（企业管理专业论文）供电企业安全生产危险识别研究.pdf

摘要 供电企业的安全问题是关系国计民生的重要问题，如何及时准确地发现安全 隐患，尽早采取措施避免隐患转化为事故，这是国内外电力专家、学者以及企业 管理者一直着重研究探讨的课题。安全系统工程运用系统分析理论解决安全问 题，提供了较完整的定性的、定量的危险识别方法，通过科学的预先分析，找出 系统中存在的薄弱环节和主要不安全隐患，较好地解决了供电企业事故隐患的辨 识和安全防范问题。 系统危险识别分为定性识别和定量识别。基本的和常用的方法包括安全检查 表、危险性预先分析、事件树分析和事故树分析。事故树分析既适用于定性分析， 又能进行定量分析，简明、形象、准确、实用，是一种国内外公认的分析方法。 文章对此方法做了重点介绍。 电力体制改革，厂网分开，使供电企业面临着新的安全问题。通过对供电企 业发生的事故的统计分析，将事故划分为人身、电网、设备三大类型，采用危险 识别的方法对其进行辨识和评价。以高空坠落人身伤害事故和变压器设备事故为 实例，采用事故树分析对其进行定性分析，查找了不安全隐患，通过进一步的定 量分析，分析了各种基本事件( 隐患) 对发生顶事件( 事故) 的影响大小，从而 找出了发生事故的主、次原因，为采取相应防范措施提供了科学的依据。系统危 险识别超前地、有预见性地对危险进行了诊断，较准确地评价出危险的存在程度， 科学地预防事故，保证了电网安全可靠运行。 关键词：供电企业；危险；识别 a b s t r a c t t h es e c u r i t yq u e s t i o no ft h ep o w e rs u p p l ye n t e r p r i s ei sa ni m p o r t a n tp r o b l e m ，i t i sc o n c e r n i n gt h en a t i o n a le c o n o m ya n dt h ep e o p l e sl i v e l i h o o d ，h o wf i n dp o t e n t i a l s a f e t yh a z a r d ，t a k e m e a s u r e sa ss o o na sp o s s i b l ea c c u r a t ei nt i m et op r e v e n th i d d e n d a n g e rf r o m t u r ni n t ot h ea c c i d e n t ，i ti se l e c t r i ce x p e r t sa th o m ea n da b r o a d ，s c h o l a r a n d e n t e r p r i s e s a d m i n i s t r a t o rt h a th a v eb e e n s t u d y i n g t h e s u b j e c tp r o b e di n t o e m p h a t i c a l l ya l lt h et i m e t h es a f es y s t e me n g i n e e r i n gu s e st h en e t w o r ka n a l y s i s t h e o r yt o s o l v et h es a f ep r o b l e m ，h a so f f e r e dm o r ei n t a c t q u a l i t a t i v e ，q u a n t i t a t i v e d a n g e r o u sd i s c e r n m e n tm e t h o d ，t h r o u g ha n a l y s i n gi na d v a n c es c i e n t i f i c a l l y , f i n do u t w e a kl i n ka n dm a i nh i d d e nd a n g e r e x i s t i n gi nt h es y s t e m ，h a v es o l v e dd i s t i n g u i s h i n g a n ds a f e t ye v a l u a t i o np r o b l e mo ft h ea c c i d e n tp o t e n t i a lo f p o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e w e l l d a n g e r o u s d i s c e r n m e n tm e t h o do ft h e s y s t e m i sd i v i d e di n t o q u a l i t a t i v e d i s c e r n m e n ta n dq u a n t i t a t i v ed i s c e r n m e n tab a s i co n ea n dc o m m o n l yu s e dm e t h o d i n c l u d i n gs a f ec h e c kt a b l e ，a n a l y s i n gd a n g e r o u s l yi na d v a n c e ，e v e n tt r e ea n a l y s i sa n d f a u l tt r e ea n a l y s i s t h ef a u l tt r e ec a nn o t o n l ys u i t a b l ef o rq u a l i t a t i v ea n a l y s i sb u ta l s o e a r l yo nq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，c o n c i s e ，v i v i d ，a c c u r a t e ，p r a c t i c a l ，i ti sf lk i n do f g e n e r a l l ya c k n o w l e d g e da n a l y t i c a lm e t h o d b o t ha th o m ea n da b r o a d t h i sp a g ea r t i c l e h a sd o n et h ek e yi n t r o d u c t i o nt ot h i sk i n do f m e t h o d ， e l e c t r i cs y s t e mr e f o r m ，s e p a r a t et h ef a c t o r ya n d n e t w o r k ，m a k et h ep o w e r s u p p l y e n t e r p r i s ef a c et h en e ws e c u r i t yp r o b l e m p a s st h es t a t i s t i c a la n a l y s i so fa c c i d e n t h a p p e n n i n gt ot h ep o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e ，t h r e em a j o rt y p e so fb o d y ，e l e c t r i cw i r e n e r i n g ，e q u i p m e n t t h a td i v i d et h ea c c i d e n t ，a d o p tt h ed a n g e r o u sd i s c e r n m e n tm e t h o d t od i s t i n g u i s ha n d a p p r a i s ei t t h ee q u i p m e n ta c c i d e n t so fv o l t a g et r a n s f o r m e ra n dt h e b o d i l yi n j u r ya c c i d e n to f f a l li nt h ea l t i t u d et h a tt h i st e x ta r ed o n ef o rt h ee x a m p l e ， a d o p tt h ef a u l tt r e et oa n a l y s ei td e t e r m i n i n gt h en a t u r e ，h a sl o o k e df o rt h eh i d d e n d a n g e r , t h r o u g hf u r t h e rq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，a n a l y s ev a r i o u sk i n d so fb a s i ci n c i d e n t ( h i d d e nd a n g e r ) t oh a p p e n o fs i z eo fi n f l u e n c eo f i n c i d e n t ( a c c i d e n t ) ，t h u sf o u n do u t t h em a i nf a c t ，r e a s o no n c eo ft h ea c c i d e n to f h a p p e n n i n g ，h a so f f e r e dt h es c i e n t i f i c b a s i sf o rt a k i n gt h ec o r r e s p o n d i n gm e a s u r e d a n g e r o u sd i s c e r n m e n tm e t h o do ft h e s y s t e md i a g n o s ed a n g e r o u se x c e e dt h e f o r e b a y , p r e d i c t a b l y , a p p r a i s e o u tt h e d a n g e r o u se x i s t e n c ed e g r e em o r ea c c u r a t e l y , p r e v e n tt h ea c c i d e n ts c i e n t i f i c a l l y , h a v e g u a r a n t e e d t h es a f ea n dr e l i a b l eo p e r a t i o no fe l e c t r i cw i r e n e t t i n g k e y w o r d ：p o w e rs u p p i ye n t e r p r i s e ：d a n g e r o u s ：d i s c e r n n m n t 大连理工大学硕士学位论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下开展研究工作所 取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其它个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连理工大学或其它教育 机构的学位或证书而产生的成果( 如学位论文等) 。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果， 并愿为此承担一切法律责任。 学位论文作者签名：歹穿五毒哆 r 期：即埤月蝈 供电企业安全生产危险识别研究 1 引言 1 1 问题的提出 电力工业是国民经济的基础行业，电力系统的安全不仅仅涉及行业本身，而 且涉及社会稳定和其它用电行业的安全，涉及到国民经济的健康发展。电力企业 作为维系电力工业安全的主体，其自身的安全运行关系全局，意义重大。 现代科学技术和工业生产的迅猛发展，一方面繁荣了经济和人们的生活，另 一方面现代化大生产隐藏了众多的潜在危险。就电力系统来讲，电力网络不断扩 展，网络构成及网络控制更加复杂，自动化程度不断提高，高电压、大电流、长 距离输电使电网稳定问题愈加突出。现代化的工业和人民生活对电的依赖程度越 来越高，对电力可靠性和电压质量的要求不断提高，从而使电力企业的安全供电 成为关系国计民生的重大问题。 2 0 0 3 年8 月1 4 日，美国东北部、中西部和加拿大东部联合电网发生大停电， 波及的地域有美国6 个州以及加拿大的2 个省，影响的人口约5 0 0 0 万，地域约 2 4 0 0 0 平方公里，停电时间持续2 9 小时，损失负荷6 1 8 0 0 兆瓦。而随后，英国、 马来西亚、瑞典、芬兰、丹麦、意大利等国又相继发生了较大面积的停电事故。 “安全第一，预防为主”是电力企业一贯坚持的正确方针，电力企业通过不 断强化安全管理，有效地防范了事故的发生。但同时不能否认，电力企业预见事 故的水平和超前控制事故的能力仍不尽入意，事故的隐患仍然存在，在一定程度 上讲，事故发生的概率仍然很高、造成的影响仍很严重。如何科学地预测，评估 事故的危险已成为世界性的电力研究课题。 系统科学的产生与应用，启发了人们的思想，促使人们用一个全新的观念来 解决电力生产中的安全问题，即从系统的概念出发，用系统的思想方法来考察和 解决生产中的问题。具体地讲，就是运用系统分析理论，对系统的规划、设计、 制造、运行、维护等各个阶段进行有效的组织管理，通过最佳方案的选择使系 统在各种约束条件下，达到最合理、最经济、最有效的预期目标。 基于安全系统工程理论，系统危险识别提供了定性的和定量的安全分析评价 方法，通过科学的预先分析，可以了解系统中存在的薄弱环节和危险性，了解危 险性转化为事故的条件，进而找出发生事故的真正原因，特别是可以查出未曾预 料到的和被忽视的原因：可以通过定量分析预测事故发生的概率。从而采取有效 供电企业安全生产危险识副研究 措旋控制事故的发生。 1 2 国内外研究概况及发展趋势 系统危险识别是安全系统工程理论研究分析、评估系统安全性的方法和途 径，是对系统( 研究对象) 危险性的定性和定量分析“。基本的、初步的识别方法 起源于西方，上世纪7 0 年代末8 0 年代初传至我国。随着世界经济的不断发展， 特别是系统安全理论的不断成熟，新的识别方法层出不穷，并得到广泛应用。1 9 8 9 年，机械行业制定了“机械工厂安全性评价标准”，主要针对人身安全方面的危 险因素进行识别评估。1 9 9 0 年，中国石油化工总公司制定了“石油化工企业安 全评价实施办法”，识别的内容扩大到设备安全。目前，电力行业正在开展基于 “评分法”的安全性评价，对人身、电网、设备的安全性进行辩识和评估。在国 外，一些专业性的安全识别机构应运而生，如南非全国职业安全协会( n o s a ) ， 以其“n o s a 五星系统”对企业的职业安全和健康及环境保护进行识别评价；美 国的爱第立特公司( a d l i m e ) 是国际性研究、咨询、管理公司，它以不同的风 险识别方法，如：事故树法、可操性研究( o 、s ) 、专家经验等对系统的安全性、 潜在危险及可能造成的损失进行评估。 系统危险识别作为安全系统工程的重要内容，具有很大的研究空间和广阔的 发展前景，需要在实践中不断完善和发展。 1 3 研究思路及主要内容 本文通过深入了解供电企业安全生产状况，系统地总结分析了其所发生的安 全事故，归纳了其存在的安全隐患，研究了供电企业安全生产危险识别的必要性， 并运用安全系统工程理论恩想，介绍了系统危险识别的定性的和定量的分析方 法，针对供电企业安全生产存在的不安全因素进行辨识。希望借此分析，为供电 企业提供一种有效的手段，超前地有预见性地诊断危险的存在，以及较准确地评 价危险的存在程度，做到科学地预防，保证电力系统的安全运行。同时也想通过 本文所做的工作，为更进步地研究安全系统工程及其在电力系统的应用提供一 种思路或做一个铺垫。 供电企业安全生产危险识别研究 2 系统安全识别 2 1 安全系统工程 安全系统工程是应用系统工程的原理与方法，识别、分析、评价、控制系统 中的各种危险，对设备、运行状况、环境、人员状态等因素进行分析评价和综合 处理，使系统可能发生的事故得到控制，并使系统安全性达到最佳状态。安全系 统工程是从根本上和整体上考虑安全问题，是解决安全问题的具有战略性的措 施。它在预测系统发生事故的可能性的同时，提供了一整套的评价方法，对安全 性进行了定性、定量评价，从而为决策人员提供决策依据，并据此采取相应安全 措施。 2 2 系统危险识别 系统危险识别是安全系统工程的重要内容，概括地讲它包括两部分内容：系 统危险分析、系统安全性评价1 。 为了保证系统的安全，必须仔细地寻找引起系统发生事故的各种事件以充分 认识系统中的危险性，只有分析得准确，才能在安全性评价中得到正确的答案。 可见，系统危险分析在安全系统工程中占有十分重要地位。根据实际需要和系统 完善的不同程度，可以把分析进行到不同深度，可以是初步的或详细的，定性的 或定量的，每种深度都可以得出相应的答案，来满足不同项目、不同情况的要求。 当前已经发表的系统危险分析方法有数十种之多，每一种方法都有自己产生 的历史和条件，所以并不能处处都通用。要完成一个准确的分析，就要综合使用 多种分析方法，取长补短，有时这要相互比较，看哪些方法和实际情况更吻合。 因此，应当熟悉各种方法的内容和长处，用起来才能得心应手。由于各种方法是 从各种不同角度对系统的危险性进行分析，所以其中不少方法是雷同或重复的， 这也正说明安全系统工程是一门新学科，尚处于蓬勃发展的阶段，很多方法还未 定型的缘故。 通过实践，一般认为定性分析的系统安全分析方法，如安全检查表法、故障 类型和影响分析法、事件树分析法和事故树分析法等较为实用。中国自2 0 世纪 7 0 年代末才开始介绍和推广应用系统安全分析的方法，虽然起步较晚，但已广 为人们所接受。 供电企业安全生产危险识别研究 系统危险分析的目的，就是为了评价系统的安全性。通过分析，了解系统中 潜在危险和薄弱环节所在，发生事故的概率和可能的严重程度等，这些都是评价 的依据。 定性分析的结果只能做定性评价，也就是说，能够知道系统中危险性的大致 情况。例如，数据多少和严重程度等。但这比起凭经验来进行安全管理的方法。 已经系统和准确得多了。只有经过定量的评价才能充分地发挥安全系统工程的作 用。决策者可以根据评价的结果选择技术路线，保险公司可以根据企业不同的安 全性规定不同的保险金额，领导和监察机关可以根据评价结果督促企业改进安全 状况。 j 归纳起来，系统危险识别就是采用系统危险分析和系统安全评价的办法，通 过定性的和定量的分析，研究系统中存在的薄弱环节，危险转化为事故的条件， 预测事故发生的概率，从而采取有效措施，控制事故的发生。 2 3 危险识别方法 2 3 1 安全检查表 安全检查表( s a f e t y c h e c k l i s t ，简称为s c l ) 是进行安全检查、发现潜在 危险，督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。它是系统危 险识别的最基本、最初步的一种形式。 “s c l ”实际上就是一份实施安全检查和诊断的项目明细表，是安全检查结 果的备忘录”。事先对检查对象加以剖析、分解，根据理论知识、实践经验、有 关标准、规范和事故情报等进行周密细致的思考，确定检查的项目和要点，将检 查项目和要点按系统编制成表，按规定的项目逐条检查和诊断。 ( 1 ) 编制的原则 编制工作要具有科学性 传统管理往往凭经验、拍脑袋办事，不能真正体现“预防为主”的管理思想。 供电企业是一个人、设备、环境密切相关的复杂系统，要识别、控制、预防危险， 首先必须对电力系统进行充分的认识，强调运用的安全检查表应具有科学性。其 次要在编制之前充分揭示电力系统的危险性及危险发生的可能性，既要重视人的 不安全行为，也要重视设备的不安全状态，同时要考虑外界环境因素可能造成的 影响。 4 供电企业安全生产危险识别研究 “s c l ”具有科学性，还要注重表中的内容和条目顺序必须与技术规范、安 全规程、工艺标准相匹配。 简明实用 “s c l ”是发现问题和危险识别的统一“标尺”，它的“刻度”既要“精密”， 又要适度；既要便于“测量”，又要便于使用。所谓“精密”，是要求表中的项目 应包括所有的检查点，但检查点太多、太细、往往又会掩盖重点。因此，检查表 应抓住重点，简单明了，便于使用，掌握好适度原则。 共同编制，不断完善 “s c l ”编制宜采取“三结合”的方法，由管理人员、专业技术人员、一线 工人共同编制，并在实践中不断修订完善。编制要与本企业实际情况相结合，要 有针对性。 ( 2 ) 格式 表2 1 安全检查表 t a b l e2 1 s a f e t yc h e c k l i s t 序号项目名称 检查内容检查结果 检查时间和检查人备注 序号：统一编号。 、 项目名称：例如电网、变压器、二次设备等等。 检查内容：在修辞上可以用陈述句，也可以用疑问句。 检查结果：即回答栏，可采用“是”或“否”，“4 或”，也可采用 打分办法。 检查时间和检查人：如实及时填写。 备注：可以注明建议改进的措施或情况说明等。 为了使安全检查表进一步细化，还可根据实际要求，增添栏目，如将各项检 查的内容的标准或参考标准列出，或对各个项目的重要程度做出标记等。 f 3 ) 优缺点 能根据预定的目标要求进行检查，做到突出重点、避免遗漏，便于发现和 查明危险和隐患。 供电企业安全生产危险识别研究 可以针对不同对象编制各种安全检查表，使安全检查和事故分析标准化、 规范化。 便于存档，有利于落实安全生产责任制，可作为安全检查人员履行职责的 凭据。 通过制定安全检查表，有利于提高各级人员现场安全检查水平和技术水 平。 主要缺点是不能进行定量评价。 2 3 2 危险性预先分析 危险性预先分析( p r e l i m i n a r yh a z a r da n a l y s i s ，简称为p h a ) ，是一种定性危 险识别方法。 “p h a ”是在每项工程活动之前，如设计、施工、生产之前或技术改造后制 定操作规程和使用新工艺等情况之前，对系统存在的危险性类型、来源、发生条 件、导致事故的后果以及有关措施等，做一概略分析，其目的是辨识系统中存在 的潜在危险，确定危险等级，防止危险演化为事故。 ( 1 ) 危险性的辨识 要对系统进行危险性分析，首先要找出系统可能存在的所有危险因素，也就 是危险性辨识要解决的问题。所谓危险因素，就是在一定条件下能够导致事故发 生的潜在因素。既然危险因素有一定的潜在性，辨识危险因素就需要有丰富的知 识和实践经验。为了迅速查出危险因素，可以从以下几方面入手： 从能量转移概念出发 能量转移论的基本观点是：人的生产活动和生活实践都离不开能量，能量在 受控情况下可以做有用功，制造产品或提供服务。一旦失控，能量就会做破坏功， 转移到人就造成人员伤亡，转移到物就造成财产损失或环境破坏，能量转移论者 认为，事故就是不希望的能量转移的结果。 该理论的原始出发点是防止人身伤害事故。他们认为：“生物体( 人) 受伤害 只能是某种能量的转移”，并提出了“根据有关能量对伤亡事故加以分类的方法”。 哈登( h a d d o n ) 将伤亡分为两类，第类伤害是由于施加了超过局部或全身性损伤 的能量引起的，第二类伤害是由于影响了局部或全身性能量交换引起的”“。 既然事故来自于能量的非正常转移，那么，在对一个系统进行危险因素辨识 的时候，首先就要确定系统内存在的各种类型的能源，以及它们存在的部位，正 供电企业安全生产危险识别研究 常或不正常转移的方法，从而确定种种危险因素。这也就是按第一类伤害的能量 类型确定危险因素。其次，还要按第二类伤害考察影响人体内部能量交换的危险 因素，如引起窒息、中毒、冻伤等的致害因素。 从人的操作失误考虑 一个系统运行的好坏和安全状况如何，除了机械设备本身的性能、工艺条件 外，很重要的因素就是人的可靠性。特别是我国，由于受科学技术水平和经济的 限制，多数机械设备还达不到本质安全的要求，因此，在系统运行过程中必然存 在程度不同的危险性。这样，人的操作行为的可靠度对系统安全性有着更加重要 的影响。然而，人作为系统的一个组成部分，其失误概率要比机械、电气、电子 元件高几个数量级。这就要求，在辨识系统可能存在的危险性时，还要从操作标 准中查找可能偏离正常造成损伤的危险。在这方面，人机工程、行为科学都有成 熟的经验，系统安全分析方法中也有人的差错分析、可操作性研究等可供借鉴。 从外界危险因素考虑 系统安全不仅取决于系统内部人、机、环境因素及其配合状况，有时还要受 系统以外共他危险因素的影响。其中有外界发生事故对系统的影响，如火灾、爆 炸；也有自然灾害对系统的影响，如地震、洪水、雷击、飓风等。尽管外界危险 因素发生的可能性很小，但危害却很大。因此，在辨识系统危险性时也应考虑这 些因素，特别是处于设计阶段的系统。 ( 2 ) 危险性等级 表22 危险等级划分 t a b l e2 2 d a n g e r c l a s sd i v i d i n g 。， 造成人员重大伤亡及系统严重破坏的灾难性事故，必须予以果断排除并进行重点防 灾难性的 一 范。 在分析系统危险性时，为了衡量危险性的大小及其对系统破坏性的影响程 度，可以将各类危险性划分为4 个等级，如表2 2 所示。 ( 3 ) 分析步骤 进行危险性预分析，一般采取以下几个步骤： 供电企业安全生产危险识别研究 通过精确判断、技术诊断或其他方法调查确定危险源( u p 危险因素存在于 哪个子系统中1 ，对所需分析系统的生产目的、物料、装置及设备、工艺过程、 操作条件以及周围环境等进行充分详细的调查了解。 根据过去的经验教训及同类行业生产中发生的事故f 或灾害) 情况，对系统 的影响、损坏程度、类比判断所要分析的系统中可能会出现的情况，查找能够造 成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性，分析事故( 或灾害) 的可能类型。 对确定的危险源分类，制成预先危险性分析表。 识别转化条件，即研究危险因素转变为危险状态的触发条件和危险状态转 变为事故( 或灾害) 的必要条件，并进一步寻求对策，检验对策措施的有效性。 进行危险性分级，排列出重点和轻、重、缓、急次序，以便处理。 制定事故( 或灾害) 的预防性对策措施。 2 3 3 事件树分析 ( 1 ) 事件树分析与决策论 事件树分析( e v e n t t r e e a n a l y s i s ，简称e t a ) 是安全系统工程的重要分析方法 之一。1 9 7 4 年，美国在耗资3 0 0 万美元对核电站进行风险评价中，事件树分析 曾发挥过重要作用，现在已有许多国家形成了标准化的分析方法。中国也将事件 树分析作为对已发生事故进行技术分析的方法而列入国家标准g b6 4 4 2 - - 8 6 企 业职工伤亡事故调查分析规则之中o “。 e t a 的理论基础是决策论。它与f t a ( 事故树) 正好相反，是一种从原因到结 果的自下而上分析方法。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分别作为新的初因事件，如此继续分析下去，直至找 到最后的结果为止。因此，它是一种归纳逻辑树图，事敲发生的动态发展过程形 象、清晰地贯穿在整个树图中。 ( 2 ) 事故的动态分析 事故的产生是一个动态过程，是若干事件按时间顺序相继出现结果，每一个 初始事件都可能导致灾难性的后果，但并不一定是必然的后果。因为事件向前发 展的每一步都会受到安全防护措施、操作人员的工作方式、安全管理及其他条件 的制约。因此，每一阶段都有两种可能性结果，即达到既定的目标的“成功”和 达不到既定目标的“失败”。 事件树分析从事故的起因事件( 或诱发事件) 开始，途经原因事件到结果事件 供电企业安全生产危险识别研究 为止，每一事件都按“成功”和“失败”两种状态进行分析。成功和失败的分叉 点称为岐点，用树枝的上分支作为成功事件，把下分支作为失败事件，按事件发 展顺序不断延续分析，直至最后结果，最终形成一个在水平方向横向展开的树形 图。显然，有n 个阶段，就有( n 一1 ) 个岐点。根据事件发展的不同情况，如果 已知每个岐点处成功或失败的概率，就可以计算出各种不同结果的概率。 分析步骤： 确定初始事件：初始事件一般指系统故障、设备失效、工艺异常、人的失 误等，它们都是事先设想或估计的，与此同时也设定为防止它们继续发展的安全 措施、操作人员处理措旆和程序等。 安全措施通常包括以下内容： a 能自动对初始事件做出反应的安全系统，如自动停车系统 b 初始事件发生时的报警装置 c 供操作人员做出正确处理的操作规程 d 防止事故进一步扩大的措施 编制e t a 图：将初始事件写在左边，各种设定的安全措施按先后顺序填 在顶端横栏内。 阐明事故结果：通过e t a 可得出由初始事件导出的各种事故结果。 定量计算、分级1 如果已知各种事件的发生概率，即可进行定量计算( 设 各歧点的失败概率为p i ，则成功概率为1 p i ) 。根据定量计算的结果，做出事故 严重程序的分级。 ( 3 ) 特点及适用性 事件树分析法可以定性、定量地辨识初始事件发展为事故的各种过程及后 果，并分析其严重程度。根据事件树图可在各发展阶段的每一步采取有效措施， 使之向成功方向发展。 e t a 是一种图解形式，层次清楚、阶段明显，可以进行多阶段、多因素复杂 事件动态发展过程的分析，预测系统中事故发展的趋势。 e t a 既可看作f t a 的补充，因此它可以将严重事故的动态发展过程全部揭 示出来：也可以看作f m e a ( 故障类型和影响分析) 的延伸，在f m e a 分析了故障 类型对子系统以及系统产生的影响的基础上，结合故障发生概率，对影响严重的 故障进行定量分析。 e t a 可以用来分析系统故障、设备失效、工艺异常、人的失误等，应用比较 广泛。 供电企业安全生产危险识别研究 2 3 4 事故树分析 2 3 4 1概述 事故树( f a u l tt r e ea n a l y s i s ，简记为f t a ) 也称作故障树，是一种描述事故因 果关系的有向逻辑“树”，是安全系统工程中重要的分析方法之一。它能对各种 系统的危险性进行识别评价，既适用于定性分析，又能进行定量分析。具有简明、 形象化的特点，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性。 f t a 作为安全分析评价、事故预测的一种先进的科学方法，已得到国内外的公认 和广泛采用。、 1 9 6 2 年美国贝尔电话实验室的维森( w a t s o n ) 提出此法，该法最早用于民兵式 导弹发射控制系统的可靠性研究，为解决导弹系统偶然事件的预测问题做出了贡 献。波音公司的科研人员进一步发展了f t a 方法，使之在航空航天工业方面得 到应用1 。2 0 世纪6 0 年代后期，f t a 由航空航天工业发展到以原子能工业为中 心的其他产业部门。1 9 7 4 年美国原子能委员会发表了关于核电站灾害性危险性 评价报告一拉斯姆逊报告，对f t a 做了大量和有效的应用，引起了全世界广泛 的关注，目前此法已在国外许多工业部门得到运用。 f t a 不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入揭示事故的潜在原因，因此 在工程或设备的设计阶段、在事故查询或编制新的操作方法时，都可以使用f t a 对它们的安全性做出评价，e t 本劳动省积极推广f t a 方法，并要求安全人员学 会使用该种方法。 从1 9 7 8 年起，中国开始了f t a 的研究和运用工作。实践证明f t a 适合中国 国情，在中国得到普遍推广使用。 ( 1 ) 分析步骤 事故树分析是对既定的生产系统或作业中可能出现的事故条件及可能导致 的灾害后果，按工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、 伤害事故( 不希望事件) 的各种因素之问的逻辑关系，它由输入符号或关系符号组 成，用以分析系统的安全问题或系统的运行功能问题，并为判明灾害、伤害的发 生途径及其与灾害、伤害之间的关系，提供一种形象、简洁的表达形式。 事故分析的基本程序如下： 熟悉系统：要详细了解系统状态、工艺过程及各种参数，以及作业情况、 环境状况等，绘出工艺流程图及布置图。 供电企业安全生产危险识别研究 调查事故：广泛收集同类系统的事故资料，进行事故统计( 包括未遂事故) ， 设想给定系统可能要发生的事故。 确定顶上事件：要分析的对象事件即为顶上事件。对所调查的事故进行全 面分析，分折其损失大小和发生的频率，从中找出后果严重且较易发生的事故作 为顶上事件。 确定目标值：根据经验教训和事故案例，经统计分析后，求出事故发生的 概率( 频率) ，作为要控制的事故目标值，计算事故的损失率，采取措施，使之达 到可以接受的安全指标。 调查原因事件：全面分析、调查与事故有关的所有原因事件和各种因素， 如设备、设施、人为失误、安全管理、环境等。 画出事故树：从顶上事件起，按演绎分析的方法，逐级找出直接原因事件， 直到所要分析的深度，按其逻辑关系，用逻辑门将上下层连结，画出事故树。 定性分析：按事故树结构运用布尔代数，进行简化，求出最小割( 径) 集， 确定各基本事件的结构重要度。 求出顶上事件发生概率：确定所有原因发生概率，标在事故树上，并进而 求出顶上事件( 事故) 发生概率。 进行比较：将求出的概率与统计所得概率进行比较，如不符，则返回查 找原因是否有误或遗漏，逻辑关系是否正确，基本原因事件的概率是否合适等。 定量分析：分析研究事故发生概率，如何才能降低事故概率，并选出最优 方案。通过重要度分析，确定突破口，加强控制，防止事故的发生。 原则上是上述1 0 个步骤，在分析时可视具体问题灵活掌握，如果事故树规 模很大，可借助计算机进行，目前中国f t a 一般都考虑到第7 步进行定性分析 为止，也能取得较好效果。 ( 2 ) 符号及其意义 事故树使用布尔逻辑f - j ( 与门、或门) 等产生系统的故障逻辑模型来描述设备 故障和人为失误是如何组合导致顶上事件的。许多事故树模型可通过分析一个较 大的工艺过程得到，实际的模型数目取决于危险分析人员选定的顶上事件数，一 个顶上事件对应着一个事故模型。对每个事故树逻辑模型求解产生故障序列，称 为最小割集，由此可导出顶上事件。这些最小割集序列可以通过每个割集中的故 障数目和类型定性的排序。一般地，含有较少故障数目的割集比含有较多故障数 目的割集更可能导致顶上事件，最小割集序列提揭示了系统设计、操作的缺陷， 对此分析人员应提出可能提高过程安全性的途径。 供电企业安全生产危险识别研究 进行f t a ，需要掌握装置或系统的功能、详细的工艺图和操作程序以及各种 故障模式和相应的结果，良好的训练和富有经验的分析人员是有效和高质量运用 f t a 的保证。 事故树的符号及其意义： 事件符号 厂顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下分析的事件 o 基本事件符号，不能再往下分析的事件 正常事件符号，正常情况下存在的事件 。省略事件，不能或不需要向下分析的事件 逻辑门符号 一 臼 b j b l a 臼 b i b z 或门，表示b 1 或b 2 任一事件单独发生( 输入) 时，a 事件都可以 发生( 输出) 与门，表示b 1 或b 2 同时发生( 输入) 时，a 事件才发生( 输出) 条件或门，表示b 1 或b 2 任一号事件单独发生( 输入) 时，还必须 满足条件a ，a 事件才发生( 输出) 条件与门，表示b i 或b 2 两事件同时发生( 输入) 时，还必须满足条 件a ，a 事件才发生( 输出) 限制门，表示b 事件发生( 输入) 且满足条件a 时，a 事件才发生( 输 出1 转入符号，表示在别处的部分树，由该处转入( 在三角形内标出从 何处转入1 转出符号，表示这部分树由该处转移至他处，由该处转出 扣扣扣 供电企业安全生产危险识别研究 2 3 4 2 事故树的编制方法 ( 1 ) 做图规则 事故树的编制过程，是一个严密的逻辑推理过程，应遵循以下规则。 确定项上事件应优先考虑风险大的事故事件：能否正确选择顶上事件，直 接关系到分析的结果，是事故树分析的关键。在系统危险分析的结果中，不希望 发生的事件不止一个，每一个不希望发生的事件都可以作为顶上事件。但是，应 当把易于发生且后果严重的事件优先作为分析的对象，即顶上事件。当然，也可 把发生频率不高但后果严重、后果虽不太严重但发生非常频繁的事故作为顶上事 件。 测定边界条件的规则：在确定了顶上事件之后，为了不致使事故树过于繁 琐、庞大，应明确规定被分析系统与其他系统的界限，以及一些必要的合理的假 设条件。 秩序渐进的规则：事故树分析是一种演绎的方法，在确定了顶上事件后， 要逐级展开，首先，分析顶上事件发生的直接原因，在这一级的逻辑门的全部输 入事件已无遗漏地列出之后，再继续对这些输入事件的发生原因进行分析，直至 列出引起顶上事件发生的全部基本原因事件为止。 不允许门与门直接相连的规则：在编制事故树时，任何一个逻辑门的输出 都必须有一个结果事件，不允许经过结果事件而将门与门直接相连。只有这样做， 才能保证逻辑关系的准确性。 给事故事件下定义的规则：只有明确地给出事故事件的定义及其发生条 件，才能正确地确定事故事件发生的原因。给事故事件下定义，就是要用简洁， 明了的语句描述事故事件的内涵，即它是什么。 ( 2 ) 手工做图 在火力发电厂存在很多流动着高温气体的管道，一旦发生管线泄漏，容易发 生事故。 把管线泄漏事故作为顶上事件，并把它画在事故树的最上一行，如图2 1 所 示。管线泄漏事故在管道断裂、壁面出现孑l 洞和阀门垫片开裂的情况下均会发生， 因此，三个事件中的任何一个发生，均会导致顶上事件的发生，采用“或门”连 接，而意外事故的情况较复杂，作为省略事件；管道被撞断可能是由于工人违章 作业或者是马虎大意造成的，因此二者采用“或门”连接。壁面出现孔洞可能是 由于壁面本身有砂眼、腐蚀造成的孔洞或管道存在应力裂缝。因此三者采用“或 供电企业安全生产危险识别研究 门”连接；管道末刷防腐漆或防腐层发生剥落均会造成腐蚀孔洞，因此二者采用 “或门”连接。阀门垫片开裂和垫片的质量、是否失效，选型是否合适和安装受 力是否均匀具有关系，因此四者采用“或门”连接。 直4j 圈2 1 管线泄漏事故树 f i g u r e 2 1 p i p e l i n el e a k a g ef a u l t t r e e ( 3 ) 判定表法做图 用判定表法编制事故树图的特点，是根据系统的结构制出各部分输入、输出 判定表，然后再按表做出事故树图。判定表法的原型是：系统中的各个部件都是 互相关联的。每个部件都有其输入和输出，它们可以是能源、信息、材料，也可 以是物理量、化学量，还可以是操作与管理等，这里统称为事件。一个部件的 输入事件，是与其相联系的前个部件的输出事件，而它的输出事件，恰好是下 个有联系的部件的输入事件，对一个部件来说，输入事件被送入该部件之后产 生怎样的输出事件，与该部件的状态和所受干扰有关。如果我们选定某一不希望 输出事件作为事故树顶上事件的话，就可阻按照输入输出事件的联系逆向找出所 有的原因事件，并按一定的规则和逻辑符号将其连接起来，画成事故树。 2 3 4 3 事故树定性分析 事故树定性分析，是根据事故树确定顶上事件发生的事故模式、原因及其对 供电企业安全生产危险识别研究 顶上事件的影响程度，为最经济最有效地采取预防对策和控制措施，防止同类事 故再发生提供依据”3 。 ( 1 ) 布尔代数 由元素a 、b 、c 组成的集合b ，若在b 中定义了两个二元运算“+ ”与“” 则有 结合律 a + b = b + a a b = b n 分配律 a p + 印= 向印r 口 口+ r 6 巧= 向+ 缈向十力 在b 中存在两个元素0 与1 ，则有 a + o = o + a = a a = j 口= 口 互补律对于b 中每个元素a ，存在一个相应的元素a ，使得 a + a7 = j 玎口7 = d 加法等幂律 口+ a = a 乘法等幂律 a 。o l = a 吸收律对于b 中的任意元素a ，b 有 a + a b = a a 向+ 功= 口 德摩尔根律 ( n + b ) = a b 向剀= 口7 + b 7 ( 2 ) 事故树的数字表达式 事故树按其事件的逻辑关系，自上( 顶上事件开始) 而下逐级运用布尔代数展 砂嘲咿巾 邓 邓 托 叩嬲 律换交 供电企业安全生产危险识别研究 开，进一步进行整理、化简，以便于进行定性、定量分析。 例如，有一事故树，如图2 2 所示。 图2 2 未经简化的事故树 f i g u r e2 2 h a v en o tb e e n s i m p l i f i e df a u l tt r e e 图2 2 为未经简化的事故树，运用布尔代数其结构函数表达式为： 7 - - a j + a 2 = a i + b i b 2 8 3 = x _ r x 2 + ( x s 斗x 0 ( x 3 + x s ) ( x 4 七x 0 z x l 也+ x 爨一x 3 j ( 岱4 + x 3 x 描5 七x s + x x 扭5 + x 拭s + x 拭s + x 5 ( 3 ) 最小割集和最小径集 最小割集和最小径集在f t a 中，有着重要的作用，为有效地、有针对性地 控制顶上事件的发生起着重要的主导作用。 最小割集。在事故树中，一组基本事件能造成顶上事件的发生，则该组基 本事件的集合称为割集。能够引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合称 为最小割集。即如果割集中任一基本事件不发生，顶上事件就绝不发生。一般割 集不具备这种性质。 a 最小割集的求法。最小割集的求法有：行列法，结构法，质数代入法， 矩阵法和布尔代数化简法。其中，布尔代数化简法比较简单，但国际上普遍承认 行列法。下面对这两种方法加以介绍。 a 行列法。行列法又称福塞尔法，是1 9 7 2 年福塞乐( f u s s e l l ) 提出的。这种