第3章安全系统工程讲义

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1、第三章 安全系统工程,2019/10/17,2,第一节 概述,安全技术的地位 现代工业生产的特点： 四新：新工艺、新技术、新能源和新材料 三化：大规模化、复杂化和高度自动化 企业生产装置的现状 设备陈旧老化 发生事故的可能性增加,2019/10/17,3,系统与系统工程,系统：由若干相互作用又相互依赖的部分组合而成，具有特定功能，并处于一定环境中的有机整体。 系统的特点 目的性 整体性和分解性 相关性 特定功能性 系统工程就是从系统的观点出发运用各种工程方法解决系统的各种问题。,2019/10/17,4,安全与危险危害,安全：不发生人员伤亡和（或）设备财产损失，不发生职业危害。 危险：引起人身

2、伤亡，设备破坏或降低完成预定功能的能力。 危害：超出人的直接控制之外的某种潜在的环境条件。 危险性：危险暴露的程度。,2019/10/17,5,系统安全与安全系统工程,系统安全：在系统运行周期内，应用系统安全管理及安全工程原理，识别系统中的危险性并排除，或使危险危害减少到最小，从而使达到最佳安全状态。 必须在规划、研究、设计、制造、试验和使用等各阶段正确实施系统安全管理和安全工程。 安全系统工程：应用系统工程的原理和方法，识别、分析、评价、排除和控制系统中的各种危险，对系统进行评价和综合处理，并使系统安全性达到最佳状态。,2019/10/17,6,第二节 安全系统工程的发展,安全系统工程在20

3、世纪50年代创始于美国。 美国在重大国防计划中广泛采用了安全系统工程。 英国于20世纪60年代开始运用安全系统工程。 日本在20世纪70年代也开始推广安全系统工程。 我国开展系统工程情况。,2019/10/17,7,第三节 安全系统工程内容,安全系统工程的任务：预测、评价和控制危险危害因素。其过程主要包括： 预测与识别危险危害因素 危险性评价 安全措施 系统安全分析和评价是安全系统工程的核心。,2019/10/17,8,系统安全分析,系统安全分析通过对系统中的危险危害因素进行定性定量分析，使人们识别系统中存在的危险性和所导致事故后果的损失度，并预测其可能性。 系统安全分析方法 因果（鱼刺）分析

4、；预先危险性分析；故障类型和影响分析；作业安全分析；能量分析；故障树分析；事件树分析；管理疏忽和危险树分析。,2019/10/17,9,安全评价和安全措施,安全评价：在系统安全分析的基础上，掌握了系统中存在的潜在危险危害和薄弱环节进行分析，并得到评价结果。 安全评价分为定性评价和定量评价。 安全措施：根据安全评价结果，针对系统存在的问题，对系统危险危害因素或薄弱环节进行改进。 安全措施分为预防事故发生的措施和控制事故损失扩大的措施。,2019/10/17,10,第四节 系统安全分析与危险性评价,系统安全分析和危险性评价是一个问题的两个方面，目的是提出消除或控制危险、防止发生事故的对策，为确定系

5、统安全目标，制定系统安全规划，实现最优化的系统安全奠定基础。 系统安全分析和危险性评价在时间和空间方面进行。,2019/10/17,11,系统安全分析与评价的应用范围 新产品的研制和生产。 新材料、新工艺、新技术、新设备的使用。 危险物质和危险场所。 危险设备和危险作业。 新建、改建或扩建项目。 新的生产过程。 安全目标、安全规程的制定和实施。,2019/10/17,12,第五节 系统分析和评价的步骤,系统安全分析与评价的步骤 系统分解、危险因素识别、系统危险性分析、危险性评价、制定对策。 任何复杂的系统都可以分为若干相对独立又相互作用的子系统。 系统安全分析和危险性评价要求合理分解系统。 按

6、事故致因分类：(人、机、环境、管理) 按行政区划分类 按系统目的和功能分类 按地理空间位置分类,2019/10/17,13,危险因素识别,调查了解与安全有关的情况 企业的任务 企业安全管理现状 新的安全问题 企业以前事故的情况、原因和统计分析 识别危险因素 人的因素 物和环境的因素 人、物和环境互相作用的因素 企业安全管理水平,2019/10/17,14,系统危险性分析,系统危险性评价是为了找出危险因素之间的因果关系，弄清危险因素的发展趋势，并由此得到防止事故发生的对策措施。 系统危险性分析步骤：先子系统危险性分析；然后子系统间交界面的危险性分析；最后进行系统与外界交界面的危险性分析。 系统危

7、险性分析是系统安全的动态考查，主要从危险因素间的相互联系和相互影响来研究危险因素，最终结合安全管理，着重找出安全管理的缺陷。,2019/10/17,15,系统危险性分析步骤和内容 确定存在危险因素的系统和部位 查明潜在的危险因素和危险因素特点 明确激发事件 确定可能发生的事故 描述事故状况 分析影响范围 确定事故发生的可能性和后果的严重性 评价危险等级 危险性分析 制定预防事故的对策措施,2019/10/17,16,危险性评价,危险性评价主要方法 危险等级的定性估计 一般作业的危险性评价 易燃易爆物质的危险性评价 可能爆炸的容器的危险评价,2019/10/17,17,危险等级的定性估计,本方法

8、适用于大多数情况下的危险性评价。 它针对两个指标（危险发生的可能性和危险后果的严重性），并加以综合后对危险等级做出定性的评价。 根据危险可能性与危险后果严重性的各种组合，将危险性分为四个等级 I级极其危险（15组合） II级高度危险（69组合） III级轻度危险（1017组合） IV级轻微危险（1820组合） 本评价法缺点：过于简单，只能定性分析,2019/10/17,18,一般作业的危险性评价（格雷厄姆评价法）,本法把影响危险性的因素分为三个方面，分别给出分数，并以三者乘积作为危险性的分数值。 危险等级D=L*E*C 事故或危险事件发生的可能性（L） 暴露于危险环境的频率（E） 事故可能后果

9、的严重性（C） 事故或危险发生可能性发生极小时L的分数为0.1，必然要发生事故时L的分数为10，其余五种情况的分数分别为0.2，0.5，1，3，6。,2019/10/17,19,暴露于危险环境的概率极小时E的分数为0.5，连续暴露的情况下E的分数为10，其余四个分数值为1，2，3，6。 事故可能造成后果严重性C的分数最小为1，最大为100，其余四种情况的分数值为3，7，15，40。 危险性等级D分五个等级 D320,极其危险，不能继续作业 160D320，高度危险，需立即整改 70D160，显著危险，需要整改 20D70，可能危险，需要注意 D20，稍有危险或无危险，可以接受 本评价方法可进行

10、定性或定量的安全评价,2019/10/17,20,可能爆炸容器的危险性评价,本法根据容器内盛装物质的特性、容器的容量、工作温度、工作压力以及操作情况分别评定相应分数Km、Kv、Kt、Kp、Ko，然后相加就得到总的危险性分数K。 K=Km+Kv+Kt+Kp+Ko K值分三个等级 K16，高度危险 11K15,中等危险 K10，轻度危险 本评价法属于专用评价,2019/10/17,21,制定对策,对策就是确保生产安全的组织措施和技术措施。 安全措施主要包括：预防事故发生的措施、控制事故损失扩大的措施。 制定对策措施，应从消除管理缺陷，改善安全管理入手。,2019/10/17,22,火灾爆炸指数法,

11、美国道化学公司（Dow Chemical Company）首先采用的一种对火灾、爆炸危险性进行定量分析和评价的方法火灾爆炸指数法。 本法适用于化工工艺过程、生产装置以及储罐等的危险程度指标，对工艺设备中潜在的火灾、爆炸和活化反应的危险性进行客观评价。,2019/10/17,23,火灾爆炸指数法的目的是要定量地描述火灾、爆炸事故的可能损失，确定有危险的设施，从而得到防止事故发生的最佳方案，最大程度减少事故的严重性和损失程度。 本评价法主要用于贮存、使用和加工易燃、可燃或活性物质的场合；也可用来分析和评价污水装置、配电系统、输电线路、整流器、变压器、锅炉等发电设备的潜在事故损失；并可对具有少量危险

12、物质的小的工艺过程作风险评价；还适用于对试验设备、试生产装置的评价。,2019/10/17,24,选择合适的工艺过程单元 确定物质系数 一般工艺危险系数 特殊工艺危险系数 工艺单元危险系数 火灾爆炸指数的计算 安全补偿措施的计算 工艺单元危险分析汇总 确定暴露区域半径 最大财产可能损坏值（MPPD）计算 停产损失（BI）的计算,第四章 系统安全分析法,2019/10/17,26,第一节 鱼刺图分析法,鱼刺图分析法是将事故的各种原因归纳、分析，用简明的文字和线条加以全面表示的方法。 鱼刺图主要包括：结果；要因；支干 鱼刺图作图步骤 对事故进行深入的认识 画出结果和主干 搜寻全部原因 分析整理各种

13、原因，按要因、中原因、小原因及更小原因分别填入图中。,2019/10/17,27,结果,鱼刺图,2019/10/17,28,第二节 事件树分析法,事件树分析法：根据事故发生的先后顺序，分成阶段或步骤，用树状网绘图表示其可能结果的一种分析方法。 事件树分析是一种归纳逻辑图，是决策树（Decision tree）在安全分析中的应用。 它从事件的起始状态出发。按一定的顺序，逐项分析系统构成要素的状态（成功或失败）。并将要素的状态与系统的状态联系起来，进行比较，以查明系统的最后输出状态，从而展示事故的原因和发生条件。,2019/10/17,29,事件树分析法适用于预测事故发展趋势，研究事故预防措施对策

14、。 事件树发生概率的计算方法。,2019/10/17,30,第三节 事故树分析法,事故树分析法（Fault tree analysis略语为FTA）又称事故逻辑分析，是对事故进行分析和预测的一种方法。 事故树分析法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的程序方框图，即表示导致事故的各种因素之间的逻辑关系。,2019/10/17,31,事故树是用以分析系统的安全问题或系统运行的功能问题，并为判明事故发生的可能性和必然性之间的关系，提供的一种表达形式。 20世纪60年代 逐渐发展起来。 事故树分析法需要一定的概率论、图论、集合论、逻辑学

15、等基础知识。,2019/10/17,32,事故树的符号及其意义 事故树定性分析的程序 事故树（FT）图的作法 事故树的整理与简化 最小割集和最小径集 结构重要度,第五章 管理疏忽和危险树(MORT),2019/10/17,34,第一节 MORT的产生和发展过程,管理疏忽和危险树（MORT）是一种运用事先设计好的系统化逻辑树确定整个系统的风险，进行安全评价的方法。 MORT是一种全面的职业事故调查和安全计划分析的方法。 20世纪60年代开始研究，到1971年借鉴故障树分析（FTA）分析方法提出MORT ；1973年后经过多次修改和完善，1974年8月后对MORT的宣传和研究进一步全面和深化。,2

16、019/10/17,35,1970年约翰逊首先提出当前职业安全管理和决策的水平可分为五级 不能满足有关法规的最低要求 仅能满足有关法规的最低要求 能运用有关手册和标准 在大型企业中广为提倡的先进管理方法 以系统安全管理为主，建立安全系统的方法 MORT借鉴故障分析的方法，逻辑地连接了整个安全管理系统的各个有关部门。特别加入变化分析、能量与屏障和安全系统这三个重要概念。,2019/10/17,36,第二节 MORT的一些重要概念,变化分析概念和方法 变化分析的基本观点：运行系统中的能量和失误相应的变化是事故发生的根本原因，没有变化就没有事故。 变化分析的基本方法：以现有的、已知的系统为基础，研究所有计划和实际存在的变化和性质，分析每个变化单独地或和若干个变化结合地对系统产生的影响，并由此提出相应的措施。,2019/10/17,37,应用变化分析有两种情况 观察到系统发生变化 观察到变化后果 变化的类型（9种） 变化的基本性质 一旦变化就基本不可能恢复到原来的状态 变化所产生的影响随时间呈指数变化 变化分析的优点：简单、直观、容易理解；缺点：分析工作量繁杂，且