第四章系統安全評價4.1安全評價概述4.2概率評價法4.3指數評價法4.4單元危險性快速排序法4.5生產設備安全評價方法4.6安全管理評價4.7系統安全綜合評價法4.8安全評價方法應用實例4.1安全評價概述4.1.1風險的定義對于風險要同時考慮如下兩個方面：⑴受害程度或損失大小。⑵造成某種損失或損害的難易程度。考慮到上述兩個方面的問題，可用下面象征性的兩個式子來表示風險：風險=不可靠性×損害風險=危險源/安全防護風險的大小，可用以下的風險率來表示：風險率=式中——某一事項發生的概率；——該事項發生的效用（一般為負，僅考慮事故發生后造成的損害程度，即嚴重度）。4.1.2安全評價的定義安全評價是以實現安全為目的，應用安全系統工程原理和方法，辨識與分析工程、系統、生產經營活動中的危險、有害因素，預測發生事故造成職業危害的可能性及其嚴重程度，提供科學、合理、可行的安全對策措施及建議，作出評價結論。安全評價可針對一個特定對象，也可針對一特定區域范圍安全評價可在同一工程、系統中用來比較風險大小，但不能用來證明當必要的安全設備未投入使用時，工程、系統的狀態是安全的。4.1.3安全標準經定量化的風險率或危險度是否達到要求的安全程度，需要有一個界限、目標或標準進行比較，這個標準稱為安全標準。(4-1)安全標準的確定主要取決于一個國家、行業或部門的政治、經濟、技術和安全科學發展的水平。確定安全標準的方法有統計法和風險與收益比較法。4.1.4安全評價原理⑴相關性原理⑵類推原理⑶慣性原理(4)量變到質變原理安全評價危險性識別危險度評價危險源的辨識（檢查）1.新的危險2.危險的變化危險的定量化（確認）1.發生的概率2.損害的程度危險排除（措施）1.使危險變小2.消除危險允許界限（評價標準）社會對危險性的允許界限再評價圖4-1安全評價程序4.1.5安全評價程序

安全評價程序可用圖4-1表示。從這個圖可以看出，安全評價包括危險性識別和危險度評價兩部分。4.1.6安全評價方法分類1.根據評價對象的不同階段分類⑴安全預評價⑵安全驗收評價⑶安全現狀評價2.根據評價方法的特征分類⑴定性評價⑵定量評價3.根據內容分類⑴工廠設計的安全性評審。⑵安全管理的有效性評價。⑶人的行為安全性評價。⑷生產設備的安全可靠性評價。⑸作業環境和環境質量評價。⑹化學物質的物理、化學危險性評價。4.2概率評價法概率評價法是一種定量評價法。此法是先求出系統發生事故的概率，在此基礎上進一步計算風險率，以風險率大小確定系統的安全程度。系統危險性的大小取決于兩個方面，一是事故發生的概率，二是造成后果的嚴重度。風險率是綜合了兩個方面的因素，它的數值等于事故的概率與嚴重度的乘積。計算出風險率就可以與安全指標比較，從而得知風險是否降到人們可以接受的程度。生產裝置或生產工藝過程發生事故是由組成它的若干元件相互作用的結果，總的故障概率取決于這些元件的故障概率和它們之間相互作用的性質。故要計算裝置或工藝過程的事故概率，必須首先了解各個元件的故障概率。4.2.1元件的故障概率及其求法根據可靠性工程理論，元件分為可修復系統元件和不可修復系統元件。可修復系統元件的故障概率為,為故障率，為平均修復時間；不可修復系統元件的故障概率為，為元件運行時間。元件在兩次相鄰故障間隔期內正常工作的平均時間，叫平均故障間隔期，用表示。(4-2)元件在單位時間（或周期）內發生故障的平均值稱為平均故障率，用表示，單位為故障次數/時間。平均故障率是平均故障間隔期的倒數。即：故障率是通過實驗測定出來的，實際應用時受到環境因素的不良影響，如溫度、濕度、振動、腐蝕等，故應給與修正，即考慮一定的修正系數（嚴重系數k）。部分環境下嚴重系數k見下表。使用場合k使用場合k實驗室1火箭試驗臺60普通室1.1~10飛機80~150船舶10~18火箭400~1000(4-3)表4-1嚴重系數值舉例元件在規定時間內和規定條件下完成規定功能的概率稱為可靠度，用表示。元件在時間間隔(0,t)內的可靠度符合下列關系：式中t——元件運行時間。元件在規定時間內和規定條件下沒有完成規定功能的概率是故障概率，用表示。式（4-4）和式（4-5）只適用于故障率穩定的情況。許多元件的故障率隨時間而變化，顯示出如圖4-2所示的浴盆曲線。（4-4）（4-5）由圖可見元件故障率隨時間變化有3個時期，即幼年故障期（早期故障期）、近似穩定故障期（偶然故障期）和老年故障期（損耗故障期）。元件在幼年期和老年期故障率都很高。這是因為元件在新的時候可能內部有缺陷或調試過程被破壞，因而開始故障率高，但很快就下降了。當使用時間長了，由于老化、磨損，功能下降，故障率會迅速提高。在幼年和老年兩個周期之間（偶然故障期）的故障率低且穩定。故障率λ幼年故障率近似穩定故障期老年故障率圖4-2故障率曲線圖4.2.2元件的連接及系統故障（事故）概率的計算元件的相互連接有串聯和并聯兩種情況⑴串聯連接的元件用邏輯或門表示，指任何一個元件故障都會引起系統發生故障或事故。串聯元件組成的系統，其可靠度計算公式如下：式中——每個元件的可靠度；

——元件的數量。（4-6）系統的故障率由下式計算：式中，表示每個元件的故障概率。若只有A與B兩個元件組成的系統，上式展開為：如元件的故障率很小，則項可以忽略。此時式（4-8）可以簡化為：式（4-7）則可簡化為：（4-7）(4-8)（4-9）（4-10）⑵并聯連接的元件用邏輯與門表示，指并聯的幾個元件同時發生故障，系統就會發生故障。并聯元件組成的系統故障概率計算公式是：系統的可靠度計算公式如下：系統的可靠度計算出來后，可由式（4-4）(教材中為式4-7)求出總的故障率。（4-11）（4-12）4.3指數評價法指數法是用火災爆炸指數作為衡量一個化工企業安全評價的標準，以物質系數法為基礎。這種方法是根據工廠所用原材料的一般化學性質，結合它們具有的特殊危險性，再加上進行工藝處理時的一般和特殊危險性，以及量方面的因素，換算成火災爆炸指數或評點數，然后按指數或評點數劃分危險等級，最后根據不同等級確定在建筑結構、消防設備、電氣設備、電氣防爆、檢測儀表、控制方法等方面的安全要求。4.3.1美國道化學公司火災爆炸指數評價法美國道化學公司火災爆炸危險性指數評價法是以工藝過程中物質的火災、爆炸潛在危險性為基礎，結合工藝條件、物料量等因素求取火災爆炸指數，進而可求出經濟損失的大小，以經濟損失評價生產裝置的安全性。評價中定量的依據是以往事故的統計資料、物質的潛在能量和現行安全措施的狀況。評價的目的：量化潛在的火災爆炸和反應性事故的預測損失；確定可能引起事故發生或是事故擴大的設備或單元；向管理部門通報潛在火災爆炸危險性；使工程技術人員了解各工藝部分可能造成的損失，并幫助確定減輕潛在事故嚴重性和總損失的有效而又經濟途徑。評價的基本程序見教材圖4-6所示。在評價之前首先要準備的資料：⑴裝置或工廠的設計方案。⑵火災、爆炸指數危險度分級表。（見教材表4-8）⑶火災、爆炸指數計算表。（見教材表4-5）⑷安全措施補償系數表。（見教材表4-6）⑸工藝單元風險分析匯總表。⑹工廠風險分析匯總表。⑺有關裝置的更換費用數據。資料準備齊全后，按教材圖4-6程序進行。1.選擇工藝（評價）單元一套生產裝置包括許多工藝單元，但計算火災、爆炸指數時，只評價那些從損失預防角度來看影響比較大的工藝單元，這些單元可稱評價單元。選擇評價單元可從以下幾個方面考慮：⑴潛在化學能（物質系數）。⑵工藝單元中危險物質的數量。⑶資金密度（每平方米美元數）。⑷操作壓力和操作溫度。⑸導致火災、爆炸事故的歷史資料。⑹對裝置操作起關鍵作用的單元。2.確定物質系數（MF）物質系數指物質由燃燒或其他化學反應引起的火災、爆炸中釋放能量大小的內在特性。（即工藝過程中物料的火災、爆炸潛在危險性）物質系數根據美國消防協會規定的物質可燃性Nf和化學活性（或不穩定性）Nr，從教材表4-7中求取。3.計算一般工藝危險系數（F1）一般工藝危險性是確定事故損害大小的主要因素，總共包括6項內容。即放熱反應、吸熱反應、物料處理和輸送、封閉單元或室內單元、通道、排放和泄漏。一般工藝危險系數=基本系數+表中所選取的系數之和4.計算特殊工藝危險系數（F2）特殊工藝危險性是影響事故發生的主要因素，共包括12項內容，即毒性物質、負壓物質、在爆炸極限范圍內或其附近的操作、粉塵爆炸、釋放壓力、低溫、易燃和不穩定物質的數量、腐蝕、泄漏、明火設備、熱油交換系統、轉動設備。特殊工藝危險系數=基本系數+表中所選取的系數之和5.確定單元危險系數（F3）單元危險系數（F3）=一般工藝危險系數（F1）×特殊工藝危險系數（F2）。6.計算火災、爆炸指數（F&EI）火災、爆炸指數用來估算生產過程中事故可能造成的破壞情況。F&EI=物質系數（MF）和單元危險系數（F3）的乘積。7.確定暴露面積用火災、爆炸指數乘以0.84，即可求出暴露半徑R(英尺)，根據暴露半徑計算出暴露區域面積。1英尺=0.3048m8.確定暴露區域內財產的更換價值更換價值=原來成本×0.82×價格增長系數9.危害系數的確定危害系數：由單元危險系數（F3）和物質系數（MF）按教材圖4-10來確定。10.計算最大可能財產損失（基本MPPD）基本MPPD（最大可能財產損失）=暴露區域的更換價值×危害系數11.安全措施補償系數（C）的計算道七版考慮的安全措施分成3類：工藝控制（C1）、物質隔離（C2）、防火措施（C3）。其總補償系數是該類所有選取系數的乘積。C=C1

C2

C312.確定實際最大可能財產損失（實際MPPD）實際最大可能財產損失=基本最大可能財產損失×安全措施補償系數。13.最大可能工作日損失（MPDO）14.停產損失（BI）估算BI=MPDO/30×VPM×0.7式中VPM——月產值；0.7——固定成本和利潤。最后根據造成損失的大小確定其安全程度。4.3.2英國帝國化學公司蒙特法英國帝國化學公司（ICI）蒙德（Mond）工廠，在美國道化學公司安全評價法的基礎上，提出了一個更加系統的安全評價法，稱為ICIMond法，或英國帝國化學公司蒙德法。該方法在肯定道化學公司的火災、爆炸危險指數評價法的同時，又在其定量評價基礎上對道三版作了重要的改進和擴充。擴成內容主要有以下幾點：⑴加了毒性的概念和計算。⑵擴展了某些補償系數。⑶增加了幾個特殊工程類型的危險性。⑷能對較廣范圍內的工程及儲存設備進行研究。改進和擴充后的蒙德法（Mond）評價的基本程序如教材圖4-12所示。其評價步驟可以歸納如下4方面：1.確定需要評價的單元根據工廠的實際情況，選擇危險性比較大的工藝生產線、車間或工段確定為需要評價的單元或子系統。2.計算道氏綜合指數D式中B——物質系數,即MF；M——特殊物質危險值，即SMH;

P——一般工藝危險值，即GPH;

S——特殊工藝危險性，即SPH;(4-13)

Q——數量危險值；Ｌ——設備布置危險值；Ｔ——毒性危險值。各項包含的因素及取值見教材表4-9。3.計算綜合危險性指數RR——綜合危險性指數；Ｆ——火災載荷系數；Ｕ——單元毒性指數；Ｅ——爆炸指數；Ａ——空氣爆炸指數。(4-14)４.采取安全措施后對綜合危險性重新進行評價采取的措施主要有改進容器設計(K1)、加強工藝過程的控制(K2)、安全態度教育(K3)、防火措施(K4)、隔離危險的裝置(K5)、消防(K6)等。每項都包括數項安全措施，根據其降低危險所起的作用給予小于1的補償系數。計算抵消后的綜合危險性指數R2的公式為：式中R1——通過工藝改進D,F,U,E,A之值發生變化后重新計算的綜合危險性指數，其值為：（4-15）（4-16）4.4單元危險性快速排序法該法是道化學公司的火災爆炸指數法的簡化方法，使用起來簡捷方便。該法主要用于評價生產裝置火災、爆炸潛在危險性大小，找出危險設備、危險部位。其程序如下：1.單元劃分首先將生產裝置劃分成單元，建議按工藝過程可劃分如下單元：⑴供料部分；⑵反應部分；⑶蒸餾部分；⑷收集部分；⑸破碎部分；⑹泄料部分；⑺驟冷部分；⑻加熱/制冷部分；⑼壓縮部分；⑽洗滌部分；⑾過濾部分；⑿造粒塔；⒀火炬系統；⒁回收部分；⒂存儲裝置的每個罐、儲罐、大容器；⒃存儲用袋、瓶、桶盛裝的危險物質的場所。2.確定物質系數和毒性系數根據美國防火協會的物質系數表（教材附錄）直接查出被評價單元內危險物質的物質系數，并由該表查出健康危害系數。按表4-16轉換為毒性指數。健康危害系數毒性系數Tn健康危害系數毒性系數Tn00325015043252125表4-16健康危害系數與毒性系數3.計算一般工藝危險性系數（GPH）由以下工藝過程對應的分數值之和求出一般工藝危害性系數：⑴放熱反應：表4-17列出了各種放熱反應及其相應的系數值。系數0.20.30.50.751.01.25放熱反應固體、液體、可燃性混合氣體燃燒加氫酯化酯化（較不穩定、較強反應性物質）水解氧化烷基化聚合鹵化硝化異構化縮合氧化酯化(不穩定、強反應性物質)磺化異物化（不穩定、強反應性物質）(強氧化劑)中和表4-17放熱反應危險性系數⑵吸熱反應：燃燒（加熱）、電解、裂解等吸熱反應取0.20；利用燃燒為煅燒、裂解提供熱源時取0.40⑶存儲和輸送：①危險物質的裝卸取0.50②在倉庫、庭院用桶、運輸罐儲存危險物質：儲存溫度在常壓沸點之下取0.30；儲存溫度在常壓沸點以上取0.60。⑷封閉單元：①在閃點之上、常壓沸點下的可燃液體取0.30。②在常壓沸點以上的可燃液體或液化石油氣取0.50。⑸其他方面：用桶、袋、箱盛裝危險物質，使用離心機，在敞口容器中批量混合，同一容器用于一種以上反應等取0.50。4.計算特殊工藝危險性系數（SPH）由下列各種工藝條件對應的分數值之和求出工藝危險性系數。⑴工藝溫度：①在物質閃點之上取0.25。②在物質常壓沸點以上取0.50。③物質自燃溫度低、且可被熱供氣管引燃取0.75。⑵負壓：①向系統內泄露空氣無危險不考慮。②向系統內泄露空氣有危險取0.50。③氫收集系統取0.50。④絕對壓力0.67kPa以下的真空蒸餾，向系統內泄漏空氣或污染物有危險取0.75。⑶在爆炸范圍內或爆炸極限附近操作：①露天儲存罐可燃物質，在蒸汽空間中混合氣體濃度在爆炸范圍內或爆炸極限附近取0.50。②接近爆炸極限的工藝或需用設備和/或氮、空氣清洗、沖淡以維持在爆炸范圍以外的操作取0.75。③在爆炸范圍內操作的工藝取1.00。⑷操作壓力：操作壓力高于大氣壓力時需考慮壓力系數。見教材圖4-13⑸低溫：①-30~0℃之間的工藝取0.30。②低于-30℃的工藝取0.50。⑹危險物質的數量：①加工處理工藝中，由教材圖4-14查出相應的系數。②存儲中，由教材圖4-15查出加壓液化氣體（A）和可燃液體（B）的相應系數。⑺腐蝕：①局部腐蝕，腐蝕率為0.5mm/年取0.10。②腐蝕率大于0.5mm/年，小于1mm/年取0.20。③腐蝕率大于1mm/年取0.50。⑻接頭或密封處泄漏：①泵和密封蓋自燃泄漏取0.10。②泵和法蘭定量泄漏取0.20。③液體透過密封泄漏取0.40。④觀察玻璃、組合軟管和伸縮接頭取1.50。5.計算火災、爆炸指數⑴火災、爆炸指數F:MF——物質系數；GPH——一般工藝危險性系數；SPH——特殊工藝危險性系數。⑵毒性指標T:式中——物質毒性系數；——考慮有毒物質MAC值（最高容許濃度）的系數，見教材表4-18。(4-17)(4-18)⑹評價危險等級該方法把單元危險性分為3級，評價時取火災、爆炸指數和毒性指標相應的危險等級中最高的作為單元危險等級。表4-19為危險等級劃分情況。MAC值Ts<5125575>5050表4-18有毒物質MAC（最高容許濃度）的系數等級火災爆炸指數毒性指標ⅠF<65T<6Ⅱ65≤F<956≤T<10ⅢF≥95T≥10表4-19單元危險性等級4.5生產設備安全評價方法以高壓氣體設施的安全評價為例。該評價方法適用于高壓氣體制造車間或工廠設施的安全評價，其從高壓氣體設施的設計、運行和安全管理各方面考慮防止高壓氣體設施發生事故。4.5.1設備安全評價要點高壓氣體設施本身技術復雜，運行條件特殊。具體評價內容有：⑴安全標志。⑵儀表和操作顯示判讀方法。⑶閥門及管線（包括安全閥等）。⑷警報系統。具體評價要點見教材表4-20。4.5.2操作運轉操作人員的誤操作和誤判斷是造成高壓氣體設施重大事故的原因之一。為了防止發生誤操作情況。除了從儀表和機器的布置等硬件方面考慮外，還應同時從培養操作人員的判斷能力和水平等軟件方面考慮。其評價內容可歸納為：操作方法；操作規程；教育訓練。4.5.3環境人的能力是否能充分發揮和周圍環境有很大關系。為不使操作人員的辨識、判斷活動能力受到影響，必須對光、照明、色彩、噪聲、通風、溫濕度等加以考慮。有以下側重點：⑴對儀表室內的環境要求。⑵對操作現場的環境要求。⑶對設備布置與現場環境的要求。4.5.4維護檢修設備維護檢修是保證設備安全運轉的重要措施，進行維護檢修的目的是為了掌握設備和機器的磨損、老化等劣化傾向，及時進行維修，就可以達到預防和減少事故的目的。⑴維護部門的職責：維修工具、設備維修檔案。維修時與運轉部門的協調與聯系，及維修部門與運轉部門的分工、各自的職責等。⑵安全檢查的有關內容：設備運轉日志、設備維修狀況檢查表、巡回檢查路線、次數、重點危險部位日常自檢記錄、設備異常情況的處理和技術措施、緊急時所用的安全設備的保養、整理和定期檢查制度等。4.6安全管理評價4.6.1概述安全管理評價就是評價企業的安全管理體系及管理工作的有效性和可靠性，評價企業預防事故發生的組織措施的完善性，評價企業管理者和操作者素質的高低及對不安全行為的可控程度。4.6.2安全管理評價內容1.現代安全管理方法的應用⑴安全檢查表；⑵事故樹分析；⑶事件樹分析；⑷預先危險性分析；⑸故障類型及影響分析；⑹ABC分析法；⑺生物節律；⑻行為科學與心理學；⑼人機工程；⑽信息管理；⑾PDCA；⑿目標管理；⒀三級危險點網絡管理；⒁計算機管理；⒂電化教學；⒃安全評價。2.八種安全教育形式⑴新職工進廠三級教育；⑵特種作業人員教育；⑶變換工種教育；⑷復工教育；⑸中層以上干部教育；⑹復訓教育；⑺班組長教育；⑻全員教育3.規劃計劃與安全工作目標在下列規劃或計劃內有安全工作目標：⑴長遠工作規劃；⑵年度工作計劃；⑶安全技術措施計劃；⑷廠長任職目標。4.職能部門安全指標分解下列部門應有安全分解指標：⑴生產；⑵技術；⑶財務；⑷計劃；⑸基建；⑹動力；⑺行政；⑻保衛；⑼設備；⑽運輸；⑾分廠與車間；⑿供應；⒀勞資；⒁教育。5.各級人員安全生產責任制下列各級人員應有安全生產責任制：⑴廠長或經理；⑵副廠長或副經理；⑶總工程師；⑷總經濟師；⑸總會計師；⑹工會主席；⑺職能科室負責人；⑻車間主任；⑼廠屬集體企業負責人。6.安全生產規章制度⑴安全生產檢查制度；⑵安全生產教育制度；⑶安全生產獎懲制度；⑷傷亡事故管理制度⑸危險作業審批制度⑹特種作業設備管理制度⑺動力管線管理制度⑻化工物品及毒品管理制度；⑼“三同時”評審制度；⑽職業病及職業中毒管理制度；⑾承包合同安全評審制度；⑿臨時線審批制度。7.各工種操作規程⑴操作規程文本；⑵現場違章操作率；⑶防護用品穿戴不合格率；⑷特種作業人員持證率；⑸安全知識抽試合格率。8.安全檔案⑴工傷事故檔案；⑵安全教育檔案；⑶違章記錄檔案；⑷安全獎懲檔案；⑸隱患及整改記錄；⑹項目檔案；⑺特種設備及危險設備記錄；⑻特種作業及危險作業人員健康檔案；⑼工業衛生檔案；⑽防塵防毒設備檔案。9.安全管理圖表⑴歷年工傷事故頻率圖；⑵危險點分布圖；⑶廠區通道管線布置圖；⑷配電系統與接地網布置圖；⑸安全管理信息反饋圖；⑹安全結構網絡體系圖；⑺多發性傷害與重大傷亡事故的事故樹圖；⑻有害作業點分布圖；⑼工傷事故控制圖。10.“三同時”審批項目⑴新建、改建、擴建項目；⑵技術改造項目；⑶設備更新項目；⑷新技術；⑸新材料；⑹新工藝；⑺新設備。11.事故處理“四不放過”⑴事故原因分析不清；⑵防范措施沒有得到落實；⑶廣大職工群眾未受教育；⑷事故責任者沒有受到嚴肅處理。12.安全工作“五同時”（計劃、布置、檢查、總結、安全評比）企業下列計劃或會議應包括安全工作內容：⑴年度工作計劃；⑵季度月（份）計劃；⑶生產調度會議；⑷車間（分廠）生產會議；⑸安全會議；⑹安全員例會；⑺年度工作總結；⑻年度安全評比。13.安全措施費用檢查內容包括：⑴企業近3年固定資產原值；⑵更新改造費總數；⑶安措費用總數；⑷實際提取數；⑸上一年安排技措項目名稱。14.安全機構與人員配備檢查內容包括：⑴安全機構名稱；⑵安技人員總數。4.6.3評價方法⑴首先結合評價對象（企業）的具體情況，確定上述各評價內容中各條款所占的權重。⑵對照有關標準、規范、安全法規、文件等進行檢查表式的對照檢查，然后打分。在此基礎上對各個評審專家的打分結果進行匯總，然后給出最后評價結果。4.7系統安全綜合評價法4.7.1概述系統安全水平的綜合評價可用圖4-7表示。人文安全管理綜合分析、量化、權重系數綜合評價事故嚴重度危險工藝與設備危險物質安全標準事故率外部環境作業環境圖4-7系統安全水平的綜合評價原理圖4.7.2評價模式以具有燃燒與爆炸危險性的典型危險源為評價對象，討論其評價模式。⑴燃燒爆炸危險源及其潛在的危險主要是意外能量釋放，用WB表示。WB的大小主要取決于物性系數α、物量系數β和工藝條件系數γ的乘積。WB=αβγ⑵作業環境內的危險度H內：H內=KB式中，B是由能量危險系數WB、作業環境內人員密度或出現頻次D和歷史上此類作業出現事故的概率P所決定。即：B=WB

DP；K是可控危險未受控系數。⑶K的大小取決于安全管理，它的內涵主要是指作業環境內設備、設施的安全狀況、完好率、作業環境條件和人文安全管理等綜合因素，也就是作業環境內的危險度