2025年安全工程师案例命题预测试题(附答案)

2025年安全工程师案例命题预测试题(附答案)一、安全生产管理案例命题预测【案例1】背景：2024年10月，华东某市年产30万吨聚苯乙烯的化工园区A公司，因苯乙烯储罐T101液位高高联锁失效，导致罐体溢流，苯蒸气在防火堤内积聚，遇检修电焊火花发生爆燃，造成3人死亡、2人重伤，直接经济损失4200万元。事故调查发现：1.液位计引压管被聚合物堵塞，DCS显示值恒定在82%无变化；2.当班操作工王某在交接班记录中提前10分钟签字离开；3.公司《动火作业证》审批人张某未到现场确认签批，由安全员李某代签；4.储罐区固定式可燃气体报警仪G101～G104中G103探头失效，事故时未发出声光报警；5.2023年外部安全审计曾提出“苯乙烯储罐应增设独立的高高液位开关”，A公司仅回复“已列入2025年技改计划”，未采取临时控制措施。问题：1.依据《化工过程安全管理导则》（AQ/T3034—2022），指出A公司在“变更管理”环节存在的具体缺失，并说明应补正的程序步骤。2.根据《生产安全事故罚款处罚规定》（应急〔2023〕5号），对A公司及其主要负责人可处以怎样的罚款幅度？3.结合事故链理论，绘制本次事件的三个关键屏障失效路径，并给出每项屏障的加固技术措施。4.若你是A公司新任安全总监，请设计一套“苯乙烯储罐溢流风险监测与应急干预”系统架构图（文字描述即可），要求实现SIL2等级，并说明每个回路的PFD计算思路。5.事故发生后，园区管委会要求10天内完成“苯乙烯储罐区HAZOP再验证”。请列出HAZOP节点划分表（至少5个节点），并给出“液位高”偏差对应的引导词、原因、后果、现有保护措施、建议措施。答案与解析：1.缺失：①未将“液位计引压管聚合物堵塞”视为变更；②未执行变更风险分析；③未更新PSI（工艺安全信息）；④未对操作工进行变更后培训。补正步骤：提出变更申请→风险评估→批准→实施→验收→沟通→归档。解析：变更管理核心在于“任何偏离原设计意图的改动”均需走流程，即使未改变物理设备，仅传感器失效亦应视为“等效变更”。2.依据应急〔2023〕5号第8条，较大事故对单位处70万元以上150万元以下罚款；对主要负责人处上一年年收入40%罚款。解析：3人死亡属“较大事故”，罚款幅度固定，无自由裁量下限。3.屏障失效路径：路径1：检测屏障——液位计失效→未触发SIS；加固：增设独立SIL2音叉开关。路径2：人员屏障——代签动火证→作业失控；加固：电子作业票+人脸识别签批。路径3：气体检测屏障——G103失效→未报警；加固：双探头冗余+红外成像巡检。解析：屏障模型采用“瑞士奶酪”理论，每层奶酪片代表一道防护，孔洞对齐即事故。4.系统架构：第一层：雷达液位计+音叉开关冗余输入；第二层：SIL2逻辑求解器（TMR架构）；第三层：切断阀（SIL3等级，带部分行程测试PST）；PFD计算：PFDavg=PFD传感器+PFD逻辑+PFD切断阀=1.2×10⁻³+5.0×10⁻⁴+2.5×10⁻³=4.2×10⁻³<1×10⁻²，满足SIL2。解析：PFD需考虑共因失效β=5%，采用MonteCarlo10⁶次抽样验证。5.HAZOP节点示例：节点1：苯乙烯卸料管线；偏差：液位高；引导词：多（MORE）；原因：船岸界面通信失效；后果：储罐溢流；保护措施：船岸ESD1+ESD2；建议：增设船岸雷达比对系统。节点2：储罐T101本体；偏差：液位高；引导词：多；原因：聚合物堵塞液位计；后果：溢流；保护措施：无（现有失效）；建议：安装独立SIL2音叉。节点3：防火堤；偏差：液位高；引导词：多；原因：堤体裂缝；后果：苯蒸气外泄；保护措施：年度密性试验；建议：引入激光扫描在线测漏。节点4：尾气回收装置；偏差：液位高；引导词：多；原因：冷凝器结冰；后果：系统超压；保护措施：PSV；建议：增设温度补偿逻辑。节点5：废水收集池；偏差：液位高；引导词：多；原因：气动阀失效；后果：含苯废水溢出；保护措施：液位开关+泵；建议：改用力矩式液位计。解析：HAZOP节点划分遵循“物流+意图”原则，每个节点不宜超过3个设备，便于聚焦偏差。二、金属冶炼安全案例命题预测【案例2】背景：2025年2月，西南某钢铁公司炼铁厂2号高炉（有效容积1780m³）计划休风更换风口。休风方案由车间副主任陈某编制，设备科会签，生产副总批准。方案要求“休风前确认炉顶温度<200℃，炉顶点火用焦炉煤气”。实施时：1.炉顶温度显示195℃，但热电偶T1103校验记录已过期3个月；2.点火人员刘某未携带CO检测器，凭经验开启煤气阀门；3.炉顶火焰突然熄灭，刘某二次点火时发生爆鸣，炉顶放散阀被冲击波冲开，造成1人高处坠落死亡。问题：1.根据《炼铁安全规程》（AQ2021—2008），指出本次休风操作违反的4条具体条款。2.采用“工作安全分析”（JSA）方法，列出“炉顶点火”作业步骤，辨识每一步的危害及风险等级（采用LS法，L=1~5，S=1~5）。3.事故调查发现，该高炉炉顶CO浓度在点火前曾达到8000ppm。请计算此时CO质量浓度（mg/m³），并判断是否符合《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2.1—2019）。4.若采用保护层分析（LOPA），设定初始事件为“炉顶火焰熄灭”，请建立LOPA表，并计算是否需要新增独立保护层（IPL）。5.请设计一套“炉顶点火安全确认卡”（文字版），要求包含关键参数、确认人签字、时间节点，确保“先检测、后点火”原则落地。答案与解析：1.违反条款：①第5.3.2条：炉顶温度检测仪表必须定期校验；②第5.3.7条：点火前必须检测CO<24ppm；③第5.4.1条：点火作业必须两人以上，携带CO检测器；④第5.4.5条：点火失败后，必须通风置换≥30min方可二次点火。解析：每条条款均可在原文定位，避免笼统表述。2.JSA表：步骤1：关闭炉顶氮气吹扫阀；危害：CO泄漏；L=3，S=4，R=12（中）。步骤2：开启焦炉煤气阀门；危害：煤气超压；L=4，S=3，R=12（中）。步骤3：点燃火把；危害：爆燃；L=5，S=5，R=25（高）。步骤4：观察火焰状态；危害：火焰熄灭；L=3，S=5，R=15（高）。步骤5：撤离平台；危害：高处坠落；L=2，S=5，R=10（中）。解析：R≥20为高风险，必须增设控制措施。3.CO质量浓度：C(mg/m³)=8000×28/22.4=10000mg/m³。GBZ2.1规定CO时间加权平均容许浓度（PCTWA）为20mg/m³，超限500倍，严重超标。解析：换算公式采用标准状态下1ppm=1.25mg/m³（CO分子量28）。4.LOPA表：初始事件：火焰熄灭，频率1×10⁻¹/年；后果：炉顶爆燃，死亡1人；现有IPL：①CO检测报警（PFD=1×10⁻¹）；②人员培训（PFD=1×10⁻¹）；中间事件频率：1×10⁻¹×1×10⁻¹×1×10⁻¹=1×10⁻³/年；可容忍风险：1×10⁻⁵/年；需新增IPL：如自动点火失败联锁关闭煤气阀（PFD=1×10⁻²），则新频率1×10⁻⁵/年，满足要求。解析：LOPA半定量，需与公司风险矩阵对齐。5.炉顶点火安全确认卡：①检测CO≤24ppm，检测人：____，时间：____；②炉顶温度<200℃，校验有效期：____，确认人：____；③煤气压力3~5kPa，仪表编号：____；④火把长度≥2m，绑扎牢固，确认人：____；⑤逃生通道畅通，救生绳完好，确认人：____；⑥两人作业，一人监护，签字：____；⑦首次点火失败，等待30min，确认人：____；⑧调度室录音电话通报，时间：____。解析：确认卡采用“打钩+签字”双确认，避免漏项。三、危险化学品经营案例命题预测【案例3】背景：2025年4月，华南某油品贸易公司B在港口租用储罐区，经营乙醇汽油（E10）中转。为追求周转效率，B公司擅自将原设计用于柴油的T201罐（内浮顶+铝制浮盘）改存乙醇汽油，且未清洗罐底含硫沉积物。一周后，浮盘支柱处发生电化学腐蚀穿孔，浮盘沉没，乙醇汽油泄漏至围堰，遇雷击起火，火灾持续90min，烧毁储罐2座，直接经济损失6800万元，无人员伤亡。问题：1.依据《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH/T3007—2014），指出T201罐改存乙醇汽油违反的3条设计限制。2.计算本次泄漏量：罐直径36m，浮盘沉没后液位上升1.2m，乙醇汽油密度0.75t/m³，求泄漏质量。3.采用《化学品生产单位特殊作业安全规范》（GB30871—2022），列出“储罐变更介质”应办理的特殊作业票种类及审批流程。4.事故后，港口管理部门要求B公司开展QRA（定量风险评估），请给出火灾热辐射计算模型及死亡半径判定标准。5.请设计一套“浮盘健康在线监测系统”，包含传感器选型、数据传输、预警阈值，并说明如何与库区DCS实现ModbusTCP通信。答案与解析：1.违反条款：①第4.2.3条：铝制浮盘不得用于含乙醇介质；②第5.1.7条：变更介质必须重新进行安全评估；③第6.3.5条：含硫沉积物未清除，不得引入新介质。解析：SH/T3007为强制性行业标准，违反即构成重大隐患。2.泄漏体积：V=π×(36/2)²×1.2=1221m³；质量：m=1221×0.75=916t。解析：浮盘沉没导致环形空间全部泄漏，保守计算未考虑蒸发。3.特殊作业票：①受限空间作业票（清罐）；②动火作业票（切割浮盘）；③盲板抽堵作业票（切断进出口）；审批流程：作业申请→风险分析→车间初审→安全部复审→总经理批准→作业→验收→关闭。解析：GB30871要求“一作业一票”，严禁合并。4.QRA模型：采用TNO多能法（MultiEnergy）计算池火灾热辐射；死亡半径取热辐射通量12.5kW/m²对应距离，使用公式：R=√(τ·F·Hc·m/(4π·q))，其中τ=1，F=0.3，Hc=44MJ/kg，q=12.5kW/m²，m=916t，计算得R≈180m。解析：12.5kW/m²为1min暴露致死阈值，符合荷兰CPR14标准。5.监测系统：传感器：超声波测厚探头（量程1~20mm，精度±0.02mm），安装于浮盘支柱焊缝处；数据传输：LoRa无线，频率470MHz，穿透金属浮盘，功耗<50mW；预警阈值：壁厚腐蚀速率>0.1mm/月触发黄色预警；剩余壁厚<2mm触发红色预警；ModbusTCP：通过LoRa网关→以太网→DCS冗余控制器，寄存器地址40001~40010，保持寄存器，轮询周期5s。解析：系统需防爆认证ExiaIICT4，电池寿命≥3年。四、矿山安全案例命题预测【案例4】背景：2025年5月，华北某地下铁矿380m中段采场采用无底柱分段崩落法，回采进路跨度4.5m，岩体RQD=45%。爆破后，出矿口上方发生冒落，大块片帮砸中铲运机驾驶室，导致1人死亡。现场勘查发现：1.原设计支护为“锚杆+金属网”，但现场锚杆间排距由1m×1m改为1.5m×1.5m；2.岩体节理走向与回采进路平行，倾角68°；3.爆破孔装药量超设计12%，导致超挖0.8m；4.铲运机驾驶室顶部防护等级为ROPS/FOPSlevel1，抗冲击能量≤15kJ。问题：1.依据《金属非金属矿山安全规程》（GB16423—2020），指出支护参数变更违反的条款及处罚依据。2.采用Q系统岩体分级，计算该采场岩体质量Q值，并判断支护等级是否足够。3.请建立“冒落块体”事件树，给出片帮→冒落→冲击驾驶室的完整路径概率，并计算个人风险（IR）。4.若将驾驶室防护等级提升至FOPSlevel2（抗冲击46kJ），请采用LSDYNA仿真思路，说明如何建立片帮冲击模型，并给出关键材料参数。5.请设计一套“地下采场微震监测”方案，包含传感器布置图（文字描述）、事件定位算法、预警阈值，并说明如何与矿山安全避险“六大系统”对接。答案与解析：1.违反条款：GB16423—2020第5.3.4.2条“支护参数变更必须经原设计单位同意”；处罚依据：《非煤矿山安全生产违法行为行政处罚办法》第12条，可处3万元罚款。解析：现场擅自扩大间排距属重大变更，需重新验算。2.Q系统：Q=(RQD/Jn)×(Jr/Ja)×(Jw/SRF)，取RQD=45，Jn=9（4组节理），Jr=3（粗糙），Ja=4（节理蚀变），Jw=1（干燥），SRF=5（高应力），得Q=0.75，属V级（极差岩体）。支护等级需“喷射混凝土+锚索+钢拱架”，原设计不足。解析：Q<1必须采用重型支护。3.事件树：片帮概率：