安全系統(tǒng)工程課程設(shè)計(jì)說明書

1、長春建筑學(xué)院安全系統(tǒng)工程課程設(shè)計(jì)說明書姓 名： 趙亞杰 專 業(yè)： 安全工程 班級(jí)學(xué)號(hào)： 安1201班 18號(hào) 指導(dǎo)教師： 周乾 日 期： 2014.12.12 城建學(xué)院前言隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，我國已經(jīng)成為了工業(yè)化大國。但是隨著工業(yè)的發(fā)展，造成企業(yè)事故頻繁的發(fā)生，因此每個(gè)工人的安全問題越來越受到人們的重視。所以，系統(tǒng)安全的分析對于每個(gè)企業(yè)是非常重要的。本課程設(shè)計(jì)主要講述了氯化氫生產(chǎn)工藝的危險(xiǎn)和可操作性分析（hazop）及對策措施的研究。因?yàn)楝F(xiàn)在我國很多的企業(yè)，對于化學(xué)品的制備這一方面安全意識(shí)不足，正是由于安全意識(shí)的不足，導(dǎo)致了很多事故的發(fā)生，不僅損失了大量的金錢，最重要的是有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致傷亡

2、事故。在此，我僅以在反應(yīng)爐內(nèi)用氯氣和氫氣反應(yīng)之氯化氫這一生產(chǎn)過程為例，首先對整個(gè)生產(chǎn)過程的危險(xiǎn)有害因素進(jìn)行辨識(shí)，然后比較詳細(xì)的講解下在整個(gè)準(zhǔn)備階段，以及生產(chǎn)過程中可能導(dǎo)致什么樣的危險(xiǎn)事故，進(jìn)行定性、定量的分析。 在定性分析階段，我將采用危險(xiǎn)和可操作性研究進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的定性分析，并可針對可能的原因提出相應(yīng)預(yù)防措施。在定量分析階段，我將采用事故樹分析。事故樹分析是從結(jié)果開始，尋求頂上事件發(fā)生的原因事件，是一種逆時(shí)序的分析方法。事故樹分析能夠?qū)Ω鞣N系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行辨識(shí)和評(píng)價(jià)，不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入的揭示出事故的潛在原因。用它描述事故的因果關(guān)系直觀、明了、思路清晰、邏輯性強(qiáng)。 然后

3、根據(jù)定量分析中的重要度，可以看出哪個(gè)事件對頂上事件發(fā)生的影響較大，針對此基本事件提出相應(yīng)的預(yù)防措施，同時(shí)也對其它的基本事件提出安全預(yù)防措施。最后，對此課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)性的語言。由于能力有限，在設(shè)計(jì)時(shí)難免有錯(cuò)誤，請專業(yè)人士多多指點(diǎn)。目錄第一章 系統(tǒng)工藝介紹11.1 系統(tǒng)工藝介紹11.2 系統(tǒng)安全現(xiàn)狀1第二章 系統(tǒng)安全定性分析32.1 系統(tǒng)安全定性分析方法選擇32.2 危險(xiǎn)與可操作性研究方法定性分析過程6第三章 系統(tǒng)安全的定量分析83.1 事故樹的編制83.2事故樹的定性分析93.4對策措施16第四章 安全措施方案194.1 安全措施方案設(shè)計(jì)194.2 安全措施方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析19結(jié)論21致謝

4、24參考文獻(xiàn)23附錄a24安全系統(tǒng)工程課程設(shè)計(jì)第一章 系統(tǒng)工藝介紹1.1 系統(tǒng)工藝介紹高溫石墨二合一爐生產(chǎn)氯化氫與鹽酸的工藝流程:經(jīng)處理后的潔凈氫氣經(jīng)過緩沖罐和阻火器后,進(jìn)入高溫石墨二合一爐底部的燃燒器。干燥氯氣經(jīng)過緩沖罐進(jìn)入高溫石墨二合一爐底部的燃燒器與氫氣進(jìn)行燃燒合成,合成的氯化氫氣體經(jīng)高溫石墨二合一爐上部的冷卻器冷卻至45以下,進(jìn)入凝酸分離罐,分離凝酸后經(jīng)氯化氫分配臺(tái)送往pvc界區(qū)。多余的氯化氫氣體由分配臺(tái)進(jìn)入降膜吸收器,由尾氣塔過來的稀酸進(jìn)行降膜吸收,產(chǎn)出31.0%32.5%的濃鹽酸,進(jìn)入濃酸貯罐。降膜吸收器中未被吸收的氯化氫氣體通過尾氣塔時(shí)被尾氣塔中的吸收水吸收,吸收后的稀酸再進(jìn)入降

5、膜吸收器吸收氯化氫氣體(如吸收水為高純無離子水,則產(chǎn)出的是31.0%32.5%的高純鹽酸)。熱水循環(huán)罐中的熱水經(jīng)熱水循環(huán)泵打入高溫石墨二合一爐下部合成段外夾套,吸收爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)熱后,溫度升至120左右,進(jìn)入換熱器,與來自使用方的冷水進(jìn)行熱交換,溫度降至8090,回到熱水循環(huán)罐,開始新的循環(huán)。1.2 系統(tǒng)安全現(xiàn)狀1.2.1 事故實(shí)例：1999年5月25日14時(shí)08分，河北省唐山市某化工集團(tuán)有限責(zé)任公司（氯堿生產(chǎn)企業(yè)）二車間（合成鹽酸車間）合成轉(zhuǎn)化崗位發(fā)生一起化學(xué)爆炸事故，造成包括氯化氫合成爐等12臺(tái)（套）設(shè)備全部受損，轉(zhuǎn)化器等5臺(tái)（套）設(shè)備部分受損，其余外接管網(wǎng)、低壓配電柜、操作平臺(tái)、廠房、門

6、窗等不同程度受損，直接經(jīng)濟(jì)損失99.94萬元，該車間停產(chǎn)220個(gè)小時(shí)，幸無人員傷亡。1.2.2 事故經(jīng)過：5月25日該公司二車間合成工段轉(zhuǎn)化崗位的合成氣中的氯化氫含量較低，為3.37%（工藝要求為3%-10%），當(dāng)班小班長通知崗位操作工提入合成爐的氯氣流量為200單位；13時(shí)15分，分餾崗位操作工發(fā)現(xiàn)低沸塔壓力達(dá)0.75mpa（工藝指標(biāo)要求0.60.05mpa），未查出原因，13時(shí)50分找工段長一起檢查仍未得出結(jié)論；此時(shí)低沸塔壓力已達(dá)0.8mpa以上，待車間副主任趕到后，組織分析氯氣純度為90.5%，氯化氫純度太低（未計(jì)結(jié)果），決定停車，13時(shí)40分轉(zhuǎn)化崗位停車；同時(shí)將低沸塔放空閥打開，使低沸

7、塔壓力降了下來。當(dāng)班大、小班長初步分析，認(rèn)為氯化氫崗位控制入氯化氫爐的氯氣孔板流量計(jì)有問題，在轉(zhuǎn)化停車后，即到氯化氫崗位檢查，發(fā)現(xiàn)氯氣孔板流量計(jì)的兩個(gè)壓力導(dǎo)管嘴被阻塞，將其清理后，氯氣流量指示迅速由原來的8000單位降到4000單位。2人返回轉(zhuǎn)化崗位，第二次取樣做氯化氫純度分析。在取樣時(shí)，取樣管突然發(fā)生爆炸，2人判斷氯化氫氣體出了問題，立即通知轉(zhuǎn)化崗位操作工撤離現(xiàn)場，2人跑到氯化氫崗位，用手摸試氯化氫合成爐溫度，感覺不如以往高，待幾人向氯化氫崗位控制室走去準(zhǔn)備進(jìn)一步查找原因時(shí)，數(shù)秒鐘后發(fā)生了爆炸。1.2.3 事故原因：事故初期，由于氯化氫崗位氯化孔板流量計(jì)的壓力導(dǎo)管嘴阻塞，造成氯氣的配比量低于

8、氫氣量，使氯化氫氣體中氫氣過量。而這種氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段混合器不能參與乙炔、氯化氫的化學(xué)反應(yīng)，而進(jìn)入低沸塔內(nèi)，因其無法在-35-0冷凍鹽水中液化，故導(dǎo)致低沸塔壓力升高。當(dāng)轉(zhuǎn)化停車低沸塔排空閥門全部打開后壓力降了下來，第一次做氯化氫分析時(shí)，純度很低即證明了這一點(diǎn)。當(dāng)氯氣孔板流量計(jì)壓力導(dǎo)管嘴阻塞被修復(fù)后，調(diào)整后的氯氣流量大于未被調(diào)整的氫氣流量，而合成塔觀察視鏡因生產(chǎn)使用不太清晰，無法正確判斷爐內(nèi)火焰的燃燒狀況，造成輸送到轉(zhuǎn)化崗位的氯化氫氣體中氯氣過量。在轉(zhuǎn)化崗位第二次做氯化氫純度分析時(shí)，取樣管自爆鳴證明了這一點(diǎn)。在爆炸后的事故現(xiàn)場被炸壞的設(shè)備、管道內(nèi)壁未發(fā)現(xiàn)有黑色殘?jiān)?，可排除是氯氣和乙炔反?yīng)發(fā)生的爆

9、炸，或只有微量氯氣和乙炔反應(yīng)，由此可從側(cè)面證明爆炸是游離氯氣和氫氣所為。綜上所述，爆炸原因可歸結(jié)為：由于氯化氫崗位氯氣孔板流量的壓力導(dǎo)管阻塞，造成輸送到轉(zhuǎn)化工序的氯化氫氣體中氯氣、氫氣過量，過量的氯氣和氫氣其含量達(dá)到了爆炸濃度范圍，因合成爐內(nèi)的明火而發(fā)生了化學(xué)爆炸。第二章 系統(tǒng)安全定性分析2.1 系統(tǒng)安全定性分析方法選擇 系統(tǒng)安全分析方法有數(shù)十種，從定性和定量分析角度可以將其分為定性分析方法和定量分析方法。定性分析是指對引起系統(tǒng)事故的影響因素進(jìn)行非量化的分析，即只進(jìn)行可能性的分析或作出事故能否發(fā)生的感性判斷。 定性分析主要包括安全檢查、預(yù)先危險(xiǎn)性分析、危險(xiǎn)性與可操作性研究分析、魚刺圖分析、作業(yè)

10、危害分析等1。氫氣氯氣制取氯化氫應(yīng)用危險(xiǎn)性與可操作性研究方法，對事故進(jìn)行分析。 危險(xiǎn)性與可操作性研究（hazard and operability analysis,簡記為hazop)。hazop的基本過程的是以關(guān)鍵詞為引導(dǎo)，找出系統(tǒng)中工藝過程的狀態(tài)參數(shù)（如溫度、壓力、流量等）的變化(即偏差），然后再繼續(xù)分析造成偏差的原因、后果及可以采取的對策。通過危險(xiǎn)性與可操作性研究的分析，能夠探明裝置及過程存在的危險(xiǎn)，根據(jù)危險(xiǎn)帶來的后果，明確系統(tǒng)中的主要危險(xiǎn)，可以確定事故樹的頂上事件，利用事故樹對主要危險(xiǎn)繼續(xù)分析。2.1.1 hazop的分析步驟 hazaop是全面考察分析的對象，對每一個(gè)細(xì)節(jié)提出問題，如

11、在工藝過程的生產(chǎn)運(yùn)行中，要了解工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量、濃度等）與設(shè)計(jì)要求不一致的地方（即發(fā)生偏差），繼而進(jìn)一步分析偏差出現(xiàn)的原因及其產(chǎn)生的后果，并提出相應(yīng)的對等措施，如圖2-1所示。 對策 結(jié)果 原因事故樹的頂上事件與基準(zhǔn)狀態(tài)的偏差 關(guān)鍵字 圖2-1 危險(xiǎn)與可操作性研究的分析步驟（1） 提出問題。用否、多、少、以及、而且、部分、相反、其他來涵蓋所有出現(xiàn)的偏差。（2） 劃分單元，明確功能。將分析對象劃分為若干單元，在間歇過程中單元以設(shè)備為主。明確各單元的功能，說明其運(yùn)行狀態(tài)和過程。（3） 定義關(guān)鍵詞表。按關(guān)鍵詞逐一分析每個(gè)單元可能產(chǎn)生的偏差，一般從工藝過程的起點(diǎn)、管線、設(shè)備等一步步分析可能產(chǎn)

12、生的偏差，直至工藝過程結(jié)束。（4） 分析原因及后果。以化工裝置為例，應(yīng)分析工藝條件（溫度、壓力、流量、濃度、雜質(zhì)、催化劑、泄露、爆炸、靜電等）；開停車條件（試驗(yàn)、開車、檢修；設(shè)備和管線，如標(biāo)志、反應(yīng)情況、混合情況、定位情況、工序情況等）；緊急處理（氣、汽、水、電、物料、照明、報(bào)警、聯(lián)系等非計(jì)劃停車情況）；甚至自然條件（風(fēng)、雷、雨、霜、霧雪、地質(zhì)以及建筑安裝等）。分析發(fā)生偏差的原因及后果。（5） 制定對策。（6） 填寫匯總表。表2-1 關(guān)鍵詞定義表。表2-1 關(guān)鍵詞定義表關(guān)鍵字意義說明沒有（否）完全否定偏差與意圖完全不一樣過多（過大）量的增加量有了正的增長，偏差大于意圖過少（過小）量的減少量有了

13、負(fù)的增長，偏差小與意圖多余（伴隨，以及）質(zhì)的增長出現(xiàn)了意圖中沒有的事件（意圖完成的情況下）部分（局部）質(zhì)的減少只完成了一部分內(nèi)容相反（相逆）量的相反與意圖完全相反異常（其他）完成代替與意圖不相干由表可以看出，在研究不同的系統(tǒng)時(shí)，可以定義不同的關(guān)鍵詞，且即使是關(guān)鍵詞相同，其代表的意義也可以是不同的。因此，在進(jìn)行可操作性研究時(shí)，必須根據(jù)關(guān)鍵詞表分析各個(gè)單元產(chǎn)生的偏差。2.1.2 hazop的分析特點(diǎn)方法特點(diǎn)：通過討論系統(tǒng)可能出現(xiàn)的偏差、偏差原因、偏差的后果及對整個(gè)系統(tǒng)的影響。適用范圍：化工系統(tǒng)，熱力水利系統(tǒng)的安全分析。應(yīng)用條件：分析評(píng)價(jià)人員熟悉系統(tǒng)，有豐富的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。優(yōu)缺點(diǎn)：簡便易行，受分析

14、評(píng)價(jià)人員主管因素影響。2.1.3 氫氣氯氣制取氯化氫的分析氯氣在常溫、常壓下為黃綠色氣體，具有極強(qiáng)烈的刺激性臭味、且有毒，少量吸入，亦會(huì)有害咽喉及肺（呼吸道）。氯氣略溶于水，在陽光下，氯水性能不穩(wěn)定，常放出氧，具有氧化作用。氯氣也能與氫化物反應(yīng)，從中取代氫（如從硫化氫溶液中析出硫，取代氫為氯化氫）。氯氣也能與有機(jī)化合物烴類反應(yīng)，從中取代氫（如氯與甲烷反應(yīng)，生成一氯甲烷與氯化氫）。 流程簡述如下：原料氫氣由電解陰極室出來后經(jīng)冷卻、洗滌，大大降低了氣相溫度，消除了氣相中帶的堿霧雜質(zhì)，由輸氫壓縮機(jī)送往氣柜，其氫氣純度在98以上，經(jīng)氣液分離及阻火裝置進(jìn)入合成爐燃燒器。 原料氯氣由電解陽極室出來后經(jīng)冷卻

15、、干燥、凈化，用氯氣離心式壓縮機(jī)送至本工序氯氣緩沖器，并經(jīng)節(jié)流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)，氯氣壓力為0.1mpa進(jìn)入合成爐燃燒器，其氯氣純度95%以上，含氫0.4%以下。也有使用液化尾氣，送往本工序尾氣緩沖器，經(jīng)節(jié)流調(diào)節(jié)進(jìn)入合成爐燃燒器，其氯氣純度70以上，含氫3.5以下。 原料氯氣和氫氣經(jīng)節(jié)流控制，以1.0：1.05110的比例在石英或鐵制的套筒式燃燒器中混合燃燒。石英的傳熱較慢，套筒口積蓄的熱量不易散失，能經(jīng)常保持引發(fā)溫度以使合成反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。合成后的氯化氫氣體中心溫度在1000以上。爐壁溫度也可達(dá)400500，經(jīng)空氣導(dǎo)管冷卻至156以下進(jìn)入圓塊式石墨冷卻器，用工業(yè)水冷卻，把出冷卻器的氣相溫度降至常溫,然后

16、一部分進(jìn)入降膜式吸收塔,與來自尾部吸收塔的稀鹽酸經(jīng)分液管并流而下，吸收成3l鹽酸去貯槽；未被吸收的氯化氫尾氣與頂部加入的吸收水在尾氣填料塔中逆流接觸。被吸收成1l左右的稀酸去降膜式吸收塔,合格的尾氣由鼓風(fēng)機(jī)抽送放空, 另一部分氯化氫經(jīng)冷凍干燥除霧，由納氏泵壓送至氯乙烯合成。詳見圖2-2。圖2-2 氯化氫二合一爐2.2 危險(xiǎn)與可操作性研究方法定性分析過程2.2.1 hazop表的制定根據(jù)反應(yīng)流程圖及反應(yīng)裝置，分析物料的性質(zhì)，估計(jì)與容器可能發(fā)生的事故，進(jìn)行危險(xiǎn)與可操作性分析研究（見附錄a）。2.2.2 危險(xiǎn)性與可操作性研究分析總結(jié)直接原因：人的不安全行為，操作人員未嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。物的不安全狀態(tài)

17、，未設(shè)置防護(hù)裝置，防護(hù)裝置損壞，閥門故障而失控，管路阻塞，冷凝器缺水，容器腐蝕，冷凝管損壞，超溫，儀表故障，爐管燒穿等。間接原因：設(shè)計(jì)不當(dāng)（未設(shè)安全閥，未設(shè)報(bào)警器，未設(shè)防爆裝置）；教育培訓(xùn)（操作失誤，判斷失誤，監(jiān)督不嚴(yán)，安全操作規(guī)程不健全）?；驹颍夯馂?zāi)事故，爆炸事故。通過危險(xiǎn)性安全定性分析方法，我們應(yīng)該加強(qiáng)對生產(chǎn)設(shè)備的管理，進(jìn)行定期的檢查、維修、保養(yǎng)等措施。防止生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障所引起的事故2。第三章 系統(tǒng)安全的定量分析3.1 事故樹的編制3.1.1 事故樹事故樹分析（fault tree analysis）方法起源于故障樹分析（簡稱fta），是安全系統(tǒng)工程的重要分析方法之一，它是運(yùn)用邏輯推

18、理對各種系統(tǒng)的危險(xiǎn)性進(jìn)行辨識(shí)和評(píng)價(jià)，不僅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潛在原因。用它描述事故的因果關(guān)系直觀、明了。思路清晰，邏輯性強(qiáng)，既可定性分析，又可定量分析。在風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)域常用于企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和衡量3。3.1.2 事故樹的特點(diǎn)1)用圖形演繹的方法2)能夠分析導(dǎo)致事故或?yàn)?zāi)害發(fā)生的原因的邏輯關(guān)系3)不僅能夠分析故障對系統(tǒng)影響的原因，還能夠分析導(dǎo)致這些故障發(fā)生的特殊原因4)不僅能對系統(tǒng)進(jìn)行定性分析，還能對系統(tǒng)進(jìn)行定量分析，為研究系統(tǒng)安全性和可靠性提供了數(shù)據(jù)5)不參與設(shè)計(jì)人員和操作人員也能清楚的知道危險(xiǎn)防范要點(diǎn)。3.1.3 事故樹編制注意事項(xiàng)1) 熟悉分析系統(tǒng)2) 循序漸進(jìn)3)

19、選好頂上事件4) 準(zhǔn)確判明各事件之間的因果關(guān)系和邏輯關(guān)系5) 避免門與門相連3.1.4 事故樹分析程序1）確定頂上事件2）確定目標(biāo)3）調(diào)查原因事件4）畫出事故樹5）定性分析6）進(jìn)行比較7）定量分析3.1.5 繪制事故樹事故樹的頂上事件是通過危險(xiǎn)性與可操做性研究及安全檢查表的分析確定，確定以反應(yīng)爆炸為頂上事件，再分析與頂上事件有關(guān)的所有原因事件。圖3-1 事故樹 表3-1 事故樹中間事件及基本事件列表 事件名稱事件名稱t氯化氫反應(yīng)爐發(fā)生爆炸x2人失誤m2反應(yīng)爐壓力升高未及時(shí)釋放x4儀表故障m3泄漏而引起爆炸x5管路堵塞m4空氣流量大x6防爆膜失效m5防爆膜未起作用x7防爆膜選用不當(dāng)m6爐內(nèi)壓力升

20、高x8冷卻水溫度高m7反應(yīng)壓力高x9閥門泄漏m8反應(yīng)物流量大x10管路泄露m9爐內(nèi)溫度高x11材質(zhì)問題m10冷卻效果不佳x12爐管燒穿m11冷卻水流量小x13冷卻水未除氧m12發(fā)生泄漏事件x14日常維護(hù)不當(dāng)m13未及時(shí)控制泄漏事件x15報(bào)警器故障m14腐蝕x16無報(bào)警器m15未發(fā)現(xiàn)x17通風(fēng)條件差m16x1控制失誤存在著火源x18x3機(jī)械故障閥門故障而失控3.2 事故樹的定性分析3.2.1 事故樹的最小割集最小割集指的是導(dǎo)致頂上事件發(fā)生所必須的、最低限度的基本事件的集合。在事故分析中，把能使頂上事件發(fā)生的基本事件集合叫做割集合。如果割集合中任意基本事件不發(fā)生，就會(huì)造成頂上事件不發(fā)生，即割集合中

21、包含的基本事件對引起頂上事件發(fā)生不但充分而且必要，則該集合叫做最小割集。從概念可知，最小割集表示該系統(tǒng)的缺陷，每一組最小割集為一條頂上事件發(fā)生的通道，最小割集組越多，表示頂上事件發(fā)生的通道越多，可能性也就越大，最小割集在安全教育，事故預(yù)防，安全評(píng)價(jià)和定量分析計(jì)算中廣泛運(yùn)用。最小割集數(shù)量：132x1,x6,x13,x15x1,x7,x13,x15x1,x8,x13,x15x1,x3,x13,x15x1,x5,x13,x15x1,x4,x13,x15x1,x9,x13,x15x1,x10,x13,x15x1,x6,x11,x15x1,x6,x12,x15x1,x7,x11,x15x1,x7,x12

22、,x15x1,x8,x11,x15x1,x8,x12,x15x1,x3,x11,x15x1,x3,x12,x15x1,x5,x11,x15x1,x5,x12,x15x1,x4,x11,x15x1,x4,x12,x15x1,x9,x11,x15x1,x9,x12,x15x1,x10,x11,x15x1,x10,x12,x15x1,x6,x14,x15x1,x7,x14,x15x1,x8,x14,x15x1,x3,x14,x15x1,x5,x14,x15x1,x4,x14,x15x1,x9,x14,x15x1,x10,x14,x15x1,x2,x13x1,x2,x11x1,x2,x12x1,x2,

23、x14x1,x6,x13,x16x1,x7,x13,x16x1,x8,x13,x16x1,x3,x13,x16x1,x5,x13,x16x1,x4,x13,x16x1,x9,x13,x16x1,x10,x13,x16x1,x6,x11,x16x1,x6,x12,x16x1,x7,x11,x16x1,x7,x12,x16x1,x8,x11,x16x1,x8,x12,x16x1,x3,x11,x16x1,x3,x12,x16x1,x5,x11,x16x1,x5,x12,x16x1,x4,x11,x16x1,x4,x12,x16x1,x9,x11,x16x1,x9,x12,x16x1,x10,x11

24、,x16x1,x10,x12,x16x1,x6,x14,x16x1,x7,x14,x16x1,x8,x14,x16x1,x3,x14,x16x1,x5,x14,x16x1,x4,x14,x16x1,x9,x14,x16x1,x10,x14,x16x1,x6,x13,x17x1,x6,x13,x18x1,x7,x13,x17x1,x7,x13,x18x1,x8,x13,x17x1,x8,x13,x18x1,x3,x13,x17x1,x3,x13,x18x1,x5,x13,x17x1,x5,x13,x18x1,x4,x13,x17x1,x4,x13,x18x1,x9,x13,x17x1,x9,x1

25、3,x18x1,x10,x13,x17x1,x10,x13,x18x1,x6,x11,x17x1,x6,x11,x18x1,x6,x12,x17x1,x6,x12,x18x1,x7,x11,x17x1,x7,x11,x18x1,x7,x12,x17x1,x7,x12,x18x1,x8,x11,x17x1,x8,x11,x18x1,x8,x12,x17x1,x8,x12,x18x1,x3,x11,x17x1,x3,x11,x18x1,x3,x12,x17x1,x3,x12,x18x1,x5,x11,x17x1,x5,x11,x18x1,x5,x12,x17x1,x5,x12,x18x1,x4,x

26、11,x17x1,x4,x11,x18x1,x4,x12,x17x1,x4,x12,x18x1,x9,x11,x17x1,x9,x11,x18x1,x9,x12,x17x1,x9,x12,x18x1,x10,x11,x17x1,x10,x11,x18x1,x10,x12,x17x1,x10,x12,x18x1,x6,x14,x17x1,x6,x14,x18x1,x7,x14,x17x1,x7,x14,x18x1,x8,x14,x17x1,x8,x14,x18x1,x3,x14,x17x1,x3,x14,x18x1,x5,x14,x17x1,x5,x14,x18x1,x4,x14,x17x1,x

27、4,x14,x18x1,x9,x14,x17x1,x9,x14,x18x1,x10,x14,x17x1,x10,x14,x18 分析：最小割集表示系統(tǒng)的危險(xiǎn)性，最小割集越多，系統(tǒng)越危險(xiǎn)。此事故樹中割集達(dá)到了132個(gè)，表明系統(tǒng)存在很大的危險(xiǎn)。要有效地控制事故的發(fā)生就要減少最小割集的數(shù)量，減少可造成頂上事件發(fā)生的基本事件的發(fā)生。3.2.2 事故樹的最小徑集最小徑集指的是使頂上事件不發(fā)生所必需的、最低限度的基本事件的集合。即在事故樹中，某一種基本事件不發(fā)生，則可控制頂上事件發(fā)生，這組基本事件就屬于該事故樹的一組最小徑集，從概念可知，最小徑集是控制頂上事件發(fā)生的對策，最小徑集組越多，說明控制對策越多，

28、可將這些對策進(jìn)行選優(yōu)后，決策控制方案，最小徑集在事故樹防止、安全評(píng)價(jià)和定量分析計(jì)算中廣泛運(yùn)用。最小徑集數(shù)量：4p1x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,事件的名稱是：人失誤，閥門故障而失控，儀表故障，管路堵塞，防爆膜失效，防爆膜選用不當(dāng)，冷卻水溫度高，閥門泄漏，管路泄露p2x11,x12,x13,x14事件的名稱是：材質(zhì)問題，爐管燒穿，冷卻水未除氧，日常維護(hù)不當(dāng)；p3x2,x15,x16,x17,x18事件的名稱是：人為失誤，報(bào)警器故障，無報(bào)警器，通風(fēng)條件差，機(jī)械故障；p4x1事件的名稱是：存在著火源；3.2.3 結(jié)構(gòu)重要度分析用最小割集或最小徑集進(jìn)行結(jié)果重要度分析的3個(gè)公式

29、。 公式一 （3-1）式中 k最小割集總數(shù)； k j第j個(gè)最小割集；nj第 k j個(gè)最小割集的基本事件數(shù)。 公式二： （3-2）式中 nj-1為第i個(gè)基本事件所在kj中各基本事件總數(shù)減1； 第i個(gè)基本事件的結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)； 公式三： （3-3）式中 第i個(gè)基本事件的機(jī)構(gòu)重要度系數(shù)； nj第i個(gè)基本事件所在 k j的基本事件總數(shù)； nj-12的指數(shù)。用最小徑集根據(jù)公式三計(jì)算結(jié)構(gòu)重要度：表3-2 結(jié)構(gòu)重要度名稱事件結(jié)構(gòu)重要度存在著火源ix11.000000000000人失誤ix20.066162109375閥門故障而失控ix30.003906250000儀表故障ix40.003906250000管

30、路堵塞ix50.003906250000防爆膜失效ix60.003906250000防爆膜選用不當(dāng)ix70.003906250000冷卻水溫度高ix80.003906250000閥門泄漏ix90.003906250000管路泄露ix100.003906250000材質(zhì)問題ix110.125000000000爐管燒穿ix120.125000000000冷卻水未除氧ix130.125000000000日常維護(hù)不當(dāng)ix140.125000000000報(bào)警器故障ix150.062500000000無報(bào)警器ix160.062500000000通風(fēng)條件差ix170.062500000000機(jī)械故障ix18

31、0.062500000000結(jié)構(gòu)重要度的排序?yàn)椋篿x1ix11=ix12=ix13=ix14ix2ix15=ix16=ix17=ix18ix5=ix6=ix7=ix3=ix4=ix8=ix9=ix10 分析：從結(jié)構(gòu)重要度上看，x1、 x2 、x3、x4 、x11 、x12 、x13 、x14 、x15、 x16、x17 、x18 的系數(shù)較大，說明要預(yù)防爆炸事故的發(fā)生，應(yīng)重點(diǎn)預(yù)防。經(jīng)常檢查設(shè)備的狀態(tài)，定期維修保養(yǎng)。3.3 事故樹定量分析3.3.1 事故樹定量分析的任務(wù)1）定基本事件發(fā)生概率2) 求出頂上事件發(fā)生的概率3) 以事故數(shù)為依據(jù)，考慮事故損失嚴(yán)重程度4) 可以根據(jù)所得結(jié)果與預(yù)定的安全目標(biāo)

32、值進(jìn)行比較3.3.2 頂上事件發(fā)生概率 求出最小割集和最小徑集之后，由于最小徑集數(shù)比最小割集數(shù)目少很多，所以采用最小徑集來求頂上事件發(fā)生概率。用“或門”連接的頂事件的發(fā)生概率為：式中：qi第i個(gè)基本事件的發(fā)生概率（i=1，2，n）。用最小徑集算頂上事件的公式； 式中：pr 最小徑集（r=1，2，k）；r、s最小徑集的序數(shù)，riqx2iqx11=iqx12=iqx13=iqx14iqx17=iqx18=iqx16=iqx15iqx5=iqx6=iqx7=iqx3=iqx4=iqx8=iqx9=iqx10 分析：由概率重要度計(jì)算可以看出，減小存在著火源，人為失誤，材質(zhì)問題，冷卻水未除氧，日常維護(hù)不

33、當(dāng)，閥門故障而失控，儀表故障，報(bào)警器故障，無報(bào)警器，通風(fēng)條件差，機(jī)械故障等基本事件發(fā)生概率能使頂上事件的發(fā)生概率迅速降下來。3.3.4 事故樹的臨界重要度計(jì)算臨界重要度計(jì)算： （3-5）表3-4 臨界重要度名稱事件結(jié)構(gòu)重要度存在著火源iqx11.000000000000001人失誤iqx20.954362256246208閥門故障而失控iqx30.005685214575868儀表故障iqx40.005685214575868管路堵塞iqx50.005685214575868防爆膜失效iqx60.005685214575868防爆膜選用不當(dāng)iqx70.005685214575868冷卻水溫度高

34、iqx80.005685214575868閥門泄漏iqx90.005685214575868管路泄露iqx100.005685214575868材質(zhì)問題iqx110.249718141923291爐管燒穿iqx120.249718141923291冷卻水未除氧iqx13 0.249718141923291日常維護(hù)不當(dāng)iqx140.249718141923291報(bào)警器故障iqx150.011387705035791無報(bào)警器iqx160.011387705035791通風(fēng)條件差iqx170.011387705035791機(jī)械故障iqx180.011387705035791臨界重要度排序：icx1i

35、cx2icx11=icx12=icx13=icx14icx17=icx18=icx16=icx15icx5=icx6=icx7=icx3=icx4=icx8=icx9=icx10 分析：臨界重要度是從從敏感度和概率雙重角度衡量各基本事件的重要度，減小存在著火源，人為失誤，材質(zhì)問題，冷卻水未除氧，日常維護(hù)不當(dāng)，閥門故障而失控，儀表故障，報(bào)警器故障，無報(bào)警器，通風(fēng)條件差，機(jī)械故障等基本事件發(fā)生概率，然后按臨界重要度大的順序依次處理各個(gè)可能引發(fā)事故的基本事件會(huì)減少事故發(fā)生的概率。3.4 對策措施3.4.1 腐蝕對于腐蝕，也稱為“接觸腐蝕”或“雙金屬腐蝕”。它是兩種不同金屬在溶液中直接接觸，因其電極電

36、位不同構(gòu)成腐蝕電池，使電極電位較負(fù)的金屬發(fā)生溶解腐蝕。因此，需要選擇合適的材料及涂覆防腐涂層予以保護(hù)。3.4.2 生產(chǎn)設(shè)備在選用生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，除考慮滿足工藝功能外，應(yīng)對設(shè)備的勞動(dòng)安全性能給予足夠的重視；保證設(shè)備在按規(guī)定作用時(shí)不會(huì)發(fā)生任何危險(xiǎn)，不排放出超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有害物質(zhì)；應(yīng)盡量選用自動(dòng)化程度、本質(zhì)安全程度高的生產(chǎn)設(shè)備。 生產(chǎn)設(shè)備本身應(yīng)具有必要的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，符合安全人機(jī)工程的原則，最大限度地減輕勞動(dòng)者的體力、腦力消耗以及精神緊張狀態(tài)，合理地采用機(jī)械化、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及有效的安全、衛(wèi)生防護(hù)裝置；應(yīng)優(yōu)先采用自動(dòng)化和防止人員直接接觸生產(chǎn)裝置的危險(xiǎn)部位和物料的設(shè)備(作業(yè)線)，防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

37、、制造一般不能留給用戶去承擔(dān)。生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)滿足生產(chǎn)設(shè)備安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)總則(gb 53081999)和機(jī)械加工設(shè)備一般安全要求(gb 122661990)的規(guī)定以及其他要求。選用的反容器設(shè)備，必須由持有安全、專業(yè)許可證的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和安裝，并應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定的要求。3.4.3 工藝和物料的選擇 優(yōu)先采用無危害或危害性較小的工藝和物料，減少有害物質(zhì)的泄漏和擴(kuò)展；盡量采用生產(chǎn)過程密閉化、機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)裝置(生產(chǎn)線)，自動(dòng)監(jiān)測、報(bào)警裝置，連鎖保護(hù)、安全排放等裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、遙控或隔離操作。盡可能避免、減少操作人員在生產(chǎn)過程中直接接觸產(chǎn)生有害因素的設(shè)備和物料，是優(yōu)先采取的對策措

38、施3.4.4 對于噪音對人聽力的損傷1）選擇噪聲小的設(shè)備2）加消聲器或單獨(dú)放在隔聲機(jī)房里3）廢氣排放加消聲器3.4.5 安全監(jiān)測 生產(chǎn)中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w、可燃液體蒸氣或在空氣中的濃度達(dá)到爆炸極限時(shí)，遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸。因此，隨時(shí)監(jiān)測可燃空氣泄漏是防止發(fā)生火災(zāi)爆炸的重要措施，還有關(guān)于監(jiān)測火源的安全，定期檢修電路，放止電路老化，腐蝕，磨損，封閉故障，安裝監(jiān)測儀，報(bào)警器以防事故發(fā)生察覺不到。3.4.6 物料添加 在反應(yīng)器內(nèi)，由于機(jī)械和人為管理等原因會(huì)導(dǎo)致物料過多或過少，因此，應(yīng)該檢查管道，安裝高溫緊急關(guān)閉系統(tǒng)，安裝低流量報(bào)警器，檢查報(bào)警儀，安裝備用控制閥，安裝備用緊急關(guān)閉系統(tǒng)，在進(jìn)料口進(jìn)水管安裝止逆閥

39、。3.4.7 高溫1）反應(yīng)器或管道保溫不良，會(huì)引起操作人員灼傷或燙傷，應(yīng)采取以下措施2）加強(qiáng)管道維護(hù)，確保嚴(yán)密不漏，發(fā)現(xiàn)泄漏及時(shí)處理3）加強(qiáng)保溫，是表面溫度低于503.4.8 自然災(zāi)害自然災(zāi)害等會(huì)危及設(shè)備和人身安全，應(yīng)采取以下措施：1）添加防震設(shè)計(jì)2）加避雷針3）控制主要防止感應(yīng)電和雷電侵入3.4.9 其他原因鹽水被污染，污水倒流，會(huì)導(dǎo)致冷卻能力下降，可能反應(yīng)失控。3.4.10 安裝止逆閥防止倒流 操作失誤：由于配置比例不當(dāng)，投放順序錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作閥門，導(dǎo)致溫度升高，壓力過大，引起爆炸，應(yīng)配置說明書在反應(yīng)器上。安裝自動(dòng)泄壓裝置，巡回檢查。第四章 安全措施方案4.1 安全措施方案設(shè)計(jì)方案一：a.

40、在廠里配備專職安全管理人員。 b.每天工時(shí)8小時(shí)，每一小時(shí)對設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，每天對設(shè)備使用情況進(jìn)行檢測。定期對設(shè)備進(jìn)行檢修c. 生產(chǎn)、使用、貯存、運(yùn)輸單位相關(guān)從業(yè)人員，應(yīng)經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)、考試合格，取得合格證后，方可上崗操作。方案二：a. 對于氯化氫生產(chǎn)、使用、貯存等廠房結(jié)構(gòu)，應(yīng)充分利用自然通風(fēng)換氣；不能采用自然通風(fēng)的場所，應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)，但不宜使用循環(huán)風(fēng)。b. 定期對設(shè)備進(jìn)行檢測，排查潛在危險(xiǎn)c.控制標(biāo)準(zhǔn)：按照參數(shù)控制表進(jìn)行控制。d.在設(shè)備各個(gè)位置配備監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)反饋儀器運(yùn)行情況。4.2 安全措施方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對于方案一：a.聘請2名安全監(jiān)測員工資預(yù)算4000（元）b.對生產(chǎn)設(shè)備

41、進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)預(yù)算2000（元）總費(fèi)用=4000+2000=6000（元）對于方案二：a.請搬運(yùn)工轉(zhuǎn)移場所預(yù)算搬運(yùn)費(fèi)800（元）b.購買監(jiān)測設(shè)備預(yù)算需25000（元）總費(fèi)用=800+25000=25800（元）可行性分析：根據(jù)財(cái)務(wù)部統(tǒng)計(jì)，該廠每月經(jīng)濟(jì)效益300萬元，由于該廠沒有采取任何安全措施。平均每月發(fā)生意外事故1.5起，額外支出50萬元。如果采取安全措施后，額外支出將會(huì)大大減少。采取方案一時(shí)，每月額外支出30萬。采取方案二時(shí)，每月額外支出15萬。總結(jié)：采取2種方案都能減少額外支出，但從性價(jià)比來看，方案二性價(jià)比較高結(jié)論本次安全系統(tǒng)工程課程設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論，設(shè)計(jì)工作培養(yǎng)和提高了

42、我們能獨(dú)立工作學(xué)習(xí)的能力，鞏固與擴(kuò)充了安全系統(tǒng)工程課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握安全系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握安全系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的基本的程序懂得了怎樣運(yùn)用不同的安全分析事故發(fā)生的情況，怎樣確定分析方案，了解系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力。氫氣和氯氣的反應(yīng)過程涉及的主要危險(xiǎn)有害因素，我采用定性、定量的分析方法，提出主要控制措施，并對存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識(shí)和分析。爆炸原因有火災(zāi)，爆炸，健康危害及其他事故所造成的危害和傷害，其可能發(fā)生的事故多為局部性的，如能按照國內(nèi)現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，在重點(diǎn)危險(xiǎn)部位設(shè)置有效的安全設(shè)施，其危險(xiǎn)程度可控制在可接受范圍內(nèi)。致謝 為期兩周的安全系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，從布置設(shè)計(jì)任務(wù)到設(shè)計(jì)完成，從選題，查找資料，全面認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)內(nèi)