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1、化工安全与环境,第七章 危险性分析方法,1,内容导航,概述 7.1安全检查表 7.2预先危险性分析 7.3危险和操作性研究 7.4故障类型和影响分析 7.5事件树分析 7.6事故树分析,2,概述,安全系统工程是应用系统工程的原理和方法预先找出影响系统正常运行的各种事件出现的条件、可能导致的后果，并制定消除和控制这些事件的对策，以达到预防事故、实现系统安全的目的。 辨识危险、分析事故及影响后果的过程就是危险性分析。 危险性分析有定性分析和定量分析两种类型。,4,危害分析（Hazard Analysis）是一种正式的、有组织的工作过程。在此过程中，对危害加以辨识和分析、并书面记录控制危害的意见或建
2、议。 对危害进行识别与分析 采取措施消除危害或减轻后果,5,What-if （如果将怎么样？） Checklist （清单法） What-if / Checklist HAZOP （危险性与可操作性研究） FMEA （故障模式分析） Fault Tree Analysis （故障树分析） 其他相当的方法,工艺危害分析 相关的方法,6,综合使用两种或两种以上方法,HAZOP 清单检查法 HAZOP QRA （定量风险分析方法）,7.1安全检查表(SCL),7.1.1概述 7.1.2安全检查表编制的步骤和依据 7.1.3安全检查表的种类和内容 7.1.4编制和使用安全检查表应注意的问题 7.1.5
3、安全检查表的格式,7,7.1.1概述,安全检查表(Safety Check List , SCL)是由一些有经验的并且对工艺、设备及操作熟悉的人员，事先对检查对象共同进行详细分析、充分讨论，列出检查项目和检查要点并编制成表。为防止遗漏，在编制安全检查表时，通常把检查对象作为系统，将系统分割成若干个子系统，按子系统进行制定。 优点：能避免疏忽和遗漏；简明易懂，易于掌握，实施方便；应用范围广等。,8,7.1.2安全检查表编制的步骤和依据,1、步骤,9,7.1.2安全检查表编制的步骤和依据,2、依据 有关的规程、规施、标准和规定； 国内外事故案例； 本单位经验； 其他分析方法的结果。,10,7.1.
4、3安全检查表的种类和内容,种类：,11,7.1.4编制和使用安全检查表应注意的问题,检查内容尽可能系统完整，但应突出重点； 对象不同，检查内容应有所侧重； 重点危险部位应单独编制检查表； 每项检查内容要定义明确、便于操作； 安全检查表要在实践中不断修改； 对查出的问题要及时反馈到有关部门并落实整改措施。,12,7.1.5安全检查表的格式,13,7.2预先危险性分析,7.2.1概述 7.2.2分析步骤 7.2.3分析举例,14,7.2.1 概述,预先危险性分析（Preliminary Hazard Analysis , PHA）是指在一项工程活动(包括设计、施工、生产和维修等之前，对系统存在的各
5、种危险因素、出现的条件以及导致事故的后果进行宏观的、概略的分析，以便提出安全防范措施。,15,7.2.2分析步骤,16,熟悉系统,识别危险,分析触发事件,确定事故情况和后果,找出形成事故的原因事件,7.2.3分析举例 表7.3,7.3危险和操作性研究,危险和操作性研究( Hazard and Operability Studies, HAZOP)是查明生产装置和工艺过程中工艺参数及操作控制中可能出现的偏差，针对这些偏差，找 出原因，分析后果，提出对策的一种分析方法。 特别适用于化工装置设计审查和运行过程中危险性分析。,17,7.3.1概述,7.3.2分析步骤,18,7.3.3分析举例 表7.6
6、 图 7.1 反应器系统危险和可操作性研究,7.4故障类型和影响分析（FMEA）,故障类型和影响分析(Failure Modes and Effects Analysis, FMEA) ：采用系统分割的方法，根据需要将系统划分成子系统或元件，然后逐个分析各种潜在的故障类型、原因及对子系统乃至整个系统产生的影响，以便制定措施加以消除和控制。 致命度分析(Criticality Analysis , CA)：对可能造成人员伤亡或重大财产损失的故障类型进一步分析致命影响的概率和等级。 两者结合起来称故障类型影响和致命度分析(FMECA) 。 国际电工委员会CIEC) 已颁布 FMEA 标准。,19,
7、定性,定量,7.4.1概述,7.4.2分析步骤,20,7.2.3分析举例 表7.3,FMEA,故障类型 1级，灾害：造成人员伤亡和系统损坏； 2级，危险：造成一定程度伤害和主要系统 损失； 3级，临界：造成轻伤和次要系统损失； 4级，安全：不造成人员和系统损伤 故障概率 单位时间发生故障的次数,CA,对危险性特别大的故障类型，如故障等级为1级，则要进行致命度分析 致命度指数,n致命故障类型序号； j致命故障类型总数； 该故障类型在总故障中所占的比例； 该故障造成致命影响的发生概率； kA实际运行修正系数； kB 环境修正系数； G 106h致命故障次数； t 运行周期，h。,应用实例：提升管催
8、化裂化装置生产过程（1）,应用实例：提升管催化裂化装置生产过程（2）,应用实例：提升管催化裂化装置生产过程（3）,应用实例：提升管催化裂化装置生产过程（4）,确定其属高风险事件还是低风险事件。对高风险事件需要进一步分析。,7.5事件树分析（ETA）,是从一个初始事件开始，按顺序分析事件向前发展中各个环节成功与失败的过程和结果。,27,7.5.2分析步骤,7.5.1分析原理,确定初始事件 找出与初始事件有关的环节事件 画事件树 说明分析结果,7.5.3应用举例,28,7.6事故树分析（FTA）,事故树分析(Fault Tree Analysis , FTA)是从结果到原因找出与灾害事故有关的各种
9、因素之间因果关系及逻辑关系的分析法。这是一种作图分析方法。 做法：把系统可能发生的事故放在图的最上面，称为顶上事件，按照系统构成要素之间的关系，向下分析与灾害事故有关的原因。这些原因可能是其他一些原因的结果，称为中间原因事件(或中间事件) ，应继续往下分析，直到找出不能进一步往下分析的原因为止，这些原因称为基本原因事件（或基本事件)。,29,7.6.1概述,7.6.2事故树分析的步骤,确定和熟悉系统； 确定顶上事件； 详细分析事故的原因； 确定不予考虑的事件； 确定分析的深度； 编事故树； 定性分析； 定量分析。,30,7.6.3事故树的符号及意义,31,7.6.4编树举例,32,7.6.5定
10、性分析,1、最小割集 事故树中能使顶上事件发生的基本事件的集合叫割集。 最小割集即能引起顶上事件发生的最低限度基本事件的集合。 求法：布尔代数化简法和行列法。,33,7.6.5定性分析,1、最小割集：布尔代数化简法（1） 或门的输入事件用逻辑加表示，与门的输人事件用逻辑积表示;,34,7.6.5定性分析,1、最小割集：布尔代数化简法（2） 以图7.8为例：,35,7.6.5定性分析,1、最小割集：行列法 从顶上事件开始，依次将上层事件用下一层事件代替，直到所有基本事件都代完为止。 在代换过程中，“或门”连接的事件纵向排列，“与门”连接的事件横向排列。最后会得到若干个基本事件的逻辑积，用布尔代数
11、运算定律化简，就得到最小割集。仍图7.8为例：,36,7.6.5定性分析,2、最小径集（1） 最小径集是指不能导致顶上事件发生的最低限度基本事件的集合。 首先画出事故树的对偶树成功树，求成功树的最小割集就是原事故树的最小径集。 成功树的画法： “与门”换成“或门”，“或门”换成“与门”，且全部事件变成原事件补。,37,7.6.5定性分析,2、最小径集（2）,38,7.6.5定性分析,3、基本事件的结构重要度分析,39,最小割集或 最小径集近似判断，并排序,就是不考虑各基本事件发生概率高低，仅从事故树结构上分析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度。,7.6.5定性分析,近似判断的原则,40,
12、(1 ) 单事件最小割(径集中基本事件结构重要度最大。 (2) 仅出现在同一个最小割径集中的所有基本事件结构重要度相等。 (3) 仅出现在基本事件个数相等的若干个最小割（径）集中的各基本事件结构重要度依出现次数而定。,(4) 两个基本事件出现在基本事件个数不等的若干个最小割(径)集中: a. 若它们在各最小割径集中出现的次数相等，则在少事件最小割(径)集中出现的基本事件结构重要度大； b. 若它们在少事件最小割径集中出现次数少，在多事件最小割(径)集中出现次数多，以及其他更为复杂的情况，可用下列近似判别式（7.4）计算:,7.6.5定性分析,4、 最小割集和最小径集在事故树分析中的作用 最小割集表示系统的危险性； 最小径集表示系统的安全性； 最小割集可直观地比较各种故障模式的危险性； 从最小径集可选择控制事故的最佳方案； 利用最小割集和最小径集可进行结构重要度分析； 利用最小割集和最小径集可对系统进行定量分析和安全评价。,41,
