第七章危險性分析方法

1、化工安全與環(huán)境,第七章危險性分析方法,1,內(nèi)容導(dǎo)航,概述7.1安全檢查表7.2預(yù)先危險性分析7.3危險和操作性研究7.4故障類型和影響分析7.5事件樹分析7.6事故樹分析,2,概述,安全系統(tǒng)工程是應(yīng)用系統(tǒng)工程的原理和方法預(yù)先找出影響系統(tǒng)正常運行的各種事件出現(xiàn)的條件、可能導(dǎo)致的后果，并制定消除和控制這些事件的對策，以達(dá)到預(yù)防事故、實現(xiàn)系統(tǒng)安全的目的。辨識危險、分析事故及影響后果的過程就是危險性分析。危險性分析有定性分析和

2、定量分析兩種類型。,4,危害分析（Hazard Analysis）是一種正式的、有組織的工作過程。在此過程中，對危害加以辨識和分析、并書面記錄控制危害的意見或建議。對危害進行識別與分析采取措施消除危害或減輕后果,5,What-if （如果…將怎么樣？）Checklist （清單法）What-if / ChecklistHAZOP （危險性與可操作性研究）FMEA （故障模式分析）Fault Tree Analysis （故

3、障樹分析）其他相當(dāng)?shù)姆椒?工藝危害分析 相關(guān)的方法,6,綜合使用兩種或兩種以上方法,HAZOP ＋ 清單檢查法HAZOP ? QRA （定量風(fēng)險分析方法）,7.1安全檢查表(SCL),7.1.1概述7.1.2安全檢查表編制的步驟和依據(jù)7.1.3安全檢查表的種類和內(nèi)容7.1.4編制和使用安全檢查表應(yīng)注意的問題7.1.5安全檢查表的格式,7,7.1.1概述,安全檢查表(Safety Check List , SCL)是由一些有經(jīng)

4、驗的并且對工藝、設(shè)備及操作熟悉的人員，事先對檢查對象共同進行詳細(xì)分析、充分討論，列出檢查項目和檢查要點并編制成表。為防止遺漏，在編制安全檢查表時，通常把檢查對象作為系統(tǒng)，將系統(tǒng)分割成若干個子系統(tǒng)，按子系統(tǒng)進行制定。優(yōu)點：能避免疏忽和遺漏；簡明易懂，易于掌握，實施方便；應(yīng)用范圍廣等。,8,7.1.2安全檢查表編制的步驟和依據(jù),1、步驟,9,7.1.2安全檢查表編制的步驟和依據(jù),2、依據(jù)有關(guān)的規(guī)程、規(guī)施、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定；國內(nèi)外事故案例；

5、本單位經(jīng)驗；其他分析方法的結(jié)果。,10,7.1.3安全檢查表的種類和內(nèi)容,種類：,11,7.1.4編制和使用安全檢查表應(yīng)注意的問題,檢查內(nèi)容盡可能系統(tǒng)完整，但應(yīng)突出重點；對象不同，檢查內(nèi)容應(yīng)有所側(cè)重；重點危險部位應(yīng)單獨編制檢查表；每項檢查內(nèi)容要定義明確、便于操作；安全檢查表要在實踐中不斷修改；對查出的問題要及時反饋到有關(guān)部門并落實整改措施。,12,7.1.5安全檢查表的格式,13,7.2預(yù)先危險性分析,7.2.1概述7.2

6、.2分析步驟7.2.3分析舉例,14,7.2.1 概述,預(yù)先危險性分析（Preliminary Hazard Analysis , PHA）是指在一項工程活動(包括設(shè)計、施工、生產(chǎn)和維修等〉之前，對系統(tǒng)存在的各種危險因素、出現(xiàn)的條件以及導(dǎo)致事故的后果進行宏觀的、概略的分析，以便提出安全防范措施。,15,7.2.2分析步驟,,16,熟悉系統(tǒng),識別危險,分析觸發(fā)事件,確定事故情況和后果,找出形成事故的原因事件,,,,,7.2.3分析舉例

7、 表7.3,7.3危險和操作性研究,危險和操作性研究( Hazard and Operability Studies, HAZOP)是查明生產(chǎn)裝置和工藝過程中工藝參數(shù)及操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，針對這些偏差，找 出原因，分析后果，提出對策的一種分析方法。特別適用于化工裝置設(shè)計審查和運行過程中危險性分析。,17,7.3.1概述,7.3.2分析步驟,,18,7.3.3分析舉例 表7.6 圖 7.

8、1 反應(yīng)器系統(tǒng)危險和可操作性研究,7.4故障類型和影響分析（FMEA）,故障類型和影響分析(Failure Modes and Effects Analysis, FMEA) ：采用系統(tǒng)分割的方法，根據(jù)需要將系統(tǒng)劃分成子系統(tǒng)或元件，然后逐個分析各種潛在的故障類型、原因及對子系統(tǒng)乃至整個系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，以便制定措施加以消除和控制。致命度分析(Criticality Analysis , CA)：對可能造成人員傷亡或重大財產(chǎn)損失的故障類

9、型進一步分析致命影響的概率和等級。兩者結(jié)合起來稱故障類型影響和致命度分析(FMECA) 。國際電工委員會CIEC) 已頒布 FMEA 標(biāo)準(zhǔn)。,19,定性,定量,7.4.1概述,7.4.2分析步驟,,20,7.2.3分析舉例 表7.3,FMEA,故障類型 1級，災(zāi)害：造成人員傷亡和系統(tǒng)損壞； 2級，危險：造成一定程度傷害和主要系統(tǒng) 損失； 3級，臨界：造成輕傷和次要系統(tǒng)損失； 4級，安全：不造成

10、人員和系統(tǒng)損傷故障概率單位時間發(fā)生故障的次數(shù),CA,對危險性特別大的故障類型，如故障等級為1級，則要進行致命度分析致命度指數(shù),n——致命故障類型序號；j——致命故障類型總數(shù)； α——該故障類型在總故障中所占的比例；β——該故障造成致命影響的發(fā)生概率； kA——實際運行修正系數(shù)；kB ——環(huán)境修正系數(shù)； λG —— 106h致命故障次數(shù)；t ——運行周期，h。,應(yīng)用實例：提升管催化裂化裝置生產(chǎn)過程（1）,應(yīng)用實例：提升

11、管催化裂化裝置生產(chǎn)過程（2）,應(yīng)用實例：提升管催化裂化裝置生產(chǎn)過程（3）,應(yīng)用實例：提升管催化裂化裝置生產(chǎn)過程（4）,確定其屬高風(fēng)險事件還是低風(fēng)險事件。對高風(fēng)險事件需要進一步分析。,7.5事件樹分析（ETA）,是從一個初始事件開始，按順序分析事件向前發(fā)展中各個環(huán)節(jié)成功與失敗的過程和結(jié)果。,27,7.5.2分析步驟,7.5.1分析原理,確定初始事件找出與初始事件有關(guān)的環(huán)節(jié)事件畫事件樹說明分析結(jié)果,7.5.3應(yīng)用舉例,,28,7.6事

12、故樹分析（FTA）,事故樹分析(Fault Tree Analysis , FTA)是從結(jié)果到原因找出與災(zāi)害事故有關(guān)的各種因素之間因果關(guān)系及邏輯關(guān)系的分析法。這是一種作圖分析方法。做法：把系統(tǒng)可能發(fā)生的事故放在圖的最上面，稱為頂上事件，按照系統(tǒng)構(gòu)成要素之間的關(guān)系，向下分析與災(zāi)害事故有關(guān)的原因。這些原因可能是其他一些原因的結(jié)果，稱為中間原因事件(或中間事件) ，應(yīng)繼續(xù)往下分析，直到找出不能進一步往下分析的原因為止，這些原因稱為基本原因事

13、件（或基本事件)。,29,7.6.1概述,7.6.2事故樹分析的步驟,確定和熟悉系統(tǒng)；確定頂上事件；詳細(xì)分析事故的原因；確定不予考慮的事件；確定分析的深度；編事故樹；定性分析；定量分析。,30,7.6.3事故樹的符號及意義,31,7.6.4編樹舉例,32,7.6.5定性分析,1、最小割集事故樹中能使頂上事件發(fā)生的基本事件的集合叫割集。最小割集即能引起頂上事件發(fā)生的最低限度基本事件的集合。求法：布爾代數(shù)化簡法和行列法。

14、,33,7.6.5定性分析,1、最小割集：布爾代數(shù)化簡法（1）"或門"的輸入事件用邏輯加表示，"與門"的輸人事件用邏輯積表示;,34,7.6.5定性分析,1、最小割集：布爾代數(shù)化簡法（2）以圖7.8為例：,35,7.6.5定性分析,1、最小割集：行列法從頂上事件開始，依次將上層事件用下一層事件代替，直到所有基本事件都代完為止。 在代換過程中，“或門”連接的事件縱向排列，“與門”連接的事件橫向

15、排列。最后會得到若干個基本事件的邏輯積，用布爾代數(shù)運算定律化簡，就得到最小割集。仍圖7.8為例：,36,7.6.5定性分析,2、最小徑集（1）最小徑集是指不能導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度基本事件的集合。首先畫出事故樹的對偶樹——成功樹，求成功樹的最小割集就是原事故樹的最小徑集。成功樹的畫法： “與門”換成“或門”，“或門”換成“與門”，且全部事件變成原事件補。,37,7.6.5定性分析,2、最小徑集（2）,38,7.6.5定性分析,

16、3、基本事件的結(jié)構(gòu)重要度分析,39,最小割集或最小徑集近似判斷，并排序,——就是不考慮各基本事件發(fā)生概率高低，僅從事故樹結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生的影響程度。,7.6.5定性分析,近似判斷的原則,40,(1 ) 單事件最小割(徑〉集中基本事件結(jié)構(gòu)重要度最大。(2) 僅出現(xiàn)在同一個最小割〈徑〉集中的所有基本事件結(jié)構(gòu)重要度相等。(3) 僅出現(xiàn)在基本事件個數(shù)相等的若干個最小割（徑）集中的各基本事件結(jié)構(gòu)重要度依出現(xiàn)次數(shù)而定。

17、,(4) 兩個基本事件出現(xiàn)在基本事件個數(shù)不等的若干個最小割(徑)集中:a. 若它們在各最小割〈徑〉集中出現(xiàn)的次數(shù)相等，則在少事件最小割(徑)集中出現(xiàn)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度大；b. 若它們在少事件最小割〈徑〉集中出現(xiàn)次數(shù)少，在多事件最小割(徑)集中出現(xiàn)次數(shù)多，以及其他更為復(fù)雜的情況，可用下列近似判別式（7.4）計算:,7.6.5定性分析,4、 最小割集和最小徑集在事故樹分析中的作用最小割集表示系統(tǒng)的危險性；最小徑集表示系統(tǒng)的安全性；