安全系统工程第四章系统安全评价

第四章系统安全评价主要内容第一节安全评价概述第二节概率风险评价第三节指数评价法第四节单元危险性快速排序法第五节生产设备安全评价方法第六节安全管理评价第七节系统安全综合评价第一节安全评价概述安全评价(SafetyAssessment)(又称风险评价RiskAssessment)，是对系统或作业中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评估，并以既定指数、等级或概率值做出定量的表示。安全评价是以实现工程、系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断工程、系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。（摘自《安全评价通则》）一、概述安全评价技术发展概况安全评价的基本原则和要求安全评价的目的意义安全评价的分类基本原则和要求基本原则合法性（政策性、严肃性、权威性）科学性公正性针对性基本原理从系统的观点出发，把系统中影响安全的因素用集合性、相关性、阶层性协调。类推评价和概率推断准则。利用先导事件的发展规律来评价迟发事件的发展趋势。如果发生事件的概率为小概率事件，推断系统是安全的。惯性原理（趋势外推原理）：针对稳定的系统而言，根据事物的发展带有一定的延续性来推断系统未来发展趋势。目的和意义目的促进实现本质安全化生产实现全过程安全控制建立系统安全的最优方案，为决策依据为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件目的和意义意义安全评价是安全生产管理的一个必要组成部分。“安全第一，预防为主”是我国安全生产的基本方针。有助于政府安全监督管理部门对生产经营单位的安全生产实行宏观控制有助于安全投资的合理选择有助于提高生产经营单位的安全管理水平有助于生产经营单位提高经济效益安全评价分类安全预评价：根据建设项目可行性研究报告的内容，分析和预测该建设项目可能存在的危险、有害因素的种类和程度，提出合理可行的安全对策措施和建议。安全验收评价：在建设项目竣工验收之前、试生产运行正常之后，通过对建设项目的设施、设备、装置实际运行状况及管理状况的安全评价，查找该建设项目投产后存在的危险、有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。安全现状评价：针对系统、工程的（某一个生产经营单位总体或局部的生产经营活动的）安全现状进行的安全评价，通过评价查找其存在的危险、有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。安全专项评价：针对某一项活动或场所，如特定的行业、产品、生产方式、生产工艺或生产装置等，存在的危险、有害因素进行的安全评价，目的是查找其存在的危险、有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。如危险化学品专项安全评价等。二、安全评价的程序及方法1.安全评价的基本程序准备阶段：明确被评价对象和范围，收集国内外相关法律法规、技术标准及工程、系统的技术资料。危险、有害因素辨识与分析：根据被评价的工程、系统的情况，辨识和分析危险、有害因素，确定危险、有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律。即通过一定的手段测定、分析和判明危险，包括：（1）固有和潜在的危险（2）可能出现的新的危险（3）在一定条件下转化生成的危险。定性、定量评价：把危险的项目通过定量化处理，确定发生的概率和危险的程度。在危险、有害因素辨识和分析的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法，对工程、系统发生事故的可能性和严重程度进行定性、定量评价。安全对策措施：根据定性、定量评价结果，提出消除或减弱危险、有害因素的技术和管理措施及建议。即为消除危险所采取的技术措施和管理措施。包括采取消除避开、限制、转换等措施。安全评价结论及建议：简要列出主要危险、有害因素的评价结果，指出工程、系统应重点防范的重大危险因素，明确生产经营者应重视的重要安全措施综合评价：通过采取系统分析与评价方法，进行概率危险程度和危险等级的评定。然后，与既定的安全指标和标准比较，以求判明所达到的水平。安全评价报告的编制：依据安全评价的结果编制相应的安全评价报告。二、安全评价的程序及方法二、安全评价的程序及方法2.安全评价的内容安全评价危险性确认危险性评价危险的查出（检查）1、新的危险2、危险性的变化危险的定量化（确认）1.事故发生的概率2．事故的损害程度危险的排除（措施）1.采取措施消除和降低危险性2.采取措施前后的比较允许界限（评价标准）社会对危险的允许界限再评价二、安全评价的程序及方法3.安全标准经定量化的风险率或危害度是否达到我们要求的（期盼的）安全程度，需要有一个界限、目标或标准进行比较，这个标准称之为安全标准。安全标准的确定主要取决于一个国家、行业或部门的政治、经济、技术和安全科学发展的水平。确定安全标准的方法有统计法和风险与收益比较法，也可根据综合评价得到的危险指数进行统计分析，确定使用一定范围的安全标准。二、安全评价的程序及方法4.安全评价方法

主要有指数评价方法、概率风险评价方法、综合评价法和数值模拟与人工智能方法等。（一）指数评价方法：美国的DOW化学公司的火灾爆炸指数法、英国帝国化学公司（ICI）蒙德（MOND）工厂的蒙德评价法、日本化工企业的六阶段安全评价法、中国化工厂危险程度分级法、均为指数法。指数评价法使用方便，适用于象化工厂这样多种灾害并存结构复杂且隐患概率及其后果模型难以确定的领域。

1.火灾爆炸危险指数评价法是用火灾爆炸危险指数作为评价化工工艺过程，生产装置及贮罐等的危险程度的指标，对工艺设备中潜在的火灾、爆炸和活化反应的危险性进行的有步骤的客观评价。特点：分析中采用的定量指标是根据历史上的事故数据，被分析物质的潜在能量和已采取的事故防止措施确定的。

目的：（1）是要定量地描述火灾、爆炸事故的可能损失。（2）确认哪些极有可能引起或扩大事故损失的设施。（3）使领导部门及时了解潜在的火灾爆炸危险。（4）进一步确定最佳的事故防止方案，最大限度地减少事故的严重性和损失程度。1)火灾爆炸危险指数评价法基本程序准备资料装置或工厂的设计方案；火灾、爆炸指数危险度分级表；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；工厂风险分析汇总表；有关装置的更换费用数据1）选择工艺（评价）单元首先应充分了解所评价工厂设备间的逻辑关系，然后再进行单元划分，而且只选择那些从损失到预防角度影响比较大的、对工艺有影响的单元进行评价。

选择单元时应考虑的问题：潜在化学能（物质系数）；工艺单元中危险物质的数量；资金密度（每平方米美元数）；操作压力和操作温度；导致火灾、爆炸事故的历史资料；对装置操作起关键作用的单元2)确定物质系数物质系数是最基础的数值，也是表述由燃烧或化学反应引起的火灾、爆炸过程中潜在能量释放的尺度（物质的可燃性和化学活性）。3)确定工艺单元危险系数（F3）

F3

＝F1×F2工艺单元危险系数值是由一般工艺单元危险系数（F1

）与特殊工艺危险系数（F2

）的乘积，一般工艺危险系数是确定事故危险程度（事故损失大小）的主要因素；包括放热、吸热反应、物料处理和输送、封闭单元或室内单元、通道、排放和泄漏。特殊工艺危险系数是导致事故发生（发生概率）的主要原因。包括毒性物质、负压物质、在爆炸极限范围内或其附近的操作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不稳定物质的数量、腐蚀、泄漏、明火设备、热油交换系统、转动设备。4)确定火灾、爆炸危险指数（F&EI）火灾、爆炸危险指数用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。各种危险因素如反应类型、操作温度、压力和可燃物的数量等表征了事故发生概率、可燃物的潜能以及由工艺控制故障、设备故障、振动或应力疲劳导致的潜能释放的大小。火灾爆炸危险指数是工艺单元危险系数与物质系数的乘积，即F&EI＝F3×MFF&EI危险等级1～6061～9697～127128～158>159最轻较轻中等很大非常大5)确定安全措施补偿系数C任何一个化工厂或建筑物在建造时，都应考虑使一些基础的设计特征符合有关规范和标准，还应根据实际情况和经验考虑到安全措施的要求，以预防严重事故的发生，降低事故的概率和危害。安全措施可分为三类：C1－工艺控制；C2

－危险物质隔离；C3

－防火设施。C=C1

×C2

×C36)确定暴露面积（影响区域）用火灾、爆炸指数乘以0.84即可求出暴露半径R（英尺），继而求出暴露区域面积。7)影响区域内财产的更换价值更换价值＝原来成本×0.82×价格增长系数8)确定危害系数危害系数由单元危险系数（F3）和物质系数（MF）按计算图来确定，F3的最大值为8.0。9)基本最大可能财产损失（基本MPPD）基本MPPD＝暴露区域的更换价值×危害系数10)实际最大可能的财产损失值（实际MPPD）实际MPPD＝基本MPPD×C11)确定最大可能损失天数（MPDO）估算最大可能工作日损失是为了评价停产损失，可根据实际的MPPD从计算图中计算出来。12)停产损失（BI）根据造成损失的大小确定其安全程度Mond法概述对道三版改进的基础上提出的扩充加入毒性的概念和计算扩展了某些补偿系数增加了几个特殊工程类型的危险性能对较广范围内的工程及储存设备进行研究荷兰单元危险性快速排序法该法是道化学公司的火灾爆炸指数法的简化方法，使用起来简捷方便。该法主要用于评价生产装置火灾、爆炸潜在危险性大小，找出危险设备、危险部位。方法内容：

1、单元划分：该法建议按工艺过程可划分成如下单元：(1)供料部分；

(2)反应部分；(3)蒸馏部分；(4)收集部分；(5)破碎部分；(6)泄料部分

(7)骤冷部分；(8)加热／制冷部分；(9)压缩部分；(10)洗涤部分；

(11)过滤部分；(12)造粒塔；(13)火炬系统；(14)回收部分；(15)存储装置的罐、储罐、大容器；(16)存储用袋、瓶、桶盛装的危险物质场所。

2、确定物质系数和毒性系数

根据美国防火协会的物质系数表直接查出被评价单元内危险物质的物质系数，并由该表查出健康危害系数（NH）。按表转换为毒性指数。

荷兰单元危险性快速排序法健康危害系数与毒性系数附录：物质系数特性表化合物物质系数健康危害系数化合物物质系数健康危害系数煤油100奈102氢210一氧化碳213汽油161氯气14苯162硫化氢214荷兰单元危险性快速排序法3、计算一般工艺危险系数（GPH）：由以下工艺过程对应的分数值之和求出一般工艺危险性系数：

(1)放热反应：放热反应危险系数荷兰单元危险性快速排序法

(2)吸热反应：燃烧（加热）、电解、裂解等吸热反应取0.2；利用燃烧为缎烧、裂解提供热源时取0.40。

(3)存储和输送：

1)危险物质的装卸取0.50;2)在仓库、庭院用桶、运输罐储存危险物质：储存温度在常压沸点之下取0.3；储存温度在常压沸点以上取0.60。(4)封闭单元：

1)在闪点之上、常压沸点下的可燃液体取0.30;2)在常压沸点之上的可燃液体或液化石油气取0.50。

(5)其他方面：用桶、袋、箱盛装危险物质，使用离心机，在敞口容器中批量混合，同一容器用于一种以上反应等取0.50。

荷兰单元危险性快速排序法4、计算特殊工艺危险性系数：由下列各种工艺条件对应的分数值之和求出工艺危险性系数。

(1)工艺温度：在物质闪点之上取0.25;

在物质常压沸点以上取0.60;

物质自燃温度低且可被热供气管引燃取0.75。

(2)负压：向系统内泄漏空气无危险不考虑；向系统内泄漏空气有危险取0.50；氢收集系统取0.50；绝对压力0.67kPa以下的真空蒸馏，向系统内泄漏空气或污染物有危险取0.75。

荷兰单元危险性快速排序法

(3)在爆炸范围内或爆炸极限附近操作：露天储存罐可燃物质，在蒸汽空间中混合气体浓度在爆炸范围内或爆炸极限附近取0.50；接近爆炸极限的工艺或需用设备和／或氮、空气清洗、冲淡以维持在爆炸范围以外的操作取0.75；在爆炸范围内操作的工艺取1.00。

(4)操作压力：操作压力高于大气压力时需考虑压力系数。可燃或易燃液体查图或按下式计算相应系数：

y＝0.435lgp（式中P为减压阀确定的绝对压力）荷兰单元危险性快速排序法

(5)低温：－30～0℃之间的工艺取0.30；低于－30℃的工艺取0.50。

(6)危险物质的数量：加工处理工艺中，由下图A查出相应的系数；储存中，由下图B查出相应的系数。

图A可燃物质在加工处理中的能量的影响系数图B可燃物质在储存中出现的能量的影响系数曲线A．加压液化气,B一可燃液体荷兰单元危险性快速排序法

(7)腐蚀：腐蚀分为装置内部腐蚀和外部腐蚀两类：

1)局部腐蚀：腐蚀率0.5mm/年取0.10;2)腐蚀率大于0.5mm/年、小于1mm/年取0.20；

3)腐蚀率大于0.5mm/年取0.50；

(8)接头或密封处泄漏：

1)泵和密封盖自然泄漏取0.10;2)泵和法兰定量泄漏取0.20;3)液体透过密封泄漏取0.40;4)观察玻璃、组合软管和伸缩接头取1.505、计算火灾、爆炸指数

(1)火灾、爆炸指数F：F=MF(1+GPH)(1+SPH)(2)毒性指标T:T=(Tn+Ts)(1+GPH+SPH)/100Tn－物质毒性系数；Ts=考虑有毒物质MAC值(最高容许浓度)的系数。荷兰单元危险性快速排序法6、评价危险等级该方法把单元危险性划分为3级，评价时取火灾、爆炸指数和毒性指标相应的危险等级中最高的。有毒物质MAC的系数单元危险性等级生产设备安全评价法本评价方法适用于高压气体制造车间或工厂设施的安全评价。该评价方法从高压气体设施的设计、运行和安全管理各方面考虑防止高压气体设施发生事故。生产设备安全评价要点：

高压气体设备本身技术复杂，运行条件特殊。因此在这类设施中，操作人员应首先排除人机界面的危险性。生产设备安全评价法设备本身及运行条件：包括安全标志、仪表和操作显示判读方法、阀门及管线（包括安全阀等）、警报系统；操作运转方面：操作方法、操作规程、教育训练；环境：仪表室内的环境要求、操作现场的环境要求、设备布置与现场环境的要求；维护检修：维修工具、维修设备档案、与运转部门的分工协调等；安全检查的相关内容等。安全管理评价评价企业的安全管理体系及管理工作的有效性和可靠性，企业预防事故发生组织措施的完善性，企业管理者和操作者素质的高低及对不安全行为的可控程度。安全管理评价内容（14大项）安全管理方法的运用；如SCL、ETA、FTA、PDCA、生物节律等8种现代安全教育形式：如三级教育、复工教育、班组长教育、全员教育等；规划计划与安全工作目标：长远规划、年度、安技措计划、厂长任职等；职能部门安全指标分解：生产、技术、行政、教育等部门安全分解指标。各级人员安全生产责任制：厂长或经理、总工程师、车间主任等；安全生产规章制度：安全生产检查、教育、奖惩、管理、评审等制度；安全管理评价各工种操作规程：操作规程文本、违章操作率特岗持证率、安知抽试合格率等安全档案：工伤事故、安全教育、工业卫生、违章记录、安全奖惩、隐患及整改等；安全管理图表：危险点分布图、安全管理信息反馈图、有害作业点分布图等；“三同时”审批项目：新建、扩建、新材料、新工艺、新技术、新设备等；事故处理“四不放过”：安全工作“五同时”：安全措施费用：近3年固定资产原值、更新改造费总数、安技措费用总数等；安全机构与人员配备：机构名称、人员总数。评价方法（SCL）结合评价对象的具体情况，确定各项评价内容所占权重；对照有关标准、规范、安全法规、文件等进行检查表式的检查，然后打分；结果汇总及评价结果。作业条件危险性评价法（LEC）

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。美国格雷厄姆（K.J.Graham）金尼（G.F.Kinney）第41页Ｄ＝ＬＥＣ

Ｌ——发生事故的可能性大小

Ｅ——人体暴露在这种危险环境中的频繁程度

Ｃ——一旦发生事故会造成的损失后果

Ｄ——危险性

组成评价小组；熟悉评价对象；明确评价赋分标准；赋分；评价计算；

评价步骤Ｌ—发生事故的可能性大小E—人体暴露在这种危险环境中的频繁程度C—发生事故产生的后果第46页D—危险性分值LEC法举例例如，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：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。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。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。 Ｄ＝ＬＥＣ ＝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。演讲完毕，谢谢观看！安全阀基本知识如果压力容器(设备/管线等)压力超过设计压力…1.尽可能避免超压现象堵塞(BLOCKED)火灾(FIRE)热泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的发生?2.使用安全泄压设施爆破片安全阀如何避免事故的发生?01安全阀的作用就是过压保护!一切有过压可能的设施都需要安全阀的保护!这里的压力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!设定压力(setpressure)安全阀起跳压力背压(backpressure)安全阀出口压力超压(overpressure)表示安全阀开启后至全开期间入口积聚的压力.几个压力概念弹簧式先导式重力板式先导+重力板典型应用电站锅炉典型应用长输管线典型应用罐区安全阀的主要类型02不同类型安全阀的优缺点结构简单,可靠性高适用范围广价格经济对介质不过分挑剔弹簧式安全阀的优点预漏--由于阀座密封力随介质压力的升高而降低,所以会有预漏现象--在未达到安全阀设定点前,就有少量介质泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE弹簧式安全阀的缺点过大的入口压力降会造成阀门的频跳,缩短阀门使用寿命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle弹簧式安全阀的缺点弹簧式安全阀的缺点=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通产品平衡背压能力差.在普通产品基础上加装波纹管,使其平衡背压的能力有所增强.能够使阀芯内件与高温/腐蚀性介质相隔离.平衡波纹管弹簧式安全阀的优点优异的阀座密封性能,阀座密封力随介质操作压力的升高而升高,可使系统在较高运行压力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先导式安全阀的优点平衡背压能力优秀有突开型/调节型两种动作特性可远传取压先导式安全阀的优点对介质比较挑剃,不适用于较脏/较粘稠的介质,此类介质会堵塞引压管及导阀内腔.成本较高.先导式安全阀的缺点重力板式产品的优点目前低压储罐呼吸阀/紧急泄放阀的主力产品.结构简单.价格经济.重力板式产品的缺点不可现场调节设定值.阀座密封性差,并有较严重的预漏.受背压影响大.需要很高的超压以达到全开.不适用于深冷/粘稠工况.几个常用规范ASMEsectionI-动力锅炉(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低压安全阀设计(LowpressurePRV)API520-火灾工况计算与选型(FireSizing)API526-阀门尺寸(ValveDimension)API527-阀座密封(SeatTightness)介质状态(气/液/气液双相).气态介质的分子量&Cp/Cv值.液态介质的比重/黏度.安全阀泄放量要求.设定压力.背压.泄放温度安全阀不以连接尺寸作为选型报价依据!如何提供高质量的询价?弹簧安全阀的结构弹簧安全阀起跳曲线弹簧安全阀结构弹簧安全阀结构导压管活塞密封活塞导向不平衡移动副(活塞)导管导阀弹性阀座P1P1P2先导式安全阀结构先导式安全阀的工作原理频跳安全阀的频跳是一种阀门高频反复开启关闭的现象。安全阀频跳时，一般来说密封面只打开其全启高度的几分只一或十几分之一，然后迅速回座并再次起跳。频跳时，阀瓣和喷嘴的密封面不断高频撞击会造成密封面的严重损伤。如果频跳现象进一步加剧还有可能造成阀体内部其他部分甚至系统的损伤。安全阀工作不正常的因素频跳后果1、导向平面由于反复高频磨擦造成表面划伤或局部材料疲劳实效。2、密封面由于高频碰撞造成损伤。3、由于高频振颤造成弹簧实效。4、由频跳所带来的阀门及管道振颤可能会破坏焊接材料和系统上其他设备。5、由于安全阀在频跳时无法达到需要的排放量，系统压力有可能继续升压并超过最大允许工作压力。安全阀工作不正常的因素A、系统压力在通过阀门与系统之间的连接管时压力下降超过3%。当阀门处于关闭状态时，阀门入口处的压力是相对稳定的。阀门入口压力与系统压力相同。当系统压力达到安全阀的起跳压力时，阀门迅速打开并开始泄压。但是由于阀门与系统之间的连接管设计不当，造成连接管内局部压力下降过快超过3%，是阀门入口处压力迅速下降到回座压力而导致阀门关闭。因此安全阀开启后没有达到完全排放，系统压力仍然很高，所以阀门会再次起跳并重复上述过程，既发生频跳。导致频跳的原因导致接管