)評價方法第七版。,2019/7/7,42,2系統(tǒng)解剖分析法,當開發(fā)化學(xué)工業(yè)新工藝，新建或改建裝置時，對其中的危險性還沒有足夠的認識，這時需要對系統(tǒng)進行解剖，研究各個組成部分的作用及其發(fā)生故障時對系統(tǒng)的影響。 危險性可操作研究方法-英國帝國化學(xué)公司(ICI)開發(fā) -其主要內(nèi)容是對危險性進行嚴格檢查，理論依據(jù)是工藝流程的狀態(tài)參數(shù)如溫度、壓力、流量等、一旦與設(shè)計值發(fā)生偏離，就會出現(xiàn)問題或發(fā)生危險。,2019/7/7,43,3邏輯推導(dǎo)法,采用邏輯推理的方法辨識危險性。 事件樹 選定一個事件作為初始事件，按照邏輯推理的方法推論其發(fā)展過程。在每個過程的節(jié)點都有兩個發(fā)展方向，即成功和失敗。從初始事件不斷推論下去，直至找出事件發(fā)展的所有可能結(jié)果。,2019/7/7,44,事故樹 與事件樹方法相反，它是以一個事故結(jié)果作為起始事件，通過分析找出直接原因作為中間事件。然后再找出中間事件的直接原因。這樣一步步推導(dǎo)下去，直至找到所有的事故致因。 邏輯推導(dǎo)法的特點是能找出憑經(jīng)驗辨識不出的危險性及其組合。,2019/7/7,45,4人的失誤分析法,根據(jù)統(tǒng)計，人為失誤造成的事故占事故總數(shù)的7590。近年來為防止人的失誤采取了以下三項措施： (1)設(shè)計安全、自動防止故障的安全設(shè)備，即使操作失誤也不會發(fā)生事故； (2)從人機工程學(xué)的原理設(shè)計控制室和操作程序，盡量減少失誤行為； (3)提高人的素質(zhì)，采取科學(xué)的安全管理方法，防止人為失誤。 安全性評價可根據(jù)以上三項措施的實施情況來進行。,2019/7/7,46,二、安全系統(tǒng)工程的開發(fā)和應(yīng)用,安全系統(tǒng)工程學(xué) -系統(tǒng)工程的理論和方法在辨識危險、預(yù)測事故、事故概率分析及安全評價方面的應(yīng)用,2019/7/7,47,三、人機工程學(xué)、勞動心理學(xué)和人體測量學(xué)的應(yīng)用,多數(shù)工業(yè)事故都是由于人員失誤造成的，人的作用日益受到重視 1.人機工程學(xué) 是現(xiàn)代管理科學(xué)的重要組成部分，研究人與機器的關(guān)系，使工作效率達到最佳狀態(tài)。 主要研究內(nèi)容： -人機協(xié)作 -改善工作條件 -改善機具設(shè)施 -提高工作技能 -因人制宜,2019/7/7,48,2勞動心理學(xué),從心理學(xué)的角度研究照明、色調(diào)、音響、溫度、濕度、家庭生活與勞動者勞動效率的關(guān)系。主要內(nèi)容如下。 (1)根據(jù)操作者在不同工作條件下的心理和生理變化情況，制訂適宜的工作和作息制度，促進安全生產(chǎn)，提高勞動效率。 (2)發(fā)生事故時除分析設(shè)備、工藝、原材料、 防護裝置等方面存