安全评价方法(2).ppt

安全评价方法 内容第一讲安全评价方法分类第二讲安全检查及安全检查表第三讲预先危险性分析第四讲故障类型和影响分析 fmea 第五讲事件树分析第六讲事故树分析第七讲作业危险条件第八讲危险和可操作性研究第九讲原因 后果分析方法第十讲概率危险评价方法第十一讲因果分析图法第十二讲危险指数评价法第第十三讲它方法第十四讲安全评价方法选择 第一讲评价方法的分类 1 按是否运用数学方法评价危险性定性评价方法 检查表 lec法 故障类型及影响分析 定量评价方法 事故树 事件树等 2 按评价的逻辑分析方式归纳法 事件树 演绎法 事故树 3 按评价的对象划分设备故障率评价方法人员失误率评价方法物质系数评价方法系统危险性 安全 可靠性 评价方法 第二讲安全检查及安全检查表 一 安全检查安全检查是对工程 系统的设计 装置条件 实际操作等进行详细检查以识别所存在的危险 目的 使操作人员保持对工艺危险的的警觉性 对需要修订的操作规程进行审查 对设备和工艺可能的危险性进行识别 评价安全系统和控制的设计依据 审查维护和安全检查是否充分 检查结果内容 偏离工艺设计的工艺条件及偏离规定的操作规程所引起的安全问题 新发现的安全问题 安全检查所需的资料 相关的法规或标准 已有的类似安全分析报告 详细工艺和装置说明书 带控制点的工艺流程图 操作规程 事故报告和未遂事故报告 维修记录 工艺物料性质 安全检查过程 检查准备 实施检查 汇总结果 二 安全检查表 scl 一 方法概述安全检查表 safetychecklist 缩写scl 是系统安全工程的一种最基础 最简便 广泛应用的系统危险性评价方法 安全检查表是由一些对工艺过程 机械设备和作业情况熟悉并富有安全技术 安全管理经检的人员 事先对分析对象进行详尽分析和充分讨论 列出检查单元和部位 检查项目 检查要求 各项赋分标准 评定系统安全等级分值标准等内容的表格 清单 查找系统中各种潜在的事故隐患各检查项目给予量化 用于系统安全评价 二 安全检查表的优缺点优点 1 避免疏忽 遗漏等弊端 全面地查出危险 有害因素 包括各类隐患 和工作漏项 2 依据有关法规 标准在检查表中列出了检查要求 使检查工作标准化 规范化 3 对不同的检查对象 检查目的有不同的检查表 应用范围广 4 安全检查表简明易懂 实用方便 易于掌握 能弥补有关人员知识 经验不足的缺陷 5 检查人员依据安全检查表进行检查 检查结果即检查人员履行职责的凭证 能落实安全生产责任制 缺点 针对不同的需要 须事先编制大量的检查表 工作量大且安全检查表的质量受编制人员的现识水平和经验影响 三 安全检查表的种类按其应用范围划分设计审查验收安全检查表厂级安全检查表车间安全检查表工段及岗位安全检查表专业性安全检查表 四 安全检查表编制的依据有关的法规 标准和管理 操作等规程国内外的事故案例本单位的经验 教训其他分析方法的结果 五 安全检查表编制步骤编制小组1 熟悉系统2 搜集资料3 划分单元4 编制检查表1 列检查要点 检查项目清单2 列出安全指标的要求和应设计的对策措施3 编制检查表4 编制复查表 六 编制和使用安全检查表应注意的问题1 检查内容尽可能做到系统 完整 不漏掉任何可能导致事故发生的关键因素 2 对重点危险部位应单独编制检查表 凡能导致事故的一切危险因素都应列出 确保隐患及时发现和消除 不至于酿成事故 3 每一项检查要点 要定义明确 便于操作 4 实施安全检查表时应落实检查人员 并在检查完毕时签字 对查出的问题要及时反馈到有关部门 人员并要落实整改措施 做到责任明确 七 检查表小结 评价目标 危险 有害因素分析 安全等级定性定量 定性方法特点 按事先编制的有标准要求的检查表 逐项检查 按规定赋分标准赋分 评定安全等级适用范围 各类系统的设计 验收 运行 管理应用条件 有事先编制的各类检查表 有赋分 评级标准优缺点 简便 易于掌握 编制检查表难度及工作量大 第三讲预先危险性分析 pha 一 方法概述预先危险性分析 preliminaryhazardanalysis 简称pha 主要用于新系统设计 已有系统改造之前的方案设计阶段 人们还没有掌握其详细资料 用来分析 识别可能出现或已经存在的危险源 并尽可能在付诸实施之前找出预防 改正 补救的措施 以消除或控制系统中的危险源 目的早期发现系统的潜在危险因素 提出相应的防范措施 防止这些危险因素发展成为事故 定性应用范围较广 二 分析内容1 识别危险的设备 零部件 并分析其发生的可能性条件 2 分析系统中各子系统 各元件的交接面及其相互关系与影响 3 分析原材料 产品 特别是有害物质的性能与贮运 4 分析工艺过程及其工艺参数或状态参数 5 人 机关系 操作 维修等 6 环境条件 7 用于保证安全的设备 防护装置等 三 分析步骤 一 确定并熟悉对象系统 二 分析系统存在的危险 有害因素从能量转化 有害物质 设备故障 人员失误及外界影响等方面分析系统存在的危险 有害因素 推测可能导致的事故类型和危险或危害程度 三 对确定的危险进行分类 制成表格 四 分析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的必要条件 寻求对策措施 检验对策措施的有效性 五 确定危险 有害因素后果的危险等级 排列主次顺序 以便处理 六 制定相应安全措施 四 预先危险分析程序 五 危险性等级划分 按危险 有害因素导致的事故 危害的危险 危害 程度 将危险 有害因素划分为四个危险等级 六 所需资料 装置设计标准 设备说明 材料说明 工艺流程 七 高炉拆装工程预先危险性分析实例 八 方法小结 评价目标 危险 有害因素分析 危险性等级定性定量 定性方法特点 讨论分析系统存在的危险 有害因素 触发条件 事故类型 评定危险性等级适用范围 各类系统设计 施工 生产 维修前的概略分析和评价应用条件 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 第四讲故障类型和影响分析 fmea 一 方法概述故障类型和影响分析 failuremodeeffectsanalysis 缩写fmea 是对系统的各组成部分 元素进行的分析 一种归纳的 定性的系统安全分析方法根据系统可分的特性 按实际需要分析的深度 把系统分成一些子系统 单元 逐个分析各部分可能发生的各种故障和故障类型 查明各种故障类型对相邻元件 单元 子系统和整个系统的影响 fmea分析目的是通过辨识单一设备和系统故障模式及每种故障模式对系统或装置的影响 提高设备可靠性 将故障类型和影响分析方法与故障发生概率分析方法结合起来 构成故障类型 影响 危险度分析 failuremodeeffectsandcriticalanalysis 缩写fmeca 只要能确定各子系统或元件故障发生的概率 就可以确定系统故障发生的概率 从而定量地描述故障的影响 特点 从元件的故障开始 逐次分析其原因 影响及应采取的对策措施 fmea fmeca可用在整个系统到元件的任何一级 从航天飞机到设备的零部件 常用于分析某些复杂的关键设备 设施或生产线 二 故障类型 系统或元素在运行过程中由于性能低下而不能实现预定功能 称为发生故障 以下是机电设备常见的故障类型 三 分析程序 一 确定分析对象系统 二 分析元素故障类型和产生原因 三 研究故障类型的影响 四 填写故障类型和影响分析表格 一 确定分析对象系统 在进行fmea分析之前 必须确定被分析的对象系统的边界和分析的详细程度 系统边界确定包括 1 划清对象系统 装置 设备与邻接系统 装置 设备的界限 圈定所属元素 2 明确对象系统分析时不需考虑的故障类型 3 明确初始运行条件或元素状态分析的详细程度取决于被分析系统的规模和层次 例如选定一座化工厂作为对象系统时 fmea应着眼于组成工厂的各个系统 如供料系统 间歇混合系统 氧化系统 产品分离系统等 分析这些系统的故障类型及其对工厂的影响 二 分析系统元素故障类型和产生原因 确定故障类型 1 如果分析对象是已有元素 则可以根据以往经验或试验情况确定元素的故障类型 2 如果分析对象是设计中的新元素 可参考其他类似元素的故障类型 或者通过可靠性分析来确定元素的故障类型 故障产生原因 可分为内部原因和外部原因 内部原因主要指元素本身的故障 如电气部分 机械部分 而外部原因主要是元素运行的外部条件方面及邻近其他元素的故障 三 研究故障类型的影响 可通过考察主要系统的参数及其变化来确定故障类型对系统功能的影响 通常通过三个方面来研究元素故障类型的影响 1 该元素故障类型对相邻元素的影响 它们可能是其他元素故障的原因 2 该元素故障类型对整个系统的影响 3 该元素故障类型对邻近系统的影响及周围环境的影响 四 填写故障类型和影响分析表格 将分析的结果填入预先准备好的表格 可以简捷明了地显示全部分析内容 1 表格一般包括元素 子系统 元件 名称 故障类型 故障原因 故障影响 故障等级 措施 建议 等栏目 还可根据需要加设元素功能 故障时间 故障检测 识别 方法等栏目 四 故障类型分级方法1 定性分级方法按故障类型对系统影响的严重程度分为四级 2 危险性半定量分级 1 评点法 按表取值 取和 评点数与故障等级 的取值 致命度等级 3 风险矩阵法 故障发生的可能性 故障概率 和引起的后果 严重度 综合起来考虑称为风险率或危险度 1 严重度指故障对系统功能的影响程度 可分为四个等级 3 风险矩阵法 2 故障概率指在一特定时间内 故障类型出现的次数 故障概率的确定可用定性和定量两种方法 风险矩阵 五 应用实例 空气压缩机储罐的故障类型和影响分析空气压缩机的储罐属于压力容器 其功能是储存空气压缩机产生的压缩空气 这里仅考察储罐的罐体和安全阀两个因素的故障类型及其影响分析 分析结果见表 六 方法小结评价目标 故障原因 故障等级 危险指数定性定量 定性半定量方法特点 列表 分析系统 单元 元件 故障类型 故障原因 故障影响 评定影响程序等级 在fmea基础上 由元素故障概率 系统重大故障概率计算系统危险性指数适用范围 机械电气系统 局部工艺过程 事故分析应用条件 分析评价人员熟悉系统 有丰富的知识和实践经验 有根据要求编制的表格 有元素故障率 系统重大故障 事故 概率数据优缺点 较复杂 详尽 受分析评价人员主观因素影响 第五讲事件树分析 eta 一 方法概述事件树分析 eventtreeanalysis 缩写eta 是一种从原因推论结果的 归纳的 系统安全分析方法 它按事故发展的时间顺序由初始事件出发 按每一事件的后继事件只能取完全对立的两种状态之一的原则 逐步向事故方面发展 直至分析出可能发生的事故或故障为止 从而展示事故或故障发生的原因和条件 事件树分析适用于多种环节事件或多重保护系统的危险性分析 既可用于定性分析 也可用于定量分析 它最初用于核电站的安全分析 在其他工业领域也得到广泛的应用 二 事件树的定性分析事件树的定性分析的基本内容是通过编制事件树 研究系统中的危险如何相继出现而最终导致系统故障或事故发生 其分析的主要步骤概括为 一 确定初始事件 二 判定安全功能 三 发展事件树和简化事件树 四 找出事故连锁和预防事故的途径 一 确定初始事件 事件树分析是一种系统的研究作为危险源的初始事件如何与后续事件形成事故连锁而导致事故的方法 初始事件可以是系统或设备的故障 人失误或工艺参数偏离等可导致事故的事件 天是一种先行事件 针对它 一些系统 屏蔽或程序将做出反应 消除或减轻其影响 确定初始事件的方法包括 1 根据系统设计 系统维修性评价 系统运行经验或事故经验等确定 2 根据系统重大故障或事故的原因分析故障树 从她的中间事件中选择 核电站系统安全分析中 经常采用该方法 二 判定安全功能 系统中包含许多安全功能 用以消除或减轻初始事件发生时对系统的影响 维持系统安全运行 常见的安全功能包括 1 提醒操作者发生初始事件的报警系统 2 根据报警或程序要求操作者采取的措施 3 缓冲装置 如压力泄放系统 4 局限或屏蔽措施 三 发展事件树和简化事件树 从初始事件开始 自左至右发展事件树 首先考察初始事件一旦发生应该最先起作用的安全功能 把可能发挥功能 成功 的状态画在上面分支 把不能发挥功能 失败 画在下面分支 然后依次考虑各种安全功能的两种状态 直到达到系统故障或事故为止 四 找出事故连锁和预防事故的途径 1 事故连锁事件树的各分支代表初始事件一旦发生后可能的发展途径 其中最终导致事故的途径即为事故连锁 事故连锁中包含的初始事件和安全功能故障的后续事件之间具有 逻辑与 的关系 构成了事件的最小割集 事件树中包括多少条事故连锁 就包含多少个最小割集 显然最小割集越多 系统越不安全 2 预防事故的途径在达到安全的途径中 安全功能正常的事件构成事件的最小径集 因此 事件树中包含的最小径集有几个 就可以通过若干途径来防止事故发生 由于事件树表现了事件间的时间顺序 所以为了防止事故发生 应当尽可能从最先发挥功能的安全功能着手采取相应措施 三 事件树的定量分析 1 各发展途径的概率各发展途径的概率等于自初始事件开始的各事件发生概率的乘积 2 事故发生概率事故发生概率等于导致事故的各发展途径的概率和 p p s2 p s3 p s5 四 方法小结 评价目标 事故原因 触发条件 事故概率定性定量 定性定量方法特点 归纳法 由初始事件判断系统事故原因及条件 由各事件概率计算系统事故概率适用范围 各类局部工艺过程 生产设备 装置事故分析应用条件 熟悉系统 元素间的因果关系 有各事件发生概率数据优缺点 简便 易行受分析评价人员主观因素影响 五 应用实例 某露天矿铁路运输过程中 一列上坡行驶的列车的尾车联结器钩舌断裂 造成尾车沿坡道下滑 由于调车员没有及时采取制止车辆下滑措施 车速不断加快 当尾车滑行道135站时 该站运转员错误地将车放入上线 尾车进入上线后继续滑行 经过117站时该站转运员束手无策 结果 尾车与前方的检修车 移道机相撞 造成多人伤亡的事故 选择断钩跑车为初始事件 针对该事件有三种安全功能 调车员采取制动措施 135站转运员将尾车放入安全线 117站转运员将尾车放入安全线 分析该事件树 事件树分析举例 原料a输送系统示意图 原料a输送系统事件树 第六讲事故树分析 fta 一 方法概述事故树分析 faulttreeanalysis 缩写fta 又称故障树分析 是一种演绎的系统安全分析方法 从要分析的特定事故或故障开始 层层分析其发生原因 一直分析到不能再分解为止 将特定的事故和各层原因 危险因素 之间用逻辑门符号连接起来 得到形象 简洁地表达其逻辑关系 因果关系 的逻辑树图形 即事故树 事故树分析方法可用于洲际导弹 核电站 等复杂系统和广阔范围的各类系统的可靠性及安全性分析 各种生产实践的安全管理可靠性分析和伤亡事故分析 一 事故树分析的目的 1 识别导致事故的基本设备故障和人为失误的组合 可为人们提供设法避免或减少基本原因的线索 降低事故的可能性 2 对导致灾害事故的各种原因及逻辑关系能做出全面 简洁和形象的描述 3 便于查明系统内固有的或潜在的各种危险因素 为设计 施工和管理提供科学依据 4 使有关人员 作业人员全面了解和掌握各项防灾要点 5 便于进行逻辑运算 便于进行定性 定量分析和安全评价 二 事故树分析的基本程序 1 调查系统 了解系统状态 绘出工艺流程图和平面布置图 2 调查事故 收集事故案例 进行事故统计 设想系统可能发生的事故 3 确定顶上事件 对调查的事故进行分析 从中找出后果严重且较易发生的事故作为顶上事件 4 确定目标值 概率 5 调查原因事件 与事故有关的所有原因和因素6 画出事故树 5 定性分析 简化 确定结构重要度6 定量分析 确定所有事件发生的概率 进而求出顶上事件发生概率7 结论 二 事故树的编制 一 事故树符号 二 事故树建造 液化石油气手工罐瓶时充装过量 车床绞发伤人事故 在一机械加工车间 机床在运转 一位梳长发女车工因为回车间接电话 将安全帽取下放在桌上 接完电话后未带安全帽就回到岗位 在低头工作时 长发落下进入运转的机床 造成头部重伤 试对该起事故进行分析 建立事故树并进行分析 2 结构函数的运算规则 结合律 a b c a b c a b c a b c 交换律a b b aa b b a 分配律a b c a b a c a b c a b a c 等幂律a a aa a a 吸收律a a b aa a b a 互补律a a a a 对合律 a a 德 莫根律 a b a b a b a b 用布尔代数划简 x4 x1x2 x1x4x2x3x4 x2x3x1x2 x1x4 x1x2x3x1x3 x1x2x3 x1x5 x1x3x4 练习1 写出如下事故树的结构函数 练习2 写出如下事故树的结构函数 四 事故树化简 用布尔代数法 练习1 化简该事故树 并做出等效图 练习2 化简该事故树 并做出等效图 等效事故树 五 事故树的定性分析 1 割集和最小割集 事故树中某些基本事件的集合 当这些基本事件都发生时 顶上事件必然发生 如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了 这样的割集就称为最小割集 也就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合 最小割集表明系统的危险性 每个最小割集都是顶上事件发生的一种可能途径 最小割集的数目越多 系统越危险 2 最小割集的求法 布尔代数化简法事故树经过布尔代数化简 得到若干交集的并集 每个交集实际就是一个最小割集 用布尔代数化简法求最小割集 等效事故树 3 结构重要度 在事故树的最小割集中 假定基本事件的发生概率相等的前提下 分析各基本事件发生对顶上事件发生的影响程度 结构重要度的判别方法 1 一阶 单事件 最小割集中的基本事件结构重要度大于高阶最小割集中基本事件的结构重要度 2 几个最小割集均不含共同元素 则低阶最小割集中基本事件重要度系数大于高阶最小割集中基本事件重要度系数 阶数相同 重要度相同 3 比较两基本事件 若与之相关的最小割集阶数相同 则两事件结构重要度系数由它们出现的次数决定 出现次数多的结构重要度大 练习题 1 x1 x2 x1 x4 x1 x3 x5 2 x2 x3 x5 x2 x3 x6 x7 3 x1 x2 x3 x1 x3 x4 x1 x4 x5 4 x1 x2 x3 x1 x4 x3 x5 x2 x6 x7 x8 3 径集和最小径集 径集 事故树中某些基本事件的集合 当这些基本事件都不发生时 顶上事件必然不发生 如果在某个径集中任意除去一个基本事件就不再是径集了 这样的径集就称为最小径集 也就是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件组合 4 最小径集的求法 最小径集的求法是将事故树转化为对偶的成功树 求成功树的最小割集即事故树的最小径集 5 最小割集和最小径集在事故树分析中的作用 1 最小割集表示系统的危险性最小割集表示事故发生的途径 最小割集越多 系统发生事故的途径越多 因而越危险 2 最小径集表示系统的安全性最小径集越多 说明控制顶上事件不发生的方案越多 系统越安全 3 最小割集可直观比较各种故障模式的危险性最小割集中含有的基本事件越少 这种故障模式越危险 含有一个基本事件的故障模式最危险 4 从最小径集可选择控制事故的最佳方案事故树有多个最小径集时 表示控制事故不发生的途径有多种 一般来说 控制少事件最小径集中的基本事件比控制多个基本事件省工 省时 经济 有效 5 根据最小割集 径集求顶事件发生概率 成功树 六 事故树定量分析 一 基本计算公式1 逻辑加 或门连接的事件 的概率计算公式对于用 或门 连接的两事件 假定这两个事件相互独立 其顶上事件的概率为1 1 q1 1 q2 2 逻辑积对于用 与门 连接的两事件 如果其概率分别为q1和q2 假定这两个事件相互独立 则其顶上事件的概率为q1 q2 六 事故树定量分析 二 直接分步算法计算事故树顶上事件 事故 的发生概率1 收集树中各基本事件的发生概率 2 由最下面基本事件开始计算每一个逻辑门输出事件的发生概率 3 将计算过的逻辑门输出事件的概率 代入它上面的逻辑门 计算其输出概率 依此上推 直达顶部事件 最终求出的即为该事故发生概率 各基本事件的概率分别为 q1 q2 0 01q3 q4 0 02q5 q6 0 03q7 q8 0 04求顶上事件t发生的概率 三 利用最小割集计算 例 设某事故树有3个最小割集 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 各基本事件发生概率分别为 q1 q2 q7 求顶上事件发生概率 等效树 该方法适用于各个最小割集中彼此没有重复的基本事件 四 利用最小径集计算 例 设某事故树有3个最小径集 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 各基本事件发生概率分别为 q1 q2 q7 求顶上事件发生概率 该方法适用于各个最小径集中彼此没有重复的基本事件 七 事故树分析方法小结 评价目标 事故原因 事故概率定性定量 定性 定量方法特点 演绎法 由事故和基本事件逻辑推断事故原因 由基本事件概率计算事故概率适用范围 宇航 核电 工艺 设备等复杂系统事故分析应用条件 熟练掌握方法和事故 基本事件间的联系 有基本事件概率数据优缺点 复杂 工作量大 精确 事故树编制有误易失真 事故树分析举例 静电引起lpg燃爆事故树 蒸汽锅炉缺水爆炸事故树分析 第七讲作业条件危险性评价法 lec法 一 方法概述美国的格雷厄姆 k j graham 和金尼 g f kinney 发明的评价方法 是一种简单易行的评价人们在具有潜在危险性环境中作业时的危险性半定量评价方法 二 方法描述 用三种因素指标值之积来评价系统人员伤亡风险大小 发生事故的可能性 人员暴露于危险环境中的频繁程度 一旦发生事故会造成的后果 危险性 d 危险性分值 例 某涤纶化纤厂在生产短丝过程中有一道组件清洗工序 为了评价这一操作条件的危险度 确定每种因素的分数值为 1 事故发生的可能性 l 组件清洗所使用的三甘醇 属四级可燃液体 如加热至沸点时 其蒸汽爆炸极限范围为0 9 9 2 属一级可燃蒸汽 而组件清洗时 需将三甘醇加热后使用 致使三甘醇蒸汽容易扩散的空间 如室内通风设备不良 具有一定的潜在危险 属 可能 但不经常 其分数值l 3 2 暴露于危险环境的频繁程度 e 清洗人员每天在此环境中工作 取e 6 3 发生事故产生的后果 c 如果发生燃烧爆炸事故 后果将是非常严重的 可能造成人员的伤亡 取c 15 3 6 15 270270处于160 320之间 危险等级属 高度危险 需立即整改 的范畴 小结 评价目标 危险性等级定性定量 定性 半定量方法特点 按规定对系统的事故发生可能性 人员暴露情况 危险程序赋分 计算后评定危险性等级适用范围 各类生产作业条件应用条件 赋分人员熟悉系统 对安全生产丰富知识和实践经验优缺点 简便实用 受分析评价人员主观因素影响 第八讲危险与可操作性研究 hazop 一概述二基本概念和术语三分析工作程序四 编制分析结果文件 一 概述 1 名称 危险 性 与可操作性研究 hazardandoperabilitystudy 简称hazop 2 由来 hazop分析方法是英国帝国化学工业公司 ici 为解决除草剂制造过程中的危害于1960年代发展起来的一套以引导词 guidewords 为主体的危害分析方法 用来检查设计的安全以及危害的因果来源 3 出发点基于这样一个基本概念 即各个专业 具有不同知识背景的人员所组成的分析组一起工作比他们独自一人单独工作更具有创造性与系统性 能识别更多的问题 ici对hazop分析的最初定义是 hazop分析是各专业人员组成的分析组对工艺过程的危险和操作性问题进行分析 这些问题实际上是一系列的 偏差 偏离设计工艺条件 虽然可能一个人也能完成整个过程的hazop分析 但这种分析不能被称为hazop分析 4 适用范围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危险 并评价其对整个工厂的影响 特别适合于化学工业系统的风险评价 5 hazop分析的目是系统 详细地对工艺过程和操作进行检查 以确定过程的偏差是否导致不希望的后果 该方法可用于连续或间歇过程 还可以对拟订的操作规程进行分析 hazop分析组将列出引起偏差的原因 后果 以及针对这些偏差及后果已使用的安全装置 当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时 将提出相应的改进措施 6 该分析方法的优点 相互促进 开拓思路因此 成功的hazop分析需要所有参加人员自由地陈述他们各自的观点 不允许成员之间的批评或指责以免压制这种创造性过程 但是 为了让hazop分析过程高效率和高质量 整个分析过程必须有一个系统的规则 按一定的程序进行 7 分析的成败关键 分析研究所依据的制造过程图表及有关数据 小组成员的专业技术和洞察能力 小组成员运用此方法帮助其想象动作偏离 原因和后果的透视能力 小组成员具备事故严重性分析能力 尤其是对已指出的危害 在评估其严重性之时能对危害可能引起的严重性大小 具有衡量其轻重之感 4 使用引导词时的注意事项 引导词用于两类工艺参数 一类是概念性的工艺参数 如反应 混合 另一类是具体的工艺参数 如压力 温度 对于概念性的工艺参数 当与引导词组合成偏差时 常发生歧义 如 过量 反应 可能是指反应速度快 或者是指生成了大量的产品 此外有些引导词与工艺参数组合后可能无意义或不能称之为 偏差 如 伴随 压力 对具体的工艺参数 有必要对一些引导词进行修改 此外 分析人员可能发现有些偏差的物理意义不确切 例如 当考虑 温度 这个工艺参数时 一般只能选取 过量 和 减量 这两个引导词 而偏差就变成 过量十温度 或 减量十温度 显然其物理意义就不确切 引导词的外延和内涵的拓展 如 对 时间 而言 引导词 异常 就是指 快 或 慢 对 位置 来源 目的 而言 引导词 异常 就是指 另一个 对 液位 温度 压力 而言 引导词 过量 就是指 高 和 低 三 分析工作的程序 1 分析的基本步骤 2 分析的准备 3 完成分析 4 编制分析结果报告 2 确定分析的目的 对象和范围分析的目的 对象和范围必须尽可能的明确 分析对象通常是由装置或项目的负责人确定的 并得到hazop分析组的组织者的帮助 应当按照正确的方向和既定目标开展分析工作 而且要确定应当考虑到哪些危险后果 3 获得必要的资料在进行hazop分析工作之前 必须收集下列资料或数据 流程图 管线及仪表图 设计标准流程说明 质能平衡 生产计划 生产目标设备规格 设备布置图公共及支援设施说明操作步骤及维修计划 4 将资料变成适当的表格并拟定分析顺序为了让分析过程有条不紊 分析组的组织者通常在分析会议开始之前要制定详细的计划 必须花一定的时间根据特定的分析对象确定最佳的分析程序 连续过程 已更新的图纸 初步偏差目录 工作表间歇过程 操作程序 5 安排会议次数和时间 每个分析节点平均需20 30分钟每个设备分配2 3小时每次会议持续时间不要超过4 6小时 最好安排在上午 而且分析会议应连续举行 最好把装置划分成几个相对独立的区域 每个区域讨论完毕后 会议组作适当修整 再进行下一区域的分析讨论 对于大型装置或工艺过程 可以考虑组成多个分析组同时进行 由某个分析组的组织者担任协调员 协调员首先将过程分成相对独立的若干部分 然后分配给各个组去完成 三 完成分析 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 会议组织者应注意的问题 hazop分析的组织者把握分析会议上所提出的问题的解决程度很重要 为尽量减少那些悬而未决的问题 他应当 每个偏差的分析及建议措施完成之后再进行下一偏差的分析 在考虑采取某种措施以提高安全性之前应对与分析节点有关的所有危险进行分析 为保证会议的高效率 组织者必须牢记以下几点 不要与分析组成员对抗 认真听取所有成员的意见 在会议进行过程中 不允许任何人有抵触 必要的休息以保持旺盛的精力 4 编制分析结果报告 方法小结 评价目标 偏离及其原因 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离 偏离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 第九讲原因 后果分析方法 一 概述原因 后果分析 causeconsequenceanalysis cca 方法是把事件树顺推特点和故障树逆推特点融为一体的方法 该方法表示了事故与许多可能的基本事件的关系 其优点是使用了从两个方面展开的图解法 向前的是事件的结果 向后的是事件的基本原因 可以用简单的模型表示事故的原因和后果 二 分析步骤 1 选择评价的事件2 确定影响事故进程的安全功能 系统 作用人员的行动等 3 提出事故扩展的路径 事件树分析 4 找出起始事件和安全功能失败事件 并确定基本原因 故障树分析 5 确定事故序列的最小割集6 排列或评价分析结果 二 分析步骤 1 选择评价的事件选择因果分析的事件可以从以下两个方面提出 a 顶上事件 例 fta l初发事件 例 eta 所考虑的事件是故障事件或设备事件时 用故障树和事件树分析法确定安全功能 并提出事故路径 这步与事件树分析法相同 按照成功和失败的先后次序构筑不同的事故路径 事件树和原因后果分析的不同之处 主要是树图中使用的符号不一致 图表示出原因 后果分析图事件树节点所用的最常见符号 二 分析步骤 2 查找初始事件和安全功能失败事件在这一步骤中 当需要在因 果图的事件树部分表述初始事件和安全功能失败事件时 分析人员应准确使用故障树分析法 将每一个故障按故障树顶上事件进行处理 在因 果格式中 分析人员应描述出每一序列的结果 二 分析步骤 3 确定事故序列的最小割集确定事故序列最小割集的方法与确定故障树最小割集的方法大致相同 事故序列是由一系列事件组成的 每一事件都是某一故障树的顶上事件 而每个故障树又都是因 果图的一部分 若某一事故序列发生 则该序列的所有事件必然发生 用发生的事故序列作为新的顶上事件 将所有安全功能失败 事件 用 与门 连接起来 就构成了一棵事故序列的故障树 然后 用标准故障树求解法 求出事故序列故障树的最小割集 可将这种方法反复地用于cca 以确定每一个事故序列 cca所得结果的处理可分成两步 按照事故序列的严重度及其对工厂安全的重要性 将各事故序列排序 对每一重要的事故序列排出其最小割集 用以确定出最重要的基本事件 实例 将 氧化反应器的冷却水断流 作为初始事件 设计了如下安全功能 措施 来应对初始事件 氧化反应器高温报警 向操作工提示报警温度 操作工重新向反应器通冷却水 在温度达到t2时 反应器自动停车 上面列出了这些安全措施预期的出现顺序 报警和停车系统分别具有各自的传感器 温度报警用以提示操作工注意此间题 第十讲概率危险评价技术 一 概述概率危险性评价是以某种伤亡事故或财产损失事故的发生概率为基础进行的危险性评价 它主要采用定量的评价方法中的事件树 故障树等评价方法 计算系统发生的概率 然后与规定的安全目标相比较 评价系统的危险性 二 应用范围1 一次事故也不允许发生的系统 如洲际导弹 核电站等 2 其安全性受到举世瞩目的系统 如宇宙航行 海洋开发等 3 一旦发生事故会造成多人伤亡或严重环境污染的系统 如石油化工 民航等 三 评价程序1 系统内危险源辨识 2 估算事故发生概率3 推算事故后果4 计算危险度5 将计算的危险度与设定的安全目标比较 四 危险度计算 d p cd 危险度 p 给定时间内发生事故的概率 c 事故后果严重度 可以用经济损失金额 反映人员伤害严重程度的损失工作日或伤亡人数表示 五 安全目标确定 三种确定方法 1 通过与疾病 自然灾害危险对比来确定安全目标 2 根据经济性确定安全目标3 根据事故统计确定安全目标 五 安全目标确定 1 通过与疾病 自然灾害危险对比来确定安全目标在确定安全目标时 要划定可接受的危险与不可接受危险间的界限 按社会对危险性认识 可以把危险分为三类 1 过度危险 必须立即采取措施降低该危险 2 正常的危险 只要在经济上合理 技术上可行 应采取措施降低该危险 3 可接受的危险 如果采取措施降低该危险 则相当于浪费金钱 在考虑可接受的危险时 往往一疾病或其它灾害的死亡率作为参考 低于疾病死亡率而高于自然灾害死亡率 otway和erdmann在研究核电站的社会运行个人死亡危险时 得到如下结论 1 年间死亡率10 3 不可接受的危险 2 年间死亡率10 4 公众将要求投资控制和减少该危险 3 年间死亡率10 5 公众认识到危险 告诫人们注意 4 年间死亡率10 6 不会危险普通人的危险5 年间死亡率10 7 高度可接受的危险 五 安全目标确定 2 根据经济性确定安全目标系统安全的目标是使系统在规定的功能 成本 时间范围内危险性最小 因此在系统的危险性和经济性之间有个协调 优化的问题 该方法把个人或企业承担的危险与获得的利益相比较 考虑每项活动的得失 优化财力分配 使系统的危险性 合理的小 当把危险性用个人或企业某项危险的活动获得的效益来表现时 该方法称为 危险 效益 法 当降低危险性的工作的成本用期望的效益来表现时 该方法称为 成本 效益 法 其计算公式为 b 安全措施的成本d d 采取措施前 后的危险度 五 安全目标确定 3 根据事故统计确定安全目标当有以往的事故统计资料时 可参考这些统计资料 在考虑目标的技术可行 经济合理 就可以确定安全目标 因此该方法得到广泛应用 我国确定安全目标时 以本地区 本行业前3年或5年的事故统计平均值为基准 然后参照国家和上级要求及其他地区 行业情况确定 六 适用条件 该方法要求对系统进行完整分析且要求有足够的失效数据 因此只适合结构和定义都明确的系统 第十一因果分析图法 一 概述因果分析图形状如鱼刺 故也称鱼刺图 因果分析图法也称为鱼刺图法 是日本石川馨发明的 故也称石川图 二 概念把系统中产生事故的原因及造成的结果所构成的复杂的因果关系 采用简明文字和线条加以全面表示的方法称为因果分析法 用于表示事故发生的原因和结果关系的图形称为因果分析图 三 鱼刺图的绘制步骤 1 确定所要分析的问题或事故 写在图的右边 画出主干 箭头指向右端 2 确定造成事故的因素分类项目可从安全管理 操作者 材料 方法 环境等考虑 画大枝 3 将上述项目深入开展 中枝表示对应的项目造成事故的原因 一个原因画一个枝 文字记在中枝线的上下 4 将上述原因层层展开 一直到不能再分为止 5 确定因果主次图中的主要原因 并标上符号 作为重点控制对象 6 注明鱼刺图的名称 鱼刺图示意图 四 方法特点及适用范围该方法针对结果 分析原因 先主后次 层层深入 适用于事故原因分析 也可用于事故预防措施分析 五 应用实例 一 某矿某队在平硐掘进时 用耙斗装岩机装岩 放炮后 当班司机无事先检查设备就开机装岩 运行一段时间后 牵引钢丝绳突然断裂 且耙斗装岩机没安装护身保险杠 以致司机被断裂后弹回来的钢丝绳打中头部以致身亡 对此事故用因果分析法分析如下 耙斗装岩机伤人事故鱼刺图 五 应用实例 二 1 预防事故的因果分析图在实际使用中 也可以针对经常发生的事故 或者事故后果比较严重的典型作业 绘制成预防事故的因果分析图 这样 不仅可以达到直观了解事故因素的分布和关联 还能够指出预防事故的重点因素 提醒人们做好预防措施 绘制时 应当围绕分析的重点 后果 伤亡 损失 事故次数 频率 偶然事故的次数 频率 安全检查指出的故障等数据 通过排列 关联 反馈和检验等方法进行分析 经过反复实践和修正之后才能作成 这种鱼刺图对事故的预防会起到积极有效的作用 先作出预防事故因果鱼刺图 例如 根据某省 报废巷道瓦斯中毒 窒息事故 的情况 而做出预防后果分析图 据所制定出的因果分析图 找出重点 用椭圆形标出 表明为主要预防点 要经常关心检查 预防废巷道瓦斯中毒事故因果分析图 第十二讲危险指数评价法 一 概述二 资料要求三 危险度评价法四 化工厂危险程度分级五 dow化学评价法六 ici蒙德法 一 概述 危险指数评价是从安全角度出发 对所要分析问题 确定其工艺和操作有关危险性 通过对工艺属性进行分析比较计算 进而确定哪一个区域的相对危险性更大 对重点关键的区域单元进行进一步的安全评价补偿 包括危险度评价法 dow化学火灾 爆炸危险指数法 蒙德法及化工厂危险程度分级 二 资料要求 1 按照国家标准gb16483 2000编写的所用物料的安全技术说明书 2 工艺图纸 物料的最大存量 装置工艺的条件 物料储存区的平面布置方面的资料等 3 操作规程及有关法律 法规等资料 4 设计和操作数据及所选用的指数法的方法说明书等 三 危险度评价法 该方法是借鉴日本劳动省 六阶段 的定量评价表 结合我国国家标准 石油化工防火设计规范 gb50160 92 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险度评价分类 hg20660 91 等技术规范标准 编制了 危险度取值表 规定了危险度由物质 容量 温度 压力和操作等5个项目共同决定 其危险度分别按a 10分 b 5分 c 2分 d 0分 有累计分值确定单元危险度 16点以上为1级 属高度危险 11 15点为2级 需同周围情况同其它设备联系起来进行评价 1 10点为3级 属低度危险 四 化工厂危险程度分级 将工厂分成若干单元 求出各单元的物质指数 物量指数 工艺系数 设备系数 厂房系数 安全装置系数 计算出单元危险值 再求出全厂的安全管理系数 环境系数 后计算出工厂危险指数 按其数值所在的级别 评价出工厂的危险等级 1 物质指数 式中 物质指数 火灾 爆炸指数 毒性指数 物质状态系数ki在不同状态下 有不同的数值 工艺状态时的气态物质k气 200 工艺状态时的液态物质k液 10 工艺状态时的固态物质k固 4 储存状态时的气态物质k气 10 储存状态时的液态物质k液 0 5 储存状态时的固态物质k固 0 2 5 单元危险指数gg wf a1 a2 a3 a4式中 a1 工艺系数 a2 设备系数 a3 厂房系数 a4 安全装置系数 各系数均包含多项内容的修正 经计算求得各系数值 8 按g值划定工厂危险等级g 50最低度危险 99 g 50低度危险 249 g 100中度危险 500 g 250高度危险 g 500最高度危险 五 dow火灾 爆炸危险指数法 一 评价方法及评价程序 二 工艺单元选择 三 物质系数确定 四 工艺单元危险系数 五 火灾爆炸指数 六 安全措施补偿系数 七 工艺单元危险分析汇总 一 评价方法及评价程序 1 概述道化学公司火灾 爆炸危险指数法 dowchemicalcompany fireandexplosionindex 1964年 第1版 1993年 第7版 定量依据以往事故的统计资料 物质的潜在能量和现行安全防灾措施的状况 2 评价目的及适用范围评价目的客观地量化潜在火灾 爆炸和反应性事故的预期损失 找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备 向管理部门通报潜在的火灾 爆炸危险性 使工程技术人员了解各部分可能的损失和减少损失的途径 适用范围储存 处理 生产易燃易爆 可燃 活性物质的操作过程污水处理设备 设施 公用工程系统 管道系统 变压器 发电设备 热氧化器等工艺单元 4 所需资料 准确的装置 生产单元 设计方案 工艺流程图 工艺设备及安装成本表 道氏7版火灾 爆炸指数 f ei 评价法 道氏7版火灾 爆炸指数计算表 安全措施补偿系数表 工艺单元风险分析汇总表 生产装置风险分析汇总表 2 选择恰当工艺单元的重要参数 物质的潜在的化学能 物质系数 工艺单元中危险物质的数量 资金密度 操作压力与操作温度 导致火灾 爆炸事故的历史资料 对装置操作起关键作用的设备 3 选择工艺单元的几点说明 工艺单元的可燃 易燃或化学活性物质的最低量为2268kg或2 27m3 当设备串联布置且中间未相互有效隔开 应认真考虑单元划分的合理性 仔细考虑操作状态和操作时间也很重要 三 物质系数确定 1 概念物质系数mf 表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾 爆炸过程中释放能量大小的内在特性 mf由nf和nr求得 nf 物质可燃性nr 化学活泼性 不稳定性 nr 0在燃烧条件下仍能保持稳定的物质 不与水反应的物质 在温度300 以下时用差示扫描量热 dsc 测定不显示温升的物质 nr 1自身通常稳定但在加温加压条件下就变得不稳定的物质 接触空气 受光照射或受潮发生变化或分解的物质 在150 至300 间显示温升的物质 nr 2在加温加压下易于发生剧烈化学变化的物质 用dsc试验在温度小于150 显示温升的物质 与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质 nr 3本身能发生爆炸分解或爆炸反应 但须要强引发源或引发前必需在密闭状态下加热的物质 加温加热时对热或机械冲击敏感的物质 不需要要加热或密闭 即与水发生爆炸反应的物质 nr 4在常温常压下自身易于引发爆炸分解或爆炸反应的物质 4 混合物的物质系数求取 如果存在由多种物质组成的混合物 当这些物质的含量基本相同 但物质系数不同时 如果其中物质系数最大的物质浓度在5 以上 质量浓度 可将最大物质系数作为工艺单元的物质系数 在工艺单元中 虽然存在由多种物质组成的混合物 但其中某种物质的浓度足够高 一旦发生泄漏 引起火灾 爆炸事故 工艺单元中混合物的性质与高浓度物质的性质十分相似 这时可以用该高浓度物质的物质系数作为工艺单元的物质系数 单元中虽然存在由多种危险性反应物和一种生成物组成的危险性混合物 但由于发生化学反应且反应速度很快 危险性反应物存在的时间足够短 单元危险主要来自生成物时 可把生成物的物质系数作为工艺单元的物质系数 2 一般工艺危险系数f1 放热反应吸热反应物料处理与输送封闭单元或室内单元通道排放和泄漏控制 1 放热反应 苯乙烯与乙苯反应生成聚苯乙烯 该反应为放热反应 试确定该反应的放热反应系数 硝酸与二甲苯反应生成硝基二甲苯 该反应为放热反应 试确定该反应的放热反应系数 2 吸热反应 反应器中的吸热反应 系数0 2 煅烧 系数0 4 电解 系数0 2 热解或裂化 间接加热 系数0 2 直接火加热 系数0 4 3 物料处理与输送 试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送系数 试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与输送系数 4 封闭单元或室内操作 某车间内 反应器单元内反应器中氢气的量为1吨 反应温度为100 且该车间已安装了防爆的机械通风装置 试确定该单元的封闭单元或室内操作系数 5 通道 某车间内 反应器单元的操作区面积为1000m2 其旁边有一条紧急救援车辆的通道 试确定该单元的通道系数 6 排放和泄漏控制 该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60 或操作温度大于其闪点的场合 苯乙烯与乙苯的预聚合单元周围无堤坝 试确定该单元的排放和泄漏控制系数 3 特殊工艺危险系数f2 六 安全措施补偿系数 8 停产损失 bi bi mpdo vpm 0 7 30vpm 每月产值 0 7代表固定成本和利润 9 工艺单元危险分析汇总 小结 目的