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风险等级
检查结果
1
2
…
6.1.2预先危险性分析法(PHA)
预先危险性分析法(PreliminaryHazardAnalysis)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,对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略地分析,尽可能评价出潜在的危险性。
一、预先危险性分析的主要目的
(1)大体识别与系统有关的主要危险
(2)鉴别产生危险的原因
(3)预测事故出现对人体及系统产生的影响
(4)判定已识别的危险性登记,并提出消除或控制危险性的措施。
二、进行预先危险性分析需要的资料
(1)设计图纸和资料。
(2)系统各组成部分的活动、功能和工作顺序的流程图及有关资料。
(3)在预期的试验、制造、储存、修理、使用等活动中与安全要求有关的背景材料。
三、预先危险性分析法的分析步骤
(1)危害辨识
通过经验判断、技术诊断等方法,查找系统中存在的危险、有害因素。
(2)确定可能事故类型
根据过去的经验教训,分析危险、有害因素对系统的影响,分析事故的可能类型。
(3)针对已确定的危险、有害因素,制定预先危险性分析表,见表6.2。
(4)确定危险、有害因素的危害等级,按危害等级排定次序,以便按计划处理。
(5)制定预防事故发生的安全对策措施
表6.2预先危险性分析记录表
区域/工艺过程:
_________________________________________
编号:
__________________________________________________
分析人员:
______________________________________________
日期:
危险
原因
后果
危险等级
现有安全措施
建议安全措施
四、预先危险性分析法的等级划分
为了评判危险、有害因素的危害等级以及它们对系统破坏性的影响大小,预先危险性分析法给出了各类危险性的划分标准。
该法将危险性划分为如下4个等级:
(1)I安全的
即不会造成人员伤亡及系统损坏。
(2)II临界的
即处于事故的边缘状态,暂时还不至于造成人员伤。
(3)III危险的
即会造成人员伤亡和系统损坏,要立即采取防范措施。
(4)IV灾难性的
即造成人员重大伤亡及系统严重破坏的灾难性事故,必须予以果断排除并进行重点防范。
五、预先危险性分析法的注意事项
(1)应考虑生产工艺的特点,列出其危险性和状态,例如:
①原料、中间产品、衍生产品和成品的危害特性。
②作业环境。
③设备、设施和装置。
④操作过程。
⑤各系统之间的联系。
⑥各单元之间的联系。
⑦消防和其他安全设施。
(2)应考虑的因素,例如:
①危险设备和物料,如燃料、高反应活动性物质、有毒物质、爆炸高压系统、其他储运系统。
②设备与物料之间与安全有关的隔离装置,如物料的相互作用、火灾、爆炸的产生和发展、控制、停车系统。
③影响设备与物料的环境因素,如地震、洪水、振动、静电、湿度等。
④操作、测试、维修以及紧急处置规定。
⑤辅助设施,如储槽、测试设备等。
⑥与安全有关的设施设备,如调节系统、备用设备等。
6.1.3危险及可操作性分析法(HAZOP)
危险及可操作性分析法(HAZOP)是由英国帝国化学公司ICI在60年代提出,是所有工艺危害分析中系统性、全面性最好的方法。
它能够审核危险工艺设备设计和操作的正式程序,识别正常操作下导致危险和可操作性问题的偏差,识别这些偏差可能的原因,评估现有的安全措施。
一、进行危险及可操作性分析法的必要性
(1)它有助于装置的安全设计
(2)它是装置安全设计的总体程序中不可或缺的一步
(3)它有助于装置的可操作性设计
(4)它能够降低演练的成本
(5)它有助于操作手册的编制
(6)它为安全性和可操作性是否符合规范提供缜密而又系统的设计检查
二、危险及可操作性分析法的开展时机
(1)关键工艺包与设备的定型阶段
(2)各个设计阶段
(3)运行阶段,重大变更之前
三、危险及可操作性分析法的工作流程
危险及可操作性分析法是以由富有经验的、对被评估的工艺装置(系统)有着广泛了解的安全工程师率领的团队为基础,通常一个团队有5—8人组成,具体包括:
主席、记录员、项目经理、工艺工程师、仪表工程师、安全工程师、操作班长等。
其工作流程见图6.1:
图6.1危险及可操作性分析法的工作流程
四、危险及可操作性分析法的记录表格
一般情况下,使用标准的记录表格对危险及可操作性分析过程进行记录。
典型的记录表格见表6.3。
表6.3危险及可操作性分析法的记录表格
TITLE:
HAZOPSTUDYREPORT危险与可操作性分析报告
DocNo.文件号
Rev.:
版本号
NODENO.:
节点号:
Description设计意图描述:
P&
IDNo.
DEVIATIONS
偏差
CAUSE
原因
CONSEQUENCE
EXISTINGSAFEGUARD
已有安全手段
RECOMMENDATION
建议
TYPE/by
类型/负责
MoreFlow
高流量
Less、NoFlow
低流量无流量
ReverseFlow
逆流
...
6.1.4故障类型及影响分析法(FMEA)
故障类型及影响分析法(FailureModeEffectAnalysis)是一种归纳分析方法,用于系统安全性和可靠性的分析。
尤其是在设计阶段应充分考虑并提出所有可能发生的故障,分析故障的类型和严重程度,判明其对系统的影响和发生的概率。
在产品设计过程中,通过对产品各组成单元潜在的各种故障类型及其对产品功能的影响进行分析,并把每一个故障按它的严重程度予以分类,提出可以采取的预防、改进措施,以提高产品可靠性。
一、故障类型及影响分析法的实质
故障类型和影响分析法是将工作系统分割为子系统、设备或元件,逐个分析各自可能发生的故障类型及其产生的影响,以便采取相应的防治措施,提高系统的安全性。
对于每个子系统都应该考虑如下几个问题:
(1)故障类型是什么。
(2)故障类型的影响是什么。
(3)如何检测此故障。
(4)故障严重程度。
二、故障类型及影响分析法的常用术语
(1)故障
元件、系统或子系统在规定期限内和运行条件下未按设计要求完成规定的功能或功能下降。
(2)故障类型
即故障的表现形式,故障的出现方式或故障对操作的影响。
(3)故障影响(或故障后果)
即某种故障类型对系统、子系统、单元操作、功能或状态所造成的影响。
(4)故障检测机制
指由操作人员在正常操作过程中或由维修人员在检修活动中发现故障的方法或手段。
(5)故障原因
指导致系统、产品产生故障的内部因素和外部因素的总和。
(6)故障严重度
故障所能导致的最严重的潜在后果,以伤害程度、财产损失或系统永久破坏加以度量。
三、进行故障类型及影响分析法必须掌握的资料
进行故障类型及影响分析法必须熟悉整个儿要分析的系统,包括系统结构方面的、系统使用维护方面的以及系统所处环境等方面的资料。
具体应包括以下信息:
(1)技术规范与研制方案。
(2)设计方案论证报告。
(3)设计数据和图纸。
(4)可靠性数据。
四、故障类型及影响分析法的分析步骤
(1)熟悉系统,收集资料。
(2)确定分析程度和水平。
(3)绘制系统功能框图和可靠性框图。
(4)列出所有故障类型并分析其影响。
(5)分析故障原因及故障检测方法。
(6)确定故障等级。
五、故障类型及影响分析法的严重度类别划分
严重度类别是产品故障模式造成的最坏潜在后果的量度表示。
可以将每一故障模式和每一被分析的产品按损失程度进行分类。
严重度一般分为下述四类:
(1)I类(轻度的)
这是一种不足以导致人员伤害、一定的经济损失或装备损坏的故障,但它会导致非计划性维护或修理。
(2)II类(临界的)
这种故障会引起人员的轻度伤害、一定的经济损失或导致任务延迟或降级的系统轻度损坏。
(3)III类(严重的)
这是一种会引起人员伤亡或装备毁坏的故障。
(4)IV类(致命的)
这种故障会引起人员的严重伤害、重大经济损失或导致任务失败的系统严重损坏。
确定严重类别的目的在于为安排改进措施提供依据,最优先考虑的是消除III类和IV类故障模式。
6.1.5蝴蝶结模型分析法(BOW-TIE)
蝴蝶结模型分析法(Bow-Tie)是一种针对危险环境中所存在的组织风险的分析方法。
设想可能出现的各种风险,并评估组织应对措施的准备情况,从危险、顶级事件、威胁和后果的相互关系详细说明风险,分析说明组织已采取何种措施来控制风险。
在Bow-Tie分析过程中会用到如下术语:
顶级事件、威胁、控制和后果,这些术语在Bow-Tie分析方法中的含义如下:
(1)顶级事件
顶级事件是尚未达到灾难的程度,但是危险的不安全因素已经出现。
例如:
管线泄露,虽然不是重大灾难,但如果处理不当则有可能导致更多的不利事件(后果)。
(2)威胁
在Bow-Tie方法中,威胁是指可能引发顶级事件的因素。
管线腐蚀可能导致泄露。
(3)后果
后果是指顶级事件发生可能导致的特定后果。
后果是一个可能的结果,由直接造成损失或损害的危险所引发。
在Bow-Tie方法中,后果是组织“想方设法”要避免的不利事件。
石油泄露到环境中。
(4)控制
控制是指在风险管理中为保持事件的有利状态而采取的措施,通过设置障碍防止特定事件的发生。
在Bow-Tie方法中,有防止顶级事件发生的“主动控制”(位于顶级事件左侧),例如:
定期检查管道泄露情况;
还有防止顶级事件造成不利后果的“被动控制”(位于顶级事件的右侧),例如:
泄露检测设备或储油罐平台四周的混凝土坪。
图6.2为典型的Bow-Tie分析法的模型。
图6.2典型的Bow-Tie分析法的模型
6.1.6事故树分析法(ATA)
事故树分析法(AccidentTreeAnalysis)是从要分析的特定事故或故障开始(即顶上事件),层层分析其发生的原因,直到找出事故的基本原因,即底事件为止。
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。
它能对各种系统的危险性进行辨识和评价,不仅能分析出事故的直接原因,而且能深入地揭示出事故的潜在原因。
用它描述事故的因果关系直观、明了,思路清晰,逻辑性强。
一、事故树分析法的基本符号
事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。
最简单、最基本的符号如下:
(1)事件符号
矩形符号——用它表示顶上事件或中间事件。
将事件扼要记入矩形框内。
必须注意,顶上事件一定要清楚明了,不要太笼统。
圆形符号——用它表示基本(原因)事件,可以是人的差错,也可以是设备、机械故障、环境因素等。
它表示最基本的事件,不能再继续往下分析了。
屋形符号——它表示正常事件,是系统在正常状态下发生的正常事件,将事件扼要记入屋形符号内。
菱形符号——它表示省略事件,即表示事前不能分析,或者没有再分析下去的必要的事件。
(2)逻辑门符号
与门符号——表示输入事件B1、B2同时发生的情况下,输出事件A才会发生的连接关系,二者缺一不可,表现为逻辑积的关系。
或门符号——表示输入事件B1或B2中,任何一个事件发生都可以使事件A发生,表现为逻辑和的关系。
条件与门符号——只有当B1、B2同时发生,且满足条件α的情况下,A才会发生,相当于三个输入事件的与门。
条件或门符号——表示B1或B2任何一个事件发生,且满足条件β,输出事件A才会发生。
限制门符号——即输入事件发生且满足条件γ时,才产生输出事件。
相反,如果不满足,则不发生输出事件。
(3)转移符号
转出符号——表示向其他部分转出
转入符号——表示从其他部分转入
二、事故树分析法的步骤
(1)编制事故树
a、确定所分析的系统。
b、熟悉所分析的系统。
c、调查系统发生的各类事故。
d、确定事故树的顶上事件。
e、调查与顶上事件有关的所有事件。
f、事故树作图。
(2)事故树定性分析
利用布尔代数简化事故树,求取事故树最小割集或最小径集,计算各基本事件结构重要度,定性分析结论。
(3)事故树定量分析
确定引起事故发生的各基本原因事件的发生概率,计算事故树顶上事件发生概率,并将计算结果与通过统计分析得出的事故发生概率进行比较。
6.1.7事件树分析法(ETA)
事件树分析法(EventTreeAnalysis)是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果,从而进行危险源辨识的方法。
它是一种时序逻辑的事故分析方法,以一初始事件为起点,按照事故的发展顺序,一步一步地进行分析,每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态之一的原则,例如:
成功或失败,正常或故障,安全或危险等,逐步向结果方面发展,直到达到系统故障或事故为止。
所分析的情况用树枝状图表示,既可以定性地了解整个事件的动态变化过程,又可以定量地计算出各阶段的概率,最终了解事故发展过程中各种状态的发生概率。
一、事件树分析法的特点
(1)事件树分析法可以事前预测事故及不安全因素,估计事故的可能后果,寻求最经济的预防手段和方法。
(2)事后用事件树分析法分析事故原因,十分方便明确。
(3)事件树分析法的分析资料既可作为直观的安全教育资料,也有助于推测类似事故的预防对策。
(4)当积累了大量事故资料时,可采用计算机模拟,使事件树分析法对事故的预测更为有效。
(5)在安全管理上用事件树分析法对重大问题进行决策,具有其他方法所不具备的优势。
二、事件树的编制程序
事件树的编制程序分为确定初始事件、判定安全功能、绘制事件树、简化事件树等四个步骤。
下面就详细介绍这四个编制程序。
(1)确定初始事件
初始事件是指事故在未发生时,其发展过程中的危害事件或危险事件。
机器故障、设备损坏、能量外逸或失控、人的误动作等。
(2)判定安全功能
安全功能是指在初始事件发生时消除或减轻其影响,以维持系统的安全运行。
①对初始事件自动采取控制措施的系统,如自动停车系统等;
②提醒操作者初始事件发生了的报警系统;
③根据报警或工作程序要求操作者采取的措施;
④缓冲装置,如减振、压力泄放系统或排放系统等;
⑤局限或屏蔽隔离措施等。
(3)绘制事件树
从初始事件开始,按事件发展过程自左向右绘制事件树,用树枝代表事件发展途径。
首先考察初始事件一旦发生时最先起作用的安全功能,把可以发挥功能的状态画在上面的分枝,不能发挥功能的状态画在下面的分枝。
然后依次考察各种安全功能的两种可能状态,把发挥功能的状态(又称成功状态)画在上面的分枝,把不能发挥功能的状态(又称失败状态)画在下面的分枝,直到到达系统故障或事故为止。
(4)简化事件树
在绘制事件树的过程中,可能会遇到一些与初始事件或与事故无关的安全功能,或者其功能关系相互矛盾、不协调的情况,需用工程知识和系统设计的知识予以辨别,然后从树枝中去掉,即构成简化的事件树。
在绘制事件树时,要在每个树枝上写出事件状态,树枝横线上面写明事件过程内容特征,横线下面注明成功或失败的状况说明。
三、事件树的定性分析
事件树的定性分析在绘制事件树的过程中就已进行,绘制事件树必须根据事件的客观条件和事件的特征做出符合科学性的逻辑推理,用与事件有关的技术知识确认事件可能状态,所以在绘制事件树的过程中就已对每一发展过程和事件发展的途径作了可能性的分析。
事件树画好之后的工作,就是找出发生事故的途径和类型以及预防事故的对策。
(1)找出事故连锁
事件树的各分枝代表初始事件一旦发生其可能的发展途径。
其中,最终导致事故的途径即为事故连锁。
(2)找出预防事故的途径
在达到安全的途径中,发挥安全功能的事件构成事件树的成功连锁。
如果能保证这些安全功能发挥作用,则可以防止事故。
一般地,事件树中包含的成功连锁可能有多个,即可以通过若干途径来防止事故发生。
由于事件树反映了事件之间的时间顺序,所以应该尽可能地从最先发挥功能的安全功能着手。
四、事件树的定量分析
事件树定量分析是指根据每一事件的发生概率,计算各种途径的事故发生概率,比较各个途径概率值的大小,做出事故发生的可能性序列,确定最易发生事故的途径。
一般地,当各事件之间相互统计独立时,其定量分析比较简单。
当事件之间相互统计不独立时(如共同原因故障,顺序运行等),则定量分析变得非常复杂。
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