常用定性安全評價方法

安全評價原理及應用

章節目錄3.1安全檢查方法3.2安全檢查表法3.3預先危險性分析法3.4危險與可操作性研究分析法3.5故障假設分析法3.6故障類型和影響分析法3.7作業條件危險性評價法3.1安全檢查方法）安全檢查方法可以說是第一個安全評價方法,它有時也稱為工藝安全審查或設計審查、損失預防審查。它可以用于建設項目的任何階段。對現有裝置(在役裝置)進行評價時,傳統的安全檢查主要包括巡視檢查、正規日常檢查或安全檢查。如果工藝尚處于設計階段,設計項目小組可以對一套設計圖進行審查。安全檢查是對工程、系統的設計、裝置條件、實際操作、維修等進行詳細檢查以識別所存在危險性。3.1安全檢查方法進行安全檢查時需要以下資料:(1).相關的法規和標準。(2)以前的類似的安全分析報告。(3)詳細工藝和裝置說明,帶控制點的工藝流程圖(P&IDS)和工藝流程圖(PID)。(4)開、停車及操作、維修、應急規程。(5)事故報告和未遂事故報告。(6)以往工藝維修記錄(例如,關鍵裝置檢查、安全閥檢驗、壓力容器檢測等)。(7)工藝物料性質、毒性及反應活性等資料。進行安全檢查的評價人員必須熟知安全標準和規程,還要具備電氣、建筑、壓力容器、工藝物料及其化學性質和其他重要特定方面的專業經驗3.1.1安全檢查所需資料3.1安全檢查方法安全檢查包括三個部分:檢查的準備、實施檢查、匯總結果。檢查的準備安全檢查首先確定所要檢查的系統及將要參加的評價人員。安全檢查組的組成應包括工藝技術人員和操作人員,使工藝區和各項操作都能得到檢查。檢查小組的人員應來自不同的部門,這有利于促進理解和交流。在準備檢查的會議上,應完成下列工作:1)收集裝置的詳細說明材料(如平面布置圖、帶控制點工藝流程圖)和規程(操作、維修、應急處理和響應規程)。2)查閱已知的危害和檢查組成員的工藝操作經歷。3)收集所有的現行的規范、標準和公司規章制度。4)排出與工藝安全操作有關的人員會談計劃。5)查詢現有的操作人員傷亡報告、事故/意外報告、設備裝置驗收材料、安全閥試驗報告、安全/衛生健康監護報告等。6)安排一次和工廠管理人員或有關管理人員的專訪。3.1.2安全檢查方法步驟3.1安全檢查方法實施檢查對于室外部分的檢查,應在檢查之前列出計劃,以便在天氣變化時重新排定檢查。如果對現有裝置進行檢查,檢查表按設備的排列順序依次進行,逐項進行具體的檢查。檢查小組應仔細查閱現有裝置圖、操作規程、維修和應急預案等資料,向操作人員了解情況并進行討論。大多數事故的發生是由生產過程中操作人員違章造成的,因此必須了解操作人員是否遵守制定的工藝操作規程。檢查還應包括檢修活動的安排,例如,日常的設備檢修(動火證、容器進入許可證、動力電氣設備的鎖定或檢驗),觀察了解操作人員對操作規程的熟悉程度和遵守情況,可以發現事故的隱患。檢查過程中可以組織模擬演練,在演練中要求所有人員實時操作,并把處理險情的程序記錄下來,作為現場檢查的收獲。同時,檢查小組可以與操作人員一起討論如何完善有關的應急處理規程。設備檢查主要靠目視或用儀器診斷評價,同時對設備記錄情況進行檢查。危險性較高的設備都應有記錄。在安全檢查過程中,要重點檢查關鍵設備和安全聯鎖裝置,定期檢驗自動控制或應急停車系統,以檢查是否按要求執行控制。3.1安全檢查方法匯總結果完成檢查后,寫出包含具體建議措施的檢查報告。在報告中,檢查小組通常列出建議措施的正當理由,小組將對設備裝置或系統的檢查情況匯總,列出建議措施與對策安全檢查對潛在危險問題和采取的建議措施進行了定性描述,檢查的結果內容中一般包括:1)偏離設計的工藝條件所引起的安全問題。2)偏離規定的操作規程所引起的安全問題。3)新發現的安全問題。3.1.3安全檢查方法的特點與適應性3.1安全檢查方法安全檢查方法在生產APD工藝的應用右圖為生產磷酸氫二銨(APD)工藝流程圖。磷酸溶液和液氨通過流量控制閥A和B加入攪拌釜中,氨和磷酸反應生成磷酸氫二銨。APD從反應釜中通過底閥C放入一個敞口的磷酸氫二銨儲罐內。儲罐上有放料閥D,將反應器出料放入單元之外。3.1安全檢查方法如果向反應釜投入過量磷酸(與氨投料速度比較而言),則不合格產品會增加,但反應本身是安全的;如果,氨和磷酸投料流速同時增加,則反應熱解釋放速度加快,按照設計,反應釜就有可能承受不住隨之增高的溫度和壓力;如果向反應釜中投入過量液氨(與磷酸投料速度比較而言),未反應的氨就會被帶入APD儲槽,隨后,氨可能會釋放到作業場區,引起人員中毒。因此,在作業場區應適當裝設氨檢測設備和報警器。3.1安全檢查方法表3-1生產APD工藝的安全檢查3.1安全檢查方法（續表）3.2安全檢查表法為了查找工程、系統中各種設備設施、物料、工件、操作、管理和組織措施中的危險、有害因素,事先把檢查對象加以分解,將大系統分割成若干小的子系統,以提問或打分的形式,將檢查項目列表逐項檢查,避免遺漏,這種表稱為安全檢查表。安全檢查表實際上是在進行安全檢查時所做的項目清單和備忘錄。安全檢查表法目的是分析利用檢查條款按照相關的標準、規范等對已知的危險類別、設計缺陷以及與一般工藝設備、操作、管理有關的潛在危險性和有害性進行判別檢查。3.2安全檢查表法3.2.1安全檢查表的編制步驟及所需資料1)有關標準、規程、規范及規定。2)國內外事故案例。3)系統安全分析事例。4)研究的成果等有關資料。5)本單位的工作經驗,即本單位長期從事相關生產所形成的安全管理經驗和生產管理經驗,以及基于實際情況所做出的對事故預防有效的安全技術措施。編制安全檢查表所需要的資料3.2安全檢查表法安全檢查表的編制步驟3.2安全檢查表法(1)熟悉系統熟悉系統的結構、功能、工藝設備、操作要求、管理方式、已實施的安全措施等。(2)收集資料收集所需相關的標準、規程、規范和案例等,以此作為編制安全檢查表的依據。(3)劃分單元根據功能或結構將系統劃分為子系統或單元,隨后逐個分析各子系統或單元的危險、有害因素。(4)編制安全檢查表針對分析出的危險、有害因素,依據相關的標準規程和事故案例來確定安全檢查表的檢查要點、內容和為達到安全指標所采取的措施。安全檢查表的編制步驟3.2安全檢查表法3.2.2安全檢查表的內容和格式安全檢查表的類型可以根據其使用周期、使用范圍等劃分。根據使用周期的不同,安全檢查表可以劃分為不定期安全檢查表和定期安全檢查表。根據使用范圍的不同,安全檢查表可以劃分為以下五種:(1)設計審查用安全檢查表(2)廠(礦)級安全檢查表(3)車間(工區)用安全檢查表(4)班組及崗位用安全檢查表(5)專業性安全檢查表3.2安全檢查表法3.2.3安全檢查表的內容和格式安全檢查表的基本內容最簡單的安全檢查表包含4個欄目:1)序號。2)檢查項目。3)檢查結果(提問型檢查表包含“是”“否”欄)。4)備注(寫明要求,措施或注意事項等)。3.2安全檢查表法(1)定性化檢查表安全檢查表應列舉需查明的所有導致事故的不安全因素,通常采用提問方式,并以“是”或“否”來回答。在每個提問后面也可以設有改進措施欄,每個檢查表均需要注明檢查時間、檢查者、直接責任人,以便分清責任。安全檢查表的格式3-2提問型安全檢查表3.2安全檢查表法

(2)半定量化檢查表半定量化檢查表采用檢查表判分分級系統,該檢查表的判分系統采用的是三級判分系列:0—1—2—3,0—1—3—5,0—1—5—7,其中,評判“0”的為不能接受的條款,低于標準較多的判分為“1”;稍低于標準的條件判分為略低于最大值的分數;符合標準條件的判分為最大的分數表3-3半定量化檢查表3.2安全檢查表法

(3)定量化檢查表根據安全檢查表檢查結果及各分系統或子系統的權重系數,按照檢查表的計算方法,首先計算出各子系統或分系統的評價分數值,再計算出各評價系統的評價得分,最后計算出評價系統(裝置)的評價得分,確定系統(裝置)的安全評價等級。1)劃分系統。2)評分方法。①采用安全檢查表賦值法,按檢查內容和要求逐項賦值,每一張檢查表的總分以100分計。②不同層次的系統、分系統、子系統給予權重系數,同一層次各系統權重系數之和等于1。③評價時從安全檢查表開始,按實際得分逐層向前推算,根據子系統的分數值和權重系數計算上一層分系統的分數值,最后得到系統的評價得分。系統滿分應為100分。3.2安全檢查表法

3)安全檢查表檢查的實施辦法。每張檢查表歸納了子系統(或分系統)內應檢查的內容和要求,并制定評分標準和應得分。依照制定的安全檢查表中各項檢查的內容及要求,采取現場檢查或查資料、記錄、檔案或抽考有關人員等方法,對評價對象進行檢查。對不符合要求的項目,根據“評分標準”給予扣分,扣完為止,不計負分。根據檢查表檢查的實得分,按系統劃分圖逐層向前推算,計算出評價系統的最終得分,并根據分數值劃分安全等級,最后,匯總安全檢查中發現的隱患,提出相應的整改措施。4)安全評價結果計算方法。①系統或分系統評價分數值計算。式中Mi——分系統或子系統分數值; kij——分系統或子系統的權重系數; mij——分系統或子系統的評價分數值; n——分系統或子系統的數目。3.2安全檢查表法②缺項計算。用檢查表檢查如出現缺項的情況,檢查結果由實得分與應得分之比乘以100得到,即:式中mi——安全檢查表評價得分; mij——安全檢查表實得分; kij——安全檢查表除去缺項應得分。③裝置最終評價結果計算。式中A——裝置最終評價分數值; g——綜合安全管理分系統分數值; Ki——各系統權重系數; Mi——各系統評價分數值。裝置評價滿分應為100分。3.2安全檢查表法表3-4系統(裝置)安全等級劃分5)系統(裝置)安全等級劃分。根據評價系統最終的評價分數值,按表3-4確定系統(裝置)的安全等級。3.2安全檢查表法3.2.4安全檢查表方法特點和適用性安全檢查表的優點如下:1)能根據預定的目的要求進行檢查,突出重點、避免遺漏,便于發現和查明各種危險及隱患,克服盲目性,提高安全質量。2)可針對不同行業編制各種安全檢查表,使安全檢查和事故分析標準化、規范化。3)可作為安全檢查人員履行職責的憑據,有利于落實安全生產責任制,有利于安全人員提高現場安全檢查水平。4)安全檢查表關系到每位工人的切身利益,它能將安全工作推向群眾,做到人人關系安全生產、個個參加安全管理,達到“群查群治”的目的。5)安全檢查表采用問答的方式,可以使人印象深刻,起到安全教育的作用。3.2安全檢查表法安全檢查表的缺點如下:1)不能進行定量評價。2)安全檢查表的質量受編制人員的知識水平和經驗影響較大。安全檢查表分析可適用于工程、系統的各個階段。安全檢查表可以評價物質、設備和工藝,常用于專門設計的評價,檢查表法也能用在新工藝(裝置)的早期開發階段,判定和估測危險,還可以對已經運行多年的在役(裝置)的危險進行檢查(安全檢查表常用于安全驗收評價、安全現狀評價、專項安全評價,而很少推薦用于安全預評價)。3.2安全檢查表法3.2.5檢查表類風險評估方法檢查表法列表檢查法優良可劣評價法3.3預先危險性分析法預先危險性分析(PreliminaryHazardAnalysis,PHA),又稱為初步危險分析。這種方法是在開發階段對建設項目中物料、裝置、工藝過程以及能量失控時可能出現的危險性、類別、條件及可能造成的后果做宏觀的概略分析,是一種定性的,預先對系統內的危險因素進行評價分析的方法。它的目的在于盡量避免使用不安全的技術路線、有害物質以及不安全的工藝設備等。如果必須使用,則需要提前辨識出其中的潛在危險,在工藝技術等方面盡量采取安全防護措施,防止這些危險演變為事故。3.3預先危險性分析法預先危險性分析是在展開行動之前進行分析,防止因準備不足而導致不必要的損失。該方法既可以防患于未然,對新系統進行分析評價,又可以為后續進行其他的危險分析奠定基礎。通過預先危險分析,力求達到以下4個目的:1)大體識別與系統有關的主要危險。2)鑒別產生危險的原因。3)預測事故出現對人體及系統產生的影響。4)判定已識別的危險性等級,并提出消除或控制危險性的措施。3.3預先危險性分析法3.3.1預先危險性分析所需資料使用PHA方法,需要分析人員獲得裝置設計標準、設備說明、材料說明及其他資料;PHA需要分析、收集與裝置或系統相關的資料,以及其他類比裝置的資料。危險分析組應盡可能從不同渠道汲取相關經驗,包括相似設備的危險性分析、相似設備的操作經驗等。由于PHA主要是在項目開展的初期識別危險性,故裝置的資料是有限的。然而,為了讓PHA達到預期的目的,分析人員必須至少獲取可行性研究報告,必須知道生產過程所包含的主要化學物品、反應、工藝參數,以及主要設備的類型(如容器、反應器、換熱器等)。3.3預先危險性分析法3.3.2預先危險性分析的步驟(1)熟悉系統

(2)辨識危險因素

(3)確定轉化條件

(4)進行危險性分級(5)制定事故(或災害)的預防性對策措施

(6)對以上分析出的危險因素、觸發事件、事故原因、危險等級和對策措施等進行匯總,繪制出預先危險性分析表,對該系統進行危險評價。3.3預先危險性分析法3.3.3預先危險性分析的格式預先危險分析的結果一般采用表格的形式列出。表格的格式和內容可根據實際情況確定。表3-9~表3-11為幾種PHA表格格式。PHA表格中應有以下內容:1)系統的基本目的、工藝過程、控制條件及環境因素等。2)整個系統劃分的若干子系統(單元)。3)參照同類產品或類似的事故教訓及經驗分析查明的單元可能出現的危害。4)危害的起因。5)消除或控制危險的對策;在危險不能控制的情況下,最好的損失預防的方法。3.3預先危險性分析法表3-9PHA表格格式1表3-10PHA表格格式2表3-11PHA表格格式33.3預先危險性分析法3.3.4危險性的辨識及等級劃分對系統進行危險性分析,首先要找出系統中的危險因素,危險因素在一定條件下就會轉化為事故發生。危險因素在系統內屬于潛在因素,所以為了辨識潛在因素,需要豐富的知識和經驗,可以從以下幾個方面去考慮:1)從能量的觀點去考慮危險因素,能量意外釋放理論認為,事故是一種不正常的或不希望的能量釋放并轉移于人體。對于能量造成的傷害,一類是人體受到超過自身承受能力的各種形式能量作用時受到的傷害,另一類是人體與外界的能量交換受到干擾而發生的傷害。2)從人的失誤方面來考慮,系統成功運行同時受到人的行為和物的狀態兩者的影響,當人出現失誤,對真實情況無法做出適當響應時,事故就有可能會發生。并且,人作為系統的一部分,失誤的概率比機器設備失誤的概率更高,所以在進行安全分析時,需要充分考慮人失誤所造成的危險。3)從外界因素考慮,系統發生事故除了系統內部的危險因素,還有可能受外部危險因素的影響,如山洪、地震等。1.危險性的辨識3.3預先危險性分析法2.危險等級的劃分在分析系統危險性時,為了衡量危險性的大小及危險因素對系統的破壞程度,將各類危險性劃分為4個等級,見表3-12。表3-12危險性等級劃分表3.3預先危險性分析法3.3.5預先危險性分析的注意事項在預先危險性分析中,應考慮工藝特點,列出危險性和危險狀態:1)原料、中間和最終產品,以及它們的反應活性。2)操作環境。3)裝置設備。4)設備布置。5)操作活動(測試、維修等)。6)系統之間的連接。7)各單元之間的聯系。8)防火及安全設備?？紤]工藝特點列出危險性和危險狀態3.3預先危險性分析法完成PHA過程中應考慮以下因素:1)危險設備和物料,如燃料,高反應活性物質,有毒物質,爆炸、高壓系統、其他儲運系統。2)設備與物料之間與安全有關的隔離裝置,如避免物料相互作用的裝置,火災、爆炸的產生、擴大和控制的裝置,停車系統。3)影響設備和物料的環境因素,如地震、振動、洪水、極端環境溫度、靜電、放電、濕度。4)操作、測試、維修及緊急處置規程,如人為失誤的可能性;操作人員的作用;設備布置、可接近性;人員的安全保護。5)輔助設施,如儲槽、測試設備、培訓工程、公用工程。6)與安全有關的設備,如調節系統、備用設備、滅火及人員保護設備。具體考慮因素3.3預先危險性分析法3.3.6預先危險性分析的特點及適用性預先危險性分析法是進一步進行危險分析的先導,是宏觀的概略分析,是一種定性方法。在項目發展的初期使用PHA方法有如下優點:1)能識別可能的危險,用較少的費用或時間就能進行改正。2)能幫助項目開發組分析和(或)設計操作指南。3)不受行業的限制,任何行業都可以使用。4)簡單易行,經濟、有效。5)可以在系統生命周期的初期考慮風險。預先危險性分析法的缺點是定性分析,危險等級的分析結果受人的主觀性影響比較大。預先危險分析方法通常用于對潛在危險了解較少和無法憑經驗覺察的工藝項目的初期階段,通常用于初步設計或工藝裝置的研究和開發階段。當分析一個龐大現有裝置或當環境無法使用更為系統的方法時,常優先考慮PHA方法。3.3預先危險性分析法3.3.7預先危險性分析應用示例【示例】某新建化工碼頭安全預評價預先危險性分析對某新建化工碼頭項目進行勞動安全衛生預評價,對碼頭裝卸作業進行預先危險性分析并提出防范措施。該化工碼頭裝卸作業預先危險性分析表見表3-13。

通過預先危險性分析可以得知,該項目存在著火災、爆炸、中毒、窒息、淹溺、觸電、噪聲等危險、危害因素,引發火災、爆炸的主要因素是故障泄漏和存在點火源。3.4危險與可操作性研究分析法3.3.7預先危險性分析應用示例危險與可操作性研究(HazardandOperabilityStudy,HAZOP)是英國帝國化學工業公司(ICI)于1974年針對化工裝置開發的一種危險性評價方法。是一種定性危險分析方法,它是一種以系統工程為基礎,針對化工裝置而開發的危險性評價方法。它的基本過程是以關鍵詞為引導,找出過程中工藝狀態的變化,即偏差,然后繼續分析造成偏差的原因、后果,以及這些偏差對整個系統的影響,并有針對性地提出必要的對策措施。危險可操作性研究分析法近年來常稱作危險可操作性研究。采用的是不同專業領域專家的“頭腦風暴法”,通過多個相關人員組成的小組來完成的。這樣可以充分發揮設計人員、安全人員以及操作人員的想象力,辨識出設備的潛在危險性,并提出相應的措施。3.4危險與可操作性研究分析法3.4.1危險與可操作性研究所需資料基本的資料有:1)帶控制點工藝流程圖PIDS。2)現有流程圖PFD、裝置布置圖。3)操作規程。4)儀表控制圖、邏輯圖、計算機程序。5)工廠操作規程。6)設備制造手冊。考慮到HAZOP研究中的工藝過程不同,所需資料不同,進行HAZOP分析必須要有工藝過程流程圖及工藝過程詳細資料。正常情況下,只有在設計的最后階段才能提供上述資料;因此在HAZOP分析之前,對過程固有危險的主要風險應做全面的評價。3.4危險與可操作性研究分析法3.4.2危險與可操作性研究的相關術語表3-14常用HAZOP分析術語及定義3.4危險與可操作性研究分析法3.4.3危險與可操作性研究的表現方式和實施步驟在對系統進行分析時,如果某個工藝參數和設計意圖出現了偏差,那么系統的運行狀態就會出現異常,甚至會導致事故的發生。所以,在使用HAZOP分析時,要將關鍵詞和工藝參數結合起來,以此來確定何處意圖的偏離。具體的表現方式可以表示如下:關鍵詞+工藝參數→偏離例如:較多+壓力→壓力升高;沒有+流量→沒流量。危險與可操作性研究的表現方式3.4危險與可操作性研究分析法可操作性研究的分析程序如圖3-3所示,主要分析步驟如圖3-4所示。圖3-3可操作性研究的分析程序危險與可操作性研究的實施步驟3.4危險與可操作性研究分析法圖3-4可操作性研究的分析步驟3.4危險與可操作性研究分析法危險與可操作性研究方法可分三個步驟進行,即分析準備、完成分析和編制分析結果文件。(1)分析準備(2)完成分析(3)編制分析結果文件圖3-5HAZOP分析流程圖3.4危險與可操作性研究分析法3.4.4危險與可操作性研究的特點和適用條件HAZOP法的特點是由中間狀態參數的偏差開始,找出原因并判斷后果,是從中間向兩頭分析的方法,具體就是通過一系列的分析會議對工藝圖和操作規程進行分析。在裝置的設計、操作、維修等過程中,需要工藝、工程、儀表、土建、給水排水等專業的人員一起工作,因此危險與可操作性分析實際上是一個系統工程,需要各專業人員的共同參與才能識別更多的問題。該方法與其他安全評價方法的明顯不同之處是:其他方法可由某人單獨去做,而危險與可操作性研究分析必須由一個多方面的、專業的、熟練的人員組成的小組來完成。HAZOP法的優點是簡便易行,且背景各異的專家們一起工作,在創造性、系統性和風格上互相影響和啟發,能夠發現和鑒別更多的問題,要比他們獨立工作更為有效。HAZOP法形成了解決方案和風險應對行動方案。該方法要求分析人員對工藝流程和設備情況有著深入的了解,因此它是對工人培訓的一種有效方法。HAZOP法的缺點是分析結果受分析評價人員主觀因素影響,分析過程對設計人員的專業知識要求比較高,專業人員在尋找設計問題的過程中很難保證完全客觀。此方法主要重視的是找到解決方案,而不是質疑基本假設,會受制于設計及設計意圖。適用范圍:該評價方法起初專門用于新建項目設計審查階段的評價,用以查明潛在危險源和操作難點,以便采取措施加以避免,不過HAZOP法還特別適合于化工系統的裝置設計審查和運行過程分析,也可用于熱力、水力系統的安全分析。3.4危險與可操作性研究分析法3.4.5危險與可操作性研究應用示例HAZOP法在APD反應系統的危險情況分析中的應用分析組將引導詞用于工藝參數,對連接APD反應器的磷酸溶液進料管線進行分析。1)分析節點:連接APD反應器的磷酸溶液進料管線。2)設計工藝指標:磷酸以一定流量進入APD反應器。3)引導詞:空白。4)工藝參數:流量。5)偏差:空白+流量=無流量。6)后果:①反應器中氨過量,導致事故。②未反應的氨進入APD儲槽,從儲槽逸出,彌散到封閉的工作區域。③損失APD產品。3.4危險與可操作性研究分析法7)原因:①磷酸儲槽中無原料。②流量指示器/控制器因發生故障而顯示值偏高。③操作人員將流量控制器流量值設置得過低。④磷酸流量控制閥因故障關閉。⑤管道堵塞。⑥管道泄漏或破裂。8)安全保護:定期維護閥門B。9)建議措施:①考慮安裝報警/停車系統。②保證定時檢查和維護閥門B。③考慮使用APD封閉儲槽,并連接洗滌系統。然后對該系統的其他節點用“引導詞+工藝參數”的形式繼續進行分析,將每個節點的分析內容記錄到HAZOP分析表中。表3-17是用HAZOP法分析APD工藝過程部分結果。3.4危險與可操作性研究分析法表3-17用HAZOP法分析APD工藝過程部分結果3.5故障假設分析法故障假設分析法(What…IfAnalysis)方法是對某一生產工藝過程或操作過程創造性的分析方法。使用該方法的人員應對工藝熟悉,通過提出一系列“如果……怎么辦?”的問題(故障假設),來發現可能和潛在的事故隱患,從而對系統進行徹底的檢查。在分析會上圍繞所確定的安全分析項目對工藝過程或操作進行分析,鼓勵每個分析人員對假定的故障問題發表不同看法。如果分析人員富有經驗,則該方法是一種強有力的分析方法;否則,分析結果可能是不完整的。對一個相對簡單的系統,故障假設分析只需要一兩個分析人員就能進行;對復雜系統,則需要組織較大規模的分析組,需較長時間或多次會議才能完成。該方法要求分析人員從進料開始到工藝過程結束,不斷地提出問題,問題范圍可以廣泛,即使不是特別主要的問題也可以加以討論,由此防止潛在危險的發生。所有提出的問題都要記錄下來,并加以分類處理。進行故障假設分析的目的是識別危險性、危險情況或可能產生的意想不到的結果的事故事件。通常由經驗豐富的人員識別可能發生的事故的情況、結果,提出降低危險性的安全措施(對識別出的潛在事故狀況不進行分級,不能定量)。該方法包括檢查設計、安裝、技術改革或操作過程中可能產生的偏差。要求評價人員對工藝規程熟知,并對可能導致事故的設計偏差進行整合。故障假設分析法由三個步驟組成,即分析準備、完成分析、編制分析結果文件。分析準備1)人員組成2)確定分析目標3)準備資料4)準備基本問題故障假設分析法所需資料見表3-18。危險分析組最好在分析會議開始之前得到這些資料。3.5故障假設分析法3.5.1故障假設分析法實施步驟3.5故障假設分析法表3-18故障假設分析法所需資料完成分析1)了解情況,準備故障假設問題。分析會議一開始,應該首先由熟悉整個裝置和工藝的人員闡述生產情況和工藝過程,包括原有的安全設備及措施。這些人員主要是分析組所分析區域的有關專業人員。分析人員還應說明裝置的安全防范、安全設備、衛生控制規程。2)按照準備好的問題,從工藝進料開始,一直進行到成品產出為止,逐一提出如果發生某種情況操作人員應該如何處理的問題,分別得出正確答案,填入分析表中。3)將提出的問題及正確答案加以整理,找出危險、可能產生的后果、已有安全保護裝置和措施、可能的解決方法等匯總后報相關部門,以便采取相應措施。編制分析結果文件編制分析結果文件是將分析人員的發現變為消除或減少危險的措施的關鍵。分析組還應根據分析結果提出提高過程安全性的建議。根據對象的不同要求可對表格內容進行調整。3.5故障假設分析法3.5故障假設分析法3.5.2故障假設分析法常見表的形式表3-19故障假設分析法的常見分析表3.5故障假設分析法3.5.3故障假設分析法特點與適用性故障假設分析方法特點為:負責人經驗十分豐富,分析過程按部就班進行,能較好地完成任務;參加評價人員選擇合理,人員水平較高,分析組不是解決所有的問題,而是有重點地解決其中一部分。故障假設分析法適用性的優點如下:1)不受行業和評價類型的限制。2)故障假設分析的創造性和基于經驗的安全檢查表分析的完整性,彌補了各自單獨使用時的不足。3)故障假設分析利用分析組的創造性和經驗最大限度地考慮到可能的事故情況,分析系統完整,操作簡單方便。故障假設分析法適用性的缺點如下:1)只能定性評價,不能定量評價。2)故障假設分析法很少單獨使用,一般需要和檢查表結合使用以彌補不足。故障假設分析方法適用范圍很廣,可用于建設項目設計和設備操作的各個方面(如建筑物、動力系統、原料、中間體、產品、倉庫儲存、物料的裝卸與運輸、工廠環境、操作方法與規程、安全管理規程、裝置的安全保衛等)。3.5故障假設分析法3.5.4故障假設分析/檢查表分析法故障假設分析/檢查表分析(What…If/SafetyChecklistAnalysis)是一種將故障假設分析法和安全檢查表法結合起來的分析方法。由一些熟悉工藝過程的人組成小組,先利用故障分析法確定出過程中可能會發生的各類事故,再利用安全檢查表幫助補充可能的遺漏。此處安全檢查表不再著重于工藝流程和操作的特點,更多地在于對事故發生的原因分析。兩種方法的結合彌補了彼此的短板,安全檢查表對編制人員的經驗水平要求較高,故障假設分析法則能考慮到更多潛在的事故和后果,彌補了安全檢查表受經驗不足的限制,這也使得對系統的安全評價更加系統化。3.5故障假設分析法3.5.5故障假設分析法應用示例用故障假設分析方法對磷酸氫二銨(APD)生產過程進行分析表3-20對生產APD的過程進行故障假設分析所提出的問題3.5故障假設分析法表3-21APD生產過程的故障假設結果分析文件3.6故障類型和影響分析法故障類型和影響分析(FMEA)法是安全系統工程中重要的分析方法之一。這種方法是由可靠性技術發展起來的,只是分析目標有了變化。前者分析系統的可靠性,后者分析哪些故障類型會引起人的傷亡和財產損失。故障類型和影響分析法是一種歸納分析法,主要是對系統的各個組成部分,即元件、組件、子系統等進行分析,找出它們所能產生的故障及其類型,查明每種故障對系統安全所帶來的影響,以便采取相應的防治措施,提高系統的安全性。FMEA也是一種自下而上的分析方法。在進行故障類型和影響分析時,人們往往對某些可能造成特別嚴重后果的故障類型單獨進行分析,使其成為一種分析方法,即致命度分析(CA)法。故障類型和影響分析與致命度分析合稱為故障模式及影響分析(FMECA)。3.6故障類型和影響分析法3.6.1與故障類型和影響分析法相關的基本定義(1)功能件(2)組件(3)零件(元件)(4)故障(5)故障類型系統、子系統或元件發生的每一種故障的形式稱為故障類型。例如,一個閥門故障可以有四種故障類型:內漏、外漏、打不開、關不嚴。一個元件故障的表現形式可能不止一種,如變形、裂紋、破損、彈性不穩定、磨損、腐蝕表面損傷、松動、搖晃、脫落、咬緊、燒傷、弄臟、泄漏、滲漏、侵蝕、變質、開路、短路、雜音、漂移等,都是故障類型中的一種。(6)故障檢測機制(7)故障原因(8)故障影響(9)故障等級3.6故障類型和影響分析法根據故障類型對系統或子系統影響的程度不同而劃分的等級稱為故障等級(表3-22)。評價過程中,列出設備的所有故障類型對一個系統或裝置的影響因素,這些故障模式對設備故障進行描述(開啟、關閉、開、關、泄漏等),故障類型的影響由設備故障對系統的影響確定。表3-22故障類型等級劃分3.6故障類型和影響分析法3.6.2故障等級的劃分方法目前劃分故障等級的方法有定性劃分法(直接判斷法)、評點法和風險矩陣法。1.定性劃分法(直接判斷法)定性劃分故障等級可選用直接判斷法,也就是直接通過故障的嚴重程度來對確定故障等級,這種方法也稱作簡單劃分法。這種判斷方法較為簡單,具有一定的片面性。為了保證分析的全面和準確性,可以使用定量方法進行故障等級的確定。2.評點法評點法是通過計算故障等級價值Cs值來定量確定故障等級。3.風險矩陣法通過確定故障的后果和可能性,綜合考慮后得出較為準確的衡量標準。對該方法的具體描述可參閱本書4.3節。3.6故障類型和影響分析法(1)第一類評點法依照下述方法計算和確定故障等級。1)按式(3-4)計算Cs值:式中Cs——故障等級價值; C1——故障影響大小,表示損失嚴重程度; C2——故障影響范圍; C3——故障頻率; C4——防止故障的難易程度; C5——是否為新設計的工藝。2)C1~C5的取值范圍和確定方法。C1~C5的取值范圍均為1~10。具體的數值確定可以通過3~5位專家進行討論得出。可以使用專家座談會的形式得出各個參數的數值,也可以通過德爾菲法,即專家調查法,以函調的形式綜合各專家的判斷結果,反復詢問和判斷,最終得到滿意的結果。3)故障等級劃分。Cs值對應的故障類型等級見表3-23。3.6故障類型和影響分析法表3-23Cs值對應的故障類型等級3.6故障類型和影響分析法(2)第二類評點法按照下列方法進行計算和確定等級。1)按式(3-5)計算Cs值:2)C1~C5數值的確定。根據表3-24確定。3)故障等級劃分。Cs值確定后再根據表3-23確定故障等級。3.6故障類型和影響分析法表3-24C1~C5數值的確定3.6故障類型和影響分析法3.6.3故障類型和影響分析所需資料使用FMEA法需要如下資料:1)系統或裝置的P&IDS。2)設備、配件一覽表。3)設備功能和故障模式方面的知識。4)系統或裝置功能及對設備故障處理方法知識。FMEA法可由單個分析人員完成,但需要其他人進行審查,以保證完整性。對評價人員的要求隨著評價的設備項目大小和尺度有所不同。所有的FMEA評價人員都應熟悉設備功能及故障模式,了解這些故障模式如何影響系統或裝置的其他部分。3.6故障類型和影響分析法3.6.4故障類型和影響分析所需資料故障類型和影響分析的基本內容是找出系統的各個子系統或元件可能發生的故障和故障出現的狀態(即故障類型)以及它們對整個系統造成的影響。進行FMEA時,需按照如圖3-6所示的步驟實施。圖3-6故障類型和影響分析法實施步驟3.6故障類型和影響分析法1.明確系統本身的情況分析時首先要熟悉有關資料,從設計說明書等資料中了解系統的組成、任務等情況,查出系統含有多少子系統,各個子系統又含有多少單元或元件,熟悉它們之間的相互關系、相互干擾以及輸入和輸出等情況。2.確定分析程度分析時一開始便要根據所了解的系統情況,決定分析到什么程度,這是一個很重要的問題。如果分析程度太淺,就會漏掉重要的故障類型,得不到有用的數據;如果分析程度過深,一切都分析到元件甚至零部件,則會造成程序復雜,制定措施困難。一般來講,經過對系統的初步了解后,就會知道哪些是比較關鍵的子系統,哪些是次要的子系統。對關鍵的子系統可以分析得深入一些,不重要的分析得粗淺一些,甚至可以不進行分析。對于一些功能件(如繼電器、開關、閥門、儲罐、泵等)可當作元件對待,不必進一步分析。3.繪制系統圖和可靠性框圖4.列出所有故障類型并選出對系統有影響的故障類型5.研究故障檢測方法6.填寫故障類型及影響分析表3.6故障類型和影響分析法FMEA通常按預定的分析表逐項進行,由于表格便于編碼、分類、查閱、保存,所以不同單位或部門可根據自己情況擬出不同表格(表3-25~表3-27),但基本內容相似。評價中最常用的格式見表3-25。3.6.5故障類型和影響分析法常用表格表3-25故障類型和影響分析表(一)3.6故障類型和影響分析法表3-26故障類型和影響分析表(二)3.6故障類型和影響分析法表3-27故障類型和影響分析表(三)3.6故障類型和影響分析法對于特別危險的故障類型,如Ⅰ級故障類型,有可能會導致人員的傷亡和系統的損壞。對于這類故障可以采取致命度分析來做進一步分析。致命度分析是通過計算系統中各嚴重故障的臨界值分析致命度影響的概率,它是一種定量分析方式。致命度分析需要計算致命度指數Cr:式中Cr——運行100萬h(次)發生的故障次數; j——元件的致命故障類型序數,j=1,2,…,n; n——元件的致命故障類型個數; λG——元件的故障率; t——完成一次任務,元件運行的時間(h或周期); kA——運行強度修正系數,實際運行強度與實驗室測定λG時運行強度之比; kE——環境修正系數; α——致命故障類型所占的比率,即致命故障類型數目占全部故障類型數目的比率; β——發生故障時造成致命影響的概率,取值見表3-28。3.6.6致命度分析3.6故障類型和影響分析法表3-28發生故障時造成致命影響的概率3.6.7致命度分析表表3-29致命度分析表3.6故障類型和影響分析法FMECA評價法是FMEA法的擴展,它是一種自上而下的分析方法,先按照規定記錄系統中可能存在的影響因素,再分析每種因素對系統工作及狀態的影響,將每種影響因素按照嚴重程度和發生概率排序,提出可能采取的改進措施,以此消除或減少風險發生的可能性,保證系統的可靠性。3.6.8FMECA評價法3.6.9故障類型和影響分析法的特點與適應性故障類型和影響分析法特點是從元件、器件的故障開始,逐步分析故障影響及應用采取的對策。FMEA法不直接確定人的影響因素,但人失誤操作影響通常作為一種設備故障模式表示出來。故障類型和影響分析法常與其他方法結合起來用在事故調查分析階段。該方法的優點包括:從部件分析到故障,側重于建立上、下級邏輯關系,容易掌握,有針對性,實用性強;故障類型及影響分析法是一種定性評價方法,便于理解,對設備等硬件設施分析能力較強。缺點包括:所有的FMEA評價人員都應對設備功能及故障模式熟悉,并了解這些故障模式如何影響系統或裝置的其他部分;此方法需要具有專業背景的人員進行評價,方法使用有局限性。起初,這種方法主