系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)

1、1第九章第九章 系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)第一節(jié)第一節(jié) 安全系統(tǒng)工程簡述安全系統(tǒng)工程簡述第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析第三節(jié)第三節(jié) 故障類型、影響及致命度分析故障類型、影響及致命度分析第四節(jié)第四節(jié) 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)分析及其應(yīng)用火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)分析及其應(yīng)用 -化工安全技術(shù)化工安全技術(shù)2第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡述第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡述1系統(tǒng)分析 G系統(tǒng)分析是以預(yù)測和防止事故為前提，對(duì)系統(tǒng)的功能、操作、環(huán)境、可靠性等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)以及系統(tǒng)的潛在危險(xiǎn)性進(jìn)行分析和測定。安全系統(tǒng)工程是以預(yù)測和防止事安全系統(tǒng)工程是以預(yù)測和防止事故為中心，以檢查、測定和評(píng)價(jià)故為中心，以檢查、測定和評(píng)價(jià)為重點(diǎn)，按系統(tǒng)分

2、析、安全評(píng)價(jià)為重點(diǎn)，按系統(tǒng)分析、安全評(píng)價(jià)和系統(tǒng)綜合三個(gè)基本程序展開和系統(tǒng)綜合三個(gè)基本程序展開。3系統(tǒng)分析的程序，方法和內(nèi)容如下：l(1)把所研究的生產(chǎn)過程和作業(yè)形式作為一個(gè)整體，確定安全設(shè)想和預(yù)定的目標(biāo)； l(2)把工藝過程和作業(yè)形式分成幾個(gè)部分和環(huán)節(jié)，繪制流程圖；l(3)應(yīng)用數(shù)學(xué)模型和圖表形式以及有關(guān)符號(hào)，將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能抽象化，并將因果關(guān)系、層次及邏輯結(jié)構(gòu)用方框或流線圖表示出來，也就是將系統(tǒng)變換為圖像模型； (4)分析系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其組成部分，測定與診斷可能發(fā)生的故障、危險(xiǎn)及其災(zāi)難性后果，分析并確定導(dǎo)致危險(xiǎn)的各個(gè)事件的發(fā)生條件及其相互關(guān)系。42安全評(píng)價(jià) G安全評(píng)價(jià)包括對(duì)物質(zhì)、機(jī)械裝置、工藝

3、過程及人機(jī)系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)，內(nèi)容主要有： l(1)確定適用的評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)和安全標(biāo)淮； l(2)依據(jù)既定的評(píng)價(jià)程序和方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行客觀的、定性或定量的評(píng)價(jià)，結(jié)合效益、費(fèi)用、可靠性、危險(xiǎn)度等指標(biāo)及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出系統(tǒng)的最優(yōu)方案和最佳工作條件； l(3)在技術(shù)上不可能或難以達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，應(yīng)對(duì)計(jì)劃和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性研究，反復(fù)評(píng)價(jià)，以達(dá)到符合最優(yōu)化和安全標(biāo)準(zhǔn)為目的。 53系統(tǒng)綜合 系統(tǒng)綜合是在系統(tǒng)分析與安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，采取綜合的控制和消除危險(xiǎn)的措施，內(nèi)容包括： (1)對(duì)已建立的系統(tǒng)形式、潛在的危險(xiǎn)程度及可能的事故損失進(jìn)行驗(yàn)證，提出檢查與測定方式，制定安全技術(shù)規(guī)程和規(guī)定，確定對(duì)危險(xiǎn)性物料、裝置

4、及廢棄物的處理措施；6l(2)根據(jù)安全分析評(píng)價(jià)的結(jié)果研究并改進(jìn)控制系統(tǒng)，從而控制危險(xiǎn)，以保證系統(tǒng)安全；l(3)采取管理、教育和技術(shù)等綜合措施，對(duì)工藝流程、設(shè)備、安全裝置及設(shè)施、預(yù)防及處理事故方案、安全組織與管理、教育培訓(xùn)等方面進(jìn)行統(tǒng)籌安排和檢查測定，以有效地控制和消除危險(xiǎn)，避免各類事故。 7第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析一、危險(xiǎn)性及其表示方法一、危險(xiǎn)性及其表示方法l1.危險(xiǎn)性指對(duì)于人身和財(cái)產(chǎn)造成危害和損失的事故發(fā)生的可能性。險(xiǎn)性本身含有許多不確定的因素。8原因：原因：生產(chǎn)過程中的許多因素是隨機(jī)的；危險(xiǎn)的程度也是難以確定的；同裝置運(yùn)行可靠性有關(guān)的故障數(shù)據(jù)資料還不完備，對(duì)于系統(tǒng)危險(xiǎn)性的

5、判定還不能提供充分的數(shù)據(jù)依據(jù)；G對(duì)于危險(xiǎn)性，應(yīng)探求用定量的方法加以表述，即確定危險(xiǎn)性的尺度。92.表示方法l(1)危險(xiǎn)率事故頻率與損失嚴(yán)重度的乘積稱為危險(xiǎn)率或風(fēng)險(xiǎn)率，可表示為：事故頻率：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)，得出的一定的時(shí)間內(nèi)危險(xiǎn)性可能導(dǎo)致事故的次數(shù)；損失嚴(yán)重度：一定事故所造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的數(shù)值。10l(2)死亡概率：11死亡概率在103數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，與人的自然死亡概率相當(dāng)，操作危險(xiǎn)性極高，必須立即采取措施予以改進(jìn)；死亡概率在104數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，其操作為中等程度危險(xiǎn)，應(yīng)采取改進(jìn)措施；死亡概率在105數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門和游泳或煤氣中毒屬同一數(shù)量級(jí)，人們對(duì)此比較關(guān)心，也愿采取措施加以

6、預(yù)防；12死亡概率在106數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，相當(dāng)?shù)卣鸹蛱鞛?zāi)的死亡概率，人們并不擔(dān)心這類事故的發(fā)生；死亡概率在107108數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，相當(dāng)于隕石墜落傷人，沒有人愿為此投資加以預(yù)防。 13二、危險(xiǎn)性分析的基本要素二、危險(xiǎn)性分析的基本要素G導(dǎo)致災(zāi)難性事故的原因來自于人、物、環(huán)三個(gè)方面。為了預(yù)防災(zāi)難性的事故的發(fā)生，就應(yīng)當(dāng)從消除事故主要原因著手，進(jìn)行危險(xiǎn)性分析和預(yù)測。 1物的原因l設(shè)備、裝置結(jié)構(gòu)不良，強(qiáng)度較低，磨損和惡化；設(shè)備、裝置結(jié)構(gòu)不良，強(qiáng)度較低，磨損和惡化；l存在有毒有害物質(zhì)及火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性物質(zhì)；存在有毒有害物質(zhì)及火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性物質(zhì)；l安全裝置及防護(hù)器具的缺陷等因素安全裝置及防護(hù)器具的缺

7、陷等因素；142人的原因l誤判斷、誤操作；l違章指揮、違章作業(yè)；l精神不集中、疲勞及身體缺陷等。所謂誤操作是指在生產(chǎn)活動(dòng)中，作業(yè)人員在操作或處理異常情況時(shí)，對(duì)情況的識(shí)別、判斷和行動(dòng)上嚴(yán)重失誤。在危險(xiǎn)性大的生產(chǎn)作業(yè)中，保持作業(yè)人員處于良好的精神狀態(tài)，是避免事故的重要環(huán)節(jié)。153環(huán)境條件l主要是作業(yè)環(huán)境中的照明、色彩、溫度、濕度、通風(fēng)、噪聲、振動(dòng)以及由于鄰近的火災(zāi)爆炸和有毒有害物質(zhì)的泄漏彌散等所形成的次生災(zāi)害。 16三、危險(xiǎn)性分析的步驟和方法三、危險(xiǎn)性分析的步驟和方法1分析步驟l(1)危險(xiǎn)性辨識(shí)。通過以往的事故經(jīng)驗(yàn)，或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行解剖，或采用邏輯推理的方法，把評(píng)價(jià)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性辨識(shí)出來；l(2)找出危

8、險(xiǎn)性導(dǎo)致事故的概率及事故后果的嚴(yán)重程度；(3)一般以以往的經(jīng)驗(yàn)或數(shù)據(jù)為依據(jù)，確定可接受的危險(xiǎn)率指標(biāo)；17l(4)將計(jì)算出的危險(xiǎn)率與可接受的危險(xiǎn)率指標(biāo)比較，確定系統(tǒng)的危險(xiǎn)性水平；l(5)對(duì)危險(xiǎn)性高的系統(tǒng)，找出其主要危險(xiǎn)性并進(jìn)一步分析，尋求降低危險(xiǎn)性的途徑，將危險(xiǎn)率控制在可接受的指標(biāo)之內(nèi)。 182分析方法l(1)檢查表；l(2)危險(xiǎn)預(yù)先分析；l(3)可操作性研究；l(4)故障類型、影響及致命度分析；l(5)道化學(xué)公司化工裝置評(píng)價(jià)法；l(6)事故樹分析；(7)事件樹分析； 19第三節(jié)第三節(jié) 故障類型、影響及故障類型、影響及致命度分析致命度分析G故障類型、影響及致命度分析是一種歸納分析方法，用于系統(tǒng)安

9、全性和可靠性的分析。尤其是在設(shè)計(jì)階段充分考慮并提出所有可能發(fā)生的故障，分析故障的類型和嚴(yán)重程度，判明其對(duì)系統(tǒng)的影響和發(fā)生的概率等。這種方法通常分為兩部分，即故障類型及影響分析和致命度分析。 20一、故障類型及影響分析G故障類型及影響分析是采用系統(tǒng)分割的方法，根據(jù)需要把系統(tǒng)分割成子系統(tǒng)或進(jìn)一步分割成元件。首先逐個(gè)分析元件可能發(fā)生的故障和故障類型，進(jìn)而分析故障對(duì)子系統(tǒng)乃至整個(gè)系統(tǒng)的影響，最后采取措施加以解決211故障類型l故障是指元件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不能完成設(shè)計(jì)規(guī)定的功能。并不是所有故障對(duì)系統(tǒng)都有影響，只是其中有些故障會(huì)影響系統(tǒng)任務(wù)的完成或造成事故損失。元件發(fā)生故障時(shí)，其表現(xiàn)形式不盡相同，因

10、而呈現(xiàn)不同的故障類型。l不同故障類型所引起的子系統(tǒng)或系統(tǒng)障礙有很大不同，因而在研究處理措施時(shí)應(yīng)按輕重緩急區(qū)別對(duì)待。22l(1)簡單劃分法 幾種故障類型分級(jí)方法幾種故障類型分級(jí)方法等級(jí)影響程度可能造成的損失和危害一級(jí)一級(jí)致命性致命性死亡或系統(tǒng)損壞死亡或系統(tǒng)損壞二級(jí)二級(jí)嚴(yán)重性嚴(yán)重性嚴(yán)重傷害、嚴(yán)重職業(yè)病或系統(tǒng)損壞嚴(yán)重傷害、嚴(yán)重職業(yè)病或系統(tǒng)損壞三級(jí)三級(jí)臨界性臨界性輕傷、輕重職業(yè)病或次要系統(tǒng)損壞輕傷、輕重職業(yè)病或次要系統(tǒng)損壞四級(jí)四級(jí)可忽略性可忽略性無傷害、職業(yè)病和系統(tǒng)受損無傷害、職業(yè)病和系統(tǒng)受損23l(2)評(píng)點(diǎn)法 評(píng)點(diǎn)法從幾個(gè)方面來考慮故障對(duì)系統(tǒng) 的影響程度，用一定的點(diǎn)數(shù)表示程度的大小，通過計(jì)算求出故障

11、等級(jí)。 利用下式求評(píng)點(diǎn)數(shù)，即 式中:CS總評(píng)點(diǎn)數(shù)，0CS10； Ci因素系數(shù)，0Ci10。 iiSCCCC2124G評(píng)點(diǎn)因素一般考慮以下五個(gè)方面： *故障影響大小；*對(duì)系統(tǒng)影響的程度 *故障發(fā)生的頻率；*防止故障的難易； *是否新設(shè)計(jì)的工藝。25l(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法 G將故障發(fā)生可能性和故障發(fā)生后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)， 稱為風(fēng)險(xiǎn)率(也稱危險(xiǎn)度)，它是在考慮故障發(fā)生概率和嚴(yán)重度兩方面基礎(chǔ)上的綜合評(píng)價(jià)。 a.嚴(yán)重度指故障類型對(duì)系統(tǒng)功能的影響程度，它分為四個(gè)等級(jí)：低的、主要的、關(guān)鍵的、災(zāi)難性的。b.故障概率指在特定的時(shí)間，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)。單個(gè)故障類型的概率可以使用定

12、性和定量的方法確定。262.可靠性框圖(略)對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，為了說明子系統(tǒng)之間功能的傳輸情況，可以用可靠性框圖表示系統(tǒng)的狀況。 從可靠件框圖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)以及子系統(tǒng) 間的功能輸入和輸出、連接方式。27可靠性框圖和流程圖或設(shè)備布置圖不同，它只是表示系統(tǒng) 與子系統(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，問題不大的則可放置一邊，可靠性框圖的各層次要進(jìn)行編碼，以便和制表的項(xiàng)目編碼相對(duì)應(yīng)。283.制表制表是FMEA方法的特點(diǎn)之一。為了表格便于編碼、分類、查閱、保存，各部門應(yīng)根據(jù)各自 的不同情況擬出表格，但其基本內(nèi)容相似。294.分析步

13、驟l1）明確系統(tǒng)本身的情況和目的 l2）確定分析程度和水平l3）繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖l4）列出所有故障類型并選出對(duì)系統(tǒng)有影響的故障類型l5）列出造成故障的原因30二、致命度分析二、致命度分析l對(duì)于特別危險(xiǎn)的故障類型可采用致命度分析方法(CA)，進(jìn)一步分析。l致命度分析一般是與故障類型影響分析合用。31第四節(jié)第四節(jié) 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)分析火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)分析及其應(yīng)用及其應(yīng)用 (介紹介紹)一、案例G美國道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性指數(shù)評(píng)價(jià)法是以工藝過程中物料的火災(zāi)、爆炸潛在 危險(xiǎn)性為基礎(chǔ)，結(jié)合工藝條件、物料量等因素求取火災(zāi)、爆炸指數(shù)，進(jìn)而可求出經(jīng)濟(jì)損失的大小。以經(jīng)濟(jì)損失評(píng)價(jià)生產(chǎn)裝置的安全性。評(píng)價(jià)中定量的依據(jù)

14、是以往事故的統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全措施的狀況。G該方法主要用于評(píng)價(jià)儲(chǔ)存、處理、生產(chǎn)易燃、可燃、活性物質(zhì)的操作過程，還可用于潛在危險(xiǎn)物質(zhì)庫存量較小的工藝過程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。 32二、二、評(píng)價(jià)程序評(píng)價(jià)程序選取評(píng)價(jià)單元確定物質(zhì)系數(shù)MF計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3=F1F2危害系數(shù)計(jì)算安全措施補(bǔ)償系數(shù)C=C1C2C3確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI=F3MF確定經(jīng)安全補(bǔ)償后火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI# = F&EIC安全補(bǔ)償后危險(xiǎn)分級(jí)危險(xiǎn)分級(jí)評(píng)價(jià)的基本程序圖評(píng)價(jià)的基本程序圖33三、資料準(zhǔn)備三、資料準(zhǔn)備在評(píng)價(jià)之前首先要準(zhǔn)備如下資料：l1)裝置或工廠的設(shè)計(jì)方案； l

15、2)火災(zāi)、爆炸指數(shù)危險(xiǎn)度分級(jí)表； l3)火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）計(jì)算表； 34（F&EIF&EI）計(jì)算表）計(jì)算表確定MF的物質(zhì)：MF=1、一般工藝危險(xiǎn)危險(xiǎn)系數(shù)范圍采用危險(xiǎn)系數(shù)基本系數(shù)1.001.00 A、放熱化學(xué)反應(yīng)0.301.25B、吸熱反應(yīng)0.200.40C、物料處理與輸送0.251.05D、密閉式或室內(nèi)工藝單元0.250.90E、通道0.200.35F、排放和泄漏控制0.200.50一般工藝系數(shù)(F1)2、特殊工藝危險(xiǎn)基本系數(shù)1.001.00 A、毒性物質(zhì)0.200.80B、負(fù)壓 (159非常大非常大437.安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)Cl安全措施分成三類：工藝控制(C1)、物質(zhì)隔離(C2)、防火措施(C3)。l計(jì)算程序：直接把合適的系數(shù)填入該安全措施的右邊沒有采取的安全措施，系數(shù)記為1每一類安全設(shè)施的補(bǔ)償系數(shù)是該類別中所有選取系數(shù)的乘積總補(bǔ)償系數(shù)C=C1C2C3448.實(shí)際危險(xiǎn)等級(jí)lF&EICF&EI查危險(xiǎn)等級(jí)表，確定實(shí)際危險(xiǎn)等級(jí)