系统安全分析培训讲座.ppt
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1、系统安全分析 安全系统工程 2015.22015.2 第一节 概 述 1系统安全分析的内容 系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因 素进行分析, 主要分析导致系统故障或事故的各 种因素及其相关关系,通常包括如下内容: 第一节 概 述 (1) 对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各 种危险因素及其相互关系进行调查和分析 (2) 对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关 因素进行调查和分析 (3) 对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或 根除某种特殊危险因素的措施进行分析 (4)对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的 最好方法进行调查和分析 (5)对不能根除的危险因素失去
2、或减少控制可能出现的后 果进行调查和分析 (6)对危险因素一旦失去控制,为防止伤害和损害的安全 防护措施进行调查和分析 第一节 概 述 2.在危险因素辨识中得到广泛应用的系统安全分析方法 主要有以下几种: (l) 安全检查表法 (2) 预先危险性分析 (3) 故障类型和影响分析 (4) 危险性和可操作性研究 (5) 事件树分析 (6) 事故树分析 (7) 因果分析 第一节 概 述 3. 系统安全分析方法的选择 在进行系统安全分析方法选择时应根据实际情况, 并考虑如下几个问题: (1) 分析的目的 系统安全分析的最终目的是辨识危险源,而在实际 工作中要达到一些具体目的,例如: 对系统中所有危险源
3、,查明并列出清单; 掌握危险源可能导致的事故,列出潜在事故隐患清单; 列出降低危险性的措施和需要深入研究部位的清单; 将所有危险源按危险大小排序; 为定量的危险性评价提供数据。 第一节 概 述 (2) 资料的影响 关于资料收集的多少、详细程度、内容的新旧等,都 会对选择系统安全分析方法有着至关重要的影响。 一般来说,资料的获取与被分析的系统所处的阶段 有直接关系。例如,在方案设计阶段,采用危险性和可操 作性研究或故障类型和影响分析的方法就难以获取详细 的资料。 第一节 概 述 (3) 系统的特点 针对被分析系统的复杂程度和规模,工艺类型,工艺 过程中的操作类型等影响来选择系统安全分析方法。 对
4、于复杂和规模大的系统,由于需要的工作量和时 间较多,应先用较简捷的方法进行筛选,然后根据分析的 详细程度选择相应的分析方法。 对于某些工艺过程或系统,应选择恰当的系统安全 分析方法。 第一节 概 述 (4) 系统的危险性 当系统的危险性较高时,通常采用系统、严格、预测 性的方法,如危险性与可操作性研究、故障类型和影响分 析、事件树分析、事故树分析等方法。当危险性较低时, 一般采用经验的、不太详细的分析方法,如安全检查表法 等。 第二节 安全检查及安全检查表 1.安全检查 安全检查是运用常规、例行的安全管理工作及时 发现不安全状态及不安全行为的有效途径,也是消除事 故隐患、防止伤亡事故发生的重要
5、手段。 第二节 安全检查及安全检查表 (1)安全检查的性质 安全检查除了进行经常性的检查外,还应定期地 进行群众性的检查。检查的性质可分为普遍检查、专 业性检查和季节性检查等。 开展安全检查工作,要做到有计划、有组织、目标 明确、内容要求具体,并且必须由领导负责、有关人员 参加的安全生产检查组进行实施。安全检查自始至终 应贯彻领导与群众相结合的原则,做到边检查、边整改 。 第二节 安全检查及安全检查表 (2)安全检查的内容 安全检查的内容主要是查思想、查管理、查隐患 、查事故处理。 (1)查思想:检查企业领导和各级管理人员的思想 认识,是否把职工的安全健康放在首位,对安全法规、 政策和安全生产
6、方针是否认真贯彻执行。 第二节 安全检查及安全检查表 (2)查管理:主要是检查企业领导是否把安全生产 列入议事日程; 企业主要负责人在计划、布置、检查 、总结、评比生产的同时是否将“五同时“的要求落到 实处; 新建、改建、扩建的工程项目与安全卫生设施 是否执行同时设计、同时施工、同时投产的“三同时“ 原则;安全 机构、安全教育制度、安全规章制度以及 特种作业人员的培训制度是否健全。 第二节 安全检查及安全检查表 (3) 查隐患:通过检查生产设备、劳动条件、安全 卫生设施是否符合安全要求以及劳动者在生产中是否存 在着不安全行为等,找出不安全因素和事故隐患。 (4) 查事故处理: 检查企业对伤亡事
7、故是否及时报 告,认真调查; 是否按“三不放过”(即事故原因分析不 清不放过;事故责任者与群众未受到教育不放过;没有 防范措施不放过。)的要求严肃处理;是否采取了有效 措施, 避免类似事故重复发生。 第二节 安全检查及安全检查表 2.安全检查表 (1) 安全检查表的形式 安全检查表的形式很多,检查表可根据不同的检查 目的进行设计,也可按照统一要求的标准格式制作,如 危险等级划分表、安全性评价项目表、安全性评价检 查表等。 第二节 安全检查及安全检查表 (2) 安全检查表的类型 审查设计的安全检查表 厂级的安全检查表 车间的安全检查表 工段及岗位的安全检查表 专业性安全检查表 第二节 安全检查及
8、安全检查表 (3) 安全检查表的编制 安全检查表应由专业干部、有关部门领导、工程技 术人员和工人共同编写,并通过实践检验不断修改,使之 逐步完善。 安全检查表可以按生产系统、车间、工段和岗位编 写,也可以按专题编写,如对重要设备和容易出现事故的 工艺流程 , 就应该编制该项工艺的专门的安全检查表。 第二节 安全检查及安全检查表 (4) 安全检查表的特点 通过预先对检查对象进行详细调查研究和全面分 析,所制定出来的安全检查表比 较系统、完整,能包括控 制事故发生的各种因素,可避免检查过程中的走过场和盲 目性,从而提高安全检查工作的效果和质量 安全检查表是根据有关法规、安全规程和标准制 定的,因此
9、检查目的明确,内容具体,易于实现安全要求 第二节 安全检查及安全检查表 对所拟定的检查项目进行逐项检查的过程,也是对 系统危险因素辨识、评价和制 定出措施的过程,既能准 确地查出隐患,又能得出确切的结论,从而保证了有关法 规的全面落实 检查表是与有关责任人紧密相连系的,所以易于推 行安全生产责任制,检查后能够做到事故清、责任明、整 改措施落实快 安全检查表是通过问答的形式进行检查的过程,所 以使用起来简单易行,易于安全管理人员和广大职工掌握 和接受 , 可经常自我检查 第三节 预先危险性分析 1、概念 预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis, PHA)又称初步危
10、险 分析,是在系统运转之前,特别是在设 计的开始阶段,对系统存在的危险类别 、出现条件、事故后果等进行概略的分 析,尽可能评价出潜在的危险性。 2、危险源辨识 第三节 预先危险性分析 3、预先危险性分析的风险等级划分 级别级别危险险程度可能的事故后果 I安全的 不会造成人员伤 亡及系统损 坏 II临界的 处于事故的边缘 状态,暂时还 不至于造 成人员伤 亡、系统损 坏或降低系统性 能,但应予以排除或采取控制措施 III危险的 会造成人员伤 亡和系统损 坏,要立即采 取防范措施 IV灾难性的 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 第三节 预先危险性分析
11、 4.预先危险性分析程序 进行预先危险性分析时,一般是利用安全 检查表、经验和技术先查明危险因素存在方位 ,然后识别使危险因素演变为事故的触发因素 和必要条件,对可能出现的事故后果进行分析, 并采取相应的措施。 预先危险性分析包括准备、审查和结果汇 总三个阶段。 确定系统(分析对象) 刨切系统(功能分解) 分析识别危险性 确定危险等级 制定措施 结果汇总并实施 系统的资料 相似系统的检查表 危险设备、物质、场所 工艺过程及参数 各子系统间的交接面 及相互影响 安全设备 环境因素 人-机关系 准 备 阶 段 审 查 阶 段 预先危险性分析的程序 第三节 预先危险性分析 (1) 准备阶段 对系统进
12、行分析之前,要收集有关资料和其他类似系 统以及使用类似设备、工艺物质的系统的资料。对于所 分析系统,耍弄清其功能、构造,为实现其功能所采用的 工艺过程,以及选用的设备、物质、材料等。 第三节 预先危险性分析 (2) 审查阶段 通过对方案设计、主要工艺和设备的安全审查,辨 识其中主要的危险因素,也包括审查设计规范和采取的消 除、控制危险源的措施。 (3) 结果汇总阶段 按照检查表格汇总分析结果。典型的结果汇总表包 括主要事故及其产生原因、可能的后果、危险性级别,以 及应采取的相应措施等。 第三节 预先危险性分析 2. 应用实例 (1)硫化氢输送系统预先危险性分析 例如,将硫化氢(H2S)输送到反
13、应装置的设计方案。 氢意外泄漏作为可能的事故。分析导致事故发生的 原因如下: 盛装硫化氢的压力容器泄漏或破裂; 化学反应中硫化氢过剩; 反应装置供料管线泄漏或破裂; 在连接硫化氢储罐和反应装置的过程中发生泄漏。 然后,分析事故后果,确定危险源以及应采取的控制 措施。当硫化氢发生大量泄漏时,对附近人员会造成严重 伤害,根据泄漏情况将危险程度划分为III级和IV级。 第三节 预先危险性分析 (2)家用燃气热水器的预先危险性分析 废气 空气入口 进 水 阀 热水阀 泄压安全阀 煤气阀 进气 温度比较 调节装置 危害 事件 阶段起因影响级别对策措施 热水 器爆 炸 使用加工质量差 人员伤亡 设备损失
14、质量检验 使用 压力高,泄压阀 失灵 人员伤亡 设备损失 定期检查泄压阀 煤气 爆炸 使用 喷火嘴熄灭、煤 气未关、通风不 良、火源 人员伤亡 设备损失 熄火、煤气连锁, 加强通风,气体检 测,禁止火源 煤气 中毒 使用 喷火嘴熄灭、煤 气未关、通风不 良 人员伤亡 熄火、煤气连锁, 加强通风,CO检测 烫伤 使用 温度比较失灵, 调节装置失灵 人员受伤定期检查 第四节 故障类型和影响分析 1.故障类型 故障类型和影响分析FMEA(Failure Modes and Effects Analysis) 是对系统各组成部分、元件进行分 析的重要方法。系统的子系统或元件在运行过程中会发 生故障,而
15、且往往可能发生不同类型的故障。例如,电气 开关可能发生接触不良或接点粘连等类型的故障。不同 类型的故障对系统的影响是不同的。这种分析方法首先 找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型, 查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终 对系统的影响,以及提出消除或控制这些影响的措施。 故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。 第四节 故障类型和影响分析 1.故障类型 早期的故障类型和影响分析只能做定性分析,后来 在分析中包括了故障发生难易程度的评价或发生的概 率,从而把它与致命度分析(Critical Analysis)结合 起来,构成故障类型和影响、危险度分析(FMECA)。这
16、样,若确定了每个元件的故障发生概率,就可以确定设 备、系统或装置的故障发生概率,从而定量地描述故障 的影响。 系统、子系统或元件在运行过程中,由于性能低劣 而不能完成规定的功能时,则称为故障发生。 第四节 故障类型和影响分析 系统或元件发生故障的机理十分复 杂,故障类型是由不同故障机理显现出来 的各种故障现象的表现形式。因此,一个 系统或一个元件往往有多种故障类型。 一般机电产品、设备常见故障类型 见表3-1。 第四节 故障类型和影响分析 结构破损 机械性卡住 振 动 不能保持在指定位置上 不能开启 不能关闭 误 开 误 关 内 漏 外 漏 超出允许上限 超出允许下限 间断运行 运行不稳定 意
17、外运行 错误指示 流动不畅 假 运 行 不能开机 不能关机 不能切换 提前运行 滞后运行 输人量过大 输入量过小 输出量过大 输出量过小 无输入 无输出 电短路 电开路 漏 电 其 他 表3-1 一般机电产品、设备常见故障类型 第四节 故障类型和影响分析 对产品、设备、元件的故障类型、产生原 因及其影响应及时了解和掌握,才能正确地采取 相应措施。若忽略了某些故障类型,这些类型故 障可能因为没有采取防止措施而发生事故。例 如,美国在研制 NASA 卫星系统时,仅考虑了旋 转天线汇流环开路故障而忽略了短路故障,结果 由于天线汇流环短路故障使发射失败,造成1亿 多美元的损失。 掌握产品、设备、元件的
18、故障类型需要积 累大量的实际工作经验,特别是通过故障类型和 影响分析来积累经验。 第四节 故障类型和影响分析 2.分析程序 故障类型和影响分析通常包括以下四方面: (1) 掌握和了解对象系统; (2) 对系统元件的故障类型和产生原因进行分析; (3) 故障类型对系统和元件的影响; (4) 汇总结果和提出改正措施。 第四节故障类型和影响分析 1)掌握和了解对象系统 对故障类型和影响进行分析之前,必须掌握被分析对象系统的 有关资料,以确定分析的详细程度。确定对象系统的边界条件包括 以下内容: (1)了解作为分析对象的系统、装置或设备。 (2)确定分析系统的物理边界,划清对象系统、装置、设备与 子系
19、统、设备的界线,圈定所属的元素(设备、元件)。 (3)确定系统分析的边界,应明确两方面的问题: 分析时不需考虑的故障类型、运行结果、原因或防护装 置等,如分析故障原因时不考虑飞机坠落到系统外和地震、龙卷风 等对系统的影响; 最初的运行条件或元素状态等,例如对于初始运行条件 ,在正常情况下阀门是开启还是关闭的必须清楚。 (4) 收集元素的最新资料,包括其功能、与其他元素之间的功 能关系等。 第四节 故障类型和影响分析 分析的详细程度取决于被分析系统的规模和层次。 例如,选定一座化工厂作为对象系统时,故障类型和影响 分析应着眼于组成工厂的各个生产系统,如供料系统、间 歇混合系统、氧化系统、产品分离
20、系统和其他辅助系统 等,对这些系统的故障类型及其对工厂的影响进行分析。 当把某个生产系统作为对象系统时,应对构成该系统的设 备的故障类型及其影响进行分析。当以某一台设备为分 析对象时,则应对设备的各部件的故障类型及其对设备的 影响进行分析。当然,分析各层次故障类型和影响时,最 终都要考虑它们对整个工厂的影响。 第四节 故障类型和影响分析 2)对系统元素的故障类型进行分析 在对系统元素的故障类型进行分析时,要将其看作是故障 原因产生的结果。首先,找出所有可能的故障类型,同时尽可 能找出每种故障类型的所有原因,然后确定系统元素的故障类 型。故障类型的确定,可依据以下两方面: (1)分析对象是已有元
21、素,则可以根据以往运行经验或试验 情况确定元素的故障类型。 (2) 若分析对象是设计中的新元素,则可以参考其他类似 元素的故障类型,或者对元素进行可靠性分析来确定元素的故 障类型。 一般来说,一个元素至少有4种可能的故障类型: 意外运行; 运行不准时; 停止不及时; 运行期间故障。 第四节 故障类型和影响分析 为了区分故障类型和故障原因,必须明确元素的故 障是故障原因对元素功能影响的结果。故障原因可以 从内部原因和外部原因两个方面来分析。 在分析时要把元素进一步分解为若干组成部分,如 机械部分、电气部分等,然后研究这些部分的故障类型 ( 内部原因 ) 和这些部分与外界环境之间的功能关系 ,找出
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