二系统安全分析新PPT课件

2020 4 20 1 安全系统工程SafetySystemEngineering 消防工程专业课程 2020 4 20 2 第二章系统安全分析 2020 4 20 3 主要内容 1 安全检查表2 预先危险性分析3 故障类型及影响分析4 危险性与可操作性研究5 鱼刺图法6 作业危害分析 安全系统工程 2020 4 20 4 重点 了解安全检查表 预先危险性分析 故障类型及影响分析 危险性与可操作性研究的含义 掌握安全检查表的分类 掌握安全检查表编制的程序和方法 理解安全检查表在生产中的应用 掌握危险性的识别原理 理解掌握危险性等级划分标准和确定的方法 掌握危险性控制的方法 理解危险性与可操作性研究的基本原理 掌握危险性与可操作性研究的分析程序 安全系统工程 2020 4 20 5 SafetyCheckList SCL 2 1安全检查表 2020 4 20 6 2 1安全检查表2 1 1安全检查表的介绍1 检查表的定义运用安全系统工程的方法 发现系统以及设备 机器装置和操作管理 工艺 组织措施中的各种不安全因素 列成表格进行分析 2 检查表的功用1 突出重点 及时发现和查明各种危险和隐患 2 实现安全检查的标准化 规范化 3 是监督各项安全规章制度的实施和纠正违章指挥 违章作业的有效方式 4 可作为安全检查人员或现场作业人员履行职责的凭据 安全系统工程 2020 4 20 7 3 安全检查表的种类 1 设计审查用安全检查表 2 厂级安全检查表 3 车间用安全检查表 4 专业用安全检查表按其检查的性质可分为一般性检查 专业性检查 季节性检查 节假日检查等 按照检查的方式可分为定期检查 连续检查 突击检查 特种检查等 按照检查的手段又可分为仪器测量 照相摄影 肉眼观察 口头询问等 2020 4 20 8 4 安全检查表的特点1 系统化 科学化 为事故树的绘制和分析 做好准备2 容易得出正确的评估结果3 充分认识各种影响事故发生的因素的危险程度 或重要程度 4 按照原因事件的重要 顺序排列 有问有答 通俗易懂5 易于分清责任 还可以提出对改进措施的要求 并进行检验6 符合我国现阶段的实际情况 为安全预测和决策提供坚实的基础7 只能作定性的评价 不能给出定量评价结果8 只能对已经存在的对象评价 2020 4 20 9 2 1 2安全检查表的编制1 编制安全检查表主要依据 1 有关标准 规程 规范及规定 2 事故案例和行业经验 3 通过系统分析 确定的危险部位及防范措施 都是安全检查表的内容 4 有关研究成果 2 安全检查表的格式 表2 1安全检查表 2020 4 20 10 3 编制安全检查表的程序 图2 1安全检查表编制程序框图 2020 4 20 11 4 编制安全检查表应注意的问题 1 应组织技术人员 管理人员 操作人员和安技人员深入现场共同编制 2 检查项目应齐全 具体 明确 应规定检查方法 并有合格标准 3 各类检查表都有其适用对象 各有侧重 是不宜通用的 4 危险性部位应详细检查 5 应将安全系统工程中的事故树分析 事件树分析 预先危险性分析和可操作性研究等方法结合进行 2020 4 20 12 2 1 3安全检查表的内容要求1 防止人受到伤害的安全检查的内容 1 厂址选择 2 建筑物 3 操作地点 4 厂区 2 防止装置和设备发生事故的安全检查内容 1 原料 2 反应 3 装置 4 仪表 5 操作 6 公用工程 7 平面布置 2020 4 20 13 案例分析 1 矿山企业综合检查表 见书P482 气柜安全评价检查表 2020 4 20 14 安全检查表举例 气柜安全评价检查表 2020 4 20 15 PreliminaryHazardAnalysis PHA 2 2预先危险性分析 2020 4 20 16 2 2预先危险性分析2 2 1基本含义预先危险性分析 PreliminaryHazardAnalysis 简记为PHA 又称预先危险分析 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 即制定操作规程和使用新工艺等情况之后 对系统存在的危险性类型 来源 出现条件 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 确定其危险等级 防止这些危险发展成事故 2020 4 20 17 分析的目的防止操作人员直接接触对人体有害的原材料 半成品 成品和生产废弃物 防止使用危险性工艺 装置 工具和采用不安全的技术路线 2020 4 20 18 2 1 1分析内容与其优点1 预先危险性分析的内容 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及贮运 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 2020 4 20 19 2 预先危险性分析的主要优点 1 分析工作做在行动之前 可及早采取措施排除 降低或控制危害 避免由于考虑不周造成损失 2 对系统开发 初步设计 制造 安装 检修等做的分析结果 可以提供应遵循的注意事项和指导方针 3 分析结果可为制定标准 规范和技术文献提供必要的资料 4 根据分析结果可编制安全检查表以保证实施安全 并可作为安全教育的材料 2020 4 20 20 图2 2预先危险性分析的程序 2 2 3分析步骤及应注意的问题1 分析的一般步骤 2020 4 20 21 2 预先危险性分析应注意的问题 1 采取设计人员 操作人员和安技干部三结合的形式进行预先危险性分析 2 对系统进行分解 按系统 子系统 系统元一步一步地进行 突出重点 防止漏项 3 采用迭代方法进行试析 准确分析出危险因素 同时注意突出主要危险因素分析 4 在可能条件下 最好事先准备一个检查表 指出查找危险性的范围 2020 4 20 22 生活和生产都离不开能源 在正常情况下 能量通过做有用功制造产品和提供服务 其能量平衡式为 输入能 有用功 做功能 正常耗损能但在非正常运行状态下 其能量平衡式为 输入能 有用功 正常耗损能 逸散能能够转化为破坏能力的能量有 电能 原子能 机械能 势能和动能 热能和热辐射 声能 化学能等 另一种表示破坏能量的因素及事件也可作为参考 加速度 污染 化学反应 腐蚀 电 电击 电感 电热 电源故障等 爆炸 火灾 热和温度 高温 低温 温度变化 振动与噪声等 2 2 4危险性辨识 2020 4 20 23 一般说来 能量失控情况可分为两种模式 物理模式和化学模式 1 物理模式物理能可分为势能和动能两种形式 主要表现为 1 物理爆炸 2 锅炉爆炸 3 机械失控 4 电气失控 5 其他物理能量失控2 化学模式主要表现为 1 直接火灾 2 间接火灾 3 自动反应 3 有害因素很多化学物质如氰化物 氯气 光气 氨 一氧化碳等有害物质 都会对人体造成急性或慢性的毒害 2020 4 20 24 4 外力因素外力系指受到外界爆炸而产生的冲击波 爆炸碎片的袭击等和地震 洪水 雷击 飓风等自然现象5 人的因素在人 机系统中 人子系统比机械子系统可靠性低很多 因为人具有自由性 再加上构成劳动集体的每个成员的精神素质和心理特征不同 易受环境条件所造成的心理上的影响 从而造成误操作6 环境因素在生产现场 除机器设备能构成不安全状态和人的不安全行为造成事故外 生产所用的原材料 半成品 成品 工具以及工业废弃物等 如放置不当也会造成不安全状态 2020 4 20 25 2 2 5危险性等级划分与确定1 危险性等级的划分在危险性查出之后 应对其划分等级 排列出危险因素的先后次序和重点 以便分别处理 由于危险因素发展成为事故的起因和条件不同 因此在预先危险性分析中仅能作为定性评价 其等级如下 如表2 6所示 表2 6危险等级分布表 2020 4 20 26 2 危险性等级的确定方法矩阵比较法 其基本思路是 如有很多大小差不多的圆球放在一起 很难一下分出哪个最大 哪个次之 若将它们一对一比较 则较易判明 具体方法是列出矩阵表 设某系统共有6个危险因素需要进行等级判别 可分别用字母A B C D E F代表 画出一个如图2 5 a 所示的方阵 按方阵图中顺序 比较每一列因素的严重性 用 号表示在列里严重 在行里不严重的因素 有时候为了分得细一些 也可在方阵图中增加一个 1 符号 以它代表严重性的1 2 如图2 5 b 所示 在两者有关的行和列各画一个 1 符号 2020 4 20 27 图2 5危险因素严重程度比较矩阵表 1 图2 5a中 6个危险因素的严重性次序是 E A B C F D 其中因素A B C具有同等的严重性2 6个危险因素的严重性次序是 E C A B F D 2020 4 20 28 2 2 6危险性控制采取预防措施的原则首先是采取直接措施 即从危险源 或起因 着手 其次 则是间接措施 如隔离 个人防护等 其主要方法如下 1 直接措施 1 限制能量或采用安全能源代替危险能源 如限速装置 低电压设备 安全设备 限制生产能量等 2 防止能量外泄 如自动温度调节器 保险丝 气体检测器 地面装卸作业 锐利工具等 3 防止能量散逸 如放射性物质的铅储器 绝缘材料 安全带等 2020 4 20 29 2 间接措施 1 在能量的放出路线上和放出的时间上采取措施 如排尘装置 安全禁止标志 防护性接地 安全连锁装置等 2 能量放出缓冲装置 如爆炸板 安全阀 保险带 冲击吸收装置等 3 在能量源上采取防护措施 如防护罩 喷水灭火装置 禁入栅栏 防火墙等 4 在能量和人与物之间设立防护措施 如玻璃视镜 过滤器 防噪声装置等 5 对人体采取防护措施 如防尘眼镜 安全靴 头盔 手套 呼吸器 防护用具等 6 提高耐受能力 选用适应性强的人和耐久性材料 7 降低损害程度的措施 如紧急冲浴设备 配置低放射线 救援活动和急救治疗等 2020 4 20 30 1 防止能量的破坏性作用 1 限制能量的集中与蓄积 2 控制能量的释放1 防止能量的逸散 2 延缓能量释放 3 另辟能量释放渠道 3 隔离能量1 在能源上采取措施 2 在能源和人与物之间设防护屏障 3 设置安全区 安全标志等 4 其他措施为提高防护标准 可采用双重绝缘工具 低压电回路 连续监测和遥控等 为提高耐受能力 可挑选适应性强的人员以及选用耐高温 高寒和高强度材料 2020 4 20 31 2 降低损失程度的措施加强应急管理建设 如设紧急冲浴设备 采用快速救援活动和急救治疗等 3 防止人的失误创造安全性较强的工作条件 设备要符合人机工程学的要求 重复操作频率大的工作应用机械代替手工 变手工操作为自动控制 建立健全规章制度 严格监督检查 加强安全教育 2020 4 20 32 2 2 7实用实例预先危险分析的记结果一般采用表格的形式列出 表格的格式和内容可根据实际情况确定 表2 7 2 8 2 9为几种基本的表格格式 表2 7PHA工作表格表 2020 4 20 33 表2 8PHA工作的典型格式表 2020 4 20 34 表2 9预先危险分析表通用格式 注 1 所分析子系统归属的车间或工段的名称 2 所分析子系统的名称 3 子系统处于何种状态或运行方式 4 子系统可能发生的潜在危害 5 产生潜在危害的原因 6 导致产生危险因素 5 的那些不希望事件或错误 7 使危险因素 5 发展成为潜在危害的那些不希望发生的错误或事件 8 导致生产 发生事故的条件 7 的那些不希望发生的事件及错误 9 事故后果 10 危害等级 11 为消除或控制危害可能采取的措施 其中包括对装置 人员 操作程序等几方面的考虑 12 有关必要的说明 2020 4 20 35 PHA的表格中应有的内容 了解系统的基本目的 工艺工程 控制条件及环境因素等 划分整个系统为若干子系统 单元 参照同类产品或类似的事故教训及经验 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 在危险不能控制的情况下 分析最好的损失预防的方法 2020 4 20 36 案例分析 电缆线路预先危险性分析 2020 4 20 37 2020 4 20 38 2020 4 20 39 2020 4 20 40 2020 4 20 41 2020 4 20 42 2020 4 20 43 FMEA FailureModesandEffectsAanlysis 2 3故障类型及影响分析 2020 4 20 44 2 3 1基本概念及格式 1 基本概念 1 故障 故障是指系统或元素在运行过程中 不能达到设计规定的要求 因而不能实现预定功能的状态 2 故障类型 故障类型是指系统中相同的组成部分和元素所发生故障的不同形式 一般可从五个方面来考虑 即 运行过程中的故障 过早地起动 规定时间内不能起动 规定时间内不能停车 运行能力降级 超量或受阻 2020 4 20 45 3 危险度 危险度分析是对系统中组成部分和元素的不同故障类型危险程度 危险度 的分析 通常用不同故障类型发生的概率来衡量其危险程度 4 故障等级 故障等级是衡量故障对系统任务 人员和财务安全造成影响的尺度 评定故障等级考虑的因素 故障影响大小 对系统造成影响的范围 故障发生的频率 防止故障的难易 是否重新设计 2020 4 20 46 2 格式 表2 15故障类型与影响分析表 2020 4 20 47 2 3 2FMEA的步骤 2020 4 20 48 表2 16故障危险程度等级 2020 4 20 49 故障概率 统计时间内的实际故障次数除以统计区间内实际工作小时数进行计算 表2 17故障概率表 2020 4 20 50 案例分析 51 3 应用实例 1 电机运行系统故障类型和影响分析对电机运行系统中主要元素进行故障类型和影响分析 结果 安全系统工程 52 2 空气压缩机储罐的故障类型和影响分析这里仅考察储罐的罐体和安全阀两个元素的故障类型及其影响 分析结果 安全系统工程 2020 4 20 53 HAZOPHazardandOperabilityStudy危险 性 与可操作性研究HazardandOperabilityAnalysis危险 性 与可操作性分析 2 4危险性与可操作性研究 2020 4 20 54 一 方法由来 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 2020 4 20 55 HAZOP分析方法是用来识别和估计过程的安全方面的危险以及操作性问题 虽然这些操作性问题可能没有什么危险性 但通过可操作性分析以保证装置达到设计能力 该分析方法最初是为缺乏预报危险和操作性问题经验的分析组设计的 但发现该方法同样适用于已投入运行的工艺过程 2020 4 20 56 二 方法的基础 方法是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 BrainStorming 头脑风暴 2020 4 20 57 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 2020 4 20 58 三 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 2020 4 20 59 四 分析的目的 HAZOP分析的目的是系统 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 2020 4 20 60 五 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 2020 4 20 61 七 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 2020 4 20 62 八常用HAZOP分析术语 2020 4 20 63 2020 4 20 64 九 HAZOP分析关键词 引导词 及其意义 2020 4 20 65 2020 4 20 66 十 常用HAZOP分析工艺参数 关键词工艺参数偏差NONE 空白 FLOW 流量 NONEFLOW 无流量 MORE 过量 PRESSURE 压力 HIGHPRESSURE 压力高 ASWELLAS 伴随 ONEPHASE 一相 TWOPHASE 两相 OTHERTHAN 异常 OPERATION 操作 MAINTENANCE 维修 2020 4 20 67 十一 使用关键词时的注意事项 关键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 2020 4 20 68 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 2020 4 20 69 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 2020 4 20 70 无流量 流量大 流量小 输送过程中有其他物质 物质含量不足 反向输送 输送的不是该物质 2020 4 20 71 分析工作程序 2020 4 20 72 一 分析的基本步骤 分析的准备 完成分析 编制分析结果报告 2020 4 20 73 2020 4 20 74 二 分析的准备 1 分析组的组成 危险分析组的组织者应当负责组成有适当人数且有经验的HAZOP分析组 HAZOP分析组最少由4人组成 包括组织者 记录员 两名熟悉过程设计和操作的人员 虽然对简单 危险情况较少的过程而言 规模较小的分析组可能更有效率 但5 7人的分析组是比较理想的 如果分析组规模太小 则由于参加人员的知识和经验的限制将可能得不到高质量的分析结果 小组召集人应具备工业安全及实际进行危害分析及实际进行危害及可操作性分析经验的资深工程师担任 生产工程师 熟悉基本设计 程序模拟 系统工程师 熟悉生产线及仪器图及基本设计规范 品质工程师 熟悉标准操作步骤及标准 仪控工程师 具备设备及控制系统选择经验 安全工程师 了解安全标准 法规 安全管理等 其他专业人员 工业卫生专业人员 电机工程师 维修工程师等 2020 4 20 75 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 2020 4 20 76 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 2020 4 20 77 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 2020 4 20 78 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 2020 4 20 79 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 2020 4 20 80 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 2020 4 20 81 四 编制分析结果文件 2020 4 20 82 案例分析 2020 4 20 83 2 5鱼刺图法2 5 1基本概念鱼刺图又称因果分析图 因果图 特性图或树枝图等 该法在1953年首次应用于日本 后来介绍到其他国家 把它移植到安全分析方面 成为一种重要的事故分析方法 用这种方法分析事故 可以使复杂的原因系统化 条理化 把主要原因搞清楚 也就明确了预防对策 因其所绘制的分析图形像一条完整的鱼 有骨有刺 故名鱼刺图 2020 4 20 84 2 5 2绘制方法鱼刺图是由原因和结果两部分构成 一般情况下 可从人的不安全行为 安全管理 设计者 操作者等 和物质条件构成的不安全状态 设备缺陷 环境不良等 两大因素中从大到小 从粗到细 由表及里 一层一层深入分析 则可得到图2 7所示的鱼刺图 2020 4 20 85 鱼刺图分析步骤 1 确定要分析的某个特定问题或事故 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 如安全管理 操作者 材料 方法 环境等并画大枝 3 将上述项目深入发展 中枝表示对应的项目造成事故的原因 一个原因画出一枝 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 确定鱼刺图中的主要原因 并标上符号 作为重点控制对象 6 注明鱼刺图的名称 2020 4 20 86 案例分析 1 矿山事故鱼刺图分析 2020 4 20 87 2 6作业危害 安全 分析 分解 JHAJobHazardAnalysis作业危害分解JHBJobHazardBreakdown作业危害分解 2020 4 20 88 作业危害分析是一种定性风险分析方法 实施作业危害分析 能够识别作业中潜在的危害 确定相应的工程措施 提供适当的个体防护装置 以防止事故发生 防止人员受到伤害 适用于涉及手工操作的各种作业 许多石油和天然气企业采用了这一方法 2020 4 20 89 分析过程 2020 4 20 90 确定分析作业时 优先考虑如下作业活动 1 频度和后果 频繁发生或不经常发生但可致灾难性后果的 2 严重