安全系統(tǒng)工程課程設計說明書

1、長春建筑學院安全系統(tǒng)工程課程設計說明書姓 名： 趙亞杰 專 業(yè)： 安全工程 班級學號： 安1201班 18號 指導教師： 周乾 日 期： 2014.12.12 城建學院前言隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，我國已經(jīng)成為了工業(yè)化大國。但是隨著工業(yè)的發(fā)展，造成企業(yè)事故頻繁的發(fā)生，因此每個工人的安全問題越來越受到人們的重視。所以，系統(tǒng)安全的分析對于每個企業(yè)是非常重要的。本課程設計主要講述了氯化氫生產(chǎn)工藝的危險和可操作性分析（hazop）及對策措施的研究。因為現(xiàn)在我國很多的企業(yè)，對于化學品的制備這一方面安全意識不足，正是由于安全意識的不足，導致了很多事故的發(fā)生，不僅損失了大量的金錢，最重要的是有時還會導致傷亡

2、事故。在此，我僅以在反應爐內(nèi)用氯氣和氫氣反應之氯化氫這一生產(chǎn)過程為例，首先對整個生產(chǎn)過程的危險有害因素進行辨識，然后比較詳細的講解下在整個準備階段，以及生產(chǎn)過程中可能導致什么樣的危險事故，進行定性、定量的分析。 在定性分析階段，我將采用危險和可操作性研究進行全面的、系統(tǒng)的定性分析，并可針對可能的原因提出相應預防措施。在定量分析階段，我將采用事故樹分析。事故樹分析是從結果開始，尋求頂上事件發(fā)生的原因事件，是一種逆時序的分析方法。事故樹分析能夠對各種系統(tǒng)的危險性進行辨識和評價，不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入的揭示出事故的潛在原因。用它描述事故的因果關系直觀、明了、思路清晰、邏輯性強。 然后

3、根據(jù)定量分析中的重要度，可以看出哪個事件對頂上事件發(fā)生的影響較大，針對此基本事件提出相應的預防措施，同時也對其它的基本事件提出安全預防措施。最后，對此課程設計進行了總結性的語言。由于能力有限，在設計時難免有錯誤，請專業(yè)人士多多指點。目錄第一章 系統(tǒng)工藝介紹11.1 系統(tǒng)工藝介紹11.2 系統(tǒng)安全現(xiàn)狀1第二章 系統(tǒng)安全定性分析32.1 系統(tǒng)安全定性分析方法選擇32.2 危險與可操作性研究方法定性分析過程6第三章 系統(tǒng)安全的定量分析83.1 事故樹的編制83.2事故樹的定性分析93.4對策措施16第四章 安全措施方案194.1 安全措施方案設計194.2 安全措施方案的技術經(jīng)濟分析19結論21致謝

4、24參考文獻23附錄a24安全系統(tǒng)工程課程設計第一章 系統(tǒng)工藝介紹1.1 系統(tǒng)工藝介紹高溫石墨二合一爐生產(chǎn)氯化氫與鹽酸的工藝流程:經(jīng)處理后的潔凈氫氣經(jīng)過緩沖罐和阻火器后,進入高溫石墨二合一爐底部的燃燒器。干燥氯氣經(jīng)過緩沖罐進入高溫石墨二合一爐底部的燃燒器與氫氣進行燃燒合成,合成的氯化氫氣體經(jīng)高溫石墨二合一爐上部的冷卻器冷卻至45以下,進入凝酸分離罐,分離凝酸后經(jīng)氯化氫分配臺送往pvc界區(qū)。多余的氯化氫氣體由分配臺進入降膜吸收器,由尾氣塔過來的稀酸進行降膜吸收,產(chǎn)出31.0%32.5%的濃鹽酸,進入濃酸貯罐。降膜吸收器中未被吸收的氯化氫氣體通過尾氣塔時被尾氣塔中的吸收水吸收,吸收后的稀酸再進入降

5、膜吸收器吸收氯化氫氣體(如吸收水為高純無離子水,則產(chǎn)出的是31.0%32.5%的高純鹽酸)。熱水循環(huán)罐中的熱水經(jīng)熱水循環(huán)泵打入高溫石墨二合一爐下部合成段外夾套,吸收爐內(nèi)的燃燒反應熱后,溫度升至120左右,進入換熱器,與來自使用方的冷水進行熱交換,溫度降至8090,回到熱水循環(huán)罐,開始新的循環(huán)。1.2 系統(tǒng)安全現(xiàn)狀1.2.1 事故實例：1999年5月25日14時08分，河北省唐山市某化工集團有限責任公司（氯堿生產(chǎn)企業(yè)）二車間（合成鹽酸車間）合成轉化崗位發(fā)生一起化學爆炸事故，造成包括氯化氫合成爐等12臺（套）設備全部受損，轉化器等5臺（套）設備部分受損，其余外接管網(wǎng)、低壓配電柜、操作平臺、廠房、門

6、窗等不同程度受損，直接經(jīng)濟損失99.94萬元，該車間停產(chǎn)220個小時，幸無人員傷亡。1.2.2 事故經(jīng)過：5月25日該公司二車間合成工段轉化崗位的合成氣中的氯化氫含量較低，為3.37%（工藝要求為3%-10%），當班小班長通知崗位操作工提入合成爐的氯氣流量為200單位；13時15分，分餾崗位操作工發(fā)現(xiàn)低沸塔壓力達0.75mpa（工藝指標要求0.60.05mpa），未查出原因，13時50分找工段長一起檢查仍未得出結論；此時低沸塔壓力已達0.8mpa以上，待車間副主任趕到后，組織分析氯氣純度為90.5%，氯化氫純度太低（未計結果），決定停車，13時40分轉化崗位停車；同時將低沸塔放空閥打開，使低沸

7、塔壓力降了下來。當班大、小班長初步分析，認為氯化氫崗位控制入氯化氫爐的氯氣孔板流量計有問題，在轉化停車后，即到氯化氫崗位檢查，發(fā)現(xiàn)氯氣孔板流量計的兩個壓力導管嘴被阻塞，將其清理后，氯氣流量指示迅速由原來的8000單位降到4000單位。2人返回轉化崗位，第二次取樣做氯化氫純度分析。在取樣時，取樣管突然發(fā)生爆炸，2人判斷氯化氫氣體出了問題，立即通知轉化崗位操作工撤離現(xiàn)場，2人跑到氯化氫崗位，用手摸試氯化氫合成爐溫度，感覺不如以往高，待幾人向氯化氫崗位控制室走去準備進一步查找原因時，數(shù)秒鐘后發(fā)生了爆炸。1.2.3 事故原因：事故初期，由于氯化氫崗位氯化孔板流量計的壓力導管嘴阻塞，造成氯氣的配比量低于

8、氫氣量，使氯化氫氣體中氫氣過量。而這種氣體進入轉化工段混合器不能參與乙炔、氯化氫的化學反應，而進入低沸塔內(nèi)，因其無法在-35-0冷凍鹽水中液化，故導致低沸塔壓力升高。當轉化停車低沸塔排空閥門全部打開后壓力降了下來，第一次做氯化氫分析時，純度很低即證明了這一點。當氯氣孔板流量計壓力導管嘴阻塞被修復后，調(diào)整后的氯氣流量大于未被調(diào)整的氫氣流量，而合成塔觀察視鏡因生產(chǎn)使用不太清晰，無法正確判斷爐內(nèi)火焰的燃燒狀況，造成輸送到轉化崗位的氯化氫氣體中氯氣過量。在轉化崗位第二次做氯化氫純度分析時，取樣管自爆鳴證明了這一點。在爆炸后的事故現(xiàn)場被炸壞的設備、管道內(nèi)壁未發(fā)現(xiàn)有黑色殘渣，可排除是氯氣和乙炔反應發(fā)生的爆

9、炸，或只有微量氯氣和乙炔反應，由此可從側面證明爆炸是游離氯氣和氫氣所為。綜上所述，爆炸原因可歸結為：由于氯化氫崗位氯氣孔板流量的壓力導管阻塞，造成輸送到轉化工序的氯化氫氣體中氯氣、氫氣過量，過量的氯氣和氫氣其含量達到了爆炸濃度范圍，因合成爐內(nèi)的明火而發(fā)生了化學爆炸。第二章 系統(tǒng)安全定性分析2.1 系統(tǒng)安全定性分析方法選擇 系統(tǒng)安全分析方法有數(shù)十種，從定性和定量分析角度可以將其分為定性分析方法和定量分析方法。定性分析是指對引起系統(tǒng)事故的影響因素進行非量化的分析，即只進行可能性的分析或作出事故能否發(fā)生的感性判斷。 定性分析主要包括安全檢查、預先危險性分析、危險性與可操作性研究分析、魚刺圖分析、作業(yè)

10、危害分析等1。氫氣氯氣制取氯化氫應用危險性與可操作性研究方法，對事故進行分析。 危險性與可操作性研究（hazard and operability analysis,簡記為hazop)。hazop的基本過程的是以關鍵詞為引導，找出系統(tǒng)中工藝過程的狀態(tài)參數(shù)（如溫度、壓力、流量等）的變化(即偏差），然后再繼續(xù)分析造成偏差的原因、后果及可以采取的對策。通過危險性與可操作性研究的分析，能夠探明裝置及過程存在的危險，根據(jù)危險帶來的后果，明確系統(tǒng)中的主要危險，可以確定事故樹的頂上事件，利用事故樹對主要危險繼續(xù)分析。2.1.1 hazop的分析步驟 hazaop是全面考察分析的對象，對每一個細節(jié)提出問題，如

11、在工藝過程的生產(chǎn)運行中，要了解工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量、濃度等）與設計要求不一致的地方（即發(fā)生偏差），繼而進一步分析偏差出現(xiàn)的原因及其產(chǎn)生的后果，并提出相應的對等措施，如圖2-1所示。 對策 結果 原因事故樹的頂上事件與基準狀態(tài)的偏差 關鍵字 圖2-1 危險與可操作性研究的分析步驟（1） 提出問題。用否、多、少、以及、而且、部分、相反、其他來涵蓋所有出現(xiàn)的偏差。（2） 劃分單元，明確功能。將分析對象劃分為若干單元，在間歇過程中單元以設備為主。明確各單元的功能，說明其運行狀態(tài)和過程。（3） 定義關鍵詞表。按關鍵詞逐一分析每個單元可能產(chǎn)生的偏差，一般從工藝過程的起點、管線、設備等一步步分析可能產(chǎn)

12、生的偏差，直至工藝過程結束。（4） 分析原因及后果。以化工裝置為例，應分析工藝條件（溫度、壓力、流量、濃度、雜質、催化劑、泄露、爆炸、靜電等）；開停車條件（試驗、開車、檢修；設備和管線，如標志、反應情況、混合情況、定位情況、工序情況等）；緊急處理（氣、汽、水、電、物料、照明、報警、聯(lián)系等非計劃停車情況）；甚至自然條件（風、雷、雨、霜、霧雪、地質以及建筑安裝等）。分析發(fā)生偏差的原因及后果。（5） 制定對策。（6） 填寫匯總表。表2-1 關鍵詞定義表。表2-1 關鍵詞定義表關鍵字意義說明沒有（否）完全否定偏差與意圖完全不一樣過多（過大）量的增加量有了正的增長，偏差大于意圖過少（過?。┝康臏p少量有了

13、負的增長，偏差小與意圖多余（伴隨，以及）質的增長出現(xiàn)了意圖中沒有的事件（意圖完成的情況下）部分（局部）質的減少只完成了一部分內(nèi)容相反（相逆）量的相反與意圖完全相反異常（其他）完成代替與意圖不相干由表可以看出，在研究不同的系統(tǒng)時，可以定義不同的關鍵詞，且即使是關鍵詞相同，其代表的意義也可以是不同的。因此，在進行可操作性研究時，必須根據(jù)關鍵詞表分析各個單元產(chǎn)生的偏差。2.1.2 hazop的分析特點方法特點：通過討論系統(tǒng)可能出現(xiàn)的偏差、偏差原因、偏差的后果及對整個系統(tǒng)的影響。適用范圍：化工系統(tǒng)，熱力水利系統(tǒng)的安全分析。應用條件：分析評價人員熟悉系統(tǒng)，有豐富的知識和實踐經(jīng)驗。優(yōu)缺點：簡便易行，受分析

14、評價人員主管因素影響。2.1.3 氫氣氯氣制取氯化氫的分析氯氣在常溫、常壓下為黃綠色氣體，具有極強烈的刺激性臭味、且有毒，少量吸入，亦會有害咽喉及肺（呼吸道）。氯氣略溶于水，在陽光下，氯水性能不穩(wěn)定，常放出氧，具有氧化作用。氯氣也能與氫化物反應，從中取代氫（如從硫化氫溶液中析出硫，取代氫為氯化氫）。氯氣也能與有機化合物烴類反應，從中取代氫（如氯與甲烷反應，生成一氯甲烷與氯化氫）。 流程簡述如下：原料氫氣由電解陰極室出來后經(jīng)冷卻、洗滌，大大降低了氣相溫度，消除了氣相中帶的堿霧雜質，由輸氫壓縮機送往氣柜，其氫氣純度在98以上，經(jīng)氣液分離及阻火裝置進入合成爐燃燒器。 原料氯氣由電解陽極室出來后經(jīng)冷卻

15、、干燥、凈化，用氯氣離心式壓縮機送至本工序氯氣緩沖器，并經(jīng)節(jié)流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)，氯氣壓力為0.1mpa進入合成爐燃燒器，其氯氣純度95%以上，含氫0.4%以下。也有使用液化尾氣，送往本工序尾氣緩沖器，經(jīng)節(jié)流調(diào)節(jié)進入合成爐燃燒器，其氯氣純度70以上，含氫3.5以下。 原料氯氣和氫氣經(jīng)節(jié)流控制，以1.0：1.05110的比例在石英或鐵制的套筒式燃燒器中混合燃燒。石英的傳熱較慢，套筒口積蓄的熱量不易散失，能經(jīng)常保持引發(fā)溫度以使合成反應持續(xù)進行。合成后的氯化氫氣體中心溫度在1000以上。爐壁溫度也可達400500，經(jīng)空氣導管冷卻至156以下進入圓塊式石墨冷卻器，用工業(yè)水冷卻，把出冷卻器的氣相溫度降至常溫,然后

16、一部分進入降膜式吸收塔,與來自尾部吸收塔的稀鹽酸經(jīng)分液管并流而下，吸收成3l鹽酸去貯槽；未被吸收的氯化氫尾氣與頂部加入的吸收水在尾氣填料塔中逆流接觸。被吸收成1l左右的稀酸去降膜式吸收塔,合格的尾氣由鼓風機抽送放空, 另一部分氯化氫經(jīng)冷凍干燥除霧，由納氏泵壓送至氯乙烯合成。詳見圖2-2。圖2-2 氯化氫二合一爐2.2 危險與可操作性研究方法定性分析過程2.2.1 hazop表的制定根據(jù)反應流程圖及反應裝置，分析物料的性質，估計與容器可能發(fā)生的事故，進行危險與可操作性分析研究（見附錄a）。2.2.2 危險性與可操作性研究分析總結直接原因：人的不安全行為，操作人員未嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。物的不安全狀態(tài)

17、，未設置防護裝置，防護裝置損壞，閥門故障而失控，管路阻塞，冷凝器缺水，容器腐蝕，冷凝管損壞，超溫，儀表故障，爐管燒穿等。間接原因：設計不當（未設安全閥，未設報警器，未設防爆裝置）；教育培訓（操作失誤，判斷失誤，監(jiān)督不嚴，安全操作規(guī)程不健全）?；驹颍夯馂氖鹿剩ㄊ鹿?。通過危險性安全定性分析方法，我們應該加強對生產(chǎn)設備的管理，進行定期的檢查、維修、保養(yǎng)等措施。防止生產(chǎn)設備發(fā)生故障所引起的事故2。第三章 系統(tǒng)安全的定量分析3.1 事故樹的編制3.1.1 事故樹事故樹分析（fault tree analysis）方法起源于故障樹分析（簡稱fta），是安全系統(tǒng)工程的重要分析方法之一，它是運用邏輯推

18、理對各種系統(tǒng)的危險性進行辨識和評價，不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潛在原因。用它描述事故的因果關系直觀、明了。思路清晰，邏輯性強，既可定性分析，又可定量分析。在風險管理領域常用于企業(yè)風險的識別和衡量3。3.1.2 事故樹的特點1)用圖形演繹的方法2)能夠分析導致事故或災害發(fā)生的原因的邏輯關系3)不僅能夠分析故障對系統(tǒng)影響的原因，還能夠分析導致這些故障發(fā)生的特殊原因4)不僅能對系統(tǒng)進行定性分析，還能對系統(tǒng)進行定量分析，為研究系統(tǒng)安全性和可靠性提供了數(shù)據(jù)5)不參與設計人員和操作人員也能清楚的知道危險防范要點。3.1.3 事故樹編制注意事項1) 熟悉分析系統(tǒng)2) 循序漸進3)

19、選好頂上事件4) 準確判明各事件之間的因果關系和邏輯關系5) 避免門與門相連3.1.4 事故樹分析程序1）確定頂上事件2）確定目標3）調(diào)查原因事件4）畫出事故樹5）定性分析6）進行比較7）定量分析3.1.5 繪制事故樹事故樹的頂上事件是通過危險性與可操做性研究及安全檢查表的分析確定，確定以反應爆炸為頂上事件，再分析與頂上事件有關的所有原因事件。圖3-1 事故樹 表3-1 事故樹中間事件及基本事件列表 事件名稱事件名稱t氯化氫反應爐發(fā)生爆炸x2人失誤m2反應爐壓力升高未及時釋放x4儀表故障m3泄漏而引起爆炸x5管路堵塞m4空氣流量大x6防爆膜失效m5防爆膜未起作用x7防爆膜選用不當m6爐內(nèi)壓力升

20、高x8冷卻水溫度高m7反應壓力高x9閥門泄漏m8反應物流量大x10管路泄露m9爐內(nèi)溫度高x11材質問題m10冷卻效果不佳x12爐管燒穿m11冷卻水流量小x13冷卻水未除氧m12發(fā)生泄漏事件x14日常維護不當m13未及時控制泄漏事件x15報警器故障m14腐蝕x16無報警器m15未發(fā)現(xiàn)x17通風條件差m16x1控制失誤存在著火源x18x3機械故障閥門故障而失控3.2 事故樹的定性分析3.2.1 事故樹的最小割集最小割集指的是導致頂上事件發(fā)生所必須的、最低限度的基本事件的集合。在事故分析中，把能使頂上事件發(fā)生的基本事件集合叫做割集合。如果割集合中任意基本事件不發(fā)生，就會造成頂上事件不發(fā)生，即割集合中

21、包含的基本事件對引起頂上事件發(fā)生不但充分而且必要，則該集合叫做最小割集。從概念可知，最小割集表示該系統(tǒng)的缺陷，每一組最小割集為一條頂上事件發(fā)生的通道，最小割集組越多，表示頂上事件發(fā)生的通道越多，可能性也就越大，最小割集在安全教育，事故預防，安全評價和定量分析計算中廣泛運用。最小割集數(shù)量：132x1,x6,x13,x15x1,x7,x13,x15x1,x8,x13,x15x1,x3,x13,x15x1,x5,x13,x15x1,x4,x13,x15x1,x9,x13,x15x1,x10,x13,x15x1,x6,x11,x15x1,x6,x12,x15x1,x7,x11,x15x1,x7,x12

22、,x15x1,x8,x11,x15x1,x8,x12,x15x1,x3,x11,x15x1,x3,x12,x15x1,x5,x11,x15x1,x5,x12,x15x1,x4,x11,x15x1,x4,x12,x15x1,x9,x11,x15x1,x9,x12,x15x1,x10,x11,x15x1,x10,x12,x15x1,x6,x14,x15x1,x7,x14,x15x1,x8,x14,x15x1,x3,x14,x15x1,x5,x14,x15x1,x4,x14,x15x1,x9,x14,x15x1,x10,x14,x15x1,x2,x13x1,x2,x11x1,x2,x12x1,x2,

23、x14x1,x6,x13,x16x1,x7,x13,x16x1,x8,x13,x16x1,x3,x13,x16x1,x5,x13,x16x1,x4,x13,x16x1,x9,x13,x16x1,x10,x13,x16x1,x6,x11,x16x1,x6,x12,x16x1,x7,x11,x16x1,x7,x12,x16x1,x8,x11,x16x1,x8,x12,x16x1,x3,x11,x16x1,x3,x12,x16x1,x5,x11,x16x1,x5,x12,x16x1,x4,x11,x16x1,x4,x12,x16x1,x9,x11,x16x1,x9,x12,x16x1,x10,x11

24、,x16x1,x10,x12,x16x1,x6,x14,x16x1,x7,x14,x16x1,x8,x14,x16x1,x3,x14,x16x1,x5,x14,x16x1,x4,x14,x16x1,x9,x14,x16x1,x10,x14,x16x1,x6,x13,x17x1,x6,x13,x18x1,x7,x13,x17x1,x7,x13,x18x1,x8,x13,x17x1,x8,x13,x18x1,x3,x13,x17x1,x3,x13,x18x1,x5,x13,x17x1,x5,x13,x18x1,x4,x13,x17x1,x4,x13,x18x1,x9,x13,x17x1,x9,x1

25、3,x18x1,x10,x13,x17x1,x10,x13,x18x1,x6,x11,x17x1,x6,x11,x18x1,x6,x12,x17x1,x6,x12,x18x1,x7,x11,x17x1,x7,x11,x18x1,x7,x12,x17x1,x7,x12,x18x1,x8,x11,x17x1,x8,x11,x18x1,x8,x12,x17x1,x8,x12,x18x1,x3,x11,x17x1,x3,x11,x18x1,x3,x12,x17x1,x3,x12,x18x1,x5,x11,x17x1,x5,x11,x18x1,x5,x12,x17x1,x5,x12,x18x1,x4,x

26、11,x17x1,x4,x11,x18x1,x4,x12,x17x1,x4,x12,x18x1,x9,x11,x17x1,x9,x11,x18x1,x9,x12,x17x1,x9,x12,x18x1,x10,x11,x17x1,x10,x11,x18x1,x10,x12,x17x1,x10,x12,x18x1,x6,x14,x17x1,x6,x14,x18x1,x7,x14,x17x1,x7,x14,x18x1,x8,x14,x17x1,x8,x14,x18x1,x3,x14,x17x1,x3,x14,x18x1,x5,x14,x17x1,x5,x14,x18x1,x4,x14,x17x1,x

27、4,x14,x18x1,x9,x14,x17x1,x9,x14,x18x1,x10,x14,x17x1,x10,x14,x18 分析：最小割集表示系統(tǒng)的危險性，最小割集越多，系統(tǒng)越危險。此事故樹中割集達到了132個，表明系統(tǒng)存在很大的危險。要有效地控制事故的發(fā)生就要減少最小割集的數(shù)量，減少可造成頂上事件發(fā)生的基本事件的發(fā)生。3.2.2 事故樹的最小徑集最小徑集指的是使頂上事件不發(fā)生所必需的、最低限度的基本事件的集合。即在事故樹中，某一種基本事件不發(fā)生，則可控制頂上事件發(fā)生，這組基本事件就屬于該事故樹的一組最小徑集，從概念可知，最小徑集是控制頂上事件發(fā)生的對策，最小徑集組越多，說明控制對策越多，

28、可將這些對策進行選優(yōu)后，決策控制方案，最小徑集在事故樹防止、安全評價和定量分析計算中廣泛運用。最小徑集數(shù)量：4p1x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,事件的名稱是：人失誤，閥門故障而失控，儀表故障，管路堵塞，防爆膜失效，防爆膜選用不當，冷卻水溫度高，閥門泄漏，管路泄露p2x11,x12,x13,x14事件的名稱是：材質問題，爐管燒穿，冷卻水未除氧，日常維護不當；p3x2,x15,x16,x17,x18事件的名稱是：人為失誤，報警器故障，無報警器，通風條件差，機械故障；p4x1事件的名稱是：存在著火源；3.2.3 結構重要度分析用最小割集或最小徑集進行結果重要度分析的3個公式

29、。 公式一 （3-1）式中 k最小割集總數(shù)； k j第j個最小割集；nj第 k j個最小割集的基本事件數(shù)。 公式二： （3-2）式中 nj-1為第i個基本事件所在kj中各基本事件總數(shù)減1； 第i個基本事件的結構重要度系數(shù)； 公式三： （3-3）式中 第i個基本事件的機構重要度系數(shù)； nj第i個基本事件所在 k j的基本事件總數(shù)； nj-12的指數(shù)。用最小徑集根據(jù)公式三計算結構重要度：表3-2 結構重要度名稱事件結構重要度存在著火源ix11.000000000000人失誤ix20.066162109375閥門故障而失控ix30.003906250000儀表故障ix40.003906250000管

30、路堵塞ix50.003906250000防爆膜失效ix60.003906250000防爆膜選用不當ix70.003906250000冷卻水溫度高ix80.003906250000閥門泄漏ix90.003906250000管路泄露ix100.003906250000材質問題ix110.125000000000爐管燒穿ix120.125000000000冷卻水未除氧ix130.125000000000日常維護不當ix140.125000000000報警器故障ix150.062500000000無報警器ix160.062500000000通風條件差ix170.062500000000機械故障ix18

31、0.062500000000結構重要度的排序為：ix1ix11=ix12=ix13=ix14ix2ix15=ix16=ix17=ix18ix5=ix6=ix7=ix3=ix4=ix8=ix9=ix10 分析：從結構重要度上看，x1、 x2 、x3、x4 、x11 、x12 、x13 、x14 、x15、 x16、x17 、x18 的系數(shù)較大，說明要預防爆炸事故的發(fā)生，應重點預防。經(jīng)常檢查設備的狀態(tài)，定期維修保養(yǎng)。3.3 事故樹定量分析3.3.1 事故樹定量分析的任務1）定基本事件發(fā)生概率2) 求出頂上事件發(fā)生的概率3) 以事故數(shù)為依據(jù)，考慮事故損失嚴重程度4) 可以根據(jù)所得結果與預定的安全目標

32、值進行比較3.3.2 頂上事件發(fā)生概率 求出最小割集和最小徑集之后，由于最小徑集數(shù)比最小割集數(shù)目少很多，所以采用最小徑集來求頂上事件發(fā)生概率。用“或門”連接的頂事件的發(fā)生概率為：式中：qi第i個基本事件的發(fā)生概率（i=1，2，n）。用最小徑集算頂上事件的公式； 式中：pr 最小徑集（r=1，2，k）；r、s最小徑集的序數(shù)，riqx2iqx11=iqx12=iqx13=iqx14iqx17=iqx18=iqx16=iqx15iqx5=iqx6=iqx7=iqx3=iqx4=iqx8=iqx9=iqx10 分析：由概率重要度計算可以看出，減小存在著火源，人為失誤，材質問題，冷卻水未除氧，日常維護不

33、當，閥門故障而失控，儀表故障，報警器故障，無報警器，通風條件差，機械故障等基本事件發(fā)生概率能使頂上事件的發(fā)生概率迅速降下來。3.3.4 事故樹的臨界重要度計算臨界重要度計算： （3-5）表3-4 臨界重要度名稱事件結構重要度存在著火源iqx11.000000000000001人失誤iqx20.954362256246208閥門故障而失控iqx30.005685214575868儀表故障iqx40.005685214575868管路堵塞iqx50.005685214575868防爆膜失效iqx60.005685214575868防爆膜選用不當iqx70.005685214575868冷卻水溫度高

34、iqx80.005685214575868閥門泄漏iqx90.005685214575868管路泄露iqx100.005685214575868材質問題iqx110.249718141923291爐管燒穿iqx120.249718141923291冷卻水未除氧iqx13 0.249718141923291日常維護不當iqx140.249718141923291報警器故障iqx150.011387705035791無報警器iqx160.011387705035791通風條件差iqx170.011387705035791機械故障iqx180.011387705035791臨界重要度排序：icx1i

35、cx2icx11=icx12=icx13=icx14icx17=icx18=icx16=icx15icx5=icx6=icx7=icx3=icx4=icx8=icx9=icx10 分析：臨界重要度是從從敏感度和概率雙重角度衡量各基本事件的重要度，減小存在著火源，人為失誤，材質問題，冷卻水未除氧，日常維護不當，閥門故障而失控，儀表故障，報警器故障，無報警器，通風條件差，機械故障等基本事件發(fā)生概率，然后按臨界重要度大的順序依次處理各個可能引發(fā)事故的基本事件會減少事故發(fā)生的概率。3.4 對策措施3.4.1 腐蝕對于腐蝕，也稱為“接觸腐蝕”或“雙金屬腐蝕”。它是兩種不同金屬在溶液中直接接觸，因其電極電

36、位不同構成腐蝕電池，使電極電位較負的金屬發(fā)生溶解腐蝕。因此，需要選擇合適的材料及涂覆防腐涂層予以保護。3.4.2 生產(chǎn)設備在選用生產(chǎn)設備時，除考慮滿足工藝功能外，應對設備的勞動安全性能給予足夠的重視；保證設備在按規(guī)定作用時不會發(fā)生任何危險，不排放出超過標準規(guī)定的有害物質；應盡量選用自動化程度、本質安全程度高的生產(chǎn)設備。 生產(chǎn)設備本身應具有必要的強度、剛度和穩(wěn)定性，符合安全人機工程的原則，最大限度地減輕勞動者的體力、腦力消耗以及精神緊張狀態(tài)，合理地采用機械化、自動化和計算機技術以及有效的安全、衛(wèi)生防護裝置；應優(yōu)先采用自動化和防止人員直接接觸生產(chǎn)裝置的危險部位和物料的設備(作業(yè)線)，防護裝置的設計

37、、制造一般不能留給用戶去承擔。生產(chǎn)設備應滿足生產(chǎn)設備安全衛(wèi)生設計總則(gb 53081999)和機械加工設備一般安全要求(gb 122661990)的規(guī)定以及其他要求。選用的反容器設備，必須由持有安全、專業(yè)許可證的單位進行設計、制造、檢驗和安裝，并應符合國家標準和有關規(guī)定的要求。3.4.3 工藝和物料的選擇 優(yōu)先采用無危害或危害性較小的工藝和物料，減少有害物質的泄漏和擴展；盡量采用生產(chǎn)過程密閉化、機械化、自動化的生產(chǎn)裝置(生產(chǎn)線)，自動監(jiān)測、報警裝置，連鎖保護、安全排放等裝置，實現(xiàn)自動控制、遙控或隔離操作。盡可能避免、減少操作人員在生產(chǎn)過程中直接接觸產(chǎn)生有害因素的設備和物料，是優(yōu)先采取的對策措

38、施3.4.4 對于噪音對人聽力的損傷1）選擇噪聲小的設備2）加消聲器或單獨放在隔聲機房里3）廢氣排放加消聲器3.4.5 安全監(jiān)測 生產(chǎn)中產(chǎn)生的可燃氣體、可燃液體蒸氣或在空氣中的濃度達到爆炸極限時，遇火源就會發(fā)生爆炸。因此，隨時監(jiān)測可燃空氣泄漏是防止發(fā)生火災爆炸的重要措施，還有關于監(jiān)測火源的安全，定期檢修電路，放止電路老化，腐蝕，磨損，封閉故障，安裝監(jiān)測儀，報警器以防事故發(fā)生察覺不到。3.4.6 物料添加 在反應器內(nèi)，由于機械和人為管理等原因會導致物料過多或過少，因此，應該檢查管道，安裝高溫緊急關閉系統(tǒng)，安裝低流量報警器，檢查報警儀，安裝備用控制閥，安裝備用緊急關閉系統(tǒng)，在進料口進水管安裝止逆閥

39、。3.4.7 高溫1）反應器或管道保溫不良，會引起操作人員灼傷或燙傷，應采取以下措施2）加強管道維護，確保嚴密不漏，發(fā)現(xiàn)泄漏及時處理3）加強保溫，是表面溫度低于503.4.8 自然災害自然災害等會危及設備和人身安全，應采取以下措施：1）添加防震設計2）加避雷針3）控制主要防止感應電和雷電侵入3.4.9 其他原因鹽水被污染，污水倒流，會導致冷卻能力下降，可能反應失控。3.4.10 安裝止逆閥防止倒流 操作失誤：由于配置比例不當，投放順序錯誤，錯誤操作閥門，導致溫度升高，壓力過大，引起爆炸，應配置說明書在反應器上。安裝自動泄壓裝置，巡回檢查。第四章 安全措施方案4.1 安全措施方案設計方案一：a.

40、在廠里配備專職安全管理人員。 b.每天工時8小時，每一小時對設備運行狀況進行檢查，每天對設備使用情況進行檢測。定期對設備進行檢修c. 生產(chǎn)、使用、貯存、運輸單位相關從業(yè)人員，應經(jīng)專業(yè)培訓、考試合格，取得合格證后，方可上崗操作。方案二：a. 對于氯化氫生產(chǎn)、使用、貯存等廠房結構，應充分利用自然通風換氣；不能采用自然通風的場所，應采用機械通風，但不宜使用循環(huán)風。b. 定期對設備進行檢測，排查潛在危險c.控制標準：按照參數(shù)控制表進行控制。d.在設備各個位置配備監(jiān)測預警系統(tǒng)，并實時反饋儀器運行情況。4.2 安全措施方案的技術經(jīng)濟分析對于方案一：a.聘請2名安全監(jiān)測員工資預算4000（元）b.對生產(chǎn)設備

41、進行維護保養(yǎng)預算2000（元）總費用=4000+2000=6000（元）對于方案二：a.請搬運工轉移場所預算搬運費800（元）b.購買監(jiān)測設備預算需25000（元）總費用=800+25000=25800（元）可行性分析：根據(jù)財務部統(tǒng)計，該廠每月經(jīng)濟效益300萬元，由于該廠沒有采取任何安全措施。平均每月發(fā)生意外事故1.5起，額外支出50萬元。如果采取安全措施后，額外支出將會大大減少。采取方案一時，每月額外支出30萬。采取方案二時，每月額外支出15萬。總結：采取2種方案都能減少額外支出，但從性價比來看，方案二性價比較高結論本次安全系統(tǒng)工程課程設計綜合運用了本專業(yè)所學課程的理論，設計工作培養(yǎng)和提高了

42、我們能獨立工作學習的能力，鞏固與擴充了安全系統(tǒng)工程課程所學的內(nèi)容，掌握安全系統(tǒng)工程設計的方法和步驟，掌握安全系統(tǒng)工程設計的基本的程序懂得了怎樣運用不同的安全分析事故發(fā)生的情況，怎樣確定分析方案，了解系統(tǒng)的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力。氫氣和氯氣的反應過程涉及的主要危險有害因素，我采用定性、定量的分析方法，提出主要控制措施，并對存在的危險因素進行辨識和分析。爆炸原因有火災，爆炸，健康危害及其他事故所造成的危害和傷害，其可能發(fā)生的事故多為局部性的，如能按照國內(nèi)現(xiàn)行的技術標準和規(guī)范進行安全設計，在重點危險部位設置有效的安全設施，其危險程度可控制在可接受范圍內(nèi)。致謝 為期兩周的安全系統(tǒng)課程設計即將結束，從布置設計任務到設計完成，從選題，查找資料，全面認識設計內(nèi)