安全系统工程课程设计报告

《安全系统工程》课程设计
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专业安全工程
课程名称安全系统工程
指导教师
目录
前言 (2)
第一章安全评价 (3)
1.1安全评价的目的 (3)
1.2安全评价的原则 (4)
1.3安全评价范围 (4)
1.4安全评价内容 (4)
1.5安全评价步骤 (4)
第二章加油站概况 (5)
2.1站内建设 (5)
2.2工艺流程 (6)
2.3安全管理制度 (7)
2.4消防器材配置 (7)
第三章危险有害因素分析 (8)
3.1 加油站固有危险源 (8)
3.2工艺过程中有害因素分析 (12)
3.2.1加油区危险有害因素辨识 (12)
3.2.2 储油罐区危险、有害因素辨识 (14)
3.3安全管理危险有害因素分析 (15)
3.4重大危险源分析 (16)
3.5事故树定性定量分析 (16)
3.6最小割集与最小径集的计算 (18)
3.7顶上事件概率的计算 (18)
3.8结构重要度分析与计算 (19)
3.9概率重要度的计算 (20)
3.10临界重要度分析 (20)
第四章加油站安全对策与措施 (21)
第五章总结 (22)
前言
我们国家的安全生产方针是“安全第一预防为主”，由此我们可以知道“安全”是我们国家以至于整个人类发展生存活动中永恒的主题，而就当今世界来看，安全问题在我们的日常生活中是无处不在，各行各业，安全问题已经成为关注的首要问题。

根据《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》国务院令第334号中第十七条规定：“生产、储存、使用剧毒化学品的单位，应对本单位的生产、储存装置每年进行一次安全评价；生产、储存、使用其它化学品的单位，应对本单位的生产、储存装置每两年进行一次安全评价。

”
现平顶山市加油站作为危险化学品的经营单位，有必要定期对其进行安全评价。

加油站由安全评价事务有限公司对其危险化学品经营情况进行了评价，并取得了危险化学品经营安全许可证。

今年，为完成安全现状评价报告，我小组对其进行了安全评价。

经过现场勘查，收集有关资料，在对该加油站充分调研分析的基础上，对其进行系统的安全评价，包括危险因素的辨识与分析，定性定量分析及安全措施的提出与改进等。

由于时间仓促，加之评价人员水平有限，本评价中有不当、错漏之处在所难
免，恳请各位老师与同学批评指正。

第一章安全评价
安全现状综合评价是针对某一个生产经营单位总体或局部的生产经营活动的安全现状进行安全评价，查找其存在的危险、有害因素并确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。

1.1安全评价的目的
加油站主要经营汽油、柴油、乙醇汽油。

本次评价的目的是对该加油站取得危险化学品经营安全许可证以后，加油站房、储罐、加油机等设备设施是否有变动，查看其运行情况，并对该站危险化学品经营的安全现状做出评价，辨识目前该加油站的危险、有害因素的种类、分布等变化情况，分析危险、危害程度及可能造成的后果；从技术、经济角度分析加油站采取安全防护措施的科学性、可行性和合理性；依据国家有关安全生产的法律、法规和技术标准，对目前加油站的危险、有害因素、安全防护措施等进行综合分析，并对该加油站的安全状况做出明确的结论，为确定以后安全生产监督管理部门监管和被评价单位安全管理的工
作重点提供科学依据。

1.2安全评价的原则
以“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针为本次安全评价工作的中心；坚持政策性、科学性、公正性和客观性原则；坚持实事求是，质量第一的原则；坚持国家法律、法规和标准的严肃性和权威性原则。

1.3安全评价范围
本次安全评价范围为加油站站址选择、总平面布置及涉及危险化学品的工艺、设备、设施、消防、电气、建筑、安全管理制度、安全管理现状等。

加油站所经营的范围为汽油、柴油等。

由经营品种的物理、化学性质决定，本次评价的重点为汽油、柴油的火灾和爆炸危险，其他的危险、有害因素作一般性分析。

油品的运输不在本次评价范围内。

1.4安全评价内容
对目前情况下站址存在的合理性论证、周边环境概况分析、安全工程分析、安全防护措施和安全管理制度有效性、合理性、科学性分析。

1.5安全评价步骤
安全评价的步骤包括：前期准备；危险有害因素识别与分析；划分研究单位，确定研究对象；辨识危险因素；定性、定量分析评价；提出安全对策措施及建议；做出安全评价结论；编制安全评价报告。

如下图：
图1-1 安全评价步骤图
第二章加油站概况
2.1站内建设
该加油站油罐区位于加油站的正前方，距离站前公路33m，站房8m。

加油区在站区中部，4台加油机分一排设置在加油岛上，加油机距营业房有7m，站前公路8m；卸油场地在油罐区，距离公路有45m，营业房23m。

站前设置供加油车辆的进、出口。

配电室位于站房后面，距离油灌区30m，加油机17m。

该加油站建筑物情况列表
表2—1 建筑物情况列表
2.2工艺流程
（1）加油工艺：该站采用自吸式加油机。

通过加油机油泵把油品从油罐中抽出，经加油机油气分离器，计量器，再经加油枪加到授油器中。

加油工艺方块
（2）卸油工艺：该站采用密闭卸油系统。

装满油品的油罐车，到达罐区指定卸油位置停稳熄火，接好静电接地线，静止15min后计量，用耐静电耐油软管将油罐车出油口和油罐进油口连接好，开始卸油。

卸空油后拆除连通软管及静电接地线，封好油罐进油口和罐车出油口，等待约5min，罐车附近油气散尽后，罐车启动，缓慢离开罐区。

卸油工艺流程方块图如下
2.3安全管理制度
表2-3 加油站安全管理制度一览表
2.4消防器材配置
第三章危险有害因素分析
加油站主要负责机动车辆加注油工作。

成品油包括汽油、柴油，加油站的主要设施包括埋地油罐、加油机及所属工艺管线、消防设施，配电设施等。

现就主要危险、有害因素辨识分析如下：
3.1 加油站固有危险源
固有危险源是指在生产中的事故隐患，即生产中存在的可能导致事故和损失的不安全条件，它包括物质因素和部分环境因素。

加油站重点防护的固有危险源有油和电。

由于加油站经营过程中大量存储和销售汽油和柴油物质，而汽柴油的理化性质决定了加油站具有较大危险和危害。

特别对火灾爆炸事故，一旦发生，不仅造成加油站内人员伤亡和设备设施的毁坏，而且会严重威胁加油站周围的居民和环境，带来较大的人员伤亡、财产损失和社会影响。

下面我们先来了解一下汽柴油的理化性质（如表3-1、表3-2为汽、柴油、乙醇的各种理化性质）。

表3-2柴油理化性质与危险有害特性识别表
表3-3乙醇理化性质与危险有害特性识别表
3.2工艺过程中有害因素分析
3.2.1加油区危险有害因素辨识
加油区危险源为加油机和油品管道。

通过对油品危险性分析可知，汽油和柴油均为易燃液体，因此，加油操作时如因操作人员不按规程操作，责任心不强或因管道、阀门、加油机等连接处密封不良造成溢油洒漏，挥发出的油气将沿地面
扩散，若通风不好，将导致局部油气浓度达到爆炸极限，遇明火、静电火花、雷击等引起燃烧爆炸。

所以，加油机应安装在室外罩棚下面，距房屋的门窗应保持5m以上的距离，以免油气扩散到房间内。

加油站的管沟，特别是无断墙的通行管沟，容易引起和扩大火灾事故。

因为管沟内易于积聚油气，沟内油气浓度经常处于爆炸极限之内，一遇明火，就会引起爆炸起火。

因此，加油站内的管道线及电缆电线应直接埋地敷设，不应采用管沟。

如果一定采用管沟时，必须用砂、土将管沟填满或者用实体墙将其与建筑物、构筑物隔开。

此外，加油站内不宜设置坑、井、渠或其它暗沟以免积聚油气。

可能引起爆炸性混合气体的明火包括：站内吸烟、电气焊、电气火花、撞击火花、未熄火机动车辆排气管喷火。

静电包括：加油枪向受油容器加油时油品在管道中超速流动产生的静电，加油枪阀门等处的密封不严造成油品高速喷出时产生的静电，向塑料桶内加油时，油品互相摩擦产生的静电，加油人员穿化纤衣服时引起的静电等。

加油机是加油站的主要设备，如果加油机的质量不好，会影响加油站的安全。

如有的加油机电机易于发热，有的油泵易于磨损。

经常修理加油机是加油站火灾隐患之一，因为拆卸一次加油机，难免洒出一些油品，又要使用工具敲敲打打，容易引起火花，引燃油品。

我国曾有几起因修理加油机而引起着火的事故。

所以加油站应选用质量较好的加油机。

加油区是车辆出入频繁的场所，不仅会因外来人员繁杂，防火意识不强带来火种，还会因站场道路和出入口设置不当，可能会造成车辆伤害。

此外，加油站的电气设备一定要严格按爆炸危险场所划分的等级选用，否则易引起火灾爆炸事故。

3.2.2 储油罐区危险、有害因素辨识
由于汽油、柴油都是烃类混合物，不但闪点低，而且具有较宽的爆炸极限，在储存的环境温度下，油品的轻质馏分很容易挥发成油蒸气，并与空气形成爆炸性混合物，当储存的环境温度接近油品闪点时，着火或爆炸的危险性就达到了临界状态。

产品的闪点、燃点越低，危险性越大。

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002〈2006年版〉，要求汽油罐和柴油罐均埋地设置，不但造价低，而且油品泄漏时不致流到地面，或向外漫流。

这样即使在油罐人孔处发生着火，比较容易控制，能及时扑灭不致造成大的灾害。

油罐若设置在室内或地下室内，积聚油气不能及时扩散，将加大火灾爆炸发生的可能性及严重程度，应该严禁。

油罐呼吸管：影响加油站安全的关键部件之一。

《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002〈2006年版〉规定，呼吸管的直径不应小于50mm。

这样，油气排出时阻力小，油气才能顺利的排到空中扩散掉。

如果管径细，卸油时油气排出不畅，就有可能从卸油口的缝隙中向外排气，夹带一些油珠，不但油品损耗大，还会使油气沿地面扩散，容易造成事故。

另外，汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002〈2006年版〉要求，呼吸管排出口的位置要选用适当，并应高出地面不小于4m，同时排出口的位置应该开阔，不能窝风，否则易于积聚油气，不利于安全。

呼吸管的排出口不宜安装呼吸阀，因为埋地油罐不会产生小呼吸。

对于大呼吸，呼吸阀反而使排气不畅，延长了自流卸车时间。

但呼吸管口应安装阻火器，以防止外来火源引入罐内。

加油站的油罐车卸油若不采用密闭卸油方式，而敞开式卸油，易造成油品的
挥发，增加损耗，油气还会沿地面扩散，遇火源极易产生火灾。

因此卸油管与油罐进油管的连接应采用快速接头。

喷溅式卸油容易使油品产生静电火花，引起着火。

所以，加油站的埋地油罐在设计安装时，必须按《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002〈2006年版〉的要求，即油罐的进油管，应向下伸至罐内至罐底0.2m处，同时在卸油时严格控制油的流速，防止流速过快而产生静电。

另外，油罐输油管道由于腐蚀、制造缺陷、法兰未紧固等原因，也可能使油品泄漏。

由于卸油胶管破裂、密封垫损坏、快速接口紧固栓松动等原因，也可能使油品滴落到地面挥发。

卸油操作时油罐车不熄火，不接好静电接地线导走油罐车静电直接卸油，或因操作人员身着化纤衣服，子鞋引起静电火花等，均可能引起油气的燃烧爆炸。

卸油时静电接地不良或漏接或报警仪失灵，卸油流速过快，管道油罐接地不良，静电集聚，外人进入储罐区带来火种、接打手机、穿化纤衣服或钉子鞋，维修时电气焊、工具敲打，撞击等都会产生火花。

3.3安全管理危险有害因素分析
加油站应建立、健全安全管理组织、配备安全管理人员，制定安全生产责任制、操作规程及安全管理制度，事故救援预案，并应认真执行各项管理制度。

加油站主要负责人、安全管理人员、其他人员应进行培训，持证上岗。

保证必要的安全资金投入。

如果加油站没有建立、健全安全管理组织、配备安全管理人员，没有制定安全生产责任制、操作规程、安全管理制度及事故救援预案，加油站主要负责人、安全管理人员、其他员工没有按要求进行培训，或者各项管理制度没有认真落实，加油站平时监管不力，安全培训不到位，职工安全意识薄弱，违章
作业，可能引起各种事故的发生。

3.4重大危险源分析
按照《重大危险源辨识》GB18218-2000规定，长期或临时生产、加工、搬运、使用或储存危险物质且危险物质的数量等于或超过临界量的单元时，即为重大危险源。

当系统内存在两种危险物质时，根据重大危险源的识别公式：12211>⋅⋅⋅++n n Q q Q q q 计算该加油站油品储存量是否构成重大危险源。

该加油站主要从事汽油、柴油的批发零售业务，汽油列入构成重大危险源的物质名称中，属于构成重大危险源的物质，而柴油不属于构成重大危险源的物质，依据《重大危险源辨识》GB18218-2000规定，汽油的储存区临界量为20吨.该加油站的设有容积为30m 3的汽油储罐2台，其汽油的储存量为：60（容积）×0.8（容积系数）×0.7（密度）=33.6﹥20吨，超过构成重大危险源规定的储存区临界量，故该加油站构成重大危险源，应制定相应的防范、监控、管理措施。

3.5事故树定性定量分析
系统安全分析是安全系统的核心内容，本次通过事故树的定性定量分析对加油站进行评估。

加油站主要发生的事故为火灾爆炸事故，现以加油站火灾爆炸为顶上事件，通过事故树来分析加油站安全系统，如下图
3.6最小割集与最小径集的计算
1、将事故树的结构函数化简得：
T=(A1*A2*X2)=(M1+X1)*(M4+M6+M8+M11)*X20=(M2+X2+X3+X1)* (M5+X8+X19+M7+M10+M9+X16+X17+X18)*X20=(X4*M3+X2+X3+X 1)*(X9+X10+X8+X19+X11+X12+X15*X14+X13+X16+X17+X18)*X20=(X 4*(X5+X6+X7)+X2+X3+X1)*(X9+X10+X8+X19+X11+X12+X15*X14+X1
3+X16+X17+X18)*X20=X4X5X9X20+X4X5X10X20+X4X5X8X20+X4X5 X19X20+X4X5X11X20+X4X5X12X20+X4X5X14X15X20+X4X5X13X20+
X4X5X16X20+X4X5X17X20+X4X5X18X20+X4X6X9X20+X4X6X10X20
+X4X6X8X20+X4X6X19X20+X4X6X11X20+X4X6X12X20+X4X6X14X15 X20+X4X6X13X20+X4X6X16X20+X4X6X17X20+X4X6X18X20+X4X7X
9X20+X4X7X10X20+X4X7X8X20+X4X7X19X20+X4X7X11X20+X4X7X1 2X20+X4X7X14X15X20+X4X7X13X20+X4X7X16X20+X4X7X17X20+X4 X7X18X20+X2X9X20+X2X10X20+X2X8X20+X2X19X20+X2X11X20+X2 X12X20+X2X15X14X20+X2X13X20+X2X16X20+X2X17X20+X2X18X20
+X3X9X20+X3X10X20+X3X8X20+X3X19X20+X3X11X20+X3X12X20+
X3X15X14X20+X3X13X20+X3X16X20+X3X17X20+X3X18X20+X1X9X2
0+X1X10X20+X1X8X20+X1X19X20+X1X11X20+X1X12X20+X1X15X14X2 0+X1X13X20+X1X16X20+X1X17X20+X1X18X20
可见事故树最小割集有66个，因为事故树化简较为复杂，因此可由事故树最小径集求得顶上事件概率，而事故树的最小径集与成功树的最小割集有对偶性，因此化简成功树结构函数：
T′=(A1+A2+X20)
=(M1*X1+M4*M6*M8*M11+X20)
=(M2*X2*X3*X1+M5*X8*X19*M7*M10*M9*X16*X17*X18+X20) =(X4+M3)X2*X3*X1+X9*X10*X8(X11+X12)X19*X13*X14*X15*X16 *X17*X18+X20
=X1*X2*X3*X4+X1*X2*X3*X5*X6*X7+X9*X10*X8*X12*X19*X13* X14*X15*X16*X17*X18+X9*X10*X8*X11*X19*X13*X14*X15*X16*X17*X 18+X20
得到事故树最小径集：{X1，X2，X3，X4}，{X1，X2，X3，X5，X6，X7}，{X8，X9，X10，X11，X13，X14，X15，X16，X17，X18，X19}，{X8，X9，X10，X12，X13，X14，X15，X16，X17，X18，X19}，{X20}
3.7顶上事件概率的计算
由最小径集等效图知T=P1P2P3
则顶上事件发生概率为
G=P1P2P3P4P5
=[1-(1-q1)(1-q2)(1-q3)(1-q4)][1-(1-q1)(1-q2)(1-q3)(1-q5)(1-q6)(1-q7)][1-(1-q9)(1-q10)(1-q8)(1-q11)(1-q19)(1-q13)(1-q14)(1-q15)(1-q16)(1-q17)(1-q1
8)][1-(1-q9)(1-q10)(1-q8)(1-q12)(1-q19)(1-q13)(1-q14)(1-q15)(1-q16)(1-q17)(1-q18)]q20
因为事故树最小径集中有重复事件，因此根据公式
因为各基本事件发生概率为0.01，所以求得G=0.011
3.8结构重要度分析与计算
根据公式
用事故树最小径集求得结构重要度为：
则各基本事件结构重要度序数排列如下：
）（20I φ>）
（1I φ=）（2I φ=）（3I φ>）（4I φ>）（5I φ=）（6I φ=）（7I φ>）（8I φ=）（9I φ=）
（10I φ=）（13I φ=）（14I φ=）（15I φ=）（16I φ=）（17I φ=）（18I φ=）（19I φ>）（11I φ=）（12I φ
∑∏∏∑∏<<≤⋃∈∈=-=∈--+--+
--=p s r i p r i p p
r i N s r P P x N P x r N N r P x qi qi qi g 1111_
)1()1()1()1(1Λ152.021-121-1-1I 1-61-43==））（（）（φ125.021-1-1I 1-44==）（）（φ031.021-1-1I 1-67==）（）（φ3-1-111-1181095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ3-1
-111-1191095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ3-1
-111-11101095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ-1-111-11141095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ3-1-111-11131095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ-1-111-11151095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ4-1
-11121077.921-1-1I ⨯==）（）（φ4-1-11111077.921-1-1I ⨯==）（）（φ-1-111-11161095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ-1-111-11171095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ-1-111-11181095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ-1
-111-11191095.121-121-1-1I ⨯==））（（）（φ121-1-1I 1-120==）（）（φ
3.9概率重要度的计算
用近似方法计算顶上事件发生概率Q ，利用公式g=N 1-N 21F 1-F -F ）（Λ+
其中
求得：Q=30*0.01^3+33*0.01^4+3*0.01^5=3.033*10-5
由事故树最小割集求得各个基本事件的概率重要度系数为：
3)3()2()1(10001.13^01.01001.001.0-⨯=+⨯⨯===p p p I I I
5)7()6()5(10001.14^01.0103^01.0-⨯=+⨯===p p p I I I
5)4(10003.3)4^01.0103^01.0(3-⨯=+⨯⨯=p I
6)14(1003.334^01.033^01.0-⨯=⨯+⨯=p I
6)15(1003.334^01.033^01.0-⨯=⨯+⨯=p I
1)20(=p I
所以各基本事件概率重要度序数排列如下：
）（20I φ>）
（1I φ=）（2I φ=）（3I φ>）（8I φ=）（9I φ=）（10I φ=）（13I φ=）（16I φ=）（17I φ=）
（18I φ=）（19I φ>）（11I φ=）（12I φ>）（4I φ>）（5I φ=）（6I φ=）（7I φ>）（14I φ=）（15I φ 3.10临界重要度分析
临界重要度与概率重要度的关系为：
由上面的计算可知：各基本事件概率i q 都为0.01，事故树顶上事件发生概率Q 不变，只有各基本事件的概率重要度系数不同。

因此可知临界重要度与概率重要度成正比，所以临界重要度的排列顺序与概率重要度的排列顺序相同。

下面计算几个为例：
因此，各基本事件临界重要度序数排列如下：
）（20I φ>）
（1I φ=）（2I φ=）（3I φ>）（8I φ=）（9I φ=）（10I φ=）（13I φ=）（16I φ=）（17I φ=）
（18I φ=）（19I φ>）（11I φ=）（12I φ>）（4I φ>）（5I φ=）（6I φ=）（7I φ>）（14I φ=）（15I φ ∑∏=∈=G
r i N r G x i
N q F 1)(i q i ci I Q q I =0033.010001.110003.301.0I 557C 65=⨯⨯⨯===--C C I I 01.010003.310
003.301.0554=⨯⨯⨯=--C I 33.010001.110003.301.0I I 35
3C 2C 1=⨯⨯⨯==--=
C I 4)18(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )17(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )16(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )13(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )12(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )11(1003.333^01.02^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )19(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )
8(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I )9(1003.333^01.032^01.0-⨯=⨯+⨯=p I =)10(p I
事故原因：根据无论是结构重要度还是概率重要度，还是临界重要度的排序我们可以知道，重要性最大的是空气，即没有空气不会发生火灾和爆炸。

其次，检修是清罐不合格、管线油门泄漏及罐体泄漏。

因此，需要在油气泄漏方面采取必要的检查及应急措施以减小火灾爆炸发生的可能。

第四章加油站安全对策与措施
为使加油站进一步降低危险等级，更好的实现生产安全和劳动保护。

根据事故树分析、安全检查表分析等分析评价中发现的安全隐患以及该加油站制定的安全生产管理制度和各装置、工艺安全技术操作规程，同时参照加油站事故的历史质料，对该加油站提出以下意见和建议：
1、在储油罐区设置冷却装置（如自动喷淋系统、），有效控制罐区温度，使储油罐保持合适温度。

2、使用阻火抑爆装置，以降低万一出现火灾爆炸事故时的损失。

3、按照“管生产必须管安全”以及“横向到边、纵向到底”的原则落是安
全生产责任制，积极实施实施目标管理策略，从根本上调动各级人员搞好安全生产的积极性。

4、完善检查管理制度，加强对重点地区（如储油区、加油地点）检查，确保及时有效处理各种可能的危险有害因素。

5、加强应急演练，及时修订不利于事故救援的内容，确保各种应急管理措施的实用性和可操作性，有效保障生产安全。

6、企业的避雷器、设备和管道的静电接地装置要定期检测，并做好避雷设施的防腐除锈等维护工作。

7、对企业周边环境进行严格管理，防止危险物进入，如：火种、各类危险化学物质等。

严格执行熄火后再对车辆加油的方针制度，有效避免各种可能的明火的产生。

8、储罐应严格按照《储罐安全监察规定》的要求，建档、送检，完善充装检查记录。

9、在罐区配置气体浓度检测装置，以便能及时发现罐区的异常情况，防患于未然。

第五章总结。