系统安全性分析.ppt

《系统安全性分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统安全性分析.ppt（85页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,安全评价,主讲人：贾智伟单位：河南理工大学安全学院电话：,2,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,常用的有按评价结果的量化程度分类法、按评价的推理过程分类法、按针对的系统性质分类法、按安全评价要达到的目的分类法等。按评价结果的量化程度分类：定性安全评价方法定量安全评价方法,3,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,定性安全评价方法定性安全评价方法主要是根据经验和直观判断能力对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定性的分析，安全评价的结果是一些定性的指标，如是否达到了某项安全指标、事故类别和导致事故发生的因素等。属于定性安全评价方法的有安全检查表、专家现场询问观

2、察法、因素图分析法、事故引发和发展分析、作业条件危险性评价法(格雷厄姆金尼法或LEC法)、故障类型和影响分析、危险与可操作性研究等。,定性安全评价方法的特点是容易理解、便于掌握，评价过程简单。目前定性安全评价方法在国内外企业安全管理工作中被广泛使用。但定性安全评价方法往往依靠经验，带有一定的局限性，安全评价结果有时因参加评价人员的经验和经历等有相当的差异。同时由于评价结果不能给出量化的危险度，所以不同类型的对象之间安全评价结果缺乏可比性。,4,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,定量安全评价方法定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律(数学模型)，对

3、生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定量的计算，安全评价的结果是些定量的指标，如事故发生的概率、事故的伤害(或破坏)范围、定量的危险性、事故致因因素的事故关联度或重要度等。,按照安全评价给出的定量结果的类别不同，定量安全评价方法还可以分为：概率风险评价法伤害(或破坏)范围评价法危险指数评价法。,5,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,概率风险评价法概率风险评价法是根据事故的基本致因因素的事故发生概率，应用数理统计中的概率分析方法，求取事故基本致因因素的关联度(或重要度)或整个评价系统的事故发生概率的安全评价方法。故障树分析、逻辑树分析、概率理论分析、马尔可夫模型分析

4、、模糊矩阵法、统计图表分析法等都可以用基本致因因素的事故发生概率来计算整个评价系统的事故发生概率。,该类评价方法不适应基本致因因素不确定或基本致因因素事故概率不能给出的系统。模糊数学理论、灰色系统理论和神经网络理论,6,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,伤害(或破坏)范围评价法伤害(或破坏)范围评价法是根据事故的数学模型，应用计算数学方法，求取事故对人员的伤害范围或对物体的破坏范围的安全评价方法。液体泄漏模型、气体泄漏模型、气体绝热扩散模型、池火火焰与辐射强度评价模型、火球爆炸伤害模型、爆炸冲击波超压伤害模型、蒸气云爆炸超压破坏模型、毒物泄漏扩散模型和锅炉爆炸伤害TNT当量法都属于伤害(

5、或破坏)范围评价法。,该类评价方法适用于系统的事故模型和初值与边值比较确定的安全评价。,7,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,发生1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站的四号机组按照原定计划停机检修，凌晨1点23分，正当工作人员做一个发电机运行状态的试验时，四号反应堆突然发生猛烈爆炸。随即，8吨多强辐射物质混合着炙热的石墨碎片和核燃料碎片从四号反应堆中喷涌而出。,扩散爆炸发生当天，一些较重的放射性物质就随风向西扩散到了波兰的许多地区，第三天，放射性尘埃扩散到前苏联西部的大片地区，并开始威胁西欧。第四天，纳维亚半岛和德国受到影响，十天内，放射性尘埃落到了欧洲大部分地区。据统计，爆

6、炸最终导致20万多平方公里的土地受到污染。,8,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,疏散核电站附近的居民被紧急疏散，人们在城镇的中央集合，各家只能携带简单的行李和宠物，然后由政府派出的车队把他们送往安全的地方。被疏散的人群都被统一安排在政府提供的帐篷里居住，切尔诺贝利核电站周围半径三十公里的整个地区都被划为隔离区，士兵们在各家门上加了锁还贴上封条，每个人都不知道何时才能再回到世世代代居住的家乡。,9,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,清理当时的前苏联政府先后组织了约六十万人进入隔离区进行清理抢救工作。据当时的报道记载，在核电站废墟上，由于机械设备大量损坏，现场的清理许多工作是

7、依靠人工完成。救援人员身穿防护服，以每组四十秒的工作时间轮流进入现场，清理可能引发再次爆炸的危险品。,10,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,死亡由于辐射死亡的人数在六个月以内28人，有两百多个人得了急性放射病，但对当地其他人也会有一些影响，但对这些影响的评价，一种是从科学技术的角度评价，另外，也会有心理各种方面的影响。从现在的情况来看，最大的问题是心理问题，就是由于害怕，产生很多心理障碍，这样引起来的问题应该说比真正的辐射的影响要大得多。,2006年4月12日，身穿特殊防护服、佩戴面具的建筑工人在加固切尔诺贝利“石棺”。事故发生后，发生爆炸的4号机组被钢筋混凝土封闭，下面至今仍封存

8、着约200吨核原料，“石棺”由此得名。,11,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,报道有媒体报道说，因为遭受急性核辐射，当时参加清理抢救的六十万人当中，已经有七千多人在事故发生后的五年内陆续离开人世。而这个数据与后来联合国原子辐射效应委员会公布的“六个月之内造成二十八人直接死亡”的数据相去甚远。,真相俄罗斯科学院的一位院士就写了一本书，叫切尔诺贝利的真相，在那里面他对这个事做了一个详细的分析。他当时就是说按照这各个地方的情况，从20岁到49岁，每年的死亡率，正常的死亡率，这五年恰好是死六千多人到八千人之间，所以这个七千人是一个正常的死亡率，而并不是切尔诺贝利引起的死亡。,12,第4章系

9、统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,影响由于核輻射的影响，導致該地區產生大量的畸形嬰兒。同時，一些動物由於受輻射影響.體形變的空前巨大。,13,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,变异巴黎居里大学Anders和他的研究团队造在1991年就开始严密关注生活在切尔诺贝利附近村子里的燕子，他们发现燕子有很多的变异特征长着形状各异的鸟喙、脚趾、羽毛，甚至颜色都和其他的燕子不甚相同，变异后的燕子色彩更加鲜艳，它们长着五颜六色的羽毛。据不完全统计，安德斯检查了约7，700只燕子，有的是切尔诺贝利周围村子里的，也有离切尔诺贝利很远的国家如西班牙、意大利和丹麦的燕子。安德斯的研究报告刊登在最新一期的生

10、物杂志上，报告上显示在切尔诺贝利附近生活的燕子中，受到核污染而变异的燕子比例远远大于正常燕子,14,第4章系统安全性分析,切尔诺贝利核泄漏事故,秦山核电站，在选点以后它就应该有安全方面，包括环境方面的一个评价，选点完了以后，然后做初步设计，在初步设计通过之前，必须要通过初步安全分析报告，初步安全分析报告通过以后才能正式动工，动工完了以后到运行之前,，还有一个最终安全分析报告。在秦山核电站一期发现过一些具体的小问题，秦山二期是发生过比较大的事。秦山二期一个压力容器的加工，它上面加工完了以后检查不合格，焊接的焊缝不合格，后来再加工一台，焊缝还是很大，随后组织了全国各方面的力量来讨论、研究，最后国外

11、的最好产品的放进去用。但是由于这样一个事，整个应该说工期就拖了差不多一年。追加投入的人力、物力在千万元以上。,15,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,危险指数评价法常用的危险指数评价法有道化学公司火灾爆炸危险指数评价法，蒙德火灾爆炸毒性指数评价法，易燃、易爆、有毒重大危险源评价法等。在危险指数评价法中，由于指数的采用，使得系统结构复杂，难以用概率计算事故可能性的问题，通过划分为若干个评价单元的办法得到了解决。,缺点是：采用的安全评价模型对系统安全保障设施(或设备、工艺)功能的重视不够，评价过程中的安全保障设施(或设备、工艺)的修正系数，一般只与设施(或设备、工艺)的设置条件和覆盖范围有关

12、；而与设施(或设备、工艺)的功能多少、优劣等无关。特别是忽略了系统中的危险物质和安全保障设施(或设备、工艺)间的相互作用关系，而且给定各因素的修正系数后这些修正系数只是简单地相加或相乘，忽略了各因素之间的重要度的不同。,16,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,其他安全评价分类法按照安全评价的逻辑推理过程，安全评价方法可分为归纳推理评价法归纳推理评价法是从事故原因推论结果的评价方法，即从最基本危险、有害因素开始，逐渐分析导致事故发生的直接因素，最终分析可能的事故。鱼刺图演绎推理评价法演绎推理评价法是从结果推论原因的评价方法，即从事故开始，推论导致事故发生的直接因素，再分析与直接因素相关的间

13、接因素，最终分析和查找出致使事故发生的最基本危险、有害因素。故障树,17,第4章系统安全性分析,安全评价方法分类,其他安全评价分类法按照安全评价要达到的目的，安全评价方法可分为事故致因因素安全评价方法危险性分级安全评价方法事故后果安全评价方法,按照评价对象的不同，安全评价方法可分为设备(设施或工艺)故障率评价法人员失误率评价法物质系数评价法系统危险性评价法等,18,第4章系统安全性分析,安全评价方法的选择原则,充分性原则适应性原则系统性原则针对性原则合理性原则,“理应统对分”,19,第4章系统安全性分析,安全评价方法的选择过程,安全评价方法的选择过程,20,第4章系统安全性分析,选择安全评价方

14、法应注意的问题,工作量选取要合适随着被评价的系统规模、复杂程度的增大，有些评价方法的工作量、工作时间和费用相加增大甚至超过容许的条件，在这种情况下，有些评价方法即使合适，也不能采用。一般而言，对危险性较大的系统可采用系统的定性、定量安全评价方法，工作量也较大。如故障树、危险指数评价法、TNT当量法等。反之，可采用经验的定性安全评价方法或直接引用分级(分类)标准进行评价，如安全检查表、直观经验法或直接引用高处坠落危险性分级标准等。对于规模大、复杂、危险性高的系统可先用简单的定性安全评价方法进行评价，然后再对重点部位(设备或设施)采用系统的定性或定量安全评价方法进行评价。,21,第4章系统安全性分

15、析,选择安全评价方法应注意的问题,认准评价的具体目标和要求的最终结果在安全评价中，由于评价目标不同，要求的评价最终结果是不同的，如查找引起事故的基本危险有害因素、由危险有害因素分析可能发生的事故、评价系统的事故发生可能性、评价系统的事故严重程度、评价系统的事故危险性、评价某危险有害因素对发生事故的影响程度等，因此需要根据被评价目标选择适用的安全评价方法。,评价资料的占有情况如果被评价系统技术资料、数据齐全，可进行定性、定量评价并选择合适的定性、定量评价方法。反之，如果是一个正在设计的系统、缺乏足够的数据资料或工艺参数不全，则只能选择较简单的、需要数据较少的安全评价方法。注明资料不全等字样。,安

16、全评价的人员,22,第4章系统安全性分析,安全检查表法,安全检查目的 安全检查是对工程、系统的设计、装置条件、实际操作、维修等进行详细检查以识别所存在的危险性。,随着具体情况不同采用不同的检查表，我们可以简单的分成为检查结果的定性化、半定量化、或定量化的安全检查表。,23,第4章系统安全性分析,安全检查表法,安全检查表所需资料：(1)有关标准、规程、规范及规定（是否偏离规定）；(2)国内外事故（事故和未遂事故）案例；(3)详细的工艺和装置说明（是否偏离设计）；(4)研究的成果等有关资料（发现新的安全问题）。(5)以前的类似的安全分析报告。,24,第4章系统安全性分析,安全检查表法,检查结果定性

17、化 安全检查表应列举需查明的所有导致事故的不安全因素，通常采用提问方式，并以“是或否来回答，“是”表示符合要求；“否”表示还存在问题，有待于进一步改进：部分符合表示有一部分符合条件，另一部分不符合条件。回答是的符号为“”，表示否的符号为“x”，*”表示部分符合。所以在每个提问后面也可以设有改进措施栏，每个检查表均需要注明检查时间、检查者、后面直接责任人，以便分清责任。,25,第4章系统安全性分析,安全检查表法,检查结果的半定量 菲利浦石油公司安全检查表采用了检查表判分分级系统，在这里作为安全检查表的判分系统采用的是三级判分系列：0123，0135，0l357，其中评判“0为不能接受的条款，低于

18、标准较多的判给1”；稍低于标准的条件判给刚低于最大值的分数；符合标准条件的判给最大的分数。判分的分数是一种以检查人员的知识和经验为基础的判断意见，检查表中分成不同的检查单元进行检查。为了得到更为有效的检查结果，用所得总分数除各种类别的最大总分数的比值，以便衡量各单元的安全程度。,26,第4章系统安全性分析,安全检查表法,检查结果的定量化 根据安全检查表检查结果及各分系统或子系统的权重系数，按照检查表的计算方法，首先计算出各子系统或分系统的评价分数值，再计算出各评价系统的评价得分，最后计算出评价系统(装置)的评价得分，确定系统(装置)的安全评价等级。,27,第4章系统安全性分析,安全检查表法的优

19、点,（1）能够事先编制检查表，不至于漏掉能导致危险的关键因素。（2）可以根据规定的标准、规范和法规，检查遵守的情况。（3）检查表给人的印象深刻，表内可以注明改进措施的要求，隔一段时间后重新检查改进情况。（4）简单易懂，容易掌握。,安全检查表法的缺点,只能对已经存在的对象进行评价，如果要对处于设计或规划阶段的对象进行评价，必须找到相似和类似的对象。,28,第4章系统安全性分析,危险度评价法,危险度评价法是借鉴日本劳动省“六阶段”的定量评价表，结合我国国家标准石油化工防火设计规范、压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险度评价分类等技术规范标准，编制了“危险度评价取值表”(表91)，规定了危险度由物质

20、、容量、温度、压力和操作等5个项目共同确定，其危险度分别按A10分，B5分，C2分，D0分赋值计分，内累计分值确定单元危险度。危险度分级图如图91所示，分级表见表92。,29,第4章系统安全性分析,危险度评价法,30,第4章系统安全性分析,预先危险分析(定性分析),目的：大体识别与系统有关的主要危险；鉴别产生危险的原因；预测事故出现对人体及系统产生的影响；判定已识别的危险性等级，并提出消除或控制危险性的措施。,预先危险分析也称初始危险分析，是在每项生产活动之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在的危险类别、出现的条件，事故后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。,在项目发展初期使用PH

21、A有如下优点：它能识别可能的危险、用较少的费用或时间就能进行改正；它能帮助项目开发组分析和（或）设计操作指南；方法简单易行、经济、有效；这种方法对固有系统中采取新的操作方法、接触新的危险性物质、工具和设备时，进行分析比较合适。,31,第4章系统安全性分析,预先危险分析(定性分析),预先危险性分析步骤：（1）通过经验判断、技术诊断或其他方法调查确定危险源。（2）根据过去的经验教训及同类行业生产中发生的事故（或灾害）情况，对系统的影响、损坏程度，类比判断所要分析的系统中可能出现的情况，查找能够造成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性，分析事故（或灾害）的可能类型；（3）对确定的危险源分类，制成预先

22、危险性分析表；（4）转化条件，即研究危险因素转变为危险状态的触发条件和危险状态转变为事故（或灾害）的必要条件，并进一步寻求对策措施，检验对策措施的有效性；（5）进行危险性分级（安全、临界、危险、灾难）。（6）制定事故（或灾害）的预防性对策措施。,32,第4章系统安全性分析,预先危险分析(定性分析),33,第4章系统安全性分析,34,（环氧乙烷/乙二醇）,35,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,故障类型及影响分析是美国于1957年最早用于飞机发动机故障分析，因其容易掌握且实用性强，故得到迅速推广。目前在电子、机械、电气等领域广泛应用，国际电工委员会（IEC）已颁布FMEA标准

23、，我国有关部门亦在制定相关标准。方法特点FMEA的目的是辨识单一设备和系统的故障模式及每种故障模式对系统或装置造成的影响。主要用于设备和机器故障的分析，也可用于连续生产工艺（主要用于硬件和系统分析），评价人员通常提出增加设备可靠性的建议，进而提出工艺安全对策。,36,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,基本概念故障：元件、子系统、系统在运行时，达不到设计规定的要求，不能完成任务的情况称为故障。故障类型：系统、子系统或元件发生的每一种故障的形式称为故障类型。如一个阀门故障可以有4种故障类型：内漏、外漏、打不开、关不严。故障等级：根据故障类型对系统或子系统影响程度的不同而划分的等

24、级称为故障等级。,37,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,38,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,基本概念故障：元件、子系统、系统在运行时，达不到设计规定的要求，不能完成任务的情况称为故障。故障类型：系统、子系统或元件发生的每一种故障的形式称为故障类型。如一个阀门故障可以有4种故障类型：内漏、外漏、打不开、关不严。故障等级：根据故障类型对系统或子系统影响程度的不同而划分的等级称为故障等级。,资料要求系统或装置的PIDS（Process&Instrument Diagram，工艺和仪表流程图）；设备、配件一览表：设备功能和故障模式方面的知识；系统或装置功能

25、及对设备故障处理方法知识。,39,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,40,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,分析步骤明确系统本身情况确定分析程度和水平绘制系统图和可靠性框图列出所有故障类型，并选出对系统有影响的故障类型分析造成故障的原因分析故障的后果划分等级研究故障检测的方法提出预防措施整理出EMEA表格,根据所了解的系统情况，一开始要决定分析到什么水平，这是一个很重要的问题。,如果经验不足，考虑得不周到，将会给分析带来影响。因此，最好由安全技术人员、生产人员和工人三者结合进行。,41,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,实例分析 空气

26、压缩机的储罐属于压力容器，其功能是储存空气压缩机产生的压缩空气。这里仅考察储罐体和安全阀两个元素的故障类型及其影响。采用故障类型及影响分析方法对该空气压缩机的储罐存在的故障类型、影响进行分析。,42,储罐存在的故障类型、影响进行分析,43,第4章系统安全性分析,故障类型及影响分析（FMEA）,对比 故障类型及影响分析与预先危险分析方法有许多共同之处。它们之间最大的区别可以认为考虑问题的切入点不同，如PHA方法是从危险有害因素入手，而FMEA是从子单元或元件的故障类型入手。使用FMEA时，应注意合理划分子系统或元件，注意危险等级的划分。,44,第4章系统安全性分析,危险和可操作性研究（hazar

27、d and operability study）,危险和可操作研究(HAZOP)针对化工装置而开发的一种危险性评价方法，也可以用于热力水力系统，研究的侧重点是工艺部分或操作步骤各种具体值，像它的基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态的变化(偏差)加以确定，找出装置及过程中存在的危害。引导词的主要目的之一是能够使所有相关偏差的工艺参数得到评价。建设项目及在役装置均可以使用HAZOP方法。对于新建项目，当工艺设计要求很严格时，使用HAZOP方法非常有效。,45,第4章系统安全性分析,危险和可操作性研究,46,第4章系统安全性分析,危险和可操作性研究,HAZOP分析所需资料带控制点工艺流程图P

28、IDS；现有流程图、装置布置图操作规程；仪表控制图、逻辑图工厂操作规程；设备制造手册。,进行HAZOP分析必须要有工艺过程流程图及工艺过程详细资料，正常情况下，只有在设计的最后阶段才能提供上述资料，因此在HAZOP分析之前，对过程固有危险的主要风险应做全面的评价。,47,第4章系统安全性分析,危险和可操作性研究,实例 某厂生产异氰酸酯，光气和多胺反应生产PAPI(多亚甲基多苯基多异氰酸酯)为一典型的间歇操作过程，光气和多胺氯苯溶液先在低温光化釜反应后，在用N2压至高温光化釜，高温光化釜通蒸气加热进行高温光化反应。,48,第8章安全评价方法及应用指南,49,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）

29、,事故树分析(Fault Tree Analysis,简称FTA)是安全系统工程中常用的一种分析方法。事故树分析(FTA)是一种演绎推理法,这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示,通过对事故树的定性与定量分析,找出事故发生的主要原因,为确定安全对策提供可靠依据,以达到预测与预防事故发生的目的。FTA法具有以下特点:（1）它可以围绕某特定的事故作层层深入的分析,因而在清晰的事故树图形下,表达系统内各事件间的内在联系,并指出单元故障与系统事故之间的逻辑关系,便于找出系统的薄弱环节。（2）FTA具有很大的灵活性,不仅可以分析某些单元故障对系

30、统的影响,还可以对导致系统事故的特殊原因如人为因素、环境影响进行分析。,50,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）,（3）它要求分析人员把握系统内各要素间的内在联系,弄清各种潜在因素对事故发生影响的途径和程度,因而许多问题在分析的过程中就被发现和解决了,从而提高了系统的安全性(4)利用事故树模型可以定量计算复杂系统发生事故的概率,为改善和评价系统安全性提供了定量依据。事故树分析还存在许多不足之处,主要是:FTA 需要花费大量的人力、物力和时间；FTA 的难度较大,建树过程复杂,需要经验丰富的技术人员参加,即使这样,也难免发生遗漏和错误；FTA 只考虑(0,1)状态的事件,而大部分系统存在局部

31、正常、局部故障的状态,因而建立数学模型时,会产生较大误差；FTA 虽然可以考虑人的因素,但人的失误很难量化。,51,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）,事故树分析又称为故障树分析（FTA），是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的或者已经有过统计或实验的结果。FTA一般可分为以下几个阶段：（1）选择合理的顶上事件，系统分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；（2）资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；,52

32、,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）,（3）建造故障树，这是FTA的核心部分。通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；（4）对故障树进行简化或者模块化；（5）定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多地，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；（6）定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率。,53,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）,事故树分析法的基本符号：事件符号,54,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）,事故树分析法的基本符号：逻辑门符号,55,第4章系统安全性分析,事故树（FTA）,事故树分析法的基本符号：逻辑门符号,56,

33、作业条件危险性评价法美国的格雷厄()和金尼()研究了人们在具有潜在危险环境中作业的危险性，提出了以所评价的环境与某些作为参考环境的对比为基础，将作业条件的危险性作为因变量(D)，事故或危险事件发生的可能性(L)、暴露于危险环境的频率(E)及危险严重程度(C)作为自变量，确定了它们之间的函数式。,第4章系统安全性分析,57,二、适用作业条件的局部评价，不能普遍适用。在评价开始之前确定定量的取值标准。如“完全可以预料”是平均多长时间发生一次，“相当可能”为多长时间一次，等等。这样，就可以按统一标准评价系统内各子系统的危险程度。三、优缺点简便，可操作性强，有利于掌握企业内部危险点的危险情况，有利于促

34、进整改措施的实施。三种因素中事故发生的可能性只有定性概念，没有定量标准。评价实施时很可能在取值上因人而异，影响评价结果的准确性。,第4章系统安全性分析,58,日本劳动省六阶段安全评价方法 在这一综合的评价模式中应用了“定性评价（安全检查表）、定量危险性评价、按事故信息评价和系统安全评价（事件树、事故树分析）等评价方法，分为六个阶段采取逐步深入，定性和定量结合，层层筛选的方式对危险进行识别、分析和评价，并采用措施修改设计消除危险。,第4章系统安全性分析,59,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 美国道化学公司火灾、爆炸危险性指数评价法是以工艺过程中物料的火灾、爆炸潜在危险性为基础,结合工艺条件

35、、物料量等因素求取火灾、爆炸指数,进而可求经济损失的大小,以经济损失评价生产装置的安全性。评价中定量的依据是以往事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全措施的状况。评价的目的是:真实地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预测损失;确定可能引起事故发生或使事故扩大的设备(或单元);向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性;使工程技术人员了解各工艺部分可能造成的损失,并帮助确定减轻潜在事故严重性和总损失的有效而又经济的途径。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,60,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 在评价之前首先要准备如下资料:(1)装置或工厂的设计方案;(2)火灾、爆炸指数危险度分级表;(3)火灾

36、、爆炸指数计算表(表4-5);(4)安全措施补偿系数表(表4-6);(5)工艺单元风险分析汇总表;(6)工厂风险分析汇总表;(7)有关装置的更换费用数据。在资料准备齐全和充分熟悉评价系统的基础上再按程序进行。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,61,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 1)选择工艺(评价)单元 一套生产装置包括许多工艺单元,但计算火灾、爆炸指数时,只评价那些从损失预防角度来看影响比较大的工艺单元,这些单元可称评价单元。工艺单元的划分要根据设备间的逻辑关系,如在氯乙烯单体或二氯乙烷工厂的加热炉或急冷区中可以划分为二氯乙烷预热器、二氯乙烷蒸发器、加热炉、冷却塔、二氯乙烷吸热器和

37、脱焦槽。仓库的整个储存区不设防火墙,可制作为一个单元。选择评价单元时可以从以下几个方面考虑:(1)潜在化学能(物质系数);(2)工艺单元中危险物质的数量;(3)资金密度(每平方米美元数);(4)操作压力和操作温度;(5)导致火灾、爆炸事故的历史资料;(6)对装置操作起关键作用的单元,如热氧化器。一般情况下,这些方面的数值越大,该工艺单元越需要评价。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,62,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 2)确定物质系数(MF)在火灾、爆炸指数的计算和其他危险性评价时,物质系数(MF)是最基础的数值,它是表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸中释放能量大小的内在特

38、性。物质系数根据由美国消防协会规定的物质可燃性NF和化学活性(或不稳定性)NR，从表中求取。评价方法附录中提供了许多物质的物质系数,可直接查得。Nr=1,加温加压条件下稳定性较差的物质;Nr=2,加温加压下易于发生剧烈化学反应变化的物质;Nr=3,本身能发生爆炸分解或爆炸反应,但需强引发源或引发前必须在密闭状态下加热的物质;Nr=4,在常温常压下自身易于引发爆炸分解或爆炸反应的物质。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,63,3)计算一般工艺危险系数(F1)和特殊工艺危险系数(F2)一般工艺危险性是确定事故损失大小的主要因素,共包括六项内容,即放热化学反应、吸热反应、物料处理和输运、封闭单元和

39、室内单元、通道、排放和泄露控制。每一个评价单元不一定每项都要取值,有关各项按规定求取危险系数。计算火灾、爆炸危险指数时，一次只评价一种物质危险，如果工艺单元中有两种物质，根据最大危险性原则，比较两种物质的危险性，选择危险性较大的物质计算。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,64,特殊工艺危险性是影响事故发生概率的主要因素,共包括十二项内容,即毒性物质、负压物质、在爆炸极限范围内或其附近的操作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不稳定 物质的数量、腐蚀、泄漏、明火设备、热油交换系统、转动设备。每一个评价单元不一定每项都要取值,有关各项按规定求取危险系数。如易燃和不稳定物质的数量分三种情况确定危险

40、系数:(1)工艺过程中的液体和气体,求出评价单元中可燃或不稳定物质总量后乘以燃烧热Hc(J/kg),得到总热量,然后查得危险系数;(2)储存中的液体和气体,求得总燃烧热,由查出危险系数;(3)储存中的可燃固体和工艺过程中的粉尘,则用储存固体总量(kg)或工艺单元中粉尘总量(kg),查得危险系数。将各项取值填入表4-5 中,相加后即为单元特殊工艺危险系数。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,65,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 4)确定单元危险系数(F3)单元危险系数(F3)等于一般工艺危险系数(F1)和特殊工艺危险系数(F2)的乘积。5)计算火灾、爆炸指数(F&EI)火灾、爆炸指数用来

41、估算生产过程中事故可能造成的破坏情况,它等于物质系数(MF)和单元危险系数(F3)的乘积。道七版还将火灾、爆炸指数划分成 5 个危险等级(见表4-8),以便了解单元火灾、爆炸的严重度 6)确定暴露面积 用火灾、爆炸指数乘以0.84,即可求出暴露半径R(英尺)。根据暴露半径计算出暴露区域面积(S=R2)。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,66,安全系统工程,第4章系统安全性分析,67,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 7)确定暴露区域内财产的更换价值 更换价值=原来成本 0.82 价格增长系数 式中系数 0.82 是考虑事故时有些成本不会被破坏或无需更换,如场地平整、道路、地下管线和地基

42、、工程费等。如果更换价值有更精确的计算,这个系数可以改变。8)危害系数的确定 危害系数由单元危险系数(F3)和物质系数(MF)确定。如果 F3 数值超 过 8.0,以 8.O 来确定危害系数。9)计算最大可能财产损失(基本 MPPD)确定了暴露区域面积(实际为体积)和危害系数后,就可以计算事故造成的最大可能 财产损失。基本 MPPD=暴露区域的更换价值危害系数,安全系统工程,第4章系统安全性分析,68,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 10)安全措施补偿系数(C)的计算 道七版考虑的安全措施分成三类:工艺控制(C1)、物质隔离(C2)、防火措施(C3)。其总的补偿系数是该类中所有选取系数的

43、乘积。单元安全措施补偿系数C等于 C1、C2、C3的乘积。11)确定实际最大可能财产损失(实际 MPPD)基本最大可能财产损失与安全措施补偿系数的乘积就是实际最大可能财产损失。它表示采取适当的(但不完全理想)防护措施后事故造成的财产损失。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,69,1.美国道化学公司火灾爆炸指数评价法 12)最大可能工作日损失(MPDO)估算最大可能工作日的损失是为了评价停产损失(BI)。MPDO 可根据实际 MPPD 查出。13)停产损失(BI)估算,最后根据造成损失的大小确定其安全程度。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,70,以某石油化工企业储罐区为例,应用道化法评价其

44、火灾爆炸危险性。该企业石油储罐区位于该企业东南角,为半地下建筑形式,占地面积400 m 2,周围700m 2 内无居民居住。储罐区内有储油罐12 个,其中罐装原油30 吨的4 个,装汽油20 吨的4 个,装柴油10 吨的2 个,装煤油10 吨的2 个。火灾爆炸指数的计算(1)一般工艺危险系数(F1)的计算 表1一般工艺危险系数的确定 一般工艺危险系数是指那些在事故损失中的基本影响因素,包括六项内容,根据该储罐区的具体情况,参照道氏法第七版有关系数的选择及确定标准,确定各项的取值如表1 所示。F1=1+0.85+0.50+0.35=2.70,安全系统工程,第4章系统安全性分析,71,(2)特殊工

45、艺危险系数(F 2)的计算 特殊工艺危险是影响事故发生概率的基本因素,包括十二项内容,如表2 所示:表2特殊工艺危险系数的计算 根据该储罐区的具体条件及道氏法第七版的有关规定:F2=2.45(3)单元工艺危险系数(F 3)的计算F3=F1F2=2.702.45=6.1,安全系统工程,第4章系统安全性分析,72,(4)物质系数M F 的计算 物质系数是计算火灾爆炸指数的一个基本数据,表示物质在火灾爆炸事故中所释放能量大小的特性。按物质系数M F 值查道氏法第七版附录A:得汽油的M F=16,原油的M F 值为16,柴油的M F 值为10,取最高值M F=16。(5)火灾、爆炸指数F&EI 的计算

46、F&EI=F 3M F=6.6116=106 由于F&EI 值达到106,火灾爆炸危险等级属于中等。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,73,最大可能财产损失的计算(1)影响区域半径R 的计算:影响区域是指区域内的设备将会暴露在火灾爆炸环境中,在火灾爆炸事故中可能受到破坏。R=0.256106=27.07(m)影响区域的面积为230m 2。(2)单元危险系数D F 的计算 危害系数达标火灾爆炸事故的综合效应,根据D F 与F 3 和M F 的关系曲线,查得D F=0.63,安全系统工程,第4章系统安全性分析,74,(3)安全措施修正系数 安全措施补偿修正系数是根据所采取的安全措施对降低火灾爆

47、炸事故的作用,包括工艺控制、物质隔离、防火措施三部分,根据该储罐区的情况,安全措施修正系数经计算得0.45。(4)基本M P PD 和实际M P PD 的计算 经财务核算和估算,影响区域内设备财产的价值约450 万元,升级系数取值为1,得到:基本MPPD=4500.821=369(万元)实际MPPD=3690.45=166(万元),安全系统工程,第4章系统安全性分析,75,(5)M P PO 损失日的确定 根据M P PD 的值,查出M P PO 曲线图,知M P PO 损失日为(4 15)天。计算结果分析 从评价结果可以看出,储罐区存在较大的固有火灾爆炸危险性。为了提高储罐区的消防安全标准,

48、必须采取措施来降低风险。除了工艺控制、物质隔离、防火措施之外,重要的是加强消防管理工作,提高员工的消防安全意识及应急能力,减少直至避免因人为失误造成火灾爆炸事故,保证储罐区安全。,安全系统工程,第4章系统安全性分析,76,安全系统工程,第4章系统安全性分析,77,安全系统工程,第4章系统安全性分析,道化法的适用范围 适用范围：储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程 污水处理设备（设施）、公用工程系统、管道系统、变压器、发电设备、热氧化器等工艺单元。蒙德火灾、爆炸危险指数评价法特点及适用范围 突出了毒性对评价单元的影响，在考虑火灾、爆炸、毒性危险方面的影响范围及安全补偿方面都较道化学

49、法更为全面。在安全措施补偿方面强调了工程管理和安全态度，突出了企业管理的重要性。因而可对较广的范围进行全面、有效、更接近实际的评价。,78,1 层次分析综合评价法 2 灰色系统综合评价法 3 模糊数学综合评价法 4 神经网络综合评价法,第4章系统安全性分析,安全综合评价方法,79,第4章系统安全性分析,一、概述层次分析法(AHP)，是美国运筹学家Saaty教授于二十世纪80年代提出的一种实用的多方案或多目标的决策方法。首先将所要分析的问题层次化，根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解成不同的组成因素，按照因素间的相互关系及隶属关系，将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层分析结构模型，最终归

50、结为最低层（方案、措施、指标等）相对于最高层（总目标）相对重要程度的权值或相对优劣次序的问题。二、层次分析法的优点和局限性层次分析法是一种系统的分析方法、定性与定量结合，从而扩展了应用范围，易被了解和掌握。但是从建立层次结构模型到给出成对比较矩阵，人主观因素对整个过程的影响很大，另外计算过程是粗糙的。,80,第4章系统安全性分析,一、概述是基于灰色系统理论和方法，即对某个系统或所属因子在某一时段所处的状态，针对预定目标，通过系统分析，作出的一种半定性半定量的评价与描述的方法。二、方法介绍灰色系统综合评价应用在多个领域，比较广泛。但其应用的具体方法主要有两种：灰色关联分析，简单易行，但只能进行安