1、第一節(jié)安全系統(tǒng)工程簡述第九章系統(tǒng)安全分析與評價一、系統(tǒng)與安全為了明確系統(tǒng)安全與安全系統(tǒng)工程,有必要確定系統(tǒng)和安全的定義。所謂系統(tǒng),是指由若干相互聯(lián)系的、為了達到一定目標而具有獨立功能的要素所構(gòu)成的有機整體。系統(tǒng)一般具有以下四個特性: 系統(tǒng)至少是由兩個或兩個以上的要素構(gòu)成的、具有統(tǒng)一性的整體; 系統(tǒng)內(nèi)各要素之間是有機聯(lián)系的、相互作用的; 具有既定的任務(wù)目標; 任何系統(tǒng)的存在都具有一定的條件,并處于一定的環(huán)境之中。對生產(chǎn)系統(tǒng)而言,系統(tǒng)構(gòu)成包括人員、物資、設(shè)備、資金、任務(wù)指標和信息六個要素。系統(tǒng)工程的方法,就是為了更好地達到系統(tǒng)目的,求得構(gòu)成系統(tǒng)的各要素的最佳匹配。所謂安全,是指系統(tǒng)中各項參數(shù)的和諧

2、與正常運轉(zhuǎn),沒有危險。也指預(yù)知生產(chǎn)過程中的各種危險,以及為消除這些危險所采取的各種方法、手段和行動的總稱。安全的實質(zhì)就是識別危險,防止事故,消除導(dǎo)致死亡、傷害、職業(yè)病及各種損失的條件。在生產(chǎn)過程中,導(dǎo)致災(zāi)害性事故的原因是很多的,如人的誤判斷、誤操作、及違章作業(yè),設(shè)備缺陷、安全裝置失效、防護器具故障,作業(yè)方法及作業(yè)環(huán)境不良等。所有這些又涉及設(shè)計、施工、操作、維修、貯存、運輸以及經(jīng)營管理等許多方面。因此,安全與生產(chǎn)過程中的許多環(huán)節(jié)和條件有密切聯(lián)系并受其制約。不考慮這些聯(lián)系和制約關(guān)系,只是孤立地從個別環(huán)節(jié)或在某一局部范圍內(nèi)分析和研究安全保障,是難以奏效的。為此,必須從系統(tǒng)的角度觀察、分析,并采取綜合

3、方法加以解決。實踐證明,系統(tǒng)工程發(fā)展起來的理論、技術(shù)和方法是行之有效的。安全系統(tǒng)工程就是應(yīng)用科學和工程原理、標準和技術(shù)知識,分析、評價和控制系統(tǒng)中的危險。它把生產(chǎn)和作業(yè)中的安全作為一個整體系統(tǒng),應(yīng)用科學的方法對構(gòu)成系統(tǒng)的各個要素進行全面的分析,判明各種狀況的危險特點以及導(dǎo)致災(zāi)害性事故的因果關(guān)系,進行定性和定量分析。對系統(tǒng)的安全性做出預(yù)測和評價,把系統(tǒng)事故減少至最低限度,使在既定的作業(yè)、時間和費用范圍內(nèi)取得最佳的安全效果。二、基本程序和方法1.系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析是以預(yù)測和防止事故為前提,對系統(tǒng)的功能、操作、環(huán)境、可靠性等經(jīng)濟技術(shù)指標以及系統(tǒng)的潛在危險性進行分析和測定。系統(tǒng)分析的程序,方法和內(nèi)容如下

4、: 把所研究的生產(chǎn)過程和作業(yè)形式作為一個整體,確定安全設(shè)想和預(yù)定的目標; 把工藝過程和作業(yè)形式分成幾個部分和環(huán)節(jié),繪制流程圖; 應(yīng)用數(shù)學模型和圖表形式以及有關(guān)符號,將系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能抽象化,并將因果關(guān)系、層次及邏輯結(jié)構(gòu)用方框或流線圖表示出來,也就是將系統(tǒng)變換為圖像模型; 分析系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其組成部分,測定與診斷可能發(fā)生的故障、危險及其災(zāi)難性后果,分析并確定導(dǎo)致危險的各個事件的發(fā)生條件及其相互關(guān)系;對已確立的系統(tǒng),綜合采用概率論、數(shù)理統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模型和模擬技術(shù)、最優(yōu)化技術(shù)等數(shù)學方法,對各種因素進行數(shù)量描述,分析它們之間的數(shù)量關(guān)系,并進一步探求那些不容易直接觀察到的各種因素的數(shù)量變化及其規(guī)律。2

5、.安全評價安全評價包括對物質(zhì)、機械裝置、工藝過程及人機系統(tǒng)的安全性評價,內(nèi)容主要有: 確定適用的評價方法、評價指標和安全標準; 依據(jù)既定的評價程序和方法,對系統(tǒng)進行客觀的、定性或定量的評價,結(jié)合效益、費用、可靠性、危險度等指標及經(jīng)驗數(shù)據(jù),求出系統(tǒng)的最優(yōu)方案和最佳工作條件; 在技術(shù)上不可能或難以達到預(yù)期效果時,應(yīng)對計劃和設(shè)計方案進行可行性研究,反復(fù)評價,以達到符合最優(yōu)化和安全標準為目的。3.系統(tǒng)綜合系統(tǒng)綜合是在系統(tǒng)分析與安全評價的基礎(chǔ)上,采取綜合的控制和消除危險的措施,內(nèi)容包括: 對已建立的系統(tǒng)形式、潛在的危險程度及可能的事故損失進行驗證,提出檢查與測定方式,制定安全技術(shù)規(guī)程和規(guī)定,確定對危險性

6、物料、裝置及廢棄物的處理措施; 根據(jù)安全分析評價的結(jié)果,研究并改進控制系統(tǒng),從而控制危險,以保證系統(tǒng)安全; 采取管理、教育和技術(shù)等綜合措施,對工藝流程、設(shè)備、安全裝置及設(shè)施、預(yù)防及處理事故方案、安全組織與管理、教育培訓(xùn)等方面進行統(tǒng)籌安排和檢查測定,以有效地控制和消除危險,避免各類事故。系統(tǒng)工程方法不是抽象的,它是理論和實踐的有機統(tǒng)一。只靠理論而不結(jié)合實際經(jīng)驗,不能解決實際問題。反之,只有經(jīng)驗而沒有理論,往往會招致嚴重后果。為了確保系統(tǒng)安全,需要按系統(tǒng)工程的方法,不斷對系統(tǒng)進行分析和評價,及時發(fā)現(xiàn)固有的和潛在的各類危險,確定應(yīng)采取的經(jīng)濟的、合理的解決方案和途徑。三、應(yīng)用特點安全系統(tǒng)工程在工業(yè)中的

7、應(yīng)用,初期主要用于解決產(chǎn)品安全問題,隨后在工業(yè)安全領(lǐng)域,無論是在安全工程還是在安全管理方面,都推廣和應(yīng)用了安全系統(tǒng)工程方法,并且相繼產(chǎn)生了許多有關(guān)安全診斷和危險性評價的方法。其中,以邏輯分析為代表的事故樹網(wǎng)絡(luò)分析和概率評價方法;以美國道化學公司對生產(chǎn)裝置和化工過程的火災(zāi)、爆炸危險性評價為代表的災(zāi)害事故影響評價方法,在世界一些工業(yè)發(fā)達國家得到廣泛重視和采用。安全系統(tǒng)工程作為一種新的、科學的方法體系,具有以下特點: 能夠系統(tǒng)地從計劃、設(shè)計、制造、運行等全過程中考慮安全技術(shù)和安全管理問題,便于找出生產(chǎn)過程中固有的或潛在的危險因素; 便于對生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性進行定性和定量的分析評價; 可對事故進行預(yù)測,

8、并求得系統(tǒng)安全的最優(yōu)方案; 有利于實現(xiàn)安全管理系統(tǒng)化,形成教育培訓(xùn)、日常檢查、操作維修等的完整體系; 有利于實現(xiàn)安全技術(shù)和安全管理的科學化、規(guī)范化和標準化。第二節(jié)系統(tǒng)危險性分析一、危險性及其表示方法所謂危險性是指對于人身和財產(chǎn)造成危害和損失的事故發(fā)生的可能性。危險性本身含有許多不確定的因素。這是因為生產(chǎn)過程中的許多因素是隨機的,其次,危險的程度也是難以確定的。此外,同裝置運行可靠性有關(guān)的故障數(shù)據(jù)資料還不完備,對于系統(tǒng)危險性的判定還不能提供充分的數(shù)據(jù)依據(jù)。因此對于危險性,應(yīng)探求用定量的方法加以表述,即確定危險性的尺度。一般是以事故頻率和損失嚴重度作為危險性的尺度。即根據(jù)經(jīng)驗和統(tǒng)計,找出一定的時間

9、內(nèi)危險性可能導(dǎo)致事故的次數(shù),即事故頻率;另一方面是確定事故造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失的數(shù)值,即損失嚴重度。二者之間的乘積稱為危險率或風險率,可表示為:危險率=嚴重度頻率= = (9-1)為了危險性評價需要,必須引入量的概念,而危險率就可以滿足這方面的要求。所謂定性評價,就是對生產(chǎn)活動中的危險性進行系統(tǒng)的、不遺漏的檢查,根據(jù)檢查結(jié)果作出大致的評價。為便于管理,也可以按其重要程度作概略的分級。所謂定量評價,就是在定性評價的基礎(chǔ)上,以統(tǒng)計方法得到的頻率數(shù)據(jù),如各種事故頻率、設(shè)備零部件故障率等,比較精確地計算出危險率或風險率。然后把計算出的危險率與可接受的危險率進行比較,確定被評價對象危險狀況是否在允許

10、范圍之內(nèi)。在評價危險性時,除去危險率以外,還有一個重要評價指標,即死亡概率。在一定的統(tǒng)計樣本中,死亡概率可表示為:死亡概率= (9-2)世界上許多事件的發(fā)生,經(jīng)過統(tǒng)計會發(fā)現(xiàn)一定的規(guī)律性。例如人的死亡概率便是自然規(guī)律。這個規(guī)律是由人的機體固有的特性以及生活環(huán)境、醫(yī)療保健等條件決定的。人們普遍承認各個壽命階段存在的這種規(guī)律。所有生產(chǎn)系統(tǒng)都有一定的危險率,這與工作性質(zhì)、環(huán)境條件和管理因素有關(guān)。對此,也可以采用自然死亡率的統(tǒng)計方法,利用長年積累的資料,得出為人們所能接受的事故發(fā)生概率。例如,1971年美國國內(nèi)發(fā)生約1500萬次汽車事故,造成5萬人死亡。美國總?cè)丝谝?0000萬計,則美國每個人在汽車事故

11、中的年死亡概率為2.510-4/人年-1。但美國人為了享受汽車的便利,承認這樣的風險是可以接受的。不同產(chǎn)業(yè)的死亡概率,表示出了其危險性的差異。表9-1列出了英國統(tǒng)計資料披露的英國各產(chǎn)業(yè)每人每年的死亡概率。表9-1英國各產(chǎn)業(yè)的年死亡概率產(chǎn)業(yè)種類化學工業(yè)鋼鐵工業(yè)漁業(yè)煤炭工業(yè)建 筑 業(yè)飛機乘員產(chǎn)業(yè)平均死亡概率6.7510-51.5410-46.7210-47.6810-41.2810-34.8010-37.6810-5死亡概率在10-3數(shù)量級的產(chǎn)業(yè)或部門,與人的自然死亡概率相當,操作危險性極高,必須立即采取措施予以改進;死亡概率在10-4數(shù)量級的產(chǎn)業(yè)或部門,其操作為中等程度危險,應(yīng)采取改進措施;死亡

12、概率在10-5數(shù)量級的產(chǎn)業(yè)或部門和游泳或煤氣中毒屬同一數(shù)量級,人們對此比較關(guān)心,也愿采取措施加以預(yù)防;死亡概率在10-6數(shù)量級的產(chǎn)業(yè)或部門,相當?shù)卣鸹蛱鞛?zāi)的死亡概率,人們并不擔心這類事故的發(fā)生;死亡概率在10-710-8數(shù)量級的產(chǎn)業(yè)或部門,相當于隕石墜落傷人,沒有人愿為此投資加以預(yù)防。二、危險性分析的基本要素對大量事故的調(diào)查分析結(jié)果表明,導(dǎo)致災(zāi)難性事故的原因基本可分為兩個類型,一是由于不安全的狀態(tài)引起,另一則是由于不安全的行為所致。具體地說就是物的原因、人的原因和環(huán)境條件三個方面。為了預(yù)防災(zāi)難性的事故的發(fā)生,就應(yīng)當從消除事故主要原因著手,進行危險性分析和預(yù)測。1.物的原因?qū)е率鹿实奈锏脑蛑饕?/p>

13、是設(shè)備、裝置結(jié)構(gòu)不良,強度較低,磨損和惡化;存在有毒有害物質(zhì)及火災(zāi)爆炸危險性物質(zhì);安全裝置及防護器具的缺陷等因素。此外,對各種機械、裝置、設(shè)備、管道等在整個系統(tǒng)中的地位和作用,它們在什么條件下會發(fā)生故障,這些故障對系統(tǒng)安全會產(chǎn)生哪些影響;以及有毒有害及危險性物質(zhì)的貯存、運輸和使用的狀況,都應(yīng)該進行具體分析,以便于防范和控制。2.人的原因?qū)е率鹿实娜说脑蛑饕钦`判斷、誤操作;違章指揮、違章作業(yè);精神不集中、疲勞及身體缺陷等。根據(jù)統(tǒng)計資料,由于人的失誤造成的事故占事故總數(shù)的75%90%。化工廠半數(shù)以上的重大火災(zāi)和爆炸事故是由于誤操作造成的。所謂誤操作是指在生產(chǎn)活動中,作業(yè)人員在操作或處理異常情況

14、時,對情況的識別、判斷和行動上嚴重失誤。在危險性大的生產(chǎn)作業(yè)中,保持作業(yè)人員處于良好的精神狀態(tài),是避免事故的重要環(huán)節(jié)。3.環(huán)境條件主要是作業(yè)環(huán)境中的照明、色彩、溫度、濕度、通風、噪聲、振動以及由于鄰近的火災(zāi)爆炸和有毒有害物質(zhì)的泄漏彌散等所形成的次生災(zāi)害。三、危險性分析的步驟和方法1.分析步驟危險性分析一般按以下步驟進行: 危險性辨識。通過以往的事故經(jīng)驗,或?qū)ο到y(tǒng)進行解剖,或采用邏輯推理的方法,把評價系統(tǒng)的危險性辨識出來; 找出危險性導(dǎo)致事故的概率及事故后果的嚴重程度; 一般以以往的經(jīng)驗或數(shù)據(jù)為依據(jù),確定可接受的危險率指標; 將計算出的危險率與可接受的危險率指標比較,確定系統(tǒng)的危險性水平; 對危

15、險性高的系統(tǒng),找出其主要危險性并進一步分析,尋求降低危險性的途徑,將危險率控制在可接受的指標之內(nèi)。2.分析方法近些年來國內(nèi)外大型企業(yè)都在探索科學的適合自己特點的危險性分析方法。目前已實行的方法有: 檢查表(Check List); 危險預(yù)先分析(Preliminary Hazards Analysis); 可操作性研究(Operability Study); 故障類型、影響及致命度分析(Failure Mode,Effects and Criti-cality Analysis,縮寫為FMECA); 道化學公司(Dows Chemical Company)化工裝置評價法; 事故樹分析(Faul

16、t Tree Analysis,縮寫為FTA); 事件樹分析(Event Tree Analysis,縮寫為ETA)。對于上述方法,在第一章第三節(jié)中已作了概略介紹。對于、幾種分析方法,在本節(jié)以后將作重點專題介紹。一、故障類型及影響分析故障類型及影響分析是采用系統(tǒng)分割的方法,根據(jù)需要把系統(tǒng)分割成子系統(tǒng)或進一步分割成元件。首先逐個分析元件可能發(fā)生的故障和故障類型,進而分析故障對子系統(tǒng)乃至整個系統(tǒng)的影響,最后采取措施加以解決。1.故障類型所謂故障是指元件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)在運行時不能完成設(shè)計規(guī)定的第三節(jié)故障類型、影響及致命度分析功能。并不是所有故障對系統(tǒng)都有影響,只是其中有些故障會影響系統(tǒng)任務(wù)的完成或造

17、成事故損失。元件發(fā)生故障時,其表現(xiàn)形式不盡相同,因而呈現(xiàn)不同的故障類型。例如閥門故障有內(nèi)部泄漏、外部泄漏、打不開、關(guān)不緊四種類型。它們都會對子系統(tǒng)甚至系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響。不同故障類型所引起的子系統(tǒng)或系統(tǒng)障礙有很大不同,因而在研究處理措施時應(yīng)按輕重緩急區(qū)別對待。為此對故障類型應(yīng)進行等級劃分。故障類型一般分為以下四個等級。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:不造成人員和系統(tǒng)傷損。2.故障率故障率是指單位時間發(fā)生故障的次數(shù)。有了故障率數(shù)據(jù),就可以計算事件或系統(tǒng)的故障概率。表9-2是各類設(shè)備、機械和裝置的故

18、障率示例。3.分析程序分析時首先要熟悉有關(guān)資料,從設(shè)計說明書中了解系統(tǒng)的組成、任務(wù)情況,查出系統(tǒng)含有多少子系統(tǒng),各個子系統(tǒng)又含有多少單元或元件,弄清它們之間的相互關(guān)系、相互干擾以表9-2各類設(shè)備、機械和裝置的故障率示例項目(一次性災(zāi)害)故障率項目(一次性災(zāi)害)故障率及輸入輸出等情況。分析一開始,就要根據(jù)所了解的系統(tǒng)情況,決定分析到什么水平。分析程度太淺,有可能漏掉故障類型;分析程度過深,程序過于繁雜,也會給措施制定帶來困難。為了說明系統(tǒng)的功能和傳輸情況以及系統(tǒng)、子系統(tǒng)和元件之間的層次關(guān)系,可用可靠性框圖表示系統(tǒng)狀況,如圖9-1所示。可靠性框圖與工藝流程圖不同,它只是表示系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的輸入輸

19、出情況。參照可靠性框圖,根據(jù)過去的經(jīng)驗和有關(guān)的故障資料,列出所有的故障類型,填入FMEA表格內(nèi)。表9-3給出了故障類型影響分析表格的典型模式。從表格中選出對子系統(tǒng)乃至系統(tǒng)有影響的故障類型,深入分析其影響后果、故障等級及應(yīng)采取的措施。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。圖9-1可靠性方框圖注:1.系統(tǒng)包括子系統(tǒng)10、20、30;2.子系統(tǒng)10包括組件11、12、13;3.組件11包括元件01A、01B、02、03、04、05和06;4.元件01A和01B相同,是冗余設(shè)計;5.元件02由a及b組成,只用一個編碼;6.從功能上看,元件03同時受到07和來自其他系統(tǒng)的影響;

20、7.元件05、06是備用回路,05發(fā)生故障,06即投入運行;8.正常運行時,元件07不工作表9-3故障類型影響分析 (1)分析項目 (2)功能 (3)故障類型 (4)推斷原因(5)影響(6)檢測方法(7)故障等級(8)備注子系統(tǒng)系統(tǒng) 二、致命度分析對于特別危險的故障類型,例如故障等級是1級的故障類型,有可能導(dǎo)致人身傷亡或全系統(tǒng)損壞。因此對這類元件要特別注意,可采用稱為致命度的分析方法(CA),進一步分析。致命度分析一般是與故障類型影響分析合用。致命度指數(shù)Cr的計算公式如下: (9-3)式中,n為致命故障類型序號;j為致命故障類型總數(shù);kA為實際運行修正系數(shù);kE為環(huán)境修正系數(shù);G為106h致命

21、故障次數(shù);t運行周期,h;為該故障類型在總故障中所占的比例;為該故障造成致命影響的發(fā)生概率。值與致命影響的關(guān)系如表9-4所示。表9-5是致命度分析表格樣式。表9-4值與致命影響的關(guān)系 發(fā)生概率值 =1.000.101.000.0093.3Nf=141424294037.8FP93.3Nf=21014242940表9-10不同物質(zhì)的MF值22.8FP37.8,或FP37.8Nf=31616242940FP37.8Nf=42121242940表9-10不同物質(zhì)的MF值可燃性粉塵或煙霧St-1(KSt20.0MPams-1)1616242940St-2(KSt=20.130.0MPams-1)212

22、1242940St-3(KSt30.0MPams-1)2424242940注:FP為閉杯閃點;BP為常壓沸點;KSt值是帶強點火源的16L或更大密閉容器測定的(見NFPA 泄漏指南)。二、單元工藝危險系數(shù)將單元的工藝條件進行分類,分別歸入一般工藝危險和特殊工藝危險欄目,求出相應(yīng)的危險系數(shù)。進而由一般工藝危險系數(shù)和特殊工藝系數(shù),可計算出單元工藝危險系數(shù)。一般工藝和特殊工藝危險系數(shù)分別列于表9-11和表9-12。表9-11一般工藝危險系數(shù)F1基 本 系 數(shù)1.00基 本 系 數(shù)1.00工藝過程工 藝 條 件附加系數(shù)工藝過程工 藝 條 件附加系數(shù)表9-11一般工藝危險系數(shù)F1放熱反應(yīng)輕微中等臨界劇烈

23、0.30.51.01.25物料貯運液化石油氣Nf為3或4的可燃氣液體Nf為3的可燃固體閃點3860的液體0.50.850.40.25表9-11一般工藝危險系數(shù)F1吸熱反應(yīng)任何吸熱反應(yīng)固、液、氣供熱a.煅燒b.電解c.熱裂與熱解電加熱或載熱加熱明火直接加熱0.20.40.40.20.20.4封閉結(jié)構(gòu)處理超過閃點的可燃液體同上述條件但量超過4.5t處理超過閃點的可燃液體同上述條件但量超過4.5t0.30.450.60.9通路操作區(qū)域大于925m2操作區(qū)域小于925m20.350.2排放和泄漏一般情況0.5把評價單元的工藝過程與表9-11對照,即可得到相應(yīng)項的一般工藝危險附加系數(shù)。把這些附加系數(shù)相加

24、,再加上基本系數(shù)1,即可得到評價單元的一般工藝危險系數(shù)F1。與一般工藝危險系數(shù)計算類似,把評價單元的工藝過程與表9-12對照,即可得到相應(yīng)項的特殊工藝危險附加系數(shù)。把這些附加系數(shù)相加,再加上基本系數(shù)1,即可得到評價單元的特殊工藝危險系數(shù)F2。一般工藝危險系數(shù)F1與特殊工藝危險系數(shù)F2相乘,便可得到評價單元工藝危險系數(shù)表9-12特殊工藝危險系數(shù)F2基 本 系 數(shù)1.00工藝過程工 藝 條 件附加系數(shù)毒性物質(zhì)Nh=0 無毒且可燃Nh=1 有輕微毒害Nh=2 急性危害需醫(yī)療監(jiān)護Nh=3可致急性中毒和慢性影響Nh=4 可造成死亡或嚴重傷害0.2Nh表9-12特殊工藝危險系數(shù)F2爆炸極限內(nèi)或附近操作 N

25、f為3或4的可燃液體貯罐閃點以上貯存液體且不封閉儀表失靈時,工藝設(shè)備或貯罐才處于爆炸極限內(nèi)或附近未采取惰性氣體吹掃,使操作總是處于爆炸極限內(nèi)或其附近0.50.50.30.8低溫操作 0.20.3表9-12特殊工藝危險系數(shù)F2明火設(shè)備 1.00腐蝕年腐蝕速率小于0.5mm年腐蝕速率在0.51mm間年腐蝕速率小于0.5mm有斷裂危險的應(yīng)力腐蝕有防腐襯里裝置0.10.20.50.750.2表9-12特殊工藝危險系數(shù)F2軸封和接頭處泄漏有輕微泄漏有周期性泄漏操作溫度、壓力周期性變化介質(zhì)為滲透劑或漿狀研磨劑有玻璃視鏡、膨脹節(jié)裝置0.10.30.30.41.50傳動設(shè)備 0.5注:Nh為全美消防協(xié)會的毒性

26、等級符號。F3,即F3=F1F2(9-4)三、安全設(shè)施補償系數(shù)設(shè)計時除了按照有關(guān)規(guī)范標準的安全要求設(shè)計外,還應(yīng)考慮一些專用的安全設(shè)施或冗長設(shè)計以增進工藝的安全性。有了這些,工藝危險性可以得到補償而降低。由此引入了補償系數(shù)的概念。補償系數(shù)與附加系數(shù)不同,后者反應(yīng)危險性的增加,而前者是為了抵消危險性。不同安全設(shè)施的補償系數(shù)如表9-13所示。表9-13安全設(shè)施的補償系數(shù)類別安全設(shè)施補償系數(shù) 類別安全設(shè)施補償系數(shù)工藝控制(C1)應(yīng)急電源冷卻系統(tǒng)抑爆裝置緊急停車裝置計算機控制惰性氣體保護系統(tǒng)操作指南或操作規(guī)程活性化學物質(zhì)檢查0.980.970.990.840.980.960.990.930.990.94

27、0.960.910.990.910.98防火措施(C3)泄漏氣體檢測裝置鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)地下貯罐消防水供應(yīng)特殊系統(tǒng)自動噴灑系統(tǒng)防火水幕泡沫滅火裝置手提式滅火器/水槍電纜保護0.940.980.950.980.940.970.840.910.910.740.970.970.980.920.970.930.980.940.98隔離措施(C2)遠距離控制閥備用泄料裝置排放系統(tǒng)連鎖裝置0.960.980.960.980.910.970.98把評價單元的安全設(shè)施與表9-13對照,即可得到相應(yīng)設(shè)施的補償系數(shù)。把這些補償系數(shù)相乘,即為評價單元的補償系數(shù)C=C1C2C3。1.工藝控制補償系數(shù)(C1)(1)應(yīng)急電源本補

28、償系數(shù)適用于基本設(shè)施(儀表電源、控制儀表、攪拌和泵等),具有應(yīng)急電源且能從正常狀態(tài)自動切換到應(yīng)急狀態(tài)。只有當應(yīng)急電源與評價單元中事故的控制有關(guān)時才考慮這個系數(shù)。例如,在某一反應(yīng)過程中維持正常攪拌是避免反應(yīng)失控的重要手段,若為攪拌器配備應(yīng)急電源就有明顯的保護功能,因此,應(yīng)予以補償。(2)冷卻系統(tǒng)如果冷卻系統(tǒng)能保證在出現(xiàn)故障時維持正常的冷卻10min以上,補償系數(shù)為0.99;如果有備用冷卻系統(tǒng),冷卻能力為正常需要量的1.5倍且至少維持10min時,補償系數(shù)為0.97。(3)抑爆裝置粉體設(shè)備或蒸氣處理設(shè)備上裝有抑爆裝置或設(shè)備本身有抑爆作用時,補償系數(shù)為0.84;針對可能的異常條件,采用防爆膜或泄爆口

29、防止設(shè)備發(fā)生意外時,補償系數(shù)為0.98。只有在突然超壓(如爆轟)時能防止設(shè)備或建筑物遭受破壞的釋放裝置才能給予補償系數(shù)。對于那些在所有壓力容器上配備的安全閥、貯罐的緊急排放口之類的常規(guī)超壓釋放裝置則不考慮補償系數(shù)。(4)緊急停車裝置情況出現(xiàn)異常時能緊急停車并轉(zhuǎn)換到備用系統(tǒng),補償系數(shù)為0.98;重要的轉(zhuǎn)動設(shè)備如壓縮機、透平和鼓風機等裝有振動測定儀時,若振動儀只能報警,補償系數(shù)為0.99;若振動儀能使設(shè)備自動停車,則補償系數(shù)為0.96。(5)計算機控制設(shè)置了在線計算機以幫助操作者,但它不直接控制關(guān)鍵設(shè)備或經(jīng)常不用計算機操作時,補償系數(shù)為0.99;具有失效保護功能的計算機直接控制工藝操作時,補償系數(shù)

30、為0.97;采用下列措施之一時,補償系數(shù)為0.93: 關(guān)鍵現(xiàn)場數(shù)據(jù)輸入的冗余技術(shù); 關(guān)鍵輸入的異常中止功能; 備用的控制系統(tǒng)。(6)惰性氣體保護系統(tǒng)盛裝易爆氣體的設(shè)備有連續(xù)的惰性氣體保護時,補償系數(shù)為0.96;如果惰性氣體系統(tǒng)有足夠的容量并自動吹掃整個單元時,補償系數(shù)為0.94。但是,惰性吹掃系統(tǒng)必須人工啟動或控制時,不取補償系數(shù)。(7)操作指南或操作規(guī)程完整的操作指南或操作規(guī)程是保證正常作業(yè)的重要因素。操作規(guī)程或操作指南包括的內(nèi)容及給定的分值: 開車(0.5); 正常停車(0.5); 正常操作條件(0.5); 低負荷操作條件(0.5); 備用裝置啟用條件(單元全循環(huán)或全回流)(0.5); 超

31、負荷操作條件(1.0); 短時間停車后再開車規(guī)程(1.0); 檢修后的重新開車(1.0); 檢修程序(批準手續(xù)、清除污物、隔離、系統(tǒng)清掃)(1.5); 緊急停車(1.5); 設(shè)備管線的更換和增加(2.0); 發(fā)生故障時的應(yīng)急方案(3.0)。將已經(jīng)具備的操作規(guī)程各項的分值相加作為下式中的X,并按式(9-5)計算補償系數(shù):1.0- (9-5)如果上面列出的操作規(guī)程均已具備,則補償系數(shù)按式(9-6):1.0- =0.91(9-6)(8)活性化學物質(zhì)檢查用活性化學物質(zhì)大綱檢查現(xiàn)行工藝和新工藝(包括工藝條件的改變、化學物質(zhì)的儲存和處理等),是一項重要的安全措施。如果按大綱進行檢查是整個操作的一部分,補償

32、系數(shù)為0.91;如果只是在需要時才進行檢查,補償系數(shù)為0.98。2.隔離措施補償系數(shù)(C2)(1)遠距離控制閥如果單元備有遙控的切斷閥,以便在緊急情況下迅速將貯罐、容器及主要輸送管線隔離時,補償系數(shù)為0.98;如果閥門至少每年更換一次,則補償系數(shù)為0.96。(2)備用泄料裝置如果備用貯槽能安全地(有適當?shù)睦鋮s和通風)直接接受單元內(nèi)的物料時,補償系數(shù)為0.98;如果備用貯槽安置在單元外,則補償系數(shù)為0.96;對于應(yīng)急通風系統(tǒng),如果應(yīng)急通風管能將氣體、蒸氣排放至火炬系統(tǒng)或密閉的接受槽,補償系數(shù)為0.96。與火炬系統(tǒng)或受槽連接的正常排氣系統(tǒng)的補償系數(shù)為0.98。(3)排放系統(tǒng)為了從生產(chǎn)和儲存單元中移

33、走大量的泄漏物,地面斜度至少要保持2%(硬質(zhì)地面1%),以便使泄漏物流至尺寸合適的排放溝。排放溝應(yīng)能容納最大貯罐內(nèi)所有的物料再加上第二大貯罐10%的物料以及消防水1h的噴灑量。滿足上述條件時,補償系數(shù)為0.91。只要排放設(shè)施完善,能把貯罐和設(shè)備下以及附近的泄漏物排放凈,就可采用補償系數(shù)0.91。如果排放裝置能匯集大量泄漏物料,但只能處理少量物料(約為最大貯罐容量的一半)時,補償系數(shù)為0.97;許多排放裝置能處理中等數(shù)量的物料時,則補償系數(shù)為0.95。貯罐四周有堤壩以容納泄漏物時不予補償。倘若能將泄漏物引至蓄液池,蓄液池的距離至少要大于15m,蓄液池的蓄液能力要能容納區(qū)域內(nèi)最大貯罐的所有物料再加

34、上第二大貯罐盛裝物料的10%以及消防水,此時補償系數(shù)取0.95。倘若地面斜度不理想或蓄液池距離小于15m時不予補償。(4)連鎖裝置裝有連鎖系統(tǒng)以避免出現(xiàn)錯誤的物料流向及由此而引起不需要的反應(yīng)時,補償系數(shù)為0.98。3.防火措施補償系數(shù)(C3)(1)泄漏氣體檢測裝置安裝了可燃氣體檢測器,但只能報警和確定危險范圍時,補償系數(shù)為0.98;若既能報警又能在達到爆炸下限之前使保護系統(tǒng)動作,此時補償系數(shù)為0.94。(2)鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)防火涂層應(yīng)達到的耐火時間取決于可燃物的數(shù)量及排放裝置的設(shè)計情況。如果采用防火涂層,則所有的承重鋼結(jié)構(gòu)都要涂覆,且涂覆高度至少為5m,這時取補償系數(shù)為0.98;涂覆高度大于5m而小于

35、10m時,補償系數(shù)為0.97;如果有必要,涂覆高度大于10m時,補償系數(shù)為0.95。防火涂層必須及時維護,否則不能取補償系數(shù)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用與防火涂層一樣的補償系數(shù)。從防火角度出發(fā),應(yīng)優(yōu)先考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。(3)消防水供應(yīng)消防水壓力為690kPa(表壓)或更高時,補償系數(shù)為0.94;壓力低于690kPa(表壓)時補償系數(shù)為0.97。工廠消防水的供應(yīng)要保證按計算的最大需水量連續(xù)供應(yīng)4h。對危險性不大的裝置,供水時間少于4h可能是合適的。滿足上述條件的話,補償系數(shù)為0.97。在保證消防水的供應(yīng)上,除非有獨立于正常電源之外的其他電源且能提供最大水量(按計算結(jié)果),否則不取補償系數(shù)。柴油機驅(qū)動的

36、消防水泵即為一例。(4)特殊系統(tǒng)特殊系統(tǒng)包括二氧化碳、鹵代烷滅火及煙火探測器、防爆墻或防爆小屋等。由于對環(huán)境存在潛在的危害,不推薦安裝新的鹵代烷滅火設(shè)施。對現(xiàn)有的鹵代烷滅火設(shè)施,如認為它適合于某些特定的場所或有助于保障生命安全,可以取補償系數(shù)。重要的是要確保為評價單元選擇的安全措施適合于該單元的具體情況。特殊系統(tǒng)的補償系數(shù)為0.91。地上貯罐如果設(shè)計成夾層壁結(jié)構(gòu),當內(nèi)壁發(fā)生泄漏時外壁能承受所有的負荷,此時采用0.91的補償系數(shù)。可是,雙層壁結(jié)構(gòu)常常不是最為有效的,減小風險的最好辦法是設(shè)法加固內(nèi)壁。以往,地下埋設(shè)貯罐和夾層貯罐都給予補償系數(shù),從防火的觀點看,地下貯罐更安全是毫無疑問的。可是,更為

37、重要的一點是:地下貯罐可能泄漏,而且對泄漏的檢測和控制都有困難,出于保護環(huán)境的考慮,不推薦設(shè)置新的地下貯罐。(5)自動噴灑系統(tǒng)灑水滅火系統(tǒng)的補償系數(shù)為0.97。對灑水滅火系統(tǒng)給予最小的補償,是由于它由許多部件組成,其中任一部件的故障都可能完全或部分地影響整個系統(tǒng)的功能。噴灑水滅火系統(tǒng)經(jīng)常與其他損失預(yù)防措施結(jié)合起來應(yīng)用于較危險的場合,這就意味著單獨的噴灑水滅火系統(tǒng)的效果欠佳。室內(nèi)生產(chǎn)區(qū)和倉庫使用的濕管和干管噴灑滅火系統(tǒng)的補償系數(shù)按表9-14選取。表9-14濕管和干管噴灑滅火系統(tǒng)的補償系數(shù)危險程度設(shè)計參數(shù)/L/(minm2)補償系數(shù)濕管干管低危險 680.870.87中等危險8.113.90.81

38、0.84非常危險13.90.740.81濕管、干管自動噴水滅火系統(tǒng)(閉式噴頭)的可靠性高達99.9%以上,易發(fā)生故障的調(diào)節(jié)閥很少采用。實際的補償系數(shù)應(yīng)用表9-14的補償系數(shù)乘以面積修正系數(shù)。面積修正系數(shù)按防火墻內(nèi)的面積計:面積大于930m2時為1.06;面積大于1860m2時為1.09;面積大于2800m2時為1.12。可以看出,可能著火的面積增大時(如倉庫),面積修正系數(shù)增大,這使補償系數(shù)增加,從而增大了最大可能財產(chǎn)損失。這是因為面積增大時會有更多的機會暴露在燃燒環(huán)境中。(6)防火水幕在點火源和可能泄漏的氣體之間設(shè)置自動噴水幕,可以有效地減少點燃可燃氣體的危險。為保證良好的效果,水幕到泄漏源

39、之間的距離至少要為23m,以便有充裕的時間檢測并自動啟動水幕。最大高度為5m的單排噴嘴,補償系數(shù)為0.98;在第一層噴嘴之上2m內(nèi)設(shè)置第二層噴嘴的雙排噴嘴,其補償系數(shù)為0.97。(7)泡沫滅火裝置如果設(shè)置了遠距離手動控制的將泡沫注入標準噴灑系統(tǒng)的裝置,補償系數(shù)為0.94,這個系數(shù)是對噴灑滅火系統(tǒng)補償系數(shù)的補充;全自動泡沫噴灑系統(tǒng)的補償系數(shù)為0.92。為保護浮頂罐的密封圈設(shè)置的手動泡沫滅火系統(tǒng)的補償系數(shù)為0.97;當采用火焰探測器控制泡沫系統(tǒng)時,補償系數(shù)為0.94。錐形頂罐配備有地下泡沫系統(tǒng)和泡沫室時,補償系數(shù)為0.95;可燃液體貯罐外壁配有泡沫滅火系統(tǒng)時,如為手動其補償系數(shù)為0.97,如為自動

40、控制則補償系數(shù)為0.94。(8)手提式滅火器/水槍如果配備了與火災(zāi)危險相適應(yīng)的手提式或移動式滅火器,補償系數(shù)為0.98;如果單元內(nèi)有大量泄漏可燃物的可能,而手提式滅火器又不可能有效地控制,這時不取補償系數(shù)。如果安裝了水槍,補償系數(shù)為0.97;如果能在安全地點遠距離控制,則補償系數(shù)為0.95;帶有泡沫噴射能力的水槍,其補償系數(shù)為0.93。(9)電纜保護儀表和電纜支架均為火災(zāi)時非常容易遭受損壞的部位。如采用帶有噴水裝置,其下有1416號鋼板金屬罩加以保護時,補償系數(shù)為0.98;如金屬罩上涂以耐火涂料以取代噴水裝置時,其補償系數(shù)也是0.98。如電纜管埋在地下的電纜溝內(nèi)(不管溝內(nèi)是否干燥),補償系數(shù)為

41、0.94。四、單元危險與損失評價在“一”中介紹了物質(zhì)系數(shù)MF的確定,在“二”和“三”中分別提出了單元工藝危險系數(shù)F3及安全設(shè)施補償系數(shù)C的計算方法。至此,單元評價的架構(gòu)已基本形成。為便于循序計算,首先給出單元評價程序框圖,如圖9-3所示。圖9-3單元評價程序框圖由圖9-3可見,火災(zāi)爆炸指數(shù)、單元損害系數(shù)及其以下各項尚待計算出。下面逐一說明它們的計算方法。1.火災(zāi)爆炸指數(shù)和影響區(qū)域的確定單元工藝危險系數(shù)F3與物質(zhì)系數(shù)MF相乘便可得到單元火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI,即F&EI=F3MF(9-7)表9-15是F&EI值與危險程度之間的關(guān)系,它使人們對火災(zāi)、爆炸的嚴重程度有一個相對的

42、認識。表9-15F&EI及危險等級火災(zāi)和爆炸影響區(qū)域與事故設(shè)備的位置、風向、排污系統(tǒng)的布置等因素有關(guān)。但當評價單元內(nèi)設(shè)備尺寸不是很大時,影響半徑可F&EI危險等級F&EI危險等級160最輕128158很大6196較輕159非常大97127中等 以從設(shè)備中心算起。圖9-4繪出了影響半徑-火災(zāi)爆炸指數(shù)曲線。應(yīng)用圖9-4,由火災(zāi)爆炸指數(shù)可查出影響半徑,從而可以確定影響區(qū)域。圖9-4影響半徑-火災(zāi)爆炸指數(shù)圖2.單元損害系數(shù)的確定單元損害系數(shù)由單元工藝危險系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF確定,它表示出了工藝單元中危險物質(zhì)的能量釋放造成的火災(zāi)爆炸事故的全部效應(yīng)。圖9-5為單元損害系數(shù)-物質(zhì)系

43、數(shù)圖。對于F3值超過8.0時,F3按最大系數(shù)8.0計算。圖9-5單元損害系數(shù)-物質(zhì)系數(shù)圖3.各種損失計算(1)基本最大可能財產(chǎn)損失(Base MPPD)確定了火災(zāi)爆炸影響區(qū)域,即可應(yīng)用該區(qū)域的設(shè)備(包括建筑物)價值及單元損害系數(shù),計算出基本最大可能財產(chǎn)損失(基本MPPD)。計算公式為:基本MPPD=0.82單元損害系數(shù)影響區(qū)域財產(chǎn)值價格上漲因素(9-8)式中,0.82是指道路、地下管線、基礎(chǔ)等扣除后的價值。(2)實際最大可能財產(chǎn)損失(實際MPPD)基本MPPD與安全設(shè)施補償系數(shù)相乘,即可計算出實際MPPD:實際MPPD=基本MPPD安全設(shè)施補償系數(shù)(9-9)(3)最大可能工作日損失(MPDO)

44、和停產(chǎn)損失最大可能工作日損失MPDO可應(yīng)用實際MPPD由圖9-6查出。由最大可能工作日損失可以估算出停產(chǎn)損失(BI)。BI為:BI=VPM(MPDO/30)0.70(9-10)式中,VPM為月產(chǎn)值;0.70代表固定成本和利潤。圖9-6最大可能停工天數(shù)(MPDO)計算圖圖9-6中有三條斜線,最下面斜線為最大可能停工天數(shù)(MPDO)在70%可能范圍的下限,其值為:lg(MPDO)=1.045515+0.610426lg(實際MPPD);最上面斜線為最大可能停工天數(shù)(MPDO)在70%可能范圍的上限,其值為:lg(MPDO)=1.550233+0.598416lg(實際MPPD);中間斜線為最大可能

45、停工天數(shù)(MPDO)在70%可能范圍的正常值,為:lg(MPDO)=1.325132+0.592471lg(實際MPPD)。可根據(jù)實際最大可能財產(chǎn)損失和最大可能工作日損失,結(jié)合本企業(yè)的實際情況進行安全狀況的評定。第五節(jié)事故樹分析及其應(yīng)用一、事故樹分析概述1.事故樹分析進展1961年,為了評價民兵式導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的安全,Bell 實驗室的 Wat-son首次提出了事故樹分析的概念。波音公司的分析人員改進了事故樹分析技術(shù),使之便于應(yīng)用數(shù)字計算機進行定量分析。在隨后的十年中,特別是航天工業(yè)在該項分析技術(shù)的精細化和應(yīng)用方面,取得了巨大進展。某化學公司在1970年前就已發(fā)現(xiàn),事故樹分析適于間歇系統(tǒng),但要將

46、其用于化工過程安全,還要作進一步的開發(fā)。1970年,適于連續(xù)過程的方程開發(fā)成功,加速了事故樹分析應(yīng)用的進展。Powers 及其同事提出了事故樹的自動生成程序,將其用于化學加工工業(yè),并對計算機輔助事故樹合成作了描述。事故樹分析(fault tree analysis)就是從結(jié)果到原因描繪事故發(fā)生的邏輯樹圖,主要用于工藝、設(shè)備復(fù)雜系統(tǒng)和事故分析。對于裝置評價出的重大危險單元和危險作業(yè)都要用事故樹分析。事故樹,形似倒立著的樹。樹的“根部”頂點節(jié)點表示系統(tǒng)的某一個事故(即頂上事件),樹的“梢”底部節(jié)點表示發(fā)生的基本原因(即原因事件),樹的“枝杈”中間節(jié)點表示由基本原因促成的事故結(jié)果(即中間事件)。事故

47、因故關(guān)系的不同性質(zhì)用不同的邏輯門表示。這樣畫成的一個“樹”,用來描述某種事故發(fā)生的因果關(guān)系,稱為事故樹。2.結(jié)果-原因逆向分析程序事故樹是事故發(fā)展過程的圖樣模型。從已發(fā)生或設(shè)想的事故結(jié)果即頂端事件用邏輯推理的方法尋找造成事故的原因。事故樹分析與事故形成過程方向相反,所以是逆向分析程序。事故樹編程步驟如下: 確定分析系統(tǒng)的頂端事件; 找出頂端事件的各種直接原因,并用“與門”或“或門”與頂端事件連接; 把上一步找出的直接原因作為中間事件,再找出中間事件的直接原因,并用邏輯門與中間事件連接; 反復(fù)重復(fù)步驟,直到找出最基本的原因事件; 繪制事故樹圖并進行必要的整理; 確定各原因事件的發(fā)生概率,按邏輯門

48、符號進行運算,得出頂端事件的發(fā)生概率; 對事故進行分析評價,確定改進措施。如果數(shù)據(jù)不足,步驟可以免作,可直接由到,得出定性結(jié)論。二、事故樹編制1.事故樹符號事故樹分析符號,是用長方形表示基本事件,即頂端和中間事件(top and middle events);用圓表示獨立的不需要展開的事件,即樹或分支的末端事件(end event);用尖頂平底內(nèi)有“”符號的圖形表示與門(and gate);用尖頂凹(或平)底內(nèi)有“+”符號的圖形表示或門(or gate)。(1)事故樹的符號及意義事故樹是由各種事件符號和與它們連接的邏輯門符號組成的。 矩形符號表示頂上事件或中間事件,也就是需要再往下面分析的事情

49、。 圓形符號表示基本原因事件,是最基本的、不能再繼續(xù)往下分析的事件,如人為差錯、設(shè)備元件的故障、環(huán)境不良因素等。 屋形符號表示正常事件,是系統(tǒng)在正常狀態(tài)下出現(xiàn)正常功能的事件。 菱形符號表示省略事件,包括兩種情況:第一,不必進一步分析的事件,如泵、繼電器、開關(guān)等都是由廠家制造的定型產(chǎn)品,對于使用單位而言,可不必再做進一步分析;第二,由于資料反應(yīng)的情況不具體、不明確,無法作進一步分析。上述各事件符號中均應(yīng)記入描述相應(yīng)事件的文字(事件名稱)。(2)邏輯門符號用于明確表示被分析事件(頂上事件或中間事件)與其直接原因事件(中間事件或基本事件、正常事件、省略事件)間的邏輯連接關(guān)系。 與門其邏輯符號如下圖,

50、邏輯表達式A=B1B2,表示原因事件B1和B2都發(fā)生,才有結(jié)果事件A發(fā)生。有若干個原因事件也是如此(下同)。 或門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1+B2,表示原因事件B1和B2中,只要有一個發(fā)生,結(jié)果事件A就會發(fā)生。 條件與門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1B2C,表示原因事件B1和B2都發(fā)生,而且還必須滿足條件C,結(jié)果事件A才發(fā)生。 條件或門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=(B1+B2)C,表示原因事件B1和B2中只要有一個發(fā)生,在滿足條件C的情況下,結(jié)果事件A就發(fā)生。 控制門其邏輯符號如下圖,邏輯表達式A=BC,表示輸入事件B在控制條件C同時發(fā)生時,輸出事件A才發(fā)生。 排斥或門其邏

51、輯符號如下圖,邏輯表達式A=B1+B2,表示當原因事件B1或 B2發(fā)生,結(jié)果事件A發(fā)生,B1、B2不可能同時發(fā)生。(3)轉(zhuǎn)移符號表示在同一事故樹內(nèi),與某一部分內(nèi)容完全相同的轉(zhuǎn)移。在編制事故樹時,常會遇到這樣兩種情況:其一是樹的一個分枝再畫下去時,常會重復(fù)另外一個分支的一部分;其二是在一頁紙上畫不下整個樹形圖而需要換頁時,就需要有一種起指示作用的符號說明兩部分的關(guān)系,即由何處轉(zhuǎn)出,由何處轉(zhuǎn)入。事故樹的轉(zhuǎn)移符號就起這種作用。當連線引向三角形上方時,表示從某一部分轉(zhuǎn)入,如圖A。當連線引向三角形側(cè)面時,表示這一部分向其他完全相同的部位轉(zhuǎn)出,如圖B。無論轉(zhuǎn)出或轉(zhuǎn)入,應(yīng)標出相應(yīng)的代號。2.資料準備對分析系

52、統(tǒng)而言,至少要熟悉系統(tǒng)的流程圖、配管及儀表控制圖,對其中的設(shè)備、介質(zhì)流動、控制系統(tǒng)和傳感器要有清楚地了解。下面是一些必需的資料: 設(shè)備:名稱、功能、常規(guī)操作條件、特性等; 介質(zhì)流動:流動開始和終點設(shè)備、常規(guī)操作條件、特性等; 控制器:名稱、功能、輸入傳感器、控制設(shè)備、模式、形式、特性等; 傳感器:名稱、功能、輸入開始信號、輸出終了信號、形式、特性等; 物料的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。3.編樹過程事故樹編制是由結(jié)果向原因的逆向演繹過程。下面以苯硝化制硝基苯工藝中的熱硝酸冷卻過程為例進行說明。硝酸溫度過高會造成苯的劇烈硝化反應(yīng)。所以把去反應(yīng)器前的硝酸溫度偏高作為頂端事件。熱硝酸冷卻流程如圖9-7所示。圖

53、9-7帶有溫度負反饋及前饋泵停車系統(tǒng)的硝酸冷卻器(1)(10)流體信號;(11)反饋線路;16設(shè)備符號為了說明工藝變量的偏離,令T、P和M分別表示溫度、壓力和流量;“+”和“-”表示偏離方向;0、1和10表示偏離的大小,即無偏離、中等偏離和很大偏離。由流程圖可見,頂端事件為T4偏高,即T4(+1)。由于T4和T3是相等的,故有進而討論是什么原因?qū)е耇3(+1),從流程圖粗看起來,可能有四個原因,即硝酸流量增加,M2(+1);硝酸入口溫度高,T2(+1);冷卻水少,M8(-1);冷卻水溫度高,T8(+1)。這些原因任何一個都有可能造成T3(+1),因此,它們與T3(+1)的連接方式應(yīng)該是或門,即

54、現(xiàn)在審查上述第一層的樹是否正確。由于負反饋作用會調(diào)節(jié)M2(+1),使之不會造成T4(+1),同樣的T2(+1)、T8(+1)也不會造成T4(+1)。只有M8(-1)才會使頂端事件出現(xiàn)。這是因為M8本身是溫度控制系統(tǒng)的一部分。在T4(+1)的情況下,自動調(diào)節(jié)M8(+1)是正常現(xiàn)象。但M8(-1)出現(xiàn),則說明控制失效,這時M2(+1)、T2(+1)或T8(+1)也可構(gòu)成T4(+1)的原因。其次,如果M2、T2或T8偏離量很大,則不能通過自動控制抵消它們。所以可把事故樹延伸為:現(xiàn)進一步分析M8(-1)。假定冷卻水控制閥是氣動的,氣壓大則開度大。P7(-1)或P9(-1)則會造成M8(-1)。如不是這

55、樣,則只有把閥裝反了。所以只有三個原因可造成M8(-1)。因此可得:EOR是排斥或門,說明P7(-1)與閥反向在導(dǎo)致M8(-1)的結(jié)果上只能有一個出現(xiàn)。從P7(-1)往下推導(dǎo),會發(fā)現(xiàn)原因P6(-1),再往下推為T4(-1),這與設(shè)定的T4(+1)矛盾,因而P7(-1)不能成立。P9的降低是由于P10的降低或泵停車。泵停車能啟動熱硝酸的停車系統(tǒng),只有二者都失效的情況下才會有T4(+1)。另外儀表空氣喪失會造成整個自控系統(tǒng)失靈。還有與M2、T2、T8對應(yīng)的變量為M1、T1、T10,其值相同。為此可得簡化事故樹圖,如圖9-8所示。圖9-8熱硝酸冷卻過程簡化事故樹圖三、事故樹實例1.環(huán)氧乙烷合成爆炸事故樹圖(1)工藝流程簡述原料乙烯、純氧和循環(huán)氣經(jīng)預(yù)熱后進入列管式固定床反應(yīng)器,乙烯在銀觸媒下選擇氧化生成環(huán)氧乙烷;副反應(yīng)是乙烯深度氧化生成二氧化碳。反應(yīng)氣經(jīng)熱交