第二章 系統(tǒng)安全分析

第二章

系統(tǒng)安全分析第二節(jié) 系統(tǒng)安全分析概述為什么要進行系統(tǒng)安全分析？ 系統(tǒng)安全分析的目的是為了保證系統(tǒng)安全運行，查明系統(tǒng)中的危險因素，以便采取相應(yīng)措施消除系統(tǒng)故障或事故。一、系統(tǒng)安全分析的內(nèi)容系統(tǒng)安全分析的內(nèi)容(六個方面)：（1）對與系統(tǒng)有關(guān)的環(huán)境條件、設(shè)備、人員及其因素進行調(diào)查和分析。（2）對可能出現(xiàn)的初始的、誘發(fā)的及直接引起事故的各種危險因素及其相關(guān)關(guān)系進行調(diào)查和分析。（3）對能夠利用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、規(guī)程、工藝或材料控制或根除某種危險因素的措施進行分析。（4）對可能出現(xiàn)的危險因素的控制措施及實現(xiàn)這些措施的最好方法進行調(diào)查和分析。（5）對不能根除的危險因素失去或減少控制可能出現(xiàn)的后果進行調(diào)查和分析。（6）對危險因素一旦失去控制，為防止傷害和損害的安全防護措施進行調(diào)查和分析。系統(tǒng)安全分析方法的分類：按分析結(jié)果是否量化及量化程度來分類，可分為定量、定性；按邏輯推理過程來分類，可分為演繹、歸納。演繹：結(jié)果原因歸納：原因結(jié)果

實際運用中，可以將兩種方法結(jié)合運用，發(fā)揮各自優(yōu)點。第三節(jié)安全檢查及安全檢查表SCL

(SafetyChecklist)

為了系統(tǒng)地找出系統(tǒng)中的不安全因素，把系統(tǒng)加以剖析，查出各層次的不安全因素，然后確定檢查項目，以提問的方式把檢查項目按系統(tǒng)的組成順序編制成表，以便進行檢查或評審，這種表就叫作安全檢查表。 安全檢查表是進行安全檢查、發(fā)現(xiàn)潛在危險、督促各項安全法規(guī)、制度、標準實施的一個較為有效的工具。它是安全系統(tǒng)工程中最基本、最初步的一種形式。第三節(jié)安全檢查及安全檢查表事故報告、未遂事故報告；以往工藝維修記錄；工藝物料性質(zhì)；毒性及反應(yīng)活性等資料。安全檢查所需資料：相關(guān)的法規(guī)和標準；以前類似的安全分析報告；詳細工藝和裝置說明；開、停車及操作、維修、應(yīng)急規(guī)程；安全檢查表的類型 根據(jù)用途和安全檢查表的內(nèi)容，安全檢查表可分為以下幾種類型：一、審查設(shè)計的安全檢查表 新建、改建和擴建的廠礦企業(yè)，都必須與相應(yīng)的安全衛(wèi)生設(shè)施同時設(shè)計、同時施工和同時投產(chǎn)。 利用“三同時”原則全面、系統(tǒng)地審查工程的設(shè)計、施工和投產(chǎn)等各項的安全狀況。檢查表中除了已列入的檢查項目外，還要列入設(shè)計應(yīng)遵循的原則、標準和必要數(shù)據(jù)。用于設(shè)計的安全檢查表主要應(yīng)包括廠址選擇、平面布置、工藝過程、裝置的布置、建筑物與構(gòu)筑物、安全裝置與設(shè)備、操作的安全性、危險物品的貯存以及消防設(shè)施等方面。第三節(jié)安全檢查及安全檢查表二、運行過程中使用的安全檢查表1.廠級的安全檢查表 主要用于全廠性安全檢查，也可用于安全技術(shù)、防火等部門進行日常檢查。其主要內(nèi)容包括主要安全裝置與設(shè)施、危險物品的貯存與使用、消防通道與設(shè)施、操作管理制度等方面的情況。2.車間的安全檢查表 用于車間進行定期檢查和預(yù)防性檢查的檢查表，重點放在人身、設(shè)備、運輸、加工等不安全行為和不安全狀態(tài)方面。其內(nèi)容包括工藝安全、設(shè)備布置、安全通道、通風(fēng)照明、安全標志、塵毒和有害氣體的濃度、消防措施及操作管理等.3.工段及崗位的安全檢查表 用于工段和崗位進行自檢、互檢和安全教育的檢查表，重點放在因違規(guī)操作而引起的多發(fā)性事故上，其內(nèi)容應(yīng)根據(jù)崗位的操作工藝和設(shè)備的抗災(zāi)性能而定。要求檢查內(nèi)容具體、易行。三、專業(yè)性安全檢查表 此類表格是由專業(yè)機構(gòu)或職能部門所編制和使用的，主要用來進行定期的或季節(jié)性的安全檢查、如對電氣設(shè)備、起重設(shè)備、壓力容器、特殊裝置與設(shè)施等的專業(yè)性檢查。安全檢查表分析法的內(nèi)容

安全檢查表應(yīng)列明所有可能導(dǎo)致事故發(fā)生的不安全因素和崗位的全部職責(zé)，內(nèi)容主要包括：1． 分類2． 序號3． 檢查內(nèi)容4． 回答5． 處理意見6． 檢查人和檢查時間7． 檢查地點8． 備注等通常檢查結(jié)果用“是”或“否”來回答檢查要點的提問。第三節(jié)安全檢查及安全檢查表提問型安全檢查表序號檢查項目和內(nèi)容檢查結(jié)果標準依據(jù)備注是否幾種典型的安全檢查表例1 氣柜安全評價檢查表序號評價內(nèi)容標準評價標準應(yīng)得分實得分1氣柜各節(jié)及柜頂無泄漏一處泄漏扣2分102各節(jié)水封槽保持滿水，水槽保持少量溢流水一節(jié)不符合扣5分203導(dǎo)輪、導(dǎo)軌運行正常，油蓋有油達不到要求不得分204各節(jié)之間防靜電連接完好、可靠不符合要求不得分105氣柜接地線完好無損，電阻不大于10歐。達不到要求不得分106配備可燃性氣體檢測報警器，定期校驗，保證完好一個不完好不得分107高低液位報警準確完好一個不準確不得分20合計100例2 廠區(qū)外部安全間距評價表評價項目判別依據(jù)標準要求評價區(qū)域的實際情況評價結(jié)果或建議氣柜與民房的距離GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第4.3.1條可燃氣體儲罐（1000≤V＜10000）與其它建筑（耐火等級為一級）的間距不應(yīng)小于25米氣柜與民房的距離為20米不符合要求冷凍廠房與民房的距離GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第3.4.1條冷凍廠房（乙類廠房）與民房之間的安全間距的應(yīng)大于10米冷凍廠房與民房之間的距離約為5米不符合要求粗甲醇廠房與民房的距離GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第3.4.1條粗甲醇廠房（多層甲類二級耐火建筑）與動力廠廠房（多層丁類二級耐火建筑）之間的防火間距應(yīng)大于10米粗甲醇廠房與動力廠廠房之間的防火間距約為13米符合要求精甲醇罐與民房的距離GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第4.2.1條精甲醇罐（罐區(qū)總儲量為420m3）與民房之間的防火間距應(yīng)大于20米精甲醇罐與民房之間的距離約為17米不符合要求粗甲醇罐與民房的距離GB50016-2006《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第4.2.1條粗甲醇罐（罐區(qū)總儲量為400m3）與民房之間的防火間距應(yīng)大于20米精甲醇罐與民房之間的距離約為15米不符合要求續(xù)上表安全檢查表的特點 安全檢查表是進行系統(tǒng)安全性分析的基礎(chǔ)，也是安全檢查中行之有效的基本方法，具有以下明顯的特點：

(1)高效高質(zhì)。通過預(yù)先對檢查對象進行詳細調(diào)查研究和全面分析，所制定出來的安全檢查表比較系統(tǒng)、完整，能包括控制事故發(fā)生的各種因素，可避免檢查過程中的走過場和盲目性，從而提高安全檢查工作的效果和質(zhì)量；

(2)易于操作。安全檢查表是根據(jù)有關(guān)法規(guī)、安全規(guī)程和標準制定的，因此檢查目的明確，內(nèi)容具體，易于實現(xiàn)安全要求；

(3)針對性強。對所擬定的檢查項目進行逐項檢查的過程，也是對系統(tǒng)危險因素辨識、評價和制定出措施的過程，既能準確地查出隱患，又能得出確切的結(jié)論，從而保證了有關(guān)法規(guī)的全面落實；

(4)責(zé)任清晰。檢查表是與有關(guān)責(zé)任人緊密相連系的，所以易于推行安全生產(chǎn)責(zé)任制，檢查后能夠做到事故清、責(zé)任明、整改措施落實快；

(5)簡單易行。安全檢查表是通過問答的形式進行檢查的過程，所以使用起來簡單易行，易于安全管理人員和廣大職工掌握和接受，可經(jīng)常自我檢查。第四節(jié)預(yù)先危險性分析PHA

(PreliminaryHazardAnalysis)

主要應(yīng)用于新系統(tǒng)或者現(xiàn)有系統(tǒng)改造之前的方案設(shè)計階段，在人們還沒有掌握該系統(tǒng)詳細資料的時候，用來分析、辨識可能出現(xiàn)或已經(jīng)存在的危險因素，并盡可能在付諸實施之前提出措施，消除或控制危險因素。預(yù)先危險性分析的特點:

在于在系統(tǒng)開發(fā)的初期就可以識別、控制危險因素，用最小的代價消除或減少系統(tǒng)中的危險因素，從而為制定整個系統(tǒng)壽命期間的安全操作規(guī)程提出依據(jù)。預(yù)先危險性分析程序預(yù)先危險性分析，一般情況按以下步驟進行：(1)查出危險因素，根據(jù)以往的經(jīng)驗和類似生產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)生的事故情況．查明分析的對象是否也會發(fā)生這類情況;(2)對生產(chǎn)目的、過程以及操作中的環(huán)境進行確切的了。(3)確定能夠造成受傷、損害，功能損失或物質(zhì)損失的危害性;(4)確定導(dǎo)致初始傷害的危險性;(5)提出消除或控制危險性的預(yù)防措施;(6)在危險性失控的情況下，找出最好的防止損傷的辦法;(7)指出負責(zé)采取改進措施的部門、日期和人員。預(yù)先危險性分析步驟確定系統(tǒng)確定危險等級制定措施分析、識別危險性調(diào)查收集資料分析轉(zhuǎn)化條件級別危險程度可能導(dǎo)致的后果1安全的暫時不能發(fā)生事故，可以忽略2臨界的事故處于臨界狀態(tài)，可能造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，應(yīng)該采取措施予以控制3危險的可能導(dǎo)致事故發(fā)生．造成人負傷亡或財產(chǎn)損失，必須采取措施進行控制4災(zāi)難的會導(dǎo)致事故發(fā)生，造成人員嚴重傷亡或財產(chǎn)巨大損失，必須立即設(shè)法消除危險性等級劃分表例1（氯氣干燥崗位風(fēng)險性分析）危險因素觸發(fā)事件現(xiàn)象原因事件事故情況結(jié)果危險等級措施硫酸泄漏1、設(shè)備、閥門、管道等處密封不良；2、密封件損壞；3、管道破裂硫酸溢出1、地坪及周邊設(shè)備不防腐；2、現(xiàn)場人員無個體防護設(shè)備3、設(shè)備周圍有可燃物1、地坪周圍設(shè)備受腐蝕；2、人可能受灼傷；3、可能引起火災(zāi)人員傷害及財產(chǎn)損失3干燥塔及硫酸儲槽周圍設(shè)置防護堤；防護堤應(yīng)是防腐的……………………例2

如圖天然氣熱水器（設(shè)計過程中），裝有溫度和煤氣開關(guān)聯(lián)鎖裝置，當(dāng)水溫超過規(guī)定溫度時，聯(lián)鎖動作將天然氣關(guān)小，如果發(fā)生故障，則由泄壓安全閥放出熱水，防止發(fā)生事故。 通過分析，大致知道熱水器會發(fā)生什么事故，以便采取相應(yīng)的預(yù)防措施。事故事故原因現(xiàn)象后果危險等級預(yù)防措施天然氣氣中毒排廢氣不暢；人在室內(nèi)充滿一氧化碳人身傷亡3安裝一氧化碳報警器；保持排氣暢通天然氣中毒火嘴熄滅；進氣閥開；室內(nèi)有人充滿天然氣人身傷亡3安裝氣體報警器；保持排氣暢通爆炸火嘴熄滅；進氣閥開；火花充滿天然氣人身傷亡財產(chǎn)損失爆炸3安裝氣體報警器；保持排氣暢通天然氣熱水器預(yù)先危險性分析表事故事故原因現(xiàn)象后果危險等級預(yù)防措施燙傷人溫度比較器損壞；煤氣連續(xù)燃燒有氣泡產(chǎn)生燙傷2定期檢查溫度比較器、安全閥火災(zāi)火嘴附近有可燃物火嘴附近著火人身傷亡財產(chǎn)損失3火嘴附近改為耐火構(gòu)造；定期檢查可燃物………………

系統(tǒng)的子系統(tǒng)或元件在運行過程中會發(fā)生不同類型的故障。例如，電氣開關(guān)可能發(fā)生接觸不良或接點粘連等類型的故障。不同類型的故障對系統(tǒng)的影響是不同的。

故障類型和影響分析首先找出系統(tǒng)中各子系統(tǒng)及元件可能發(fā)生的故障及其類型，查明各種類型故障對鄰近子系統(tǒng)或元件的影響以及最終對系統(tǒng)的影響，并提出消除或控制這些影響的措施。第五節(jié)故障類型和影響分析FMEA

（FailureModeEffectsAnalysis）故障類型 系統(tǒng)、子系統(tǒng)或元件發(fā)生的每一種故障的形式稱為故障類型。 系統(tǒng)或元件發(fā)生故障的機理十分復(fù)雜，故障類型是由不同故隨機理顯現(xiàn)出來的各種故障現(xiàn)象的表現(xiàn)形式。因此，一個系統(tǒng)或一個元件往往有多種故障類型。 例如：一個閥門故障可以有四種故障類型:內(nèi)漏、外漏、打不開、關(guān)不嚴故障類型故障類型元件發(fā)生故障的原因1.運行過程中的故障2.過早的啟動3.規(guī)定的時間內(nèi)不能啟動4.規(guī)定的時間內(nèi)不能停車5.運行能力降級、超量或受阻各類故障細分：1.構(gòu)造方面的故障、物理性咬緊、振動、不能定位、不能打開、不能關(guān)閉2.打開時故障、關(guān)閉時故障3.內(nèi)部泄漏、外部泄漏4.高于允許偏差、低于允許偏差5.反向動作、間歇動作、誤動作、誤指示6.流向偏向一側(cè)、傳動不良、停不下來7.不能啟動、不能切換、過早啟動、動作滯后8.輸入量過大、輸入量過小、輸出力量過大、輸出力量過小9.電路短路、電路開路10.漏電、其他1.設(shè)計上的缺陷；（由于設(shè)計上的技術(shù)上先天的不足，或者圖紙不完善等）2.制造上的缺點（加工方法不當(dāng)或組裝方面的失誤）3.質(zhì)量管理上缺點（檢驗不夠或失誤以及管理不當(dāng)）4.使用上的缺點（誤操作或未設(shè)計條件操作）5.維修方面的缺點（維修操作失誤或檢修程序不當(dāng)）一般機電產(chǎn)品、設(shè)備常見故障類型結(jié)構(gòu)破損外漏不能開機無輸入機械性卡住超出允許上限不能關(guān)機無輸出振動超出允許下限不能切換電短路不能保持在指定位置上間斷運行提前運行電開路不能開啟運行不穩(wěn)定滯后運行漏電不能關(guān)閉意外運行輸入量過大其他誤開錯誤指示輸入量過小誤關(guān)流動不暢輸出量過大內(nèi)漏假運行輸出量過小

對產(chǎn)品、設(shè)備、元件的故障類型、產(chǎn)生原因及其影響應(yīng)及時了解和掌握，才能正確地采取相應(yīng)措施。若忽略了某些故障類型，這些類型故障可能因為沒有采取防止措施而發(fā)生事故。例如．美國在研制NASA衛(wèi)星系統(tǒng)時，僅考慮了旋轉(zhuǎn)天線匯流環(huán)開路故障而忽略了短路故障，結(jié)果由于天線匯流環(huán)短路故障使發(fā)射失敗，造成1億多美元的損失。 掌握產(chǎn)品、設(shè)備、元件的故障類型需要積累大量的實際工作經(jīng)驗，特別是通過故障類型和影響分析來積累經(jīng)驗。第32頁分析步驟明確系統(tǒng)本身的情況確定分析程度和水平繪制系統(tǒng)圖和可靠性框圖列出所有故障類型并選出對系統(tǒng)有影響的故障類型列出造成故障的原因故障類型和影響分析表格元素故障類型可能原因?qū)ο到y(tǒng)影響改進措施。。。。。。。。。。。。。。。表格一（典型）表格二系統(tǒng)＿＿＿＿子系統(tǒng)＿＿＿＿組件＿＿＿＿故障類型影響分析日期制表＿＿主管審核＿＿分析項目功能故障類型及造成原因任務(wù)階段故障影響故障檢測方法改正處理所需時間故障等級修改名稱項目號圖紙?zhí)柨驁D號組件子系統(tǒng)系統(tǒng)(任務(wù))應(yīng)用實例1

第六節(jié) 危險和可操作性研究HAZOP（HazardandOperabilityStudy） 危險性與可操作性研究是英國帝國化學(xué)工業(yè)公司(ICI)于1974年開發(fā)的，最初用于熱力—水力系統(tǒng)安全分析，現(xiàn)在主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)類系統(tǒng)的安全分析。

它應(yīng)用系統(tǒng)的審查方法來審查新設(shè)計或已有工廠的生產(chǎn)工藝和工程總圖，以評價因裝置、設(shè)備的個別部分的誤操作或機械故障引起的潛在危險，并評價其對整個工廠的影響。 對于新建項目，當(dāng)工藝設(shè)計要求很嚴格時，使用HAZOP方法最為有效。HAZOP對人員的要求 危險性與可操作性研究與其他系統(tǒng)安全分析方法不同，這種方法由多人（四個人之上）組成的小組來完成。通常，小組成員包括各相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人員。第38頁方法原理： 基本過程是以關(guān)鍵詞（引導(dǎo)詞）為引導(dǎo)，找出過程中工藝過程狀態(tài)（工藝參數(shù)）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。引導(dǎo)詞及其意義常用HAZOP分析工藝參數(shù) 運用引導(dǎo)詞如“不(沒有)”、“大”、“小”等進行危險性與可操作性研究時，分析生產(chǎn)工藝部分或操作過程出現(xiàn)了由引導(dǎo)詞和工藝參數(shù)相結(jié)合而構(gòu)成的偏離，如“沒壓力”、“壓力過大”等。 這樣便可詳細地分析出偏離的可能原因，以及可能造成的后果，從而采取相應(yīng)措施防止產(chǎn)生偏離。引導(dǎo)詞工藝參數(shù)偏差

NONE（空白）＋

FLOW（流量）＝NONEFLOW（無流量）

MORE（過量）＋

PRESSURE（壓力）＝HIGHPRESSURE（壓力高）

ASWELLAS（伴隨）＋ONEPHASE（一相）＝TWOPHASE（兩相）

OTHERTHAN（異常＋OPERATION（操作）＝MAINTENANCE（維修）偏差引導(dǎo)詞＋工藝參數(shù)＝偏差研究步驟1、研究準備（1）研究對象,范圍;

（2）建立研究小組;

（3）資料收集;(裝置布置圖、工藝流程圖、操作規(guī)程、儀表控制圖等)

（4）制定研究計劃.2、進行審查 對生產(chǎn)工藝的每個部分或每個操作步驟進行審查時，對可能出現(xiàn)的偏離及其原因、后果和應(yīng)采取的措施充分發(fā)表意見。分析流程圖如下頁所示。分析流程圖

HAZOP分析需要將工藝圖或操作程序劃分為分析節(jié)點或操作步驟，然后用引導(dǎo)詞找出過程的危險。得到的結(jié)果為：偏差的原因、后果，保護裝置，建議措施表格實例（典型）示例(課本P28) 使用引導(dǎo)詞能識別出每個節(jié)點或操作步驟的所有偏差。簡單的將所有的引導(dǎo)詞與工藝參數(shù)組合會產(chǎn)生許多的偏差。 對一個設(shè)備，引導(dǎo)詞有7個，假如有5個工藝參數(shù)，則共產(chǎn)生

7×5＝35個偏差；假如考慮20個主要設(shè)備，則偏差總數(shù)為

35×20＝700個◆HAZOP分析的工作量 對以上這些偏差（有些可能是無意義的）進行分析，如果每個偏差用10min，則需要10×700＝7000min，約120h，需15d（按每天工作8h計算）才能完成。 這種方法優(yōu)點是對于缺乏HAZOP分析經(jīng)驗的評價組，能保證考慮到過程中所有可能發(fā)生的不正常情況，缺點是那些無意義的偏差成為一種負擔(dān)。第七節(jié)作業(yè)條件危險性評價法（LEC）簡單易行的評價人們在具有潛在危險性環(huán)境中作業(yè)時的危險性半定量評價方法。美國格雷厄姆（K.J