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    安全系统工程.doc

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    安全系统工程.doc

    安全系统工程的电子教案安全系统工程是本世纪 60 年代迅速发展起来的一门新兴学科,它是以系统工程的方法研究、解决生产过程中安全问题的工程技术。一、安全技术寓于生产技术之中自然界资源及生产资料有为人类谋福利的一面,也有危害人 类的一面。因此,人类为了生存和发展,在与自然界作斗争的过程中,积累了许多丰富的安全防护经验。安全工作随生产的产生而产生,也随生产的发展而发展。1. 现代工业生产的特点随着生产和技术的发展 , 现代工业生产有如下两个特点。(1) 四新 : 新工艺、新技术、新能源和新材料。(2)三化:生产过程的大规模化、复杂化和高度自动化。与此相适应 , 安全管理工作也面临着新的课题。(1) 新工艺、新技术、新能源和新材料的出现 , 必然会产生新的危害。由于人的认识能力有限 , 不可能马上完全认清其危害 , 这就 要求我们在工作中必须努力去发现和寻找出那些潜在的危害因 素。(2)需要处理的各种危害物质的种类和数量不断增多,如原子能的利用,产生了对人体有害的放射物质。电视机和计算机使用,同样也产生对人体有害的放射物质和强磁。另外,还有噪音产生的危害。 (3)由于生产过程大规模化、复杂化,造成危害的范围日益扩大。 (4)安全保障的要求以及技术难度也相应增长。2老企业的生产装置和设备的陈旧老化 老企业的生产装置和设备,由于年长日久,老化严重,潜在危险日益暴露出来。一旦发生灾害性事故,不仅使企业大损失,甚至造成社会性灾难。这就要求我们要及时检测、评价、防止事故的发生。由此可见,生产和技术的发展,不仅改变着产业结构和企业面貌,而且也对企业的生产安全工作提出了更新更高的要求。工业及新兴产业群的出现,涉及到诸多的知识领域,安全工程技术也必须与其发展相适应。二、系统与系统工程1系统系统这一概念有多种理解,但其基本意义大致相同,即:系统是相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特殊功能的有机整体。系统无处不有,如一块手表、一辆自行车、一架飞机、一个宇宙飞船等都是一个系统。一个工段、车间、工厂,一个联合企业,一个飞机工业,农业,甚至整个国民经济,整个世界,整个宇宙都可看作一个系统。例如,对生产系统来讲,系统是由人员、物质、设备、财务、任务指标和信息等按任务水平组成的整体。其功能是在既定的操作或后勤支援的条件下,协同完成预定的生产目标。系统按形式划分为:自然系统、人工系统和复合系统,按结构复杂程度划分为:简单系统、复杂系统。2.系统的特点: (1)目的性。任何系统必须具有明确的功能以达到一定的目的,没有目的就不能成为系统。 (2)整体性。系统至少是由两个或两个以上可以相互区别的元素(单元)按一定方式有机地组合起来,完成一定功能的综合体。 相同元素与不同元素组合构成不同功能的系统。如齿轮副元件可以传动,它组成减速器的功能是减速增矩,组成齿轮泵能将低压油变为高压油起增压作用。元件本身的功能固然要分析,更重要的是元件组成系统的整体功能,要从整体功能,出发,再分别对元件功能提出要求。系统整体功能不是个别元素功能的简单叠加,而是通过不同功能不同性能元素的有机联系、互相制约,即使在某些元素功能并不完善的情况下,经过组合,也能统一成为具有良好功能的系统。反之,即使每个元素都是。良好的,但如果只是简单叠加,而未经过良好组合,则构成整体后并不一定具备某种良好的功能。 (3)分解性。系统由元素组成,具有可分解性。可以认为系统是由较小的分系统有机组合而成,而分系统又由更小的子系统组成依次类推,直至组成系统的最小单元为止。 (4)相关性。系统内部各元素之间相互有机联系、相互作用、相互依赖的特定关系决定系统的特性。系统本身不是孤立的,与周围边界条件有密切关系,也就是说,系统必须适应外部环境的变化。分析问题时,必须考虑环境对系统的作用。 (5)系统的功能性。为了实现系统自身的正常运行和功能,系统需要一定的方式构成,应具有保持和传递能量、物资和信息的特征。 3.系统工程所谓工程,是利用自然资源为人类服务而形成的各种学科的总称。如机械工程、电力工程、电子工程、土木工程、化工工程、计算机工程、宇航工程、环境工程、安全系统工程等。系统工程就是从系统的观点出发,跨学科的考虑问题,运用工程的方法去研究和解决各种系统问题,具体的说,就是运用系统分析理论,对系统的规划、设计、制造、实验和使用等各个阶段进行有效的组织管理。它科学地规划和组织人力、物力、财力,通过最佳方案的选择,使系统在各种约束条件下,达到最合理、最经济、最有效的预期目标。它着眼于整体的状态和过程,而不拘泥于局部的、个别的部分。这是因为系统工程采用了新的方法论,这种方法论的基础就是系统分析的观点 , 即一种 “由上而下”、“由总而细 ”的 方法。它不着眼于个别单元的性能是否优良 , 而是要求巧妙地利用 单元间或子系统之间的相互配合与联系 , 来优化整个系统的任能 , 以求得整体的最佳方案。三、安全与系统安全1. 术语解释(1)安全。这是个很普通的概念, 用通俗的话来说 , 就是人们在生活和生产过程中,生命得到保证,身体免于伤害。安全的定义有多种,有人定义为“ 不发生导致死伤、职业病、设备或财产损失的状态”。对于某些导致发生上述损失的状态,看其概率是可以接受的,也可视为安全。从本质上来讲,安全就是预知人们活动的各个领域里存在的固有危险和潜在危险,并且为消除这些危险的存在 和状态而采取的各种方法、手段和行动。在生产活动中,人们处于各种不同的生产环境和工作条件下,使用着各种机器、设备、工具和原料生产,由此构成 “人 -机 -材料 -环境” 系统。系统中的危险源 和相关因素是很多的 , 因此 , 必须从系统的观点出发,运用系统分析的方法对整个系统进行分析、评价,及早消除危险源,才能实现 系统的安全。(2) 危害、危险与危险性。危害是造成事故的一种潜在危险,它是超出人的直接控制之外的某种潜在的环境条件。危险是一种状态,它可以引起人身伤亡、设备破坏或降低完成预定功能的能力。当存在危险性时,就存在产生这些不良影响的可能性。危险性表示危险的相对暴露。可能存在危险 , 但由于采取了预防措施 , 危险性 可能不大。例如高压变压器组, 只要通了电,就有使人触电死亡的固有危险性。如果这个变压器组不加防护,放在人员比较集中的地方 ,就有高度危险性。2. 系统安全所谓系统安全 , 是指在系统运行周期内 , 应用系统安全管理及 安全工程原理 , 识别系统中的危险性并排除危险 , 或使危险减至最小 , 从而使系统在操作效率、使用期限和投资费用的约束条件下达到最佳安全状态简言之,系统安全就是系统在一定的功能、时间和费用的约束条件下,使系统中人员和设备遭受的伤害和损失为最少。也可这样说 , 系统安全是一个系统的最佳安全状态。要达到系统安全 , 就必须在系统的规划、研究、设计、制造、试 验和使用等各个阶段 , 正确实施系统安全管理和安全工程。人们在 运用系统时 , 总是希望在人力、物力、财力和时间等约束条件下,所设计的系统具有最佳工作状态 , 如最佳性能、最大可靠性、最小重量和最大期望寿命等。寻求这种最佳效果的愿望 , 几乎渗透于产品 的规划、研究、设计、制造、运行等各个阶段,这就需要应用优化理论。关于优化理论已超出了本书的范围 , 读者需要时可参考有关专著。要使系统能达到安全的最佳状态 , 应满足: 在能实现系统安 全目标的前提下 , 系统的结构尽可能简单、可靠; 配合操作和维 修用的指令数目最少 ; 任何一个部分出现故障, 保证不导致整个系统运行中止或人员伤亡; 备有显示事故来源的检测装置或警 报装置; 备有安全可靠的自动保护装置并制定行之有效的应急措施。四、安全系统工程安全系统工程的定义是: 应用系统工程的原理与方法 , 识别、 分析、评价、排除和控制系统中的各种危险 , 对工艺过程、设备、生 产周期和资金等因素进行分析评价和综合处理 , 使系统可能发生 的事故得到控制,并使系统安全性达到最佳状态。由于安全系统工 程是从根本上和整体上来考虑安全问题,因而它是解决安全问题 的具有战略性的措施。为安全工作者提供了一个既能对系统发生事故的可能性进行预测 , 又可对安全性进行定性、定量评价的方法,从而为有关决策人员提供决策依据,并据此采取相应安全措施。安全系统工程是系统工程学科的一个分支 , 它的学科基础除有系统论、控制论、信息论、运筹学、优化理论等外,还有其特有的学科基础 , 如预测技术、可靠性工程、人机工程、行为科学、工程心 理学、职业安全卫生学、劳动保护法规、法律以及与其相关的各种工程学等多门学科和技术。第二节 安全系统工程发展概况安全系统工程在50年代末创始于美国 , 首先使用于军事工业方面 , 随后在原子能工业上也相继提出了保证系统安全的问题,并于1974 年由美国原子能委员会发表了 WASH1400 报告,即商用 核电站风险评价报告。这个报告发表后,引起世界各国的普遍重视,推动了安全系统工程的进一步发展。继美国之后其他各国在安全系统工程方面也展开了研究 , 并取得不小的成果。如英国在60年代中期开始收集有关核电站故障的数据 , 对系统的安全性和可靠性问题,采用了概率评价方法,进一步推动了定量评价工作,并设立了系统可靠性服务所和可靠性 数据库。日本引进安全系统工程的方法虽然较晚 , 但发展很快,已在电子、宇航、航空、铁路、公路、原子能、汽车、化工、冶金等工业领域大力开展了研究与应用。当前,安全系统工程已引起了各国普遍重视,曾多次召开过安 全系统工程的学术会议 , 出版了许多学术刊物和专著。国际安全系统工程学会每两年举办一次学术年会,1983年在美国休斯敦召开 的第六次会议,有40多个国家参加,讨论的议题涉及国民经济各个行业。可以看出 , 这门学科正得到越来越广泛的应用,并起到了越来越大的作用。安全系统工程在我国开展应用研究工作比较晚。1982年北京市劳动保护研究所召开了安全系统工程座谈会 , 由研究单位、大专院校和重点企业等部门同志参加。会上交流了国内开展研究和应用的情况 , 并探讨了在我国发展安全系统工程的方向 , 研究如何组织分工合作、如何长期进行学术交流等 , 这次会议为我国开展安全 系统工程的研究与应用打下了良好的基础。1985年,中国“劳动保护管理科学专业委员会”成立 , 在会上建立了“系统安全学组”,该学组以安全系统工程为中心,进行开发研究和推广应用等活动,为安全系统工程学科的发展和推进安全管理作出了贡献。目前,我国各产业部门、地方劳动局和工业部门在所属企业中,正在推广应用安全系统工程的活动,并取得了较好的效果。例如天津市原机械局于1988年贯彻机械工厂安全性评价标准(试 行), 当年在行业内部就取得无一人死亡的成绩。这是天津市机械行业历史上从未有过的大事。根据原劳动部 1996 年第3号令,规定今后“ 三同时” 审查 , 应有“ 安全评价 ”的内容。另外全国几十所高等院校增设了安全工程专业。这些都为普及和推广安全系统工程 知识 , 推进现代安全管理创造了有利条件 , 同时也为创造出适合我国国情的安全系统工程打下了良好的基础。第三节 安全系统工程的内容安全系统工程的基本任务就是预测、评价和控制危险。 其分析过程可概括为 : 系统安全分析(识别与预测危险); 危险性 ( 安全性 ) 评价 ( 包括人、机、物、工艺、环境、组织等 );比较;综合评价;最佳化计划的决策。从分析过程可看出 , 系统安全分析和评价是安全系统工程的核心 , 只有分析得准确、评价得周密 , 才能得出最佳的决策 , 由此采 取的安全措施才能得力。1.系统安全分析系统安全分析是实现系统安全的重要手段 , 它的目的在于通过分析使人们识别系统中存在的危险性和损失率, 并预测其可能性。因此,它是完成系统安全评价的基础。根据不同的情况和要求 ,可以把分析进行到不同的深度 ,可以是初步的,也可以是详细的。系统安全分析的方法有数十种之多, 这些方法有定性的也有定量的 ,有逻辑推理的,也有综合比较的。要完成一个准确的分析,就要事先了解各种分析方法的特点、适用场合,经过比较,再决定采用哪种分析方法。但不管采用哪种分析方法,都要事先建立一个系统模型。这种模型大多数采用图解方式,表示出系统各单元之间的关系。这样易于为人们掌握系统各单元之间的关系和影响, 便于查到事故的真正原因和危险性大小。2.安全评价安全评价要以系统安全分析为依据 , 只有通过分析 , 掌握了系 统中存在的潜在危险和薄弱环节、发生事故的概率和可能的严重 程度等 , 才能正确地进行安全评价。安全评价分为定性评价和定量评价。定性分析的结果用于定性评价 , 而定量分析的结果用于定量评价。任何定量方法总是在定 性的基础上开始的。但是定性评价只能够知道系统中的危险性的大致情况,如危险性因素的多少和严重程度等。要想深入了解系统 的安全状态 , 还有待于定量评价。只有经过定量的评价 , 才能充分 发挥安全系统工程的作用 , 通过定量评价的结果 , 决策者才可以选择最佳方案 ,领导和监察机关才可以根据评价结果督促企业改进安全状况 , 保险公司就可以按企业的安全性要求规定不同的保险金额。3.安全措施安全措施是指根据安全评价的结果,针对存在的问题 , 对系统 进行调整 , 对危险点或薄弱环节加以改进。安全措施主要有两个方面 : 一是预防事故发生的措施 , 即在事故发生之前采取适当的安全措施,排除危险因素, 避免事故发生;二是控制事故损失扩大的措施 ,即在事故发生之后采取补救措施 ,避免事故继续扩大,使损失减到最小。4.安全系统工程的优点从上述介绍可看出 , 安全系统工程在解决安全问题上与传统 的方法不同 , 它改变了以往凭直观经验和事后处理的被动局面, 因而形成了它本身的一些优点。(1) 预测和预防事故的发生,是现代安全管理的中心任务。运 用系统安全分析方法 , 可以识别系统中存在的薄弱环节和可能导 致事故发生的条件 , 而且通过定量分析,预测事故发生的可能性和 事故后果的严重性 , 从而可以采取相应的措施,预防事故发生。(2) 现代工业的特点是大规模化、连续化和自动化,其生产关系日趋复杂,各个环节和工序之间相互联系、相互制约。安全系统 工程是通过系统分析,全面地、系统地、彼此联系地以及预防性地 处理生产系统中的安全性 , 而不是孤立地、就事论事地解决生产系 统中安全性问题。(3) 对安全进行定量分析、评价和优化技术 , 为安全管理事故 预测提供了科学依据 , 根据分析可以选择出最佳方案 , 使各子系统 之间达到最佳配合 , 用最少投资得到最佳的安全效果 ,从而可以大幅度地减少人身伤亡和设备损坏事故。(4) 安全系统工程要做出定性和定量的安全评价 , 就需要有各项标准和数据。如许可安全值、故障率、人机工程标准以及安全设计标准等。因此, 安全系统工程可以促进各项标准的制定和有关可靠性数据的收集。(5) 通过安全系统工程的开发和应用 , 可以迅速提高安全技术人员、操作人员和管理人员的业务水平和系统分析能力 , 同时为培养新人提供了一套完整的参考资料。第二章 安全分析第一节 危险预先性分析一、危险性预先分析的基本含义危险性预先分析 (Preliminary Hazard Analysis ,缩写为 PHA), 是一种定性分析评价系统内危险因素和危险程度的方法。危险性预先分析是在每项工程活动之前 ,如设计、施工、生产 之前 ,或技术改造之后 , 即制定操作规程和使用新工艺等情况之后,对系统存在的危险性类型、来源、出现条件、导致事故的后果以及有关措施等,作一概略分析。危险性预先分析的目的是防止操作人员直接接触对人体有害的原材料、半成品、成品和生产废弃物,防止使用危险性工艺、装置、工具和采用不安全的技术路线。如果必须使用时,也应从工艺上或设备上采取安全措施, 以保证这些危险因素不致发展成为事故。一句话 ,把分析工作做在行动之前 , 避免由于考虑不周造成损失。二、危险性预先分析内容与主要优点系统安全分析的目的不是分析系统本身 , 而是预防、控制或减 少危险性,提高系统的安全性和可靠性。因此 ,必须从确保安全的观点出发,寻找危险源( 点 ) 产生的原因和条件 , 评价事故后果的严重程度,分析措施的可能性、有效性,采取切合实际的对策 ,把危害 与事故降低到最低程度。1. 危险性预先分析的内容根据安全系统工程的方法,生产系统的安全必须从人-机-环境系统进行分析,而且在进行危险性预先分析时应持这种观点: 即对偶然事件、不可避免事件、不可知事件等进行剖析 ,尽可能地把它变为必然事件、可避免事件、可知事件,并通过分析、评价,控制事故发生。分析的内容可归纳几个方面: 识别危险的设备、零部件, 并分析其发生的可能性条件;分析系统中各子系统、各元件的交接 面及其相互关系与影响;分析原材料、产品、特别是有害物质的 性能及贮运;分析工艺过程及其工艺参数或状态参数: 人、机 关系 ( 操作、维修等);环境条件;用于保证安全的设备、防护装置等。2. 危险性预先分析的主要优点(1) 分析工作做在行动之前 , 可及早采取措施排除、降低或控制危害 , 避免由于考虑不周造成损失。(2) 对系统开发、初步设计、制造、安装、检修等做的分析结果 ,可以提供应遵循的注意事项和指导方针。(3) 分析结果可为制定标准、规范和技术文献提供必要的资料。(4) 根据分析结果可编制安全检查表以保证实施安全 , 并可作为安全教育的材料。第二节 危险性预先分析步骤一、分析的一般步骤 图21 危险预先性分析的程序确定系统调查收集资料系统功能分解分析、识别危险性确定危险等级制定措施措施实施1. 确定系统明确所分析系统的功能及分析范围。2. 调查、收集资料 调查生产目的、工艺过程、操作条件和周围环境。收集设计说明书、本单位的生产经验、国内外事故情报及有关标准、规范、规程等资料。3. 系统功能分解一个系统是由若干个功能不同的子系统组成的,如动力、设备、结构、燃料供应、控制仪表、信息网络等,其中还有各种联接结构 , 同样,子系统也是由功能不同的部件、元件组成 , 如动力、传动、操纵和执行等。为了便于分析,按系统工程的原理,将系统进行功能分解,并绘出功能框图 ,表示它们之间的输入、输出关系。4. 分析、识别危险性 确定危险类型、危险来源、初始伤害及其造成的危险性 , 对潜在的危险点要仔细判定。5. 确定危险等级在确认每项危险之后,都要按其效果进行分类。6. 制定措施根据危险等级,从软件 ( 系统分析、人机工程、管理、规章制度等 ) 、硬件( 设备、工具、操作方法等)两方面制定相应的消除危险性 的措施和防止伤害的办法。二、危险性预先分析应注意的问题(1) 由于在新开发的生产系统或新的操作方法中, 对接触到的危险物质、工具和设备的危险性还没有足够的认识, 因此为了使分析获得较好的效果, 应采取设计人员、操作人员和安技干部三结合的形式进行。(2) 根据系统工程的观点 ,在查找危险性时, 应将系统进行分解 , 按系统、子系统、系统元一步一步地进行。这样做不仅可以避免 过旱地陷入细节问题而忽视重点问题的危险 , 而且可以防止漏项。(3) 为了使分析人员有条不紊地、合理地从错综复杂的结构关系中查出深潜的危险因素 , 可采取以下对策。第一, 迭代。对一些深潜的危险 , 一时不能直接查出危险因素时 , 可先做一些假设 , 然后将得出的结果作为改进后的假设 , 再进一步查危险因素。这样经 过一步一步地试析 , 向更准确的危险因素逼近。第二 , 抽象。在分析过程中 , 对某些危险因素常忽略其次要方面 , 首先将注意力集中于危险性大的主要问题上。这样可使分析工作能较快地人门 ,先保证在主要危险因素上取得结果。另外也可以运用控制论的观点来 探求。如图22所示。输入是一定的 , 技术系统 ( 具体结构 )也是一定的 , 问题是探求输出哪些危险因素。人输入技术系统能量物料能量讯号环境物料讯号图22 分析系统(4) 在可能条件下 , 最好事先准备一个检查表 , 指出查找危险性的范围。三、危险性识别生产现场包含着来自人、机( 物 )和环境三方面的多种隐患 , 为确保安全生产,就必须分析和查找隐患 , 并及早消除,将事故消灭 在发生之前,做到预防为主。因此,识别危险性是首要问题。造成事故后果必须有两个因素 ,一是有引起伤害的能量, 二是有遭受伤害的对象 ( 人或物 ), 二者缺一不可。而且这两个因素必须 相距很近 , 伤害能量能够达到 , 才能造成事故后果。如人的不安全 行为和机械或物质危险是人机 “两方共系”中能量逆流的两个系列,其轨迹交叉点就会造成 事故。如图 2-3 所示。人操作点潜在的危险性只有在一定 条件下才能发展成为事故。为了迅速地找出危险源( 点 ), 除需具有丰富的理论基础和实践 知识外,还可以从能量的转换等几方面人手。生活和生产都离不开能源 , 在正常情况下,能量通过做有用功制造产品和提供服务,其能量平衡式为:输入能 = 有用功 ( 做功能 )+ 正常耗损能 但在非正常运行状态下 , 其能量平衡式为:输入能 = 有用功+正常耗损能+逸散能这个逸散能作用在人体上就是伤害事故,作用在设备上则损坏设备。因此 ,从预防事故来看 , 关键是查找出生产现场能量体系 中潜在的危险因素。能够转化为破坏能力的能量有: 电能、原子能、机械能、势能和动能、压力和拉力、燃烧和爆炸、腐蚀、放射线、热能和热辐射、声能、化学能等。另一种表示破坏能量的因素及事件也可作为参考 : 加速度、污 染、化学反应、腐蚀、电 ( 电击、电感、电热、电源故障等 ) 、爆炸、火 灾、热和温度 ( 高温、低温、温度变化 ) 、泄漏、湿度 ( 高湿、低湿 ) 、氧 化、压力 ( 高压、低压、压力变化) 、辐射 ( 热辐射、电磁辐射、紫外辐射、电离 ) 、化学灼伤、结构损害或故障、机械冲击、振动与噪声等。为了便于分析,我们应了解能量转换过程 ,为此有必要进一步 叙述能量失控情况。一般说来 , 能量失控情况可分为两种模式 : 物理模式和化学模式。各类生产企业中,机械设备很多 , 因此从事故 数量上来看 , 物理模式的能量失控引起的事故占大多数。1. 物理模式物理能可分为势能和动能两种形式。以势能的形式出现的 , 如:处于高处的物体( 如落体、坠落、倒塌、崩垮、塌方、冒顶等)、受压的 弹性元件、贮存的热量、电压等。以动能的形式出现的有运动的机 械、行驶的车辆、电流、流动的液体等。势能是静止的、潜在的 , 人们对其危险性的认识往往不敏感。然而由于某种原因 , 势能转换为动能时 , 危险性就可能急剧增大。动能凭人的视觉能感觉到它的存在,危险性可以一目了然, 但是静止的人会被运动物体所撞伤 , 人与物体相互运动也可能受伤 , 行动的人碰到静止物体也会受伤 , 这些危险都是元法预料的。另外,还要注意有些物体同时具有两种能量, 如电动机既有电能 , 又有机械回转能。(1) 物理爆炸。物理爆炸是纯粹物理现象产生的冲击波 , 它常 常是因压力容器的破坏而产生 , 受压气体突然释放 , 能够产生很大 的破坏力。如空压机贮气罐、液化气贮气罐、各种气瓶等。(2) 锅炉爆炸。锅炉是工业生产中用得较多的设备 , 又是比较 容易发生灾害性事故的设备。锅炉爆炸比单纯的受压气体爆炸的 破坏性更大 , 因为在相同压力下 , 蒸汽比同等体积的气体能量大很 多倍。另外 , 锅炉的过热水由于锅炉破坏而闪蒸成蒸汽 , 使蒸汽中 所含的热量进一步增多。引起锅炉爆炸的主要事件是锅炉体结垢、 炉壁腐蚀、缺水和超压运行。所有的蒸汽发生器、冷却水夹套、烧沸 水的设备、家用水暖设备等 , 都有可能发生锅炉型爆炸。(3) 机械失控。机械把一种形式的能量转换为另一种形式的能 量 , 如把水的势能转换为电能 , 或把机械能转换成压缩、成型、挤 压、破碎、切削等有用功。正在运转的机器有很大的动能 , 它们不断 地有次序地进行能量转换工作或做有用功。由于机械设计不良、强 度计算有误或超负荷运转 , 都可能造成机械失控 , 对机器本身或其附近目标做破坏功。例如离心机由于超速运行而发生爆炸 ; 汽轮机的涡轮叶片超速引起内应力超过轮筋的拉力时 , 就可能发生物理型爆炸。(4) 电气失控。电动机和发电机是转换能量的装置 , 输电线和 变压器、配电设备等则是传输电能的装置 , 而且前者同时具有电能 和机械能。将电能转换为机械能的设备系统或元件若不完善或超 负荷运行就可能发生电气失控,电能有逆流到人体的潜在危险,同时也会造成火灾或其他损失。(5) 其他物理能量失控。一些物理因素如热辐射、核污染、噪声和次声、电场和磁场、微波、激光、红外和紫外辐射等 , 如果失控,都会引起人员伤亡和财产损失。2. 化学模式化学模式危险性所产生的破坏力和物理模式不同 , 它是通过物质化合和分解等化学反应产生的能量失控而造成火灾或爆炸。其过程是静态化学能通过化学反应转变为物理能 , 由物理能对目标施加破坏力。化学爆炸的起因是由于化学反应失控 , 瞬时产生大量高温气体, 该气体受到约束时可其有极大的压力, 高压气体产生冲击波, 对周围目标造成破坏。化学模式通常有三种情况 :(1) 直接火灾。当可燃性物质和氧气共存时 , 遇到火源就有可能发生火灾。但是 , 应该注意某些非可燃性物质发生直接火灾的可 能性 , 如各类粉尘 , 包括有机塑料粉尘、染料粉尘、某些金属如楼、 铝等粉尘、煤及谷物粉尘等 , 它们能和空气充分结合 , 有些还有吸 附空气的能力。这些粉尘在加工、运输、贮存过程中 , 容易造成粉尘 爆炸 , 产生严重后果。在石油和易燃液体加工过程中 , 一般都注意到尽可能减少与 空气接触。但是在贮存过程中,如石油贮罐都装有呼吸阀 , 当环境温度高时 ( 中午 ) 排出多余的油气,若油气受到空间的约束 , 当达到爆炸极限 , 遇火就发生爆炸;当环境温度低时 ( 晚上或雨后), 则会 吸入周围空气 , 如遇到静电火花也会发生爆炸。(2) 间接火灾。间接火灾系指受外力破坏引起本身发生火灾的 情况 , 如设备或容器遭受外来事故的波及、易燃物质外泄、遇火源发生爆炸等。因此 , 在设计布局时要注意设备之间、装置之间、工厂之间的距离 , 避免间接火灾发生。(3) 自动反应。有些化学反应物体本身带有含氧分子团 , 不需外部供氧就能发生氧化反应。如炸药、过氧化物等 , 性质极不稳定,遇到冲击振动或其他刺激因素,就能发生火灾爆炸。另外 , 有些化合物本身聚合(不饱和烃类 ) 和分解(乙烘), 受到温度、压力或贮存 时间的影响 , 会自动发生反应 , 造成火灾爆炸。3. 有害因素很多化学物质如氧化物、氯气、光气、氨、一氧化碳等 , 都会对人体造成急性或慢性的毒害。因此 , 国家为了保护职工身体健康 ,规定了这些有害物质在操作环境中的最高允许浓度 , 超过了规定的允许值则被认为存在着危险性。 要注意惰性气体等对人的危害性 , 如氮气会使人窒息致死。 生物性有害因素会使人致病 ,如致病微生物( 细菌、病毒、真菌、原生物、螺旋体等 ) 。4. 外力因素外力系指受到外界爆炸而产生的冲击波、爆破碎片的袭击等和地震、洪水、雷击、腿风等自然现象 , 对生产设备或房屋外施加很 大的能量而造成的损坏和人身伤亡。5. 人的因素在人机系统中 , 人子系统比机械子系统可靠性低很多。因为人具有自由性 , 再加上构成劳动集体的每个成员的精神素质和心 理特征不同 , 易受环境条件所造成的心理上的影响 , 从而造成误操作。为了防止事故的发生就必须对人加强教育训练 , 提高其可靠 性、适应能力和应变能力 , 同时加强人机工程学的研究 , 使机器能 适应于人的操作 , 减少误差。6. 环境因素在生产现场 , 除机器设备能构成不安全状态和人的不安全行为造成事故外 , 生产所用的原材料、半成品、成品、工具以及工业废 弃物等 , 如放置不当也会造成不安全状态 , 因为这些物体具有潜在 的势能。还有粉尘、毒气、恶臭、照明、温度、湿度、噪声、振动、高频、 微波、放射性等危害。环境危害不只限于在操作点上发生 , 而是发 生在一定的范围内 , 影响面大。四、危险性等级的划分在危险性查出之后, 应对其划分等级,排列出危险因素的先后次序和重点, 以便分别处理。由于危险因素发展成为事故的起因和 条件不同 , 因此在危险性预先分析中仅能作为定性评价 , 其等级如下:1 级 : 安全的一一不发生危险。2 级 : 临界的一一处于形成事故的边缘状态 , 暂时还不会造成人员伤害和系统损坏 , 但应予以排除或控制。3 级 : 危险的一一会造成人员伤亡和系统损坏 , 应立即采取措施排除。4 级 : 破坏性的一一会造成灾难性事故。五、危险性控制危险性识别和等级划分后,就可采取相应的预防措施,避免它发展成为事故。采取预防措施的原则首先是采取直接措施 , 即从危险源(或起因)着手。其次,则是间接措施 ,如隔离、个人防护等。1.防止能量的破坏性作用(1) 限制能量的集中与蓄积 一定量的能量集中于一点要比它大面上散开所造成的伤害程度更大。有二些能量的物体本身 , 就是工厂的产品或原料 , 如炼油 厂的原油及其产品汽油和轻油 , 发电厂的电以及一些化工企业原 料用轻油等。对这样一些工厂要根据原料或产品的贮量和周转量 规定限额来限制能量集中。对某些机械能可采用限制能量的速度 和大小 , 规定极限量 , 如限速装置。对电气设备采用低电压装置 , 如 使用低压测量仪表以及保险丝、断路器和使用安全电压等。防止能量蓄积 , 如温度自动调节器、控制爆炸性气体或有害气体浓度的报警器、应用低势能 ( 如地面装卸作业)等。(2)控制能量的释放 防止能量的逸散。如将放射性的物质贮存在专用容器内 ,电气设备和线路采用良好的绝缘材料以防止触电 , 高空作业人员 使用安全带及建筑工地张挂安全网。 延缓能量释放。如用安全阀、逸出阀、爆破片、吸收机械振动的吸振器以及缓冲装置等。 另辟能量释放渠道。如接地电线、抽放煤炭堆中的瓦斯、排空管等。(3)隔离能量在能源上采取措施。如在运动的机件上加防护罩、防冲击波的消波器、防噪声装置等。在能源和人与物之间设防护屏障。如防火墙、防水闸墙、辐射防护屏以及安全帽、安全鞋和手套等个体防护用具等。设置安全区、安全标志等。(4) 其他措施为提高防护标准 , 可采用双重绝缘工具、低压电回路、连续监 测和遥控等 , 为提高耐受能力 , 可挑选适应性强的人员以及选用耐 高温、高寒和高强度材料。2.降低损失程度的措施事故一旦发生 , 应马上采取措施 , 抑制事态发展 , 减轻危害的严重性。如设紧急冲浴设备、采用快速救援活动和急救治疗等。3.防止人的失误人的失误是人为地使系统发生故障或发生使机件不良的事件,是违反设计和操作规程的错误行为。人的可靠性比机械、电器 或电子原件要低很多,特别是情绪紧张时容易受作业环境影响, 失误的可能性更大。为了减少人的失误 , 应为操作人员创造安全性较 强的工作条件,设备要符合人机工程学的要求 ,重复操作频率大的 工作应用机械代替手工 ,变手工操作为自动控制。建立健全规章制度、严格监督检查、加强安全教育也是有力措施。第三节 安全检查表安全检查表是进行安全检查, 发现潜在危险 , 督促各项安全法规、制度、标准实施的一个较为有效的工具。这种用提纲的方式编成的检查表,很早就用于安全工作中。它是安全系统工程中最基础、最初步的一种形式。一、安全检查表的定义安全检查表实际上就是一份实施安全检查和诊断的项目明细表 , 是安全检查结果的备忘录。通常为检查某一系统、设备以及各 种操作管理和组织措施中的不安全因素 , 事先对检查对象加以剖析、分解、查明问题所在 , 并根据理论知识、实践经验、有关标准、规范和事故情报等进行周密细致的思考 , 确定检查的项目和要点 , 以提问方式,将检查项目和要点按系统编制成表 , 以备在设计或检查时 , 按规定的项目进行检查和诊断 , 这种表就叫安全检查表。现代安全系统工程中很多分析方法 , 如危险性预先分析、故障 模式及影响分析、事故树分析、事件树分析等 ,都是在这个基础上发展起来的。安全检查表在安全检查中之所以能够发挥作用 , 是因为安全检查表是用系统工程的观点 , 组织有经验的人员 , 首先将复杂的系统分解成为子系统或更小的单元 , 然后集中讨论这些单元中可能 存在什么样的危险性、会造成什么样的后果、如何避免或消除它 , 等等。由于可以事先组织有关人员编制 , 容易做到全面周到 , 避免 漏项。经过长时期的实践与修订 , 可使安全检查表更加完善。安全检查表在安全系统工程诸方法中 ,是一种最基础、最初步的方法 , 它不仅是实施安全检查的一种重要手段 , 也是预测和预防 潜在危险因素的一个有效工具。二、安全检查表的功用归纳起来 , 安全检查表主要有以下功用。(1) 安全检查人员能根据检查表预定的目的、要求和检查要点 进行检查 , 做到突出重点 , 避免疏忽、遗漏和盲目性 , 及时发现和查 明各种危险和隐患。(2) 针对不同的对象和要求编制相应的安全检查表 , 可实现安 全检查的标准化、规范化。同时也可为设计新系统、新工艺、新装备 提供安全设计的有用资料。(3) 依据安全检查表进行检查 , 是监督各项安全规章制度的实 施和纠正违章指挥、违章作业的有效方式。它能克服因人而异的检 查结果 , 提高检查水平 , 同时也是进行安全教育的一种有效手段。(4) 可作为安全检查人员或现场作业人员履行职责的凭据 , 有利于落实安全生产责任制 , 同时也可为新老安全员顺利交接安全 检查工作打下良好的基础。三、安全检查表的种类安全检查表的应用范围十分广泛 , 如对工程项目的设计、机械 设备的制造、生产作业环境、日常操作、人员的行为、各种机械设备 及设施的运行与使用、组织管理等各个方面。加上安全检查的目的 和对象不同 , 检查的着眼点也就不同 , 因而需要编制不同类型的检查表。安全检查表按其用途分为下面几种。1. 设计审查用安全检查表 分析事故情报资料表明 , 由于设计不良而存在不安全因素所造成的事故约占事故总数的 1/4 。如果在设计时能够设法将不安全因素除掉 , 则可取得事半功倍的效果。否则 , 设计付诸实施后 , 再 进行安全方面的修改 , 不仅浪费资金 , 而且往往收不到满意的效 果。因此 , 在设计之前 , 应为设计者提供相应的安全检查表。检查 表中应附上有关规程、规范、标准 , 这样既可扩大设计人员知识面 ,又可使他们乐于采取这些标准中的数据与要求 , 避免与安全人员 发生争议。安全人员也可在“ 三同时 ”审查时使用此类安全检查表。设计用的安全检查表其内容主要包括 : 厂址选择、平面布置、 工艺流程的安全性、装备的配置、建筑物与构筑物、安全装置与设施、操作的安全性、危险物品的贮存与运输、消防

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