系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)課件

第八章系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡(jiǎn)述第二節(jié)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析第三節(jié)故障類型、影響及致命度分析第四節(jié)道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法第五節(jié)事故樹(shù)分析及其應(yīng)用

1第八章系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡(jiǎn)述1第一節(jié)

基本程序和方法安全系統(tǒng)工程是以預(yù)測(cè)和防止事故為中心，以檢查、測(cè)定和評(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(kāi)。

1．系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析是以預(yù)測(cè)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(cè)定。2022/11/17第一節(jié)基本程序和方法安全系統(tǒng)工程是以預(yù)測(cè)和防止事故為系統(tǒng)分析的程序，方法和內(nèi)容如下：(1)把所研究的生產(chǎn)過(guò)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)；(2)把工藝過(guò)程和作業(yè)形式分成幾個(gè)部分和環(huán)節(jié)，繪制流程圖；(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(lái)，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(cè)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。2022/11/17系統(tǒng)分析的程序，方法和內(nèi)容如下：2022/11/112．安全評(píng)價(jià)

安全評(píng)價(jià)包括對(duì)物質(zhì)、機(jī)械裝置、工藝過(guò)程及人機(jī)系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)，內(nèi)容主要有：(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；(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；(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)的目的。2022/11/172．安全評(píng)價(jià)2022/11/113．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(cè)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、裝置及廢棄物的處理措施；(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；(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(cè)定，以有效地控制和消除危險(xiǎn)，避免各類事故。2022/11/173．系統(tǒng)綜合2022/11/11第二節(jié)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析

一、危險(xiǎn)性及其表示方法

1.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。危險(xiǎn)性本身含有許多不確定的因素。

原因：生產(chǎn)過(guò)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)性的判定還不能提供充分的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此對(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。2022/11/17第二節(jié)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析一、危險(xiǎn)性及其表示方法20222.表示方法

(1)危險(xiǎn)率：危險(xiǎn)率或風(fēng)險(xiǎn)率：事故頻率與損失嚴(yán)重度的乘積，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。2022/11/172.表示方法2022/11/11(2)死亡概率：自然死亡率（各年齡段）意外：例如，1971年美國(guó)國(guó)內(nèi)發(fā)生約1500萬(wàn)次汽車事故，造成5萬(wàn)人死亡。美國(guó)總?cè)丝谝?0000萬(wàn)計(jì)，則美國(guó)每個(gè)人在汽車事故中的年死亡概率為2022/11/17(2)死亡概率：2022/11/11死亡概率在10－3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10－4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10－5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，也愿采取措施加以預(yù)防；死亡概率在10－6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10－7～10－8數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，相當(dāng)于隕石墜落傷人，沒(méi)有人愿為此投資加以預(yù)防。（杞人憂天）

2022/11/17死亡概率在10－3數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，與人的自然死亡概率二、危險(xiǎn)性分析的基本要素導(dǎo)致災(zāi)難性事故的原因來(lái)自于人、物、環(huán)境三個(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(cè)。1．物的原因

導(dǎo)致事故的物的原因主要是設(shè)備、裝置結(jié)構(gòu)不良，強(qiáng)度較低，磨損和惡化；存在有毒有害物質(zhì)及火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性物質(zhì)；安全裝置及防護(hù)器具的缺陷等因素。此外，對(duì)各種機(jī)械、裝置、設(shè)備、管道等在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和作用，它們?cè)谑裁礂l件下會(huì)發(fā)生故障，這些故障對(duì)系統(tǒng)安全會(huì)產(chǎn)生哪些影響；以及有毒有害及危險(xiǎn)性物質(zhì)的貯存、運(yùn)輸和使用的狀況，都應(yīng)該進(jìn)行具體分析，以便于防范和控制。2022/11/17二、危險(xiǎn)性分析的基本要素導(dǎo)致災(zāi)難性事故的原因來(lái)自于人2．人的原因?qū)е率鹿实娜说脑蛑饕钦`判斷、誤操作；違章指揮、違章作業(yè)；精神不集中、疲勞及身體缺陷等。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)。

3．環(huán)境條件主要是作業(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。

2022/11/172．人的原因2022/11/11三、危險(xiǎn)性分析的步驟和方法1．分析步驟危險(xiǎn)性分析一般按以下步驟進(jìn)行。(1)危險(xiǎn)性辨識(shí)：通過(guò)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(lái)；(2)找出危險(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)；(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，確定危險(xiǎn)性水平；(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)。

2022/11/17三、危險(xiǎn)性分析的步驟和方法1．分析步驟2022/112．分析方法近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外大型企業(yè)都在探索科學(xué)的適合自己特點(diǎn)的危險(xiǎn)性分析方法。目前已實(shí)行的方法有：(1)檢查表(CheckList)；(2)危險(xiǎn)預(yù)先分析(PreliminaryHazardsAnalysis)；(3)可操作性研究(OperabilityStudy)；(4)故障類型、影響及致命度分析(FailureMode，EffectsandCriticalityAnalysis，縮寫(xiě)為FMECA)；(5)道化學(xué)公司(Dow'sChemicalCompany)化工裝置評(píng)價(jià)法；(6)事故樹(shù)分析(FaultTreeAnalysis，縮寫(xiě)為FTA)；(7)事件樹(shù)分析(EventTreeAnalysis，縮寫(xiě)為ETA)。

2022/11/172．分析方法2022/11/11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(FMECA)是一種歸納分析方法，用于系統(tǒng)安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(FMEA)和致命度分析(CA)。

一、故障類型及影響分析(FMEA)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。2022/11/17第三節(jié)故障類型、影響及致命度分析故障類型、影響及致1．故障類型

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，因而呈現(xiàn)不同的故障類型。例如閥門故障有內(nèi)部泄漏、外部泄漏、打不開(kāi)、關(guān)不緊四種類型。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。為此對(duì)故障類型應(yīng)進(jìn)行等級(jí)劃分。幾種故障類型分級(jí)方法2022/11/171．故障類型2022/11/11(1)簡(jiǎn)單劃分法將故障類型對(duì)子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度分為四個(gè)等級(jí)(下表)，實(shí)際情況可以據(jù)此進(jìn)行分級(jí)。2022/11/17(1)簡(jiǎn)單劃分法2022/11/11(2)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。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)，即式中:CS——總評(píng)點(diǎn)數(shù)，0＜CS＜10；Ci——因素系數(shù)，0＜Ci＜10。2022/11/17(2)評(píng)點(diǎn)法2022/11/11評(píng)點(diǎn)因素一般考慮以下五個(gè)方面：故障影響大?。粚?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。2022/11/172022/11/11

確定因素系數(shù)Ci的方法：

頭腦風(fēng)暴法(BrainStorming)，即專家座談會(huì)法，由三到五位有經(jīng)驗(yàn)的專家座談?dòng)懻摻o出Ci相應(yīng)數(shù)值；德?tīng)栰撤?DelphiTechnique)，即函詢調(diào)查法，將提出的問(wèn)題和必要的背景材料，用通信的方式交給有經(jīng)驗(yàn)的專家，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)為合適為止；參考點(diǎn)數(shù)法，根據(jù)表11—3列出的評(píng)點(diǎn)因素的點(diǎn)數(shù)參考值求出Ci。2022/11/17確定因素系數(shù)Ci的方法：2022/11/112022/11/172022/11/11定出因素系數(shù)Ci后，根據(jù)式(11—1)計(jì)算總評(píng)點(diǎn)數(shù)CS，便可按照表11一4評(píng)選故障等級(jí)。2022/11/17定出因素系數(shù)Ci后，根據(jù)式(11—1)計(jì)算總評(píng)點(diǎn)數(shù)CS，(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法

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)，見(jiàn)表ll一502022/11/17(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法2022/11/112022/11/172022/11/11

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)。時(shí)間可規(guī)定為一定的期限，如一年、一個(gè)月等，或者根據(jù)大修間隔期，以及完成一項(xiàng)任務(wù)的周期或其他被認(rèn)為適當(dāng)?shù)钠陂g。單個(gè)故障類型的概率可以使用定性和定量的方法確定。定性方法：參考表11—6給故障概率分級(jí)。

2022/11/17b.故障概率指在特定的時(shí)間，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)。時(shí)間定量方法：參考表11—7給故障概率分級(jí)。2022/11/17定量方法：參考表11—7給故障概率分級(jí)。2022/11/11

(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法

有廠嚴(yán)重度和故障概率的數(shù)據(jù)以后，就可以運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法表示故障類型的實(shí)際影響。有的故障類型雖有較高的發(fā)生概率，但其造成的危害嚴(yán)重度很低，風(fēng)險(xiǎn)率則很低，有的故障類型的嚴(yán)重度雖然很低，但卻發(fā)生很頻繁，風(fēng)險(xiǎn)率也就很大；反之亦然。為了綜合這兩個(gè)特性，以故障概率為縱坐標(biāo)，嚴(yán)重度為橫坐標(biāo)，畫(huà)出風(fēng)險(xiǎn)率矩陣圖，如圖ll一1所示。沿矩陣原點(diǎn)到右上角畫(huà)一條對(duì)角線，井將所有故障類型按其嚴(yán)重度和發(fā)生概率填入矩陣圖個(gè)，從中可以看出系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的密集情況。處于風(fēng)險(xiǎn)率矩陣右上角方塊中的故障類型的風(fēng)險(xiǎn)率最高，沿著對(duì)角線向左風(fēng)險(xiǎn)率逐漸降低。2022/11/17(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法2022/11/112.可靠性框圖對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，為了說(shuō)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，如圖11—2所示。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?？煽啃钥驁D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(wèn)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)。2022/11/172.可靠性框圖2022/11/112022/11/172022/11/11

3.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。表11—8到表11—10給出了三種不同的式樣。2022/11/173.制表2022/11/112022/11/172022/11/112022/11/172022/11/11

4.分析步驟1）明確系統(tǒng)本身的情況和目的分析時(shí)首先要熟悉有關(guān)資料，了解系統(tǒng)的組成、任務(wù)等情況，查出系統(tǒng)包含有多少個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)又包含有多少單元或元件，了解它們之間如何結(jié)合及相互關(guān)系、相互干擾、輸入輸出等情況。2）確定分析程度和水平分析一開(kāi)始就要根據(jù)所了解的系統(tǒng)情況，決定分析到什么水平，這是一個(gè)十分重要的問(wèn)題o如果分析程度太淺．會(huì)漏掉重要的故障類型，得不到有用的數(shù)據(jù)；反之，如果分析的程度太深，一切都分析到元件甚至零部件，則會(huì)造成手續(xù)復(fù)雜，實(shí)施改善措施也困難。一般來(lái)講，對(duì)關(guān)鍵的子系統(tǒng)可以分析得深一些，不重要的可分析得淺一些，甚至可以不分析。2022/11/174.分析步驟2022/11/113）繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖為了便于分析，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)之間的關(guān)系。簡(jiǎn)單的系統(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，它表示各元件的連接方式以及輸入輸出情況。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?？煽啃钥驁D內(nèi)容和相應(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，填入FMEA表內(nèi)。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。5）列出造成故障的原因?qū)τ谙到y(tǒng)以至系統(tǒng)有影響的故障類型要深入分析造成故障的原因。危險(xiǎn)性特別重大的故障類型，例如故障等級(jí)為I級(jí)時(shí)，還要進(jìn)行致命度分析。2022/11/173）繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖為了便于分析，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)可以二、致命度分析對(duì)于特別危險(xiǎn)的故障類型，例如故障等級(jí)是1級(jí)的故障類型，有可能導(dǎo)致人身傷亡或全系統(tǒng)損壞。因此對(duì)這類元件要特別注意，可采用致命度分析方法(CA)，進(jìn)一步分析。致命度分析一般是與故障類型影響分析合用。致命度指數(shù)Cr的計(jì)算公式如下：

式中

n為致命故障類型序號(hào)；j為致命故障類型總數(shù)；kA為實(shí)際運(yùn)行修正系數(shù)：kE為環(huán)境修正系數(shù)；λG為106h致命故障次數(shù)；t運(yùn)行周期，h：α為該故障類型在總故障中所占的比例；β為該故障造成致命影響的發(fā)生概率。β值與致命影響的關(guān)系如表9—4所示。表9—5是致命度分析表格樣式。

2022/11/17二、致命度分析對(duì)于特別危險(xiǎn)的故障類型，例如故障等級(jí)2022/11/172022/11/11第四節(jié)道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法

一、概述美國(guó)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(guò)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)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。

適用：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(guò)程，還可用于潛在危險(xiǎn)物質(zhì)庫(kù)存量較小的工藝過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2022/11/17第四節(jié)道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法一、概述202二、評(píng)價(jià)程序評(píng)價(jià)的基本程序如圖所示。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=F1×F2危害系數(shù)計(jì)算安全措施補(bǔ)償系數(shù)C=C1×C2×C3確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI=F3×MF確定經(jīng)安全補(bǔ)償后火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI#=F&EI×C安全補(bǔ)償后危險(xiǎn)分級(jí)危險(xiǎn)分級(jí)2022/11/17二、評(píng)價(jià)程序評(píng)價(jià)的基本程序如圖所示。選取評(píng)價(jià)單元確定物質(zhì)系數(shù)三、評(píng)價(jià)步驟

1.選擇評(píng)價(jià)單元：保持一定的距離，或用防火墻隔開(kāi)。選擇評(píng)價(jià)單元時(shí)可以從以下幾個(gè)方面考慮：(1)潛在化學(xué)能(物質(zhì)系數(shù))；(2)工藝單元中危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量；(3)資金密度(每平方米美元數(shù))；(4)操作壓力和操作溫度；(5)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的歷史資料；(6)對(duì)裝置操作起關(guān)鍵作用的單元，如熱氧化器。一般情況下，這些方面的數(shù)值越大，該工藝單元越需要評(píng)價(jià)。

2022/11/17三、評(píng)價(jià)步驟1.選擇評(píng)價(jià)單元：保持一定的距離，或用防2.確定物質(zhì)系數(shù)MF在火災(zāi)、爆炸指數(shù)的計(jì)算和其他危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)時(shí)，物質(zhì)系數(shù)(MF)是最基礎(chǔ)的數(shù)值，它是表述物質(zhì)由燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸中釋放能量大小的內(nèi)在特性。查表9－9

易燃?xì)怏w和液體：由NFPA根據(jù)易燃性Nf和穩(wěn)定性Nr確定；易燃粉塵或煙霧：由NFPA根據(jù)爆炸指數(shù)St和Nr確定。

Nf確定：P21（0～4）；Nr確定：P295（0～4）爆炸指數(shù)St：在密閉容器中，給定的粉塵爆炸時(shí)，產(chǎn)生的最大爆炸壓力上升速率(dP/dt)max與爆炸容器的容積的立方根的乘積為一常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為粉塵的爆炸指數(shù)。Kst=(dP/dt)max*V1/3=CSt=0～3

P55第三章第二節(jié)化工工藝設(shè)計(jì)－過(guò)程物料的安全評(píng)價(jià)

（書(shū)P292表9－9、9－10有誤）2022/11/172.確定物質(zhì)系數(shù)MF（書(shū)P292表9－9、9－10有2022/11/172022/11/113.確定一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1一般工藝危險(xiǎn)性是確定事故損害大小的主要因素，共包括六項(xiàng)內(nèi)容，即放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理和輸送、封閉單元或室內(nèi)單元、通道、排放和泄漏。一個(gè)評(píng)價(jià)單元不一定每項(xiàng)都包括，要根據(jù)具體情況選取恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，填入前面火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）計(jì)算表中，并將這些危險(xiǎn)系數(shù)相加，得到單元一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1。2022/11/173.確定一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F12022/11/112022/11/172022/11/11

4.確定特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2特殊工藝危險(xiǎn)性是影響事故發(fā)生概率的主要因素、共包括十二項(xiàng)內(nèi)容，即毒性物質(zhì)、負(fù)壓物質(zhì)、在爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作、粉塵爆炸、釋放壓力、低溫、易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量、腐蝕、泄漏、明火設(shè)備、熱油交換系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。一個(gè)評(píng)價(jià)單元不一定每項(xiàng)都包括，要根據(jù)具體情況選取恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，填入前面火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）計(jì)算表中，并將這些危險(xiǎn)系數(shù)相加，得到單元特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2。2022/11/174.確定特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F22022/11/112022/11/172022/11/115.確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3F3=F1×F2

6.確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI、危險(xiǎn)等級(jí)F&EI=MF×F3危險(xiǎn)等級(jí)按下表確定。2022/11/175.確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F32022/11/117.安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)C道七版考慮的安全措施分成三類：工藝控制(C1)、物質(zhì)隔離(C2)、防火措施(C3)。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(méi)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=C1×C2×C3

2022/11/177.安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)C2022/11/112022/11/172022/11/118.實(shí)際危險(xiǎn)等級(jí)F&EI＝C×F&EI查危險(xiǎn)等級(jí)表，確定實(shí)際危險(xiǎn)等級(jí)9.影響區(qū)域的確定查取影響半徑—火災(zāi)爆炸指數(shù)曲線，確定影響區(qū)域。

2022/11/178.實(shí)際危險(xiǎn)等級(jí)2022/11/11

10．單元損害系數(shù)的確定單元損害系數(shù)由單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF確定，它表示出了工藝單元中危險(xiǎn)物質(zhì)的能量釋放造成的火災(zāi)爆炸事故的全部效應(yīng)。圖9－5為單元損害系數(shù)－物質(zhì)系數(shù)圖。對(duì)于F3值超過(guò)8.0時(shí)，F(xiàn)3按最大系數(shù)8.0計(jì)算。2022/11/1710．單元損害系數(shù)的確定2022/11/1111.各種損失的計(jì)算(1)基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(BaseMPPD)基本MPPD＝0.82×單元損害系數(shù)×影響區(qū)域財(cái)產(chǎn)值×價(jià)格上漲因素單元損害系數(shù)查圖2022/11/1711.各種損失的計(jì)算2022/11/11(2)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)實(shí)際MPPD＝基本MPPD×安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)C(3)最大可能工作日損失(MPDO)和停產(chǎn)損失BI最大可能工作日損失MPDO可應(yīng)用實(shí)際MPPD由下圖查出。BI＝VPM×(MPDO／30)×0.70式中

VPM為月產(chǎn)值；

2022/11/17(2)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)2022/11/1四、資料填寫(xiě)資料填寫(xiě)：1)裝置或工廠的設(shè)計(jì)方案；2)火災(zāi)、爆炸指數(shù)危險(xiǎn)度分級(jí)表；3)火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）計(jì)算表(表4—5)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)1.001.00A、放熱化學(xué)反應(yīng)0.30~1.25B、吸熱反應(yīng)0.20~0.40C、物料處理與輸送0.25~1.05D、密閉式或室內(nèi)工藝單元0.25~0.90E、通道0.20~0.35F、排放和泄漏控制0.20~0.50一般工藝系數(shù)(F1)

2、特殊工藝危險(xiǎn)

基本系數(shù)1.001.00A、毒性物質(zhì)0.20~0.80B、負(fù)壓

(<500mmHg)0.50C、接近易燃范圍的操作：惰性化、未惰性化

(1)罐裝易燃液體0.50(2)過(guò)程失常或吹掃故障0.30(3)一直在燃燒范圍內(nèi)0.80D、粉塵爆炸0.25~2.00E、壓力：操作壓力/kpa,(絕對(duì))釋放壓力/kpa，(絕對(duì))

F、低溫0.20~0.30G、易燃及不穩(wěn)定物質(zhì)量

(1)工藝中的液體及氣體

(2)儲(chǔ)存中的液體及氣體

(3)儲(chǔ)存中的可燃固體及工藝中的粉塵

H、腐蝕與磨損0.10~0.75I、泄漏——接頭和填料0.10~1.50J、使用明火設(shè)備

K、熱油、熱交換設(shè)備0.15~1.15L、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備0.50特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)(F2)

工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)

F3

火災(zāi)爆炸指數(shù)

F§EI

2022/11/17四、資料填寫(xiě)資料填寫(xiě)：確定MF的物質(zhì)：MF=1、一般工藝危4)安全措施補(bǔ)償系數(shù)表(右表)5)工藝單元風(fēng)險(xiǎn)分析匯總表；6)工廠風(fēng)險(xiǎn)分析匯總表；7)有關(guān)裝置的更換費(fèi)用數(shù)據(jù)。項(xiàng)目補(bǔ)償系數(shù)范圍采用補(bǔ)償系數(shù)1、工藝控制

——a、應(yīng)急電源0.98

b、急冷裝置0.97~0.99

c、抑爆裝置0.84~0.98

d、緊急切斷裝置0.96~0.99

e、計(jì)算機(jī)控制0.93~0.99

f、惰性氣體保護(hù)0.94~0.96

g、操作規(guī)程/程序0.91~0.99

h、化學(xué)活潑性物質(zhì)檢查0.91~0.98

I、其他工藝危險(xiǎn)分析0.91~0.98

工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)C1

2、物質(zhì)隔離

——a、遙控閥0.96~0.98

b、卸料/排空裝置0.96~0.98

c、排放系統(tǒng)0.91~0.97

d、連鎖裝置0.98

物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)C2

3、防火設(shè)施

a、泄漏檢驗(yàn)裝置0.94~0.98

b、鋼結(jié)構(gòu)0.95~0.98

c、消防水供應(yīng)系統(tǒng)0.94~0.97

d、特殊滅火系統(tǒng)0.91

e、噴灑系統(tǒng)0.74~0.97

f、水幕0.97~0.98

g、泡沫滅火裝置0.92~0.97

h、手提式滅火器和噴水槍0.93~0.98

I、電纜防護(hù)0.94~0.98

防火設(shè)施安全補(bǔ)償C3

安全措施補(bǔ)償系數(shù)C=C1*C2*C3

2022/11/174)安全措施補(bǔ)償系數(shù)表(右表)項(xiàng)目補(bǔ)償系數(shù)范圍采用補(bǔ)償系數(shù)1THEENDThanks2022/11/17THEEND2022/11/11第八章系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡(jiǎn)述第二節(jié)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析第三節(jié)故障類型、影響及致命度分析第四節(jié)道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法第五節(jié)事故樹(shù)分析及其應(yīng)用

55第八章系統(tǒng)安全分析與評(píng)價(jià)第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡(jiǎn)述1第一節(jié)

基本程序和方法安全系統(tǒng)工程是以預(yù)測(cè)和防止事故為中心，以檢查、測(cè)定和評(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(kāi)。

1．系統(tǒng)分析

系統(tǒng)分析是以預(yù)測(cè)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(cè)定。2022/11/17第一節(jié)基本程序和方法安全系統(tǒng)工程是以預(yù)測(cè)和防止事故為系統(tǒng)分析的程序，方法和內(nèi)容如下：(1)把所研究的生產(chǎn)過(guò)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)；(2)把工藝過(guò)程和作業(yè)形式分成幾個(gè)部分和環(huán)節(jié)，繪制流程圖；(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(lái)，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(cè)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。2022/11/17系統(tǒng)分析的程序，方法和內(nèi)容如下：2022/11/112．安全評(píng)價(jià)

安全評(píng)價(jià)包括對(duì)物質(zhì)、機(jī)械裝置、工藝過(guò)程及人機(jī)系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)，內(nèi)容主要有：(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；(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；(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)的目的。2022/11/172．安全評(píng)價(jià)2022/11/113．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(cè)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、裝置及廢棄物的處理措施；(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；(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(cè)定，以有效地控制和消除危險(xiǎn)，避免各類事故。2022/11/173．系統(tǒng)綜合2022/11/11第二節(jié)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析

一、危險(xiǎn)性及其表示方法

1.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。危險(xiǎn)性本身含有許多不確定的因素。

原因：生產(chǎn)過(guò)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)性的判定還不能提供充分的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此對(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。2022/11/17第二節(jié)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析一、危險(xiǎn)性及其表示方法20222.表示方法

(1)危險(xiǎn)率：危險(xiǎn)率或風(fēng)險(xiǎn)率：事故頻率與損失嚴(yán)重度的乘積，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。2022/11/172.表示方法2022/11/11(2)死亡概率：自然死亡率（各年齡段）意外：例如，1971年美國(guó)國(guó)內(nèi)發(fā)生約1500萬(wàn)次汽車事故，造成5萬(wàn)人死亡。美國(guó)總?cè)丝谝?0000萬(wàn)計(jì)，則美國(guó)每個(gè)人在汽車事故中的年死亡概率為2022/11/17(2)死亡概率：2022/11/11死亡概率在10－3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10－4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10－5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，也愿采取措施加以預(yù)防；死亡概率在10－6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10－7～10－8數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，相當(dāng)于隕石墜落傷人，沒(méi)有人愿為此投資加以預(yù)防。（杞人憂天）

2022/11/17死亡概率在10－3數(shù)量級(jí)的產(chǎn)業(yè)或部門，與人的自然死亡概率二、危險(xiǎn)性分析的基本要素導(dǎo)致災(zāi)難性事故的原因來(lái)自于人、物、環(huán)境三個(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(cè)。1．物的原因

導(dǎo)致事故的物的原因主要是設(shè)備、裝置結(jié)構(gòu)不良，強(qiáng)度較低，磨損和惡化；存在有毒有害物質(zhì)及火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性物質(zhì)；安全裝置及防護(hù)器具的缺陷等因素。此外，對(duì)各種機(jī)械、裝置、設(shè)備、管道等在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和作用，它們?cè)谑裁礂l件下會(huì)發(fā)生故障，這些故障對(duì)系統(tǒng)安全會(huì)產(chǎn)生哪些影響；以及有毒有害及危險(xiǎn)性物質(zhì)的貯存、運(yùn)輸和使用的狀況，都應(yīng)該進(jìn)行具體分析，以便于防范和控制。2022/11/17二、危險(xiǎn)性分析的基本要素導(dǎo)致災(zāi)難性事故的原因來(lái)自于人2．人的原因?qū)е率鹿实娜说脑蛑饕钦`判斷、誤操作；違章指揮、違章作業(yè)；精神不集中、疲勞及身體缺陷等。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)。

3．環(huán)境條件主要是作業(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。

2022/11/172．人的原因2022/11/11三、危險(xiǎn)性分析的步驟和方法1．分析步驟危險(xiǎn)性分析一般按以下步驟進(jìn)行。(1)危險(xiǎn)性辨識(shí)：通過(guò)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(lái)；(2)找出危險(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)；(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，確定危險(xiǎn)性水平；(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)。

2022/11/17三、危險(xiǎn)性分析的步驟和方法1．分析步驟2022/112．分析方法近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外大型企業(yè)都在探索科學(xué)的適合自己特點(diǎn)的危險(xiǎn)性分析方法。目前已實(shí)行的方法有：(1)檢查表(CheckList)；(2)危險(xiǎn)預(yù)先分析(PreliminaryHazardsAnalysis)；(3)可操作性研究(OperabilityStudy)；(4)故障類型、影響及致命度分析(FailureMode，EffectsandCriticalityAnalysis，縮寫(xiě)為FMECA)；(5)道化學(xué)公司(Dow'sChemicalCompany)化工裝置評(píng)價(jià)法；(6)事故樹(shù)分析(FaultTreeAnalysis，縮寫(xiě)為FTA)；(7)事件樹(shù)分析(EventTreeAnalysis，縮寫(xiě)為ETA)。

2022/11/172．分析方法2022/11/11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(FMECA)是一種歸納分析方法，用于系統(tǒng)安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(FMEA)和致命度分析(CA)。

一、故障類型及影響分析(FMEA)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。2022/11/17第三節(jié)故障類型、影響及致命度分析故障類型、影響及致1．故障類型

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，因而呈現(xiàn)不同的故障類型。例如閥門故障有內(nèi)部泄漏、外部泄漏、打不開(kāi)、關(guān)不緊四種類型。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。為此對(duì)故障類型應(yīng)進(jìn)行等級(jí)劃分。幾種故障類型分級(jí)方法2022/11/171．故障類型2022/11/11(1)簡(jiǎn)單劃分法將故障類型對(duì)子系統(tǒng)或系統(tǒng)影響的嚴(yán)重程度分為四個(gè)等級(jí)(下表)，實(shí)際情況可以據(jù)此進(jìn)行分級(jí)。2022/11/17(1)簡(jiǎn)單劃分法2022/11/11(2)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。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)，即式中:CS——總評(píng)點(diǎn)數(shù)，0＜CS＜10；Ci——因素系數(shù)，0＜Ci＜10。2022/11/17(2)評(píng)點(diǎn)法2022/11/11評(píng)點(diǎn)因素一般考慮以下五個(gè)方面：故障影響大??；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。2022/11/172022/11/11

確定因素系數(shù)Ci的方法：

頭腦風(fēng)暴法(BrainStorming)，即專家座談會(huì)法，由三到五位有經(jīng)驗(yàn)的專家座談?dòng)懻摻o出Ci相應(yīng)數(shù)值；德?tīng)栰撤?DelphiTechnique)，即函詢調(diào)查法，將提出的問(wèn)題和必要的背景材料，用通信的方式交給有經(jīng)驗(yàn)的專家，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)為合適為止；參考點(diǎn)數(shù)法，根據(jù)表11—3列出的評(píng)點(diǎn)因素的點(diǎn)數(shù)參考值求出Ci。2022/11/17確定因素系數(shù)Ci的方法：2022/11/112022/11/172022/11/11定出因素系數(shù)Ci后，根據(jù)式(11—1)計(jì)算總評(píng)點(diǎn)數(shù)CS，便可按照表11一4評(píng)選故障等級(jí)。2022/11/17定出因素系數(shù)Ci后，根據(jù)式(11—1)計(jì)算總評(píng)點(diǎn)數(shù)CS，(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法

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)，見(jiàn)表ll一502022/11/17(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法2022/11/112022/11/172022/11/11

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)。時(shí)間可規(guī)定為一定的期限，如一年、一個(gè)月等，或者根據(jù)大修間隔期，以及完成一項(xiàng)任務(wù)的周期或其他被認(rèn)為適當(dāng)?shù)钠陂g。單個(gè)故障類型的概率可以使用定性和定量的方法確定。定性方法：參考表11—6給故障概率分級(jí)。

2022/11/17b.故障概率指在特定的時(shí)間，故障類型所出現(xiàn)的次數(shù)。時(shí)間定量方法：參考表11—7給故障概率分級(jí)。2022/11/17定量方法：參考表11—7給故障概率分級(jí)。2022/11/11

(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法

有廠嚴(yán)重度和故障概率的數(shù)據(jù)以后，就可以運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法表示故障類型的實(shí)際影響。有的故障類型雖有較高的發(fā)生概率，但其造成的危害嚴(yán)重度很低，風(fēng)險(xiǎn)率則很低，有的故障類型的嚴(yán)重度雖然很低，但卻發(fā)生很頻繁，風(fēng)險(xiǎn)率也就很大；反之亦然。為了綜合這兩個(gè)特性，以故障概率為縱坐標(biāo)，嚴(yán)重度為橫坐標(biāo)，畫(huà)出風(fēng)險(xiǎn)率矩陣圖，如圖ll一1所示。沿矩陣原點(diǎn)到右上角畫(huà)一條對(duì)角線，井將所有故障類型按其嚴(yán)重度和發(fā)生概率填入矩陣圖個(gè)，從中可以看出系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的密集情況。處于風(fēng)險(xiǎn)率矩陣右上角方塊中的故障類型的風(fēng)險(xiǎn)率最高，沿著對(duì)角線向左風(fēng)險(xiǎn)率逐漸降低。2022/11/17(3)風(fēng)險(xiǎn)率矩陣評(píng)價(jià)法2022/11/112.可靠性框圖對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，為了說(shuō)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，如圖11—2所示。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?？煽啃钥驁D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(wèn)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)。2022/11/172.可靠性框圖2022/11/112022/11/172022/11/11

3.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。表11—8到表11—10給出了三種不同的式樣。2022/11/173.制表2022/11/112022/11/172022/11/112022/11/172022/11/11

4.分析步驟1）明確系統(tǒng)本身的情況和目的分析時(shí)首先要熟悉有關(guān)資料，了解系統(tǒng)的組成、任務(wù)等情況，查出系統(tǒng)包含有多少個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)又包含有多少單元或元件，了解它們之間如何結(jié)合及相互關(guān)系、相互干擾、輸入輸出等情況。2）確定分析程度和水平分析一開(kāi)始就要根據(jù)所了解的系統(tǒng)情況，決定分析到什么水平，這是一個(gè)十分重要的問(wèn)題o如果分析程度太淺．會(huì)漏掉重要的故障類型，得不到有用的數(shù)據(jù)；反之，如果分析的程度太深，一切都分析到元件甚至零部件，則會(huì)造成手續(xù)復(fù)雜，實(shí)施改善措施也困難。一般來(lái)講，對(duì)關(guān)鍵的子系統(tǒng)可以分析得深一些，不重要的可分析得淺一些，甚至可以不分析。2022/11/174.分析步驟2022/11/113）繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖為了便于分析，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)之間的關(guān)系。簡(jiǎn)單的系統(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，它表示各元件的連接方式以及輸入輸出情況。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?？煽啃钥驁D內(nèi)容和相應(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，填入FMEA表內(nèi)。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。5）列出造成故障的原因?qū)τ谙到y(tǒng)以至系統(tǒng)有影響的故障類型要深入分析造成故障的原因。危險(xiǎn)性特別重大的故障類型，例如故障等級(jí)為I級(jí)時(shí)，還要進(jìn)行致命度分析。2022/11/173）繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖為了便于分析，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)可以二、致命度分析對(duì)于特別危險(xiǎn)的故障類型，例如故障等級(jí)是1級(jí)的故障類型，有可能導(dǎo)致人身傷亡或全系統(tǒng)損壞。因此對(duì)這類元件要特別注意，可采用致命度分析方法(CA)，進(jìn)一步分析。致命度分析一般是與故障類型影響分析合用。致命度指數(shù)Cr的計(jì)算公式如下：

式中

n為致命故障類型序號(hào)；j為致命故障類型總數(shù)；kA為實(shí)際運(yùn)行修正系數(shù)：kE為環(huán)境修正系數(shù)；λG為106h致命故障次數(shù)；t運(yùn)行周期，h：α為該故障類型在總故障中所占的比例；β為該故障造成致命影響的發(fā)生概率。β值與致命影響的關(guān)系如表9—4所示。表9—5是致命度分析表格樣式。

2022/11/17二、致命度分析對(duì)于特別危險(xiǎn)的故障類型，例如故障等級(jí)2022/11/172022/11/11第四節(jié)道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法

一、概述美國(guó)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(guò)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)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。

適用：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(guò)程，還可用于潛在危險(xiǎn)物質(zhì)庫(kù)存量較小的工藝過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

2022/11/17第四節(jié)道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法一、概述202二、評(píng)價(jià)程序評(píng)價(jià)的基本程序如圖所示。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=F1×F2危害系數(shù)計(jì)算安全措施補(bǔ)償系數(shù)C=C1×C2×C3確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI=F3×MF確定經(jīng)安全補(bǔ)償后火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI#=F&EI×C安全補(bǔ)償后危險(xiǎn)分級(jí)危險(xiǎn)分級(jí)2022/11/17二、評(píng)價(jià)程序評(píng)價(jià)的基本程序如圖所示。選取評(píng)價(jià)單元確定物質(zhì)系數(shù)三、評(píng)價(jià)步驟

1.選擇評(píng)價(jià)單元：保持一定的距離，或用防火墻隔開(kāi)。選擇評(píng)價(jià)單元時(shí)可以從以下幾個(gè)方面考慮：(1)潛在化學(xué)能(物質(zhì)系數(shù))；(2)工藝單元中危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量；(3)資金密度(每平方米美元數(shù))；(4)操作壓力和操作溫度；(5)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的歷史資料；(6)對(duì)裝置操作起關(guān)鍵作用的單元，如熱氧化器。一般情況下，這些方面的數(shù)值越大，該工藝單元越需要評(píng)價(jià)。

2022/11/17三、評(píng)價(jià)步驟1.選擇評(píng)價(jià)單元：保持一定的距離，或用防2.確定物質(zhì)系數(shù)MF在火災(zāi)、爆炸指數(shù)的計(jì)算和其他危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)時(shí)，物質(zhì)系數(shù)(MF)是最基礎(chǔ)的數(shù)值，它是表述物質(zhì)由燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸中釋放能量大小的內(nèi)在特性。查表9－9

易燃?xì)怏w和液體：由NFPA根據(jù)易燃性Nf和穩(wěn)定性Nr確定；易燃粉塵或煙霧：由NFPA根據(jù)爆炸指數(shù)St和Nr確定。

Nf確定：P21（0～4）；Nr確定：P295（0～4）爆炸指數(shù)St：在密閉容器中，給定的粉塵爆炸時(shí)，產(chǎn)生的最大爆炸壓力上升速率(dP/dt)max與爆炸容器的容積的立方根的乘積為一常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為粉塵的爆炸指數(shù)。Kst=(dP/dt)max*V1/3=CSt=0～3

P55第三章第二節(jié)化工工藝設(shè)計(jì)－過(guò)程物料的安全評(píng)價(jià)

（書(shū)P292表9－9、9－10有誤）2022/11/172.確定物質(zhì)系數(shù)MF（書(shū)P292表9－9、9－10有2022/11/172022/11/113.確定一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1一般工藝危險(xiǎn)性是確定事故損害大小的主要因素，共包括六項(xiàng)內(nèi)容，即放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理和輸送、封閉單元或室內(nèi)單元、通道、排放和泄漏。一個(gè)評(píng)價(jià)單元不一定每項(xiàng)都包括，要根據(jù)具體情況選取恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，填入前面火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）計(jì)算表中，并將這些危險(xiǎn)系數(shù)相加，得到單元一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1。2022/11/173.確定一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F12022/11/112022/11/172022/11/11

4.確定特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2特殊工藝危險(xiǎn)性是影響事故發(fā)生概率的主要因素、共包括十二項(xiàng)內(nèi)容，即毒性物質(zhì)、負(fù)壓物質(zhì)、在爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作、粉塵爆炸、釋放壓力、低溫、易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量、腐蝕、泄漏、明火設(shè)備、熱油交換系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。一個(gè)評(píng)價(jià)單元不一定每項(xiàng)都包括，要根據(jù)具體情況選取恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，填入前面火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）計(jì)算表中，并將這些危險(xiǎn)系數(shù)相加，得到單元特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2。2022/11/174.確定特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F22022/11/112022/11/172022/11/115.確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3F3=F1×F2

6.確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI、危險(xiǎn)等級(jí)F&EI=MF×F3危險(xiǎn)等級(jí)按下表確定。2022/11/175.確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F32022/11/117.安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)C道七版考慮的安全措施分成三類：工藝控制(C1)、物質(zhì)隔離(C2)、防火措施(C3)。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(méi)有采取的安全措施，系