故障树分析实例

故障假设分析

1 目的

故障假设分析的目的是识别危险性、危险情况或可能产生的意想不到的结果的事故事件。通常由经验丰富的人员识别可能发生的事故的情况、结果，提出降低危险性的安全措施。(对识别出的潜在事故状况不进行分级，不能定量化) 该方法包括检查设计、安装、技改或操作过程中可能产生的偏差。要求评价人员对工艺规程熟知，并对可能导致事故的设计偏差进行整合。

2 评价的结果

故障假设分析很简单，它首先提出一系列问题，然后再回答这些问题。评价结果一般以表格的形式显示，主要内容包括：提出的问题，回答可能的后果、安全措施、降低或消除危险性的安全措施。

3 所需要的资料和条件要求

由于故障假设分析方法较为灵活，它可以用于工程、系统的任何阶段，因此与工艺过程有关的资料都有可能用到。对工艺的具体过程进行分析，一般有2至3名评价人员即可完成。对—个复杂工艺进行分析时，需尽可能的将复杂的工艺问题分解成若干个小块。

4 故障假设分析方法事例

以下故障假设分析方法是参考美国化学工程师学会(CCPS)《危害评价过程指南》中有关故障假设分析方法的事例。

1)工艺中风险问题的提出背景

下面是假定公司和装置的基本情况，并简单介绍了氯乙烯单体的生产工艺。

(1)公司和装置的基本情况。

某化工有限公司是美国一家大型联合化工企业，生产氯、烧碱、硫酸、盐酸等化学品。某公司享有极高的安全信誉，在过去的59年里，始终保持安全生产。某公司的许多技术人员都是国际上公认的化工产品生产和加工方面的专家。基于众多原因，某公司决定将氯乙烯单体的生产能力扩大。某公司决定在美国Anyuhere厂建一条工艺生产状况具有世界先进水平的VC朋生产线。公司专门成立一个职能部门(筹建处)负责这项带有风险的三年投资计划。作为公司安全生产管理的一部分，该公司将在适当的时间内，组织完成该装置的操作的安全评价研究工作。

安全评价业务小组的领导者决定，为进一步识别和评价安全危险性，必须对氯乙烯单体产品的生产进行安全评价。

(2)生产工艺简述。

某公司的职能部门对涉及氯乙烯单体生产技术的专利和有关参考文献进行了广泛的查询。通过对这些资料分析比较，它们决定采纳在高温下二氯乙烯蒸气脱除氯化氢的VCM 单体生产工艺(图1)。中间体EDC的生产采用乙烯催化氯化法(图1)。在该装置建成之后，某公司还决定扩建聚氯乙烯产品(PVC)。表1、表2列出了该工艺的主要原料、中间体和产品，以及它们的化学危险特性。

图1 VCM生产工艺的流程图

表2 氯乙烯单体生产中使用化学品的主要特性表

注：1．除致死和中毒浓度数据之外，此表中所有资料都是从下列资料中获得：美国海岸救难警卫队，CHRIS危险化学品数据．华盛顿：美国出版局，1984。

2．C．C＝闭杯；O．C＝开杯。

3．此表中致死和中毒浓度数据从下面资料中获得：N．lrving sax and Richard J．Lewis，Sr．工业化学品的危险性质．第7版，纽约：Van．Nostrand Reinhold，1990。

氯乙烯VCM生产工艺中需要大量的不同的化学品，应分析以下资料，识别这些化学品的特性，尤其是它们的危险性。

·化学技术百科全书；

·化学工程手册；

·工业物品的危险特性；

·CHRIS危险化学品手册；

·危险物品消防手册；

·活泼的化学危险性手册；

·危险性化学品反应NEPA手册。

2)安全评价方法的选择及评价

(1)选择安全评价方法。

某化学公司的生产过程危险分析小组推荐一种危险评价技术。考虑到该项目目前仅在论证阶段，氯乙烯单体项目仍是一个没有明确界定的生产过程，因此，公司生产过程小组迅速将需要明确界定系统详细图进行危险评价的评价技术排除在外。排除在外的技术包括HAZOP分析、FMFA、事件树分析、故障树分析、原因－后果分析和人的可行性分析。通常评价技术，如安全检查也被排除在外。

某公司的生产过程危险分析小组把危险评价技术的选择缩小到调查表分析、危险等级排列、初步危险分析和故障假设分析。由于小组对这一阶段设计上的装置布置、设备类型和尺寸及化学品清单有了一定的想法，所以危险等级排列和初步危险分析方法被放弃。调查表分析方法对该项目是合适的，但由于没有一个适宜这一项目的好的检查表，小组没有选择这种方法。

由于故障假设分析不需要氯乙烯单体装置设计的详细资料，并且有识别和评价危险的显著活性，所以小组推荐采用故障假设分析技术。

(2)研究准备。

评价小组由如下专家组成：

A先生，被选定为组长。

A先生，某公司本地氯气装置的安全和紧急情况协调员。

B先生，主持故障假设分析。

B先生，作为氯气专家，已经主持或参与过多个不同的危险评价，包括故障假设分析。

化学专家——为帮助识别有害物和潜在化学品的相互影响，需要一位熟悉氯气、盐酸、乙烯、二氯化乙烯、氯乙

烯单体某化学品的专家。A先生将担任这一职务。

氯气专家——氯气专家必须有生产氯气方面的经验。来自某公司本地氯气装置的E女士，已有10年的丰富经验，将担任这一职务。

乙烯专家——乙烯专家应有识别与生产乙烯有关危险。在这一领域，某公司没有经验，通过查询CCPS的《化学生产过程安全工作指南》，B先生确定了几家在加工乙烯方面有经验的公司。在通过电话访问，获得这些公司的有关资料以后，B先生雇佣了碳氢化合物咨询股份有限公司的P先生协助进行故障假设分析。

安全专家——必须帮助了解与新项目相关的实际安全要求。安全专家(以及其他小组成员)应熟知与氯乙烯单体项目有关的过去的事故、近期的事故和安全改进。B先生将担任这一职务。

B先生将主持故障假设分析会议。根据由评价小组收集到的资料，此项目刚刚开始的事实，B先生估计分析将花费一天到二天的时间。安排了会议，选择一个适宜的场所——当地工厂的培训教室。在开会前二周，B先生送给每位成员一份氯乙烯单体生产过程的摘要和由研究小组收集的有关此项目的资料。

B先生编制了在会议中要使用的故障假设分析检查表(表3)。该表应能让小组成员畅所欲言地表达他们的安全观点。B先生已发现，用少数问题作“球状滚动”提问，是非常有帮助的。