化工安全之系统安全分析与评价

安全措施补偿系数C=C1*C2*C3
补偿系数范围
0.98 0.97~0.99 0.84~0.98 0.96~0.99 0.93~0.99 0.94~0.96 0.91~0.99 0.91~0.98 0.91~0.98
0.96~0.98 0.96~0.98 0.91~0.97
0.98
0.94~0.98 0.95~0.98 0.94~0.97
0.20~0.30
0.10~0.75 0.10~1.50 0.15~1.15
0.50
（F&EI）计算表
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4)安全措施补偿系数表 5)工艺单元风险分析汇总表； 6)工厂风险分析汇总表； 7)有关装置的更换费用数据。
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1、工艺控制 项目 a、应急电源 b、急冷装置 c、抑爆装置 d、紧急切断装置 e、计算机控制 f、惰性气体保护 g、操作规程/程序 h、化学活泼性物质检查 I、其他工艺危险分析 工艺控制安全补偿系数C1 2、物质隔离 a、遥控阀 b、卸料/排空装置 c、排放系统 d、连锁装置 物质隔离安全补偿系数C2 3、防火设施 a、泄漏检验装置 b、钢结构 c、消防水供应系统 d、特殊灭火系统 e、喷洒系统 f、水幕 g、泡沫灭火装置 h、手提式灭火器和喷水枪 I、电缆防护 防火设施安全补偿C3
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一、故障类型及影响分析
故障类型及影响分析是采用系统分割的方
法，根据需要把系统分割成子系统或进一 步分割成元件。首先逐个分析元件可能发 生的故障和故障类型，进而分析故障对子 系统乃至整个系统的影响，最后采取措施 加以解决。
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1．故障类型 故障是指元件、子系统、系统在运行时不 能完成设计规定的功能。并不是所有故障 对系统都有影响，只是其中有些故障会影 响系统任务的完成或造成事故损失。元件 发生故障时，其表现形式不尽相同，因而 呈现不同的故障类型。 不同故障类型所引起的子系统或系统障碍 有很大不同，因而在研究处理措施时应按 轻重缓急区别对待。
第九章 系统安全分析与评价
第一节 安全系统工程简述 第二节 系统危险性分析 第三节 故障类型、影响及致命度分析 第四节 火灾爆炸危险分析及其应用
-------《化工安全技术》
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第一节安全系统工程简述
安全系统工程是以预测和防止事 故为中心，以检查、测定和评价 为重点，按系统分析、安全评价 和系统综合三个基本程序展开。
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几种故障类型分级方法
(1)简单划分法
等级 影响程度 一级 致命性 二级 严重性 三级 临界性
四级 可忽略性
可能造成的损失和危害 死亡或系统损坏
严重伤害、严重职业病或系统损 坏 轻伤、轻重职业病或次要系统损 坏
无伤害、职业病和系统受损
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(2)评点法
• 评点法从几个方面来考虑故障对系统 的影
响程度，用一定的点数表示程度的大小， 通过计算求出故障等级。
1．系统分析
系统分析是以预测和防止事
故为前提，对系统的功能、 操作、环境、可靠性等经济 技术指标以及系统的潜在危 险性进行分析和测定。
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系统分析的程序，方法和内容如下：
(1)把所研究的生产过程和作业形式作为一 个整体，确定安全设想和预定的目标；
(2)把工艺过程和作业形式分成几个部分和 环节，绘制流程图；
对于危险性，应探求用定量的方法加以表
述，即确定危险性的尺度。
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2.表示方法 (1)危险率
事故频率与损失严重度的乘积称为危险率 或风险率，可表示为：
• 事故频率：根据经验和统计，得出的一定
的时间内危险性可能导致事故的次数；
• 损失严重度：一定事故所造成的人员伤亡
和财产损失的数值。 9
(2)死亡概率：
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3．环境条件 主要是作业环境中的照明、色彩、温度、 湿度、通风、噪声、振动以及由于邻近的 火灾爆炸和有毒有害物质的泄漏弥散等所 形成的次生灾害。
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三、危险性分析的步骤和方法
1．分析步骤 (1)危险性辨识。通过以往的事故经验，或对 系统进行解剖，或采用逻辑推理的方法，把 评价系统的危险性辨识出来； (2)找出危险性导致事故的概率及事故后果的 严重程度； (3)一般以以往的经验或数据为依据，确定可 接受的危险率指标；
将故障发生可能性和故障发生后引起的后果
综合考虑后会得出比较准确的衡量标准，
称为风险率(也称危险度)，它是在考虑故障
发生概率和严重度两方面基础上的综合评价 。
• a.严重度
指故障类型对系统功能的影响程度，它分 为四个等级：低的、主要的、关键的、灾难 性的。
• b.故障概率
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2.可靠性框图(略)
• 对于复杂的系统，为了说明子系统之间功
• 利用下式求评点数，即
CS i C1 C2 Ci 式中:CS——总评点数，0＜CS＜10；
Ci——因素系数，0＜Ci＜10。
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评点因素一般考虑以下五个方面： * 故障影响大小； * 对系统影响的程度 * 故障发生的频率； * 防止故障的难易； * 是否新设计的工艺。
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(3)风险率矩阵评价法
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第二节 系统危险性分析
一、危险性及其表示方 法 1.危险性 指对于人身和财产造成 危害和损失的事故发生 的可能性。险性本身含 有许多不确定的因素。
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原因：
• 生产过程中的许多因素是随机的； • 危险的程度也是难以确定的； • 同装置运行可靠性有关的故障数据资料还
不完备，对于系统危险性的判定还不能提 供充分的数据依据；
1.00 0.30~1.25 0.20~0.40 0.25~1.05 0.25~0.90 0.20~0.35 0.20~0.50
1.00 0.20~0.80
0.50
0.50 0.30 0.80 0.25~2.00
1.00 1.00
F、低温 G、易燃及不稳定物质量 (1)工艺中的液体及气体 (2)储存中的液体及气体 (3)储存中的可燃固体及工艺中的粉尘 H、腐蚀与磨损 I、泄漏——接头和填料 J、使用明火设备 K、热油、热交换设备 L、转动设备 特殊工艺危险系数(F2) 工艺单元危险系数 F3 火灾爆炸指数 F§EI
(3)应用数学模型和图表形式以及有关符号 ，将系统的结构和功能抽象化，并将因果 关系、层次及逻辑结构用方框或流线图表 示出来，也就是将系统变换为图像模型；
(4)分析系统的现状及其组成部分，测定与
诊断可能发生的故障、危险及其灾难性后
果，分析并确定导致危险的各个事件的发
生条件及其相互关系。
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2．安全评价
安全评价包括对物质、机械装置、工艺过
程及人机系统的安全性评价，内容主要有：
(1)确定适用的评价方法、评价指标和安全 标淮；
(2)依据既定的评价程序和方法，对系统进 行客观的、定性或定量的评价，结合效益、 费用、可靠性、危险度等指标及经验数据， 求出系统的最优方案和最佳工作条件；
(3)在技术上不可能或难以达到预期效果时， 应对计划和设计方案进行可行性研究，反复 评价，以达到符合最优化和安全标准为目的。
基本系数 A、放热化学反应 B、吸热反应 C、物料处理与输送 D、密闭式或室内工艺单元 E、通道 F、排放和泄漏控制 一般工艺系数(F1) 2、特殊工艺危险 基本系数 A、毒性物质 B、负压 (<500mmHg) C、接近易燃范围的操作：惰性化、未惰性化 (1)罐装易燃液体 (2)过程失常或吹扫故障 (3)一直在燃烧范围内 D、粉尘爆炸 E、压力：操作压力/kpa,(绝对)释放压力/kpa，(绝对)
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• 死亡概率在10－3数量级的产业或部门，与
人的自然死亡概率相当，操作危险性极高， 必须立即采取措施予以改进；
• 死亡概率在10－4数量级的产业或部门，其
操作为中等程度危险，应采取改进措施；
• 死亡概率在10－5数量级的产业或部门和游
泳或煤气中毒属同一数量级，人们对此比 较关心，也愿采取措施加以预防；
能的传输情况，可以用可靠性框图表示系 统的状况。
• 从可靠件框图中可以明确地看出系统、子
系统和元件之间的层次关系，系统以及子 系统 间的功能输入和输出、连接方式。
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• 可靠性框图和流程图或设备布置图不同，
它只是表示系统 与子系统间功能流动情况， 而且可以根据实际需要，对风险度大的子 系统进行深入分析，问题不大的则可放置 一边，可靠性框图的各层次要进行编码， 以便和制表的项目编码相对应。
0.91 0.74~0.97 0.97~0.98 0.92~0.97 0.93~0.98 0.94~0.98
采用补偿系数 ——
——
安全措施补偿系数表
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四、评价步骤
1.选择评价单元
单元是装置的一个独立部分，与其他部分
保持一定的距离，或用防火墙隔开。
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选择评价单元时可以从以下几个方面考虑：
(1)潜在化学能(物质系数)； (2)工艺单元中危险物质的数量； (3)资金密度(每平方米美元数)； (4)操作压力和操作温度； (5)导致火灾、爆炸事故的历史资料； (6)对装置操作起关键作用的单元；
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• 死亡概率在10－6数量级的产业或部门，相
当地震或天灾的死亡概率，人们并不担心 这类事故的发生；
• 死亡概率在10－7～10－8数量级的产业或部
门，相当于陨石坠落伤人，没有人愿为此 投资加以预防。
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二、危险性分析的基本要素
导致灾难性事故的原因来自于人、物、环
三个方面。为了预防灾难性的事故的发生
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3．系统综合 系统综合是在系统分析与安全评价的基础 上，采取综合的控制和消除危险的措施， 内容包括： (1)对已建立的系统形式、潜在的危险程度 及可能的事故损失进行验证，提出检查与 测定方式，制定安全技术规程和规定，确 定对危险性物料、装置及废弃物的处理措 施；
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(2)根据安全分析评价的结果．研究并改进 控制系统，从而控制危险，以保证系统安 全； (3)采取管理、教育和技术等综合措施，对 工艺流程、设备、安全装置及设施、预防 及处理事故方案、安全组织与管理、教育 培训等方面进行统筹安排和检查测定，以 有效地控制和消除危险，避免各类事故。
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第三节 故障类型、影响及 致命度分析
故障类型、影响及致命度分析是一种归纳分
析方法，用于系统安全性和可靠性的分析。 尤其是在设计阶段充分考虑并提出所有可能 发生的故障，分析故障的类型和严重程度， 判明其对系统的影响和发生的概率等。这种 方法通常分为两部分，即故障类型及影响分 析和致命度分析。 。
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二、致命度分析
对于特别危险的故障类型可采用致命度分 析方法(CA)，进一步分析。 致命度分析一般是与故障类型影响分析合 用。
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第四节 火灾爆炸危险分析 及其应用 (介绍)
一、案例
美国道化学公司火灾、爆炸危险性指数评
价法是以工艺过程中物料的火灾、爆炸潜 在 危险性为基础，结合工艺条件、物料量 等因素求取火灾、爆炸指数，进而可求出 经济损失的大小。以经济损失评价生产装 置的安全性。评价中定量的依据是以往事 故的统计资料、物质的潜在能量和现行安 全措施的状况。
该方法主要用于评价储存、处理、生产易 31
评价的基本程序图
二、评价程序
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三、资料准备
在评价之前首先要准备如 下资料： 1)装置或工厂的设计方案 ； 2)火灾、爆炸指数危险度 分级表； 3)火灾、爆炸指数（F&EI ）计算表；
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确定MF的物质：
MF=
1、一般工艺危险
危险系数范围 采用危险系数
，就应当从消除事故主要原因着手，进行 危险性分析和预测。
1．物的原因
设备、装置结构不良，强度较低，磨损和 恶化；
存在有毒有害物质及火灾爆炸危险性物质
；
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2．人的原因
误判断、误操作；
违章指挥、违章作业；
精神不集中、疲劳及身体 缺陷等。
所谓误操作是指在生产活
动中，作业人员在操作或 处理异常情况时，对情况 的识别、判断和行动上严 重失误。在危险性大的生 产作业中，保持作业人员 处于良好的精神状态，是 避免事故的重要环节。
27Βιβλιοθήκη Baidu
3.制表 制表是FMEA方法的特点之一。为了表格便 于编码、分类、查阅、保存，各部门应根 据各自 的不同情况拟出表格，但其基本内 容相似。
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4.分析步骤 1）明确系统本身的情况和目的 2）确定分析程度和水平 3）绘制系统图和可靠性框图 4）列出所有故障类型并选出对系统有影响 的故障类型 5）列出造成故障的原因
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(4)将计算出的危险率与可接受的危险率指 标比较，确定系统的危险性水平； (5)对危险性高的系统，找出其主要危险性 并进一步分析，寻求降低危险性的途径， 将危险率控制在可接受的指标之内。
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2．分析方法 (1)检查表； (2)危险预先分析； (3)可操作性研究； (4)故障类型、影响及致命度分析； (5)道化学公司化工装置评价法； (6)事故树分析； (7)事件树分析；