故障類型和影響分析

1、邏輯分析法：故障類型和影響分析 1  目的 FMEA的目的是辨識(shí)單一設(shè)備和系統(tǒng)的故障模式及每種故障模式對(duì)系統(tǒng)或裝置造成的影響。評(píng)價(jià)人員通常提出增加設(shè)備可靠性的建議，進(jìn)而提出工藝安全對(duì)策。 2  故障和故障類型 1)故障元件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求，不能完成任務(wù)的情況稱為故障。 2)故障類型系統(tǒng)、子系統(tǒng)或元件發(fā)生的每一種故障的形式稱為故障類型。例如，個(gè)閥門(mén)故障可以有4種故障類型：內(nèi)漏、外漏、打不開(kāi)、關(guān)不嚴(yán)。 3)故障等級(jí)根據(jù)故障類型對(duì)系統(tǒng)或子系統(tǒng)影響程度的不同而劃分的等級(jí)稱為故

2、障等級(jí)。 3  資料文件的要求 使用FMEA方法需要如下資料：系統(tǒng)或裝置的P&IDS；設(shè)備、配件一覽表；設(shè)備功能和故障模式方面的知識(shí)；系統(tǒng)或裝置功能及對(duì)設(shè)備故障處理方法知識(shí)。FMEA方法可由單個(gè)分析人員完成，但需要其他人進(jìn)行審查，以保證完整性。對(duì)評(píng)價(jià)人員的要求隨著評(píng)價(jià)的設(shè)備項(xiàng)目大小和尺度有所不同。所有的FMEA評(píng)價(jià)人員都應(yīng)對(duì)設(shè)備功能及故障模式熟悉，并了解這些故障模式如何影響系統(tǒng)或裝置的其他部分。 4  故障分類 故障類型及發(fā)生故障的原因見(jiàn)表1。  5  故障類型分級(jí)方

3、法 51  定性分級(jí)方法定性分級(jí)方法按故障類型對(duì)子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度分為4級(jí)(見(jiàn)表2)。劃分故障等級(jí)主要是為了分出輕重緩急以采取相應(yīng)的對(duì)策，提高系統(tǒng)的安全性。  52  半定量故障等級(jí)劃分法依據(jù)損失的嚴(yán)重程度、故障的影響范圍、故障的發(fā)生頻率、防止故障的難易程度和工藝設(shè)計(jì)等情況來(lái)確定半定量等級(jí)(見(jiàn)表3)。  1)評(píng)點(diǎn)法在難于取得可靠性數(shù)據(jù)的情況下，可以采用評(píng)點(diǎn)法，此法較簡(jiǎn)單，劃分精確。它從幾個(gè)方面來(lái)考慮故障對(duì)系統(tǒng)的影響程度，用一定的點(diǎn)數(shù)表示程度的大小，通過(guò)計(jì)算，求出故障等級(jí)。利用下式求評(píng)點(diǎn)數(shù)：式中&#

4、160; Cs總點(diǎn)數(shù)，0<Cs<10；  Ci因素系數(shù)，0<Ci<10。評(píng)點(diǎn)因素和點(diǎn)數(shù)Ci見(jiàn)表4。  如何確定點(diǎn)數(shù)Ci呢?可由35位有經(jīng)驗(yàn)的專家座談、討論，提出Ci的數(shù)值，這種方法又稱BS法(Brain Storming)，意思是集中智慧。另個(gè)方法是德菲爾法(Delphi Technique)，即函詢調(diào)查法，將提出的問(wèn)題和必要的背景材料，用通信的方式向有經(jīng)驗(yàn)的專家提出，然后把他們答復(fù)的意見(jiàn)進(jìn)行綜合，再反饋給他們，如此反復(fù)多次，直到認(rèn)為合適的意見(jiàn)為止。另一種求點(diǎn)數(shù)的方法列于表5，可根據(jù)評(píng)點(diǎn)因素求出點(diǎn)數(shù)，然后相加，計(jì)算出總點(diǎn)

5、數(shù)Cs。  由以上兩種方法求出的總點(diǎn)數(shù)Cs，均可按表6選取故障等級(jí)。  2)風(fēng)險(xiǎn)矩陣法故障發(fā)生的可能性和引起的后果，綜合考慮后會(huì)得出比較準(zhǔn)確的衡量標(biāo)準(zhǔn)，我們稱這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為風(fēng)險(xiǎn)率(也稱危險(xiǎn)度)，它代表故障概率和嚴(yán)重度的綜合評(píng)價(jià)。(1)嚴(yán)重度。指故障類型對(duì)系統(tǒng)功能的影響程度，分為4個(gè)等級(jí)(見(jiàn)表7)。  (2)故障概率。故障概率是指在一特定時(shí)間，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)。時(shí)間可規(guī)定為一定的期限(如一年、一月等)；或根據(jù)大修間隔期、完成一項(xiàng)任務(wù)的周期或其他被認(rèn)為適當(dāng)?shù)钠陂g來(lái)決定?？梢允褂枚ㄐ院投糠椒ù_定單個(gè)故障類型的概率。茲分述如下：用定性方法故

6、障概率可分為4級(jí)。級(jí)：故障概率很低，元件操作期間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)可忽略；級(jí)：故障概率低，元件操作期間不易出現(xiàn)；級(jí)：故障概率中等，元件操作期間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)為50；級(jí)：故障概率高，元件操作期間易于出現(xiàn)故障。用定量方法故障概率可分4級(jí)。級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率少于全部故障概率的001；級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率，多于全部故障概率的001而少于010；級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率，多于全部故障概率的010而少于020；級(jí)：在元件操作期間，任何單個(gè)故障的概率，大于全部的故障概率的020。有了嚴(yán)重度和故障概率的數(shù)據(jù)后，就可運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)率矩陣的評(píng)價(jià)法；因?yàn)橛眠@兩個(gè)特性就可表示出故障類

7、型的實(shí)際影響。有的故障類型雖有較高的發(fā)生概率，但造成的危害嚴(yán)重度甚低，因而風(fēng)險(xiǎn)率也低。另一種情況，即使造成的危害嚴(yán)重度很大，但發(fā)生概率很低，其風(fēng)險(xiǎn)率也不會(huì)高。為了綜合這兩個(gè)特性，可將故障概率為縱坐標(biāo)，嚴(yán)重度為橫坐標(biāo)，畫(huà)出風(fēng)險(xiǎn)率矩陣(圖1)。沿矩陣原點(diǎn)到右上角畫(huà)一對(duì)角線，并將所有故障類型按其嚴(yán)重度和發(fā)生概率填入矩陣圖中，可以看出系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的密集情況。處于右上角方塊中的故障類型風(fēng)險(xiǎn)率最高，依次左移逐漸降低。 圖1  風(fēng)險(xiǎn)率矩陣圖 (3)可靠性框圖。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，為了說(shuō)明子系統(tǒng)間功能的傳輸情況，可用可靠性框圖表示系統(tǒng)狀況(圖2)。 圖2 &

8、#160;可靠性方框圖注：1系統(tǒng)包括子系統(tǒng)10、20、30；2子系統(tǒng)10包括組件11、12、13；3組件11包括元件01A、01B、02、03、04、05和06；4元件01A和01B相同，是冗余設(shè)計(jì)；5元件02由a及b組成，只用一個(gè)編碼；6從功能上看，元件03同時(shí)受到07和來(lái)自其他系統(tǒng)的影響；7元件05、06是備用品回路；05發(fā)生故障，06即投入運(yùn)行；8正常運(yùn)行時(shí)，元件07不工作 從圖2中可以明確地看出系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件之間的層次關(guān)系，系統(tǒng)、子系統(tǒng)間的功能輸入和輸出以及串聯(lián)和并聯(lián)方式。各層次要進(jìn)行編碼，和將來(lái)制表的項(xiàng)目編碼相對(duì)應(yīng)?？煽啃钥驁D與流程圖或設(shè)備布置圖不同，它只是表示系統(tǒng)與子

9、系統(tǒng)間功能流動(dòng)情況，而且可以根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)度大的子系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，問(wèn)題不大的子系統(tǒng)則可放置一邊。 6  制表使用FMEA方法的特點(diǎn)之一就是制表。由于表格便于編碼、分類、查閱、保存，所以很多部門(mén)根據(jù)自己情況擬出不同表格(見(jiàn)表8、表9、表10)，但基本內(nèi)容相似。 表8  故障類型影響分析表格1 表9  故障類型影響分析表格2 表10  故障類型影響分析表格3 61  分析步驟按照下述步驟進(jìn)行FMEA分析。1)明確系統(tǒng)本身的情況分析時(shí)首先要熟悉

10、有關(guān)資料，從設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等資料中了解系統(tǒng)的組成、任務(wù)等，查出系統(tǒng)含有多少子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)含有多少單元或元件，了解它們之間如何接合，熟悉它們之間的相互關(guān)系、相互干擾以及輸入、輸出等情況。2)確定分析程度和水平根據(jù)所了解的系統(tǒng)情況，一開(kāi)始要決定分析到什么水平，這是個(gè)很重要的問(wèn)題。如果分析程度太淺，就會(huì)漏掉重要的故障類型，得不到有用的數(shù)據(jù)；如果分析的程度過(guò)深，一切都分析到元件甚至零部件，則會(huì)造成分析程序復(fù)雜，措施很難實(shí)施。通常，經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)的初步，就會(huì)知道哪些子系統(tǒng)關(guān)鍵，哪些子系統(tǒng)次要。對(duì)關(guān)鍵的子系統(tǒng)可以分析得深一些，不重要的分析得淺一些，甚至可以不進(jìn)行分析。對(duì)一些功能像繼電器、開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、貯罐、泵等，

11、都可當(dāng)做元件對(duì)待，不必進(jìn)一步分析。3)繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖一個(gè)系統(tǒng)可以由若干個(gè)功能不同的子系統(tǒng)組成，如動(dòng)力、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、燃料供應(yīng)、控制儀表、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，其中還有各種接合面。為了便于分析，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)可以繪制各功能子系統(tǒng)相結(jié)合的系統(tǒng)圖，以表示各子系統(tǒng)間的關(guān)系。對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)可以用流程圖代替系統(tǒng)圖。從系統(tǒng)圖可以繼續(xù)畫(huà)出可靠性框圖，它表示各元件是串聯(lián)的或并聯(lián)的以及輸入和輸出情況。由幾個(gè)元件共同完成一項(xiàng)功能時(shí)用串聯(lián)連接，元件有備品時(shí)則用并聯(lián)連接。可靠性框圖內(nèi)容應(yīng)和相應(yīng)的系統(tǒng)圖一致。4)列出所有故障類型，并選出對(duì)系統(tǒng)有影響的故障類型按照可靠性框圖，根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)的故障資料，列舉出所有的故障類型，填

12、入FMEA表中。然后從其中選出對(duì)子系統(tǒng)以至系統(tǒng)有影響的故障類型，深入分析其影響后果、故障等級(jí)及應(yīng)采取的措施。如果經(jīng)驗(yàn)不足，考慮得不周到，將會(huì)給分析帶來(lái)影響。因此，這是一件技術(shù)性較強(qiáng)的工作，最好由安全技術(shù)人員、生產(chǎn)人員和工人三者結(jié)合進(jìn)行。5)列出造成故障的原因?qū)ξｋU(xiǎn)性特別大的故障類型，如故障等級(jí)為級(jí)，則要進(jìn)行致命度分析。 62  致命度分析對(duì)于特殊危險(xiǎn)的故障類型，例如故障等級(jí)為級(jí)的故障類型，有可能導(dǎo)致人員傷亡或系統(tǒng)損壞，因此對(duì)這類元件要特別注意，可采用致命度的分析方法(CA)進(jìn)一步分析。美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)把故障致命度分成表11中的4個(gè)等級(jí)。 表1

13、1  致命度等級(jí)與內(nèi)容 致命度分析一般都和故障類型影響分析合用。使用下式計(jì)算出致命度指數(shù)Cr，它表示元件運(yùn)行106h(次)發(fā)生的故障次數(shù)。式中  n元件的致命故障類型號(hào)數(shù)，n=1，2，3j；  j致命故障類型的第j個(gè)序號(hào)；  單位時(shí)間或周期的故障次數(shù)，一般指元件故障率；  t完成一項(xiàng)任務(wù)，元件運(yùn)行的小時(shí)數(shù)或周期(次)數(shù)；  元件的測(cè)定值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)度修正系數(shù)；  元件的測(cè)定值與實(shí)際運(yùn)行時(shí)的環(huán)境條件修正系數(shù)；  中該故障類型

14、所占比例；  造成致命影響的故障發(fā)生概率，其值見(jiàn)表12。 表12  造成致命影響的故障發(fā)生概率 致命度分析所用表格見(jiàn)表13。 表13  致  命  度  分  析  表 7  事  例 71  柴油機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的FDEA分析圖3為一柴油機(jī)燃料供應(yīng)示意圖。柴油經(jīng)膜式泵送往壁上的中間貯罐，再經(jīng)過(guò)濾器流入曲軸帶動(dòng)的柱塞泵，將燃料向柴

15、油機(jī)氣缸噴射。 圖3  柴油機(jī)燃料供應(yīng)示意圖1調(diào)速器；2齒條；3氣缸；4噴嘴；5逆止閥；6柱塞；7燃料貯槽；8過(guò)濾器；9小齒輪；10彈簧；11凸輪；11曲軸；13齒輪 此處共有5個(gè)子系統(tǒng)，即燃料供應(yīng)子系統(tǒng)、燃料壓送子系統(tǒng)、燃料噴射子系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、調(diào)速裝置，其系統(tǒng)圖如圖4所示。 圖4  柴油機(jī)燃料系統(tǒng)可靠性框圖 這里僅就燃料供應(yīng)子系統(tǒng)做出故障類型影響分析，并填入FMEA分析表中，摘出對(duì)系統(tǒng)有嚴(yán)重危險(xiǎn)的故障類型，匯總見(jiàn)表14、表15，從中可以看出采取措施的重點(diǎn)。從分析結(jié)果可以看出，燃料供應(yīng)子系統(tǒng)的單向閥、燃料輸送裝置

16、的柱塞和單向閥、燃料噴射裝置的針形閥都容易被污垢堵住；因此要變更原來(lái)設(shè)計(jì)，即在燃料泵(柱塞泵)前面加一個(gè)過(guò)濾器。 表14  柴油機(jī)燃料供應(yīng)子系統(tǒng)故障類型影響分析表 表15  柴油機(jī)燃料系統(tǒng)故障類型及等級(jí)表 72  暖風(fēng)系統(tǒng)FMEA及CA分析1)暖風(fēng)系統(tǒng)概述家用暖風(fēng)系統(tǒng)的任務(wù)是完成采暖的需要，每年冬季要工作6個(gè)月，使室溫保持22。系統(tǒng)的使用周期為10年。在室外溫度降低到23時(shí)，室內(nèi)溫度不變。暖氣系統(tǒng)設(shè)置在地下室內(nèi)，環(huán)境溫度也是23，同時(shí)還有相當(dāng)?shù)姆蹓m。因此，環(huán)境條件修正系數(shù)E定為094，而強(qiáng)度修正系數(shù)A為1

17、0。室內(nèi)溫度達(dá)不到22，就被認(rèn)為是系統(tǒng)出了故障，而造成這種故障的元件故障類型就被認(rèn)為是致命故障類型。本系統(tǒng)所使用的公用工程部分(即外電和煤氣)都不在分析范圍之內(nèi)。系統(tǒng)由3個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，即加熱子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、空氣分配子系統(tǒng)。現(xiàn)分述如下：(1)加熱子系統(tǒng)：煤氣管；切斷氣源用的手動(dòng)閥；控制煤氣流量的控制閥；火嘴；由點(diǎn)火器傳感器控制的點(diǎn)火器控制閥；點(diǎn)火器(由點(diǎn)火器控制閥控制)。(2)控制子系統(tǒng)。100V交流電源經(jīng)整流后變?yōu)?4V直流電源，分別供給點(diǎn)火器溫度傳感器、火嘴溫度傳感器、室內(nèi)溫度傳感器，再由各傳感器控制相應(yīng)裝置。(3)空氣分配子系統(tǒng)。室內(nèi)溫度下降時(shí)，由傳感器控制開(kāi)動(dòng)送風(fēng)機(jī)，從風(fēng)道吸入空氣進(jìn)

18、入熱交換器，加熱后再回到室內(nèi)。室溫升高后由傳感器將風(fēng)機(jī)停止。送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速共有3擋，以適應(yīng)不同風(fēng)量的需要。2)確定分析程度和水平只分析加熱子系統(tǒng)，直至分析到功能元件。3)繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖系統(tǒng)圖如圖5所示，可靠性框圖如圖6所示。 圖5  采暖系統(tǒng)圖 圖6  采暖系統(tǒng)可靠性框圖 4)列出加熱子系統(tǒng)FMEA表(見(jiàn)表16) 表16  加熱子系統(tǒng)致命度分析表 對(duì)系統(tǒng)造成影響的故障類型進(jìn)行致命度分析。73  事故調(diào)查階段FMEA分析事例1)背景VCM裝置已安全生產(chǎn)20年。最近

19、VCM裝置發(fā)生了HCl精餾塔減壓閥泄漏HCl的事故，結(jié)果造成精餾塔停車，而且尚未恢復(fù)生產(chǎn)(HCl是副產(chǎn)品，必須從VCM產(chǎn)品物流中除去)。TMC公司向有關(guān)部門(mén)報(bào)告了此次事故，并承諾將采取措施避免類似事件再次發(fā)生；TMC公司的安全與衛(wèi)生管理人員也要求盡快解決這個(gè)問(wèn)題以維護(hù)公司的形象(事實(shí)上他已向有關(guān)部門(mén)表示在VCM裝置重新開(kāi)車之前，這個(gè)問(wèn)題一定會(huì)得到糾正)。VCM裝置的管理者希望通過(guò)安全評(píng)價(jià)可以調(diào)查這次事故，找出事故中HCl泄漏原因及改正措施，同時(shí)希望能找出還可能導(dǎo)致泄漏的其他原因及改進(jìn)措施。2)已有資料目前TMC公司有許多的HCl精餾塔的資料：工藝流程圖、PID圖、操作程序、操作記錄、維修記錄、

20、事故記錄、以前進(jìn)行的危險(xiǎn)分析報(bào)告。評(píng)價(jià)人員收集如下資料：HCl精餾塔PID圖、HCl塔的操作程序、事故發(fā)生當(dāng)天的操作記錄、事故發(fā)生當(dāng)天的記錄(塔的溫度和再沸器流量)。3)選擇安全評(píng)價(jià)方法選擇適用于事故調(diào)查的安全評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)組選擇使用故障假設(shè)、HAZOP分析或FMEA分析作為事故調(diào)查的評(píng)價(jià)方法，通過(guò)比較，評(píng)價(jià)人員使用FEMA分析方法進(jìn)行事故調(diào)查。4)分析準(zhǔn)備根據(jù)裝置的情況，選擇參加評(píng)價(jià)人員：評(píng)價(jià)負(fù)責(zé)人A：具有組織領(lǐng)導(dǎo)危險(xiǎn)分析的經(jīng)驗(yàn)。記錄員B：能快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行記錄。工藝工程師C：要求精通HCl精餾塔的設(shè)計(jì)和操作的人員。操作工D(李操作)：HCl釋放時(shí)在控制室內(nèi)的值班操作工。操作工正(王操作)：

21、HCl釋放時(shí)在控制室外的操作工。M：熟悉VCM裝置的應(yīng)急預(yù)案。VCM裝置的安全管理員M參與本次安全評(píng)價(jià)。安全與衛(wèi)生管理W：熟知與VCM裝置HCl精餾過(guò)程有關(guān)的危險(xiǎn)。W是TMC公司衛(wèi)生安全環(huán)境科工程師，參與本次評(píng)價(jià)。5)分析說(shuō)明討論本次FEMA分析計(jì)劃。FEMA只對(duì)HCl精餾塔進(jìn)行分析，而且只是導(dǎo)致HCl泄漏的故障。為了完成FEMA分析，將該系統(tǒng)的每一個(gè)部件假定失效模式，對(duì)每一個(gè)失效模式，分析組將分析它的效應(yīng)(即后果)；如果后果對(duì)安全帶來(lái)危害，分析組將分級(jí)已有的安全保護(hù)裝置并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，否則分析下一個(gè)失效模式。也可能要求分析組提出另外的失效模式。以下是評(píng)價(jià)過(guò)程中的問(wèn)題討論：D：事故發(fā)生前

22、周，該系統(tǒng)的運(yùn)行一直都很正常。但是在下午約3時(shí)45分，我發(fā)現(xiàn)塔底溫度(TI205)略有上升，因?yàn)樗钠渌c(diǎn)的溫度都正常，我想再對(duì)它檢查幾次；幾分鐘后，焚燒爐報(bào)警急冷塔低pH值報(bào)警；因?yàn)樵搨鞲衅靼l(fā)生過(guò)誤報(bào)警，我就關(guān)閉了該報(bào)警器并且請(qǐng)E操作去檢查pH值；當(dāng)我再次檢查精餾塔的溫度時(shí)，塔底溫度已上升了好幾度，而且塔的其他點(diǎn)的溫度也上升，但TIC-201的讀數(shù)降低。此時(shí)，關(guān)閉了TCV201停止蒸汽加熱，而且關(guān)閉了LCV101停止向塔進(jìn)料；我通知E操作啟動(dòng)另一臺(tái)HCl浮頭式冷凝器，但是塔內(nèi)壓力已超過(guò)145psig 1 psig=689476kPa(表壓)，減壓閥打開(kāi)，15s后減壓閥復(fù)位。(C帶來(lái)了事故發(fā)生

23、前后精餾塔操作的記錄圖以及工程部對(duì)記錄圖的分析結(jié)果)A：我想我們首先分析最近這一次釋放事故的原因，然后再分析其他可能發(fā)生釋放的原因。根據(jù)D所說(shuō)的情況，似乎是輸入塔的熱量過(guò)大。我們首先分析再沸器蒸汽控制閥，該閥門(mén)的失效模式是什么?C：控制閥(TCV201)的位置可能發(fā)生故障，故障打開(kāi)、故障關(guān)閉或者向外泄漏。D：控制閥(TCV201)也可能內(nèi)部泄漏，即不需要時(shí)，蒸汽也可能進(jìn)入再沸器。A：我們來(lái)分析這些故障。那么TCV201因故障打開(kāi)的后果是什么?C：增加了再沸器的加熱能力，使塔的溫度和壓力升高，如果停車系統(tǒng)和操作工不干預(yù)的話最終將沖開(kāi)減壓閥(PSV252或PSV253)。A：結(jié)果就是HCl泄漏。有

24、安全保護(hù)措施嗎?D：從PID圖上可以看出，在塔上有多個(gè)溫度指示器，而且我們連續(xù)進(jìn)行監(jiān)視；有高溫報(bào)警器(TAH201)，它能使塔停車；低回流報(bào)警器(FAL202)；塔低液位報(bào)警器(LAL209)；而且如果制冷壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，塔將停車；當(dāng)然在塔上還有爆破片和減壓閥；還有備用的HCl浮頭式冷凝器和換熱器。A：聽(tīng)起來(lái)好像有不少的安全保護(hù)裝置嘛!當(dāng)TCV201因故障打開(kāi)后，到底是哪一個(gè)安全保護(hù)裝置能避免HCl泄漏?D：溫度指示和TAH201確能幫助我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，打開(kāi)備用冷凝器能提供額外的冷凝面積避免HCl從減壓閥逸出；如果塔的流量是正常的，其他報(bào)警并沒(méi)什么作用。A：大家認(rèn)為T(mén)CV201因故障打開(kāi)是導(dǎo)致這

25、個(gè)事故的原因嗎?D：不是，因?yàn)楫?dāng)我發(fā)現(xiàn)溫度太高時(shí)，我關(guān)閉了這個(gè)閥門(mén)，而且這個(gè)閥門(mén)處于正常工作狀態(tài)。A：你如何知道閥門(mén)處于正常工作狀態(tài)?D：在閥門(mén)上有限制開(kāi)關(guān)指示，表明閥門(mén)完全關(guān)閉，而且塔的溫度很快開(kāi)始下降。A：好，有什么建議?C：我認(rèn)為應(yīng)該在塔上安裝壓力報(bào)警器。而且前操作工只能憑借溫度報(bào)警器來(lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題；當(dāng)塔的溫度較高時(shí)，我們應(yīng)有應(yīng)急方案指導(dǎo)操作工啟動(dòng)備用冷凝器。M：還應(yīng)加上打開(kāi)LCV101的裝置，因?yàn)樗撬睦鋮s劑。A：另外一個(gè)故障就是TCV201關(guān)閉，這個(gè)故障有什么后果?D：關(guān)閉TCV201將停止向再沸器輸入蒸汽，塔將冷卻下來(lái)，結(jié)果是HCl隨VCM一起進(jìn)入冷凝器，但不會(huì)泄漏HCl。A：閥

26、門(mén)向外泄漏有何后果?E：泄漏量不大時(shí)，塔的操作正常，只是損失了蒸汽；如果泄漏量大，塔的溫度將降低，與關(guān)閉閥門(mén)的結(jié)果一樣；但不至于泄漏HCl。A：如果閥門(mén)是內(nèi)部泄漏呢?C：內(nèi)部泄漏的情況，只在塔停車時(shí)才有影響，如果是加熱，該泄漏將使塔的溫度慢慢升高并最終引起HCl的泄漏。A：安全保護(hù)?C：與TCV201故障打開(kāi)一樣。但是加上操作工有足夠的時(shí)間診斷這個(gè)問(wèn)題并采取糾正措施。A：有何建議?(無(wú)回答。)我們來(lái)分析控制TCV201、溫度變送器(TT201)、控制器(TIC201)的儀表。該設(shè)備的失效模式是：輸出假的溫度高信號(hào)；輸出假的溫度低信號(hào)；即使塔的溫度發(fā)生變化輸出信號(hào)不變化。還有其他失效模式嗎? (

27、無(wú)回答。)那么，如果TT201或TIC201輸出假的溫度高信號(hào)有何后果?D：因?yàn)榍袛嗔溯斎朐俜衅鞯恼羝?，HCl塔將被冷下來(lái)，將使HCl與VCM一起從塔底排出，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。A：會(huì)引起HCl泄漏嗎?E：不會(huì)。A：輸出假的溫底低信號(hào)有何后果?E：我認(rèn)為那正是導(dǎo)致事故的原因。假的溫度低信號(hào)將使TCV201打開(kāi)，從而使塔的溫度升高而且沒(méi)有報(bào)警聲；如果我們不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)它，減壓閥就將打開(kāi)；而且一旦變送器或TIC發(fā)生故障，塔的溫度連鎖將失效。A：那肯定就是設(shè)計(jì)的缺陷，即用同一個(gè)變送器實(shí)現(xiàn)塔的控制、報(bào)警和連鎖，應(yīng)該把報(bào)警和連鎖放在另一個(gè)變送器上。你們對(duì)TT201和TIC201進(jìn)行過(guò)測(cè)試嗎?C：我們進(jìn)行過(guò)

28、測(cè)試。A：那么，溫度變送器和控制器故障應(yīng)該是HCl放出的原因。有何安全保護(hù)?它們出現(xiàn)故障了嗎?C：安全保護(hù)與D所講的相同塔的溫度指示和TAH201，但我認(rèn)為溫度報(bào)警不能算是安全保護(hù)。A：還有其他安全保護(hù)嗎?M：備用冷凝器和換熱器可以當(dāng)做安全保護(hù)，因?yàn)樗鼈兡鼙苊獬瑝?；我前面已講過(guò)，停止HCl和VCM經(jīng)過(guò)換熱器進(jìn)料將降低冷凝器的能力，可能導(dǎo)致HCl泄漏。A：大家同意這個(gè)意見(jiàn)嗎?(點(diǎn)頭表示同意。)那么，假設(shè)這也是導(dǎo)致HCl泄漏的一個(gè)原因，有什么建議?C：我再次提出我前面的建議。我們應(yīng)該在塔上安裝高壓報(bào)警器，為操作工建立緊急情況應(yīng)對(duì)方案，當(dāng)塔的溫度升高時(shí)，操作工能按照這個(gè)方案采取相應(yīng)的措施；我也同意大

29、家關(guān)于對(duì)塔的溫度報(bào)警和連鎖采用不同的變送器的意見(jiàn)。E：在方案中加上“增加回流量”，它可以為我們啟動(dòng)備用冷凝器贏得時(shí)間。A：這些建議都很好，但是不要去設(shè)計(jì)詳細(xì)的解決方案，那不是分析組的事。還有其他建議嗎?(無(wú)反應(yīng)。)該儀表的最后一個(gè)失效模式是輸出信號(hào)不變化，有什么后果?D：如果各點(diǎn)流量穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生什么事。如果流量有變化，塔的溫度可能升高或降低一點(diǎn)，取決于流量變化的大?。晃艺J(rèn)為塔的壓力有可能升得比較高，但速度比較緩慢。A：安全保護(hù)?M：與輸出假的溫度低信號(hào)的安全保護(hù)一樣。但是，我們可以告訴操作工有足夠的時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施；而且操作工可手動(dòng)控制蒸汽流量。A：有什么建議?D：與我們前面提出的一樣

30、。在塔上增加高壓報(bào)警、緊急情況應(yīng)對(duì)方案、報(bào)警和連鎖采用不同的溫度變送器。A：下一個(gè)分析項(xiàng)目是浮頭式冷凝器。我想到的失效模式是殼體泄漏、管束泄漏、失去冷卻能力，還有其他的嗎?(無(wú)回答。)殼體泄漏有什么后果?E：被冷凝物料是在殼程中，殼體泄漏將有HCl逸出。A：安全保護(hù)?E：殼體的設(shè)地壓力是250psig 1 psig=689476kPa(表壓)，下同高于塔的減壓閥額定值；該換熱器的密封壓力是600 psig，而且每年都要進(jìn)行測(cè)試；我們還從未發(fā)現(xiàn)殼體泄漏的情況。A：有何建議?(無(wú)回答。)管束泄漏會(huì)有什么后果?C：制冷劑將進(jìn)入過(guò)程中。因?yàn)樗姆悬c(diǎn)低，它在塔中將成為不凝物質(zhì)，使塔的壓力升高。如果泄漏量

31、很大，將打開(kāi)塔的減壓閥。曾經(jīng)發(fā)生過(guò)因?yàn)楣苁孤┦顾膲毫ι哌@樣的事故，我們就使用備用冷凝器，修復(fù)發(fā)生泄漏的管束，從減壓閥將不凝氣體排出。A：安全保護(hù)?E：管束采用蒙乃合金鋼，其設(shè)計(jì)溫度和壓力能承受最壞的操作情況，設(shè)計(jì)壓力是200psig，每年進(jìn)行檢查；除了有少量泄漏外還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)大的問(wèn)題，因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)分析產(chǎn)品中制冷劑的含量，或者是觀察浮頭處的壓力指示PI(稍微升高)可以較早發(fā)現(xiàn)泄漏問(wèn)題。A：有什么建議嗎?(無(wú)回答。)如果制冷劑系統(tǒng)停車會(huì)產(chǎn)生什么后果?D：塔很快就超壓，減壓閥打開(kāi)。但是，制冷劑停車與精餾塔停車連鎖。A：還有其他的安全保護(hù)嗎?M：還有另個(gè)安全保護(hù)裝置高溫連鎖、壓力報(bào)警以及緊急情況

32、應(yīng)對(duì)方案。A：請(qǐng)等一下。壓力報(bào)警和緊急情況應(yīng)對(duì)方案還只是建議措施，現(xiàn)在還不能算作是安全保護(hù)裝置；但高溫連鎖可以算。還有其他安全保護(hù)嗎?(無(wú)回答。)有何建議? (無(wú)回答。)好像HCl塔的壓力對(duì)冷凝器的操作很敏感，除壓縮機(jī)停車外，還有其他可能造成無(wú)制冷劑的情況發(fā)生嗎?E：當(dāng)然有，比如貯槽中制冷劑用完了，但是這樣壓縮機(jī)的打氣量不足，會(huì)自動(dòng)將精餾塔連鎖，制冷劑槽上裝有液位報(bào)警；另一種可能是制冷劑的輸送管道破裂，但是這種機(jī)會(huì)很小，因?yàn)檫@些管道都在地面上，并貼上了標(biāo)簽，每年都要進(jìn)行檢查。A：冷凝器中可能發(fā)生堵塞嗎?D：不太可能。我們完全按操作程序進(jìn)行操作。A：就安全保護(hù)裝置而言，除已有的操作程序外，還有其他報(bào)警告訴你冷凝器工作不正常嗎?E：當(dāng)然有，減壓閥打開(kāi)了!A：我建議在制冷劑輸送管道上安裝低流量報(bào)警器。C：等等，在那個(gè)地方不止一臺(tái)冷凝器，可能要安裝十幾個(gè)儀表和報(bào)警器，這樣操作工將很累；我認(rèn)為我們應(yīng)該首先分析發(fā)生這種情況的可能性，然后再作決定。A：我懂了。我們應(yīng)該建議計(jì)算機(jī)過(guò)程危險(xiǎn)分析組對(duì)冷凝器的操作進(jìn)行人的可靠