中国矿业大学北京安全系统工程课件三.ppt

中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,Safety Engineering,主讲人：朱红青 电话： 62339035 Email: ,安全系统工程-本科教程,中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院,目录,概述 事故致因理论 系统安全分析 事故树分析 系统安全评价 安全决策,3,1,2,4,5,6,事故致因理论,系统安全分析在安全系统工程里的地位及与其他内容的关联,系统安全分析（System Safety Analysis）的目的是为了保证系统安全运行，查明系统的危险因素，以便采取相应的措施消除系统故障或危险。,概述 安全检查表 预先危险性分析 故障类型和影响分析 危险性和可操作性研究 事件树分析,第三章 系统安全分析,1,2,3,4,5,6,第一节 概述,系统安全分析内容,系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析，主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系： 调查、分析直接或间接诱发事故或故障的可能因素； 调查和分析可能的故障或事故的后果; 调查和分析防止伤害和损害的安全防护措施。,第一节 概述,安全检查表法(Safety Checklist)； 预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，PHA)； 故障类型和影响分析(Failure Model and Effects Analysis，FMEA)； 危险性和可操作性研究(Hazard and Operability Analysis，HAZOP)； 事件树分析(Event Tree Analysis, ETA)； 事故树分析(Fault Tree Analysis，FTA)； 因果分析(Cause-Consequence Analysis，CCA)。,系统安全分析方法,第一节 概述,方法的选择-按系统生命周期,第一节 概述,最终目的辨危险源，在实际工作中可表现为： (1)对系统中所有危险源，查明并列出清单； (2)掌握危险源可能导致的事故，列出潜在事故隐患清单； (3)列出降低危险性的措施和需要深入研究部位的清单； (4)将所有危险源按危险大小排序； (5)为定量的危险性评价提供数据。,系统安全分析目的,概念：系统安全分析是使用系统工程的原理和方法辨别、分析系统存在的危险因素，并根据实际需要对其进行定性、定量描述的技术方法,第二节 安全检查表法,安全检查 对工程、系统的设计、装置条件、实际操作、维修等进行详细检查以识别所存在危险性。 安全检查有厂级普遍性安全检查、专业检查，季节性检查、专项设备（设施）安全检查,综合性安全检查等，应用十分普遍、广泛。 安全检查内容： 它包括查思想、查管理（“三同时”）、查隐患、查事故处理（“四不放过”）几方面，具体包括： (1)偏离设计的工艺条件所引起的安全问题；（物的不安全状态） (2)偏离规定的操作规程所引起的安全问题；（人的不安全行为） (3)新发现的安全问题。,概念及内容,第二节 安全检查表法,三同时与四不放过,事故处理的“四不放过”原则： (1)事故原因没有查清不放过； (2)事故责任者没有严肃处理不放过； (3)广大职工没有受到教育不放过； (4)防范措施没有落实不放过。,第二节 安全检查表法,安全检查表法 是将被评价系统剖析，分成若干个单元或层次，列出各单元或各层次的危险因素，然后确定检查项目，把检查项目按单元或层次的组成顺序编制成表格，以提问或现场观察方式确定各检查项目的状况并填写到表格对应的项目上，从而对系统的安全状态进行评价。 安全检查表法内容 安全检查表分析利用检查条款按照相关的标准、规程、规范及规定等对已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。 A.国内外事故案例；B.本单位经验；C.系统安全分析确定的安全部位及防范措施；D.研究成果,概念及内容,第二节 安全检查表法,设计用安全检查表：主要供设计人员进行安全设计时使用，也以此作为审查设计的依据。其主要内容包括：厂址选择，平面布置，工艺流程的安全性，建筑物、安全装置、操作的安全性，危险物品的性质、储存与运输，消防设施等。 厂级安全检查表：供全厂安全检查时使用，也可供安技、防火部门进行日常巡回检查时使用。其内容主要包括厂区内各种产品的工艺和装置的危险部位，主要安全装置与设施，危险物品的贮存与使用，消防通道与设施，操作管理以及遵章守纪情况等。 车间用安全检查表：供车间进行定期安全检查。其内容主要包括工人安全、设备布置、通道、通风、照明、噪声、振动、安全标志、消防设施及操作管理等。 工段及岗位用安全检查表：主要用作自查、互查及安全教育。其内容应根据岗位的工艺与设备的防灾控制要点确定，要求内容具体易行。 专业性安全检查表：由专业机构或职能部门编制和使用。主要用于定期的专业检查或季节性检查，如对电气、压力容器、特殊装置与设备等的专业检查表。,安全检查表分类,第二节 安全检查表法-安全检查表编制,组成安全检查表编制组,收集同类安全检查表,分析评价对象,包括： 评价方法、评价结果、使用效果、在用的检查表格。,分析评价对象的结构、功能、工艺条件、管理状况、运行环境、可能的事故后果。 注意收集以前发生事故的记录和各类图纸及说明书。,由安全专家、技术人员、管理人员、操作员组成。,根据各单元的危险因素清单确定。,确定评价项目,编制表格,专家会审,表格使用,检查有无遗漏项目。,补充与修改,序号 检查项目 检查依据 结果（是/否） 发现问题 1 塔身受力方向 有无裂纹吗？ GB5144-94,图 安全检查表法的评价过程,第二节 安全检查表法,优点 简单明了，现场操作人员和管理人员都易于理解与使用。 克服了传统安全检查的缺陷 不仅可起到指导和备忘录的作用，而且会使安全检查工作更为系统、全面和准确。 全面性、系统性、标准化、规范化， 分析的弹性很大，既可用于简单的快速分析，也可用于深层次的分析。 缺点： (1)只能作定性的评价，不能给出定量的评价结果； (2)只能对已经存在的对象进行评价，如果要对处于规划或设计阶段的对象进行评价，必须找到相似或类似的对象。,优缺点,第二节 安全检查表法,安全检查表分析可适用于工程、系统的各个阶段。 安全检查表可以评价物质、设备和工艺，常用于专门设计的评价，检查表法也能用在新工艺（装置）的早期开发阶段，判定和估测危险，还可以对已经运行多年的在役（装置）的危险进行检查 安全检查表常用于安全验收评价、安全现状评价、专项安全评价，而很少推荐用于安全预评价。,适用范围,第二节 安全检查表法,安全检查表实例1,第二节 安全检查表法,我国国家标准GB 1354892光气及光气化产品生产装置安全评价通则中的安全检查表格式如表1所示。该检查表属否决型检查表，必须达到的条款在检查表的备注栏内以标注。该检查表包括场地条件、安全设计、运行管理、安全管理4个部分，每部分又细分为若干具体的条款。,安全检查表实例2,第二节 安全检查表法,系统安全分析中，安全检查表的编制方法，安全检查表分析的优缺点及适用条件？ 根据用途和安全检查表内容，安全检查表可分为哪几种类型？（设计用安全检查表 、） 某精细化学品工厂拟了解自身的安全生产水平，在进行安全现状评价时，请问能否运用安全检查表法来进行分析，说明理由。,思考题,选择题及填空,1. 利用检查条款按照相关的标准、规程、规范及规定等对 的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。 A. 未知 B.已知 C.特殊 D.一般 2.安全检查有厂级普遍性安全检查、专业检查，季节性检查、专项设备（设施）安全检查、 、不定期职工代表巡视安全检查。 A. 综合性安全检查 B.指令性安全检查 C.防火防爆安全检查 D.预防性安全检查 3.编制安全检查表的主要依据有（）： A.国内外事故案例；B.本单位经验；C.系统安全分析确定的安全部位及防范措施；D.研究成果;E.确定检查对象；F.相关的标准、规程、规范及规定 4.三同时、四不放过是指 。,安全管理危险有害因素辨识,企业是否建立、健全本单位生产责任制度，组织制订本单位安全生产规章制度和操作规程，保证本单位的安全投入的有效实施，企业经常进行安全检查和日常的安全巡查，及时消除生产安全事故隐患，组织制订并实施本单位的生产安全事故应急救援预案，是否依法设置安全生产管理机构和配备安全生产管理人员，是否对从业人员进行安全生产教育和培训，保证从业人员具备必要的安全生产知识，熟悉有关的安全生产规章制度和安全操作规程，掌握本岗位的安全操作技能。 企业采用新工艺，新技术，新材料或者使用新设备，是否了解，掌握其安全技术特性，采取有效的安全防护措施，并对从业人员进行专门的安全生产教育和培训。生产经营单位的特种作业人员是否按照国家有关规定经专门的安全作业培训，取得特种作业人员操作资格证书，再进行上岗作业。,第三节 预先危险性分析方法,预先危险分析 预先危险性分析应用于新系统设计、已有系统改造方案设计、选址阶段，在人们还没有掌握该系统详细资料时，用来分析、辨识可能出现或已存在的危险因素，尽可能在设计阶段找出预防、改正、补救措施，消除或控制危险因素。 预先危险分析目的 通过预先危险分析（PHA），力求达到以下4个目的： 大体识别与系统有关的主要危险； 鉴别产生危险的原因； 预测事故出现对人体及系统产生的影响； 判定已识别的危险性等级，并提出消除或控制危险性的措施。,概念和内容,第三节 预先危险性分析方法,PHA分析程序,使用PHA方法时所需资料 需要获得装置设计标准、设备说明、材料说明及其他资料； 需要收集与装置或系统相关的有用资料，以及其他类比装置的资料。 需要应尽可能从不同渠道汲取相关经验，包括相似设备的危险性分析、相似设备的操作经验等。 为了让PHA达到预期的目的，分析人员必须获取可行性研究报告，必须知道工程所包含的主要化学物品、反应、工艺参数，以及主要设备的类型等。,第三节 预先危险性分析方法,PHA分析表格编制和等级划分,PHA表格一般包括： 评价系统的基本目的、工艺过程、控制条件及环境因素 划分子系统 的名称； 查明分析单元可能出现的危害； 确定危害的起因； 提出消除或控制危险的对策。,第三节 预先危险性分析方法,热水器用煤气加热，装有温度、煤气开关联动装置，水温超过规定温度时，联动装置将调节煤气阀的开度。如发生故障，致压力过高时，则由泄压安全阀放出热水，防止发生事故。,举例1,第三节 预先危险性分析方法,氯气干燥岗位风险性分析,举例2,第三节 预先危险性分析方法,PHA分析方法优缺点,优点： 最初产品设计或系统开发时，可以利用预先危险分析的结果，提出应遵循的注意事项和对策措施，使得设计更安全可靠； 由于在产品设计时，即可指出存在的主要危险，从一开始便可采取措施，排除、除低和控制危险，大大降低因产品造成危险的可能性和严重程度； 可用来制定设计管理方法和制定设计技术责任，以保证提高设计和加工的可靠性。 缺点： 项目建设初期,第三节 预先危险性分析方法,PHA分析方法适用范围,预先危险分析应该在系统或设备研制的初期进行，随着设计研制工作的进展，这种分析应不断进行，分析结果用于改进设计和制造。 对于现役的系统或设备也可采用预先危险分析，考察其安全性。,思考题,1.预先危险分析（PHA）内容、优缺点、适用范围？ 2.预先危险分析（PHA）与建设项目“三同时”的关系？ 3.请对某发电厂进行预先危险性分析（依据文件是？）。,选择题及填空题,1.进行预先危险分析方法，危险性等级III级代表的危险程度是（） A. 安全的 B.临界的 C.危险的 D.灾难性的 2.在进行预先危险分析时，对与危险程度“危险的”的系统，应采取措施是（） A. 不至于造成人员伤害和系统损害； B.不会造成人员伤害和主要系统的损坏，并且可能排除和控制； C.会造成人员伤害和主要系统的损坏，为了人员和系统安全，需立即采取措施； D.会造成人员死亡或众多伤残、重伤及系统报废。 三、分析题 某电厂燃煤为煤矸石、煤泥、中煤的混合物，由于当地煤矿供应。由矿区选煤厂直接送至电厂。 （1）从网上查找输煤系统的构成？ （2）简述预先危险性分析的内容？ （3）简述预先危险分析方法如何划分危险等级？ （4）按照企业职工事故伤亡分类确定该运煤系统的危险因素？,第四节 故障类型和影响分析,故障类型和影响分析方法 故障类型和影响分析是将工作系统分割为子系统、设备或元件，逐个分析各自可能发生的故障类型及其产生的影响，以便采取相应的防治措施，提高系统的安全性。 对每个子系统或部件提问： 故障类型是什么？ 故障类型的影响是什么？ 如何检测此故障？ 故障严重程度？,概念和内容,第四节 故障类型和影响分析,故障 元件、子系统、系统在运行时，达不到设计规定的要求，因而完不成规定的任务或完成的不好。 故障类型 系统、子系统或元件发生的每一种故障的形式称为故障类型。例如：一个阀门故障可以有四种故障类型：内漏、外漏、打不开、关不严。 故障等级 根据故障类型对系统或子系统影响的程度不同而划分的等级称为故障等级。,几个基本概念,第四节 故障类型和影响分析,1.系统或装置的P&IDS（管线和设备仪器图）； 2.设备、配件一览表 3.设备功能和故障模式方面的知识； 4.系统或装置功能及对设备故障处理方法知识。,所需资料,第四节 故障类型和影响分析,故障分类,FMEA等级划分及故障概率,第四节 故障类型和影响分析,FMEA分析程序,第四节 故障类型和影响分析,明确系统本身的情况,确定分析 程度和水平,绘制系统图 和可靠性框图,列出所有故障类型 并选出对系统有影响的故障类型,分析故障模式及影响,评定故障等级,研究故障检测方法,提出预防措施,填写FMEA表,几种常见表格,第四节 故障类型和影响分析,FMEA分析方法实例1,空气压缩机贮罐故障类型和影响分析。 空气压缩机贮罐属于压力容器，其功能是贮存空气压缩机产生的压缩空气。这里仅考察贮罐的罐体和安全阀两个部件。,第四节 故障类型和影响分析,FMEA分析方法实例2,1电机运行系统故障类型和影响分析 一电机运行系统，该系统是一种短时运行系统，如果运行时间过长则可能引起电线过热或者电机过热、短路。,第四节 故障类型和影响分析,FMEA分析方法实例3,起重机制动装置和钢丝绳的部分故障类型和影响、危险度分析。（危险有害因素分析）,第四节 故障类型和影响分析,FMEA分析方法优缺点,目的：辨识单个故障类型造成的事故后果 适用范围：主要用于设备和机器故障的分析，也可用于连续生产工艺（主要用于硬件和系统分析） 使用方法：将系统分解，求出零部件发生各种故障类型时，对系统或子系统产生的影响 资料准备：系统、装置、设备表、说明书 人力、时间：熟悉设备故障类型者23人，每人每小时可分析24项 效果：定性并可进一步定量，找出故障类型对系统的影响,第四节 故障类型和影响分析,思考题,故障类型及影响分析（FMEA）分析步骤，方法特点及适用范围？（应用） 危险度分析与FMEA的区别？（理解） 对氯气储罐进行FMEA。 阀门的故障类型一般包括？ 1.故障是指元件、子系统、系统在运行时（） A达不到设计规定的要求，因而完不成规定的任务或完成的不好 B达不到设计规定的要求，造成人员伤亡的情况 C达不到设计规定的要求，造成财产损失的情况 D达不到国家有关标准的要求，因而完不成规定的任务或完成的不好,第四节 故障类型和影响分析,第五节 危险性和可操作性研究,危险性和可操作性研究 危险和可操作研究（HAZOP）研究的侧重点是工艺部分或操作步骤各种具体值，它的基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态的偏离设计意图加以确定，然后再继续分析造成的原因、后果及可采取的措施。 危险性和可操作性研究目的 它通过系统分析新设计或已有工厂的生产工艺流程和工艺功能，来评价设备、装置的个别部位因误操作或机械故障而引起的潜在的危险，并评价其对整个工厂的影响。,概念和内容,第五节 危险性和可操作性研究,HAZOP分析程序,第五节 危险性和可操作性研究,HAZOP分析流程图,HAZOP分析需要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步骤，然后用引导词找出过程的危险。 得到的结果为： 偏差的原因、后果、保护装置、建议措施； 需要更多的资料才能对偏差进行进一步的分析。,分析过程说明-工艺参数及引导词,关键词（引导词） + 工艺参数 = 偏差,第五节 危险性和可操作性研究,结果汇总,分析结果文件,第五节 危险性和可操作性研究,第五节 危险性和可操作性研究,借助“第三讲 如果怎么样”中制备磷酸氢二铵的例子进行“可操作性研究”分析。由磷酸和氨水制备磷酸二氢铵的流程简图。假定磷酸和氨水自高位槽中靠重力流入反应器，反应器为常压操作。,HAZOP方法实例,小结,评价目标 ：偏差及其原因、后果、对系统的影响 定性定量 ：定性 方法特点 ：通过讨论，分析系统可能出现的偏差、偏 差的原因、后果及对整个系统的影响 适用范围：化工系统、热力水力系统的安全分析 应用条件：分析评价人员熟悉系统，有丰富的知识和 实践经验 优缺点 ：简便易行，受分析评价人员主观因素影响,HAZOP方法特点,作业,思考题,1.简述危险和可操作性研究方法的基本概念、基本步骤、适用范围和特点。 2.对某化工厂连续反应工艺采用HAZOP。 3.网上调查反应釜价格、型号、性能（教学和实际生产中的）。 （1）危险和可操作性研究方法的侧重点是（） A.系统中的危险有害因素产生原因 B.事故后果 C.事故发生可能性 D.工艺部分及操作步骤各种具体值 （2）HAZOP使用引导词能识别出每个分析节点或操作步骤的所有偏差，以下不属于引导词的是（） A伴随 B不同 C 部分 D异常 （3）HAZOP方法需要一定量的工艺详细资料，因此该方法主要用于设计的（） A设计之前 B设计初期 C设计中期 D设计审查阶段 （4）下面属于引导词中概念参数的是（） A 反应 B 流量 C温度 D时间,第六节 事件树分析方法,事件树分析方法 ETA的理论基础是决策论。它与FTA正好相反，是一种从原因到结果的自下而上的分析方法。从一个初因事件开始，交替考虑成功与失败的两种可能性，然后再以这两种可能性为新的初因事件，如此继续分析下去，直至找到最后的结果为止。因此，它是一种归纳逻辑图，能够看到事故发生的动态发