系統(tǒng)的可靠性與可靠度分析

關注安全關愛生命

000000000000當把人的生命比作是“1”時，生活就是在“1”后面加“0”，后面加的“0”越多，說明事業(yè)越成功、家庭越幸福。倘若人的生命不存在了，后面加再多的“0”還有什么意義呢？關注安全關愛生命

事故的發(fā)生有原因和預兆，一次重大事故前必然孕育著許多事故苗子，消除“事故苗子”避免事故的發(fā)生。

“事故金字塔理論”：對330起跌倒事故分析

300：29：1消除隱患、事故苗子，預防為主。300291重傷或死亡1起輕傷或微傷29起無傷害或事故苗子300起海因里希法則沒發(fā)生事故不等于不會發(fā)生事故。根據著名的安全管理金字塔理論（海因里析法則）的概率統(tǒng)計，每發(fā)生1起死亡事故，會發(fā)生30起損工事故、300件醫(yī)療和限工事故、3000件未遂事故和急救箱事件、30000件不安全行為和導致不安全條件數。安全管理的冰山理論說的也是這個道理，冰山能浮出水面的部分只是一角而已。海因里希法則關注安全關愛生命造成生產安全事故的原因1.人的因素2.物的因素3.人與物的綜合因素5化工過程分析5.1系統(tǒng)的可靠性與可靠度分析化工系統(tǒng)可靠度的定義：在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內，系統(tǒng)完成規(guī)定功能的概率或程度，用R表示(0<R<1)。對重復性或周期性的動作：式中R—可靠度；

V—成功操作次數；

F—失敗次數；T—試驗次數。5.1.1系統(tǒng)的可靠度(1)串聯(lián)結構式中Rsys—系統(tǒng)可靠度；

Rj—第j單元可靠度。(2)并聯(lián)結構圖5.1串聯(lián)結構圖R1R2Rn…R1R2Rn…圖5.1并聯(lián)結構圖串聯(lián)：組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的失效就會導致整個系統(tǒng)失效的邏輯關系。并聯(lián)：組成系統(tǒng)的所有單元都失效時系統(tǒng)才失效的邏輯關系。失敗次數：

F1=(1-R1)TF2=(1-R2)(1-R1)T

…

Fn=(1-Rn)…(1-R2)(1-R1)T

=Π(1-Rj)T(2)并聯(lián)結構R1R2Rn…圖5.1并聯(lián)結構圖

解：R串sys=ΠRj

=R1R2R3

=0.75×0.875×0.4=0.2625例5.1R1=0.75;R2=0.875;R3=0.4。分別按串聯(lián)和并聯(lián)計算系統(tǒng)的可靠度。R1R2R3并聯(lián)串聯(lián)R1R2R3串聯(lián)單元數越少R

越大，并聯(lián)單元數越多R

越大?；は到y(tǒng)一般都是串聯(lián)結構，在工藝設計上應盡量減少設備，流程簡單，單個設備可靠性高；并考慮并聯(lián)設備。R并sys=1-Π(1-Rj)

=1-(1-R1)(1-R2)(1-R3)=0.981確保系統(tǒng)有較高的可靠性化工系統(tǒng)一般是有序的串聯(lián)結構形式。為了確保系統(tǒng)有較高的可靠性，由上述分析式可見，在工藝流程的設計上應力求設備少，流程簡單，單個設備的可靠度高；并應考慮在可靠性低的卡脖環(huán)節(jié)考慮配置并聯(lián)設備，如果由經濟合理性上進行分析，經濟合理時應予以并聯(lián)備用設備。這是化工系統(tǒng)過程設計可靠性設計的一般原則。生產框圖及等效圖R11A1原料1R121R122R13A2原料2R21R22R231R232R3R41R42產品R11A1原料1R12R13A2原料2R21R22R23R3產品R4R1原料R2R3產品R4

解：Rsys=ΠRj=R1R2R3R4R1=R11R12R13;R12=1-(1-R121)(1-R122)

R1=R11[1-(1-R121)(1-R122)]R13

R2=R21R22R23;R23=1-(1-R231)(1-R232)

R2=R21R22[1-(1-R231)(1-R232)]

R4=1-(1-R41)(1-R42)求取全流程可靠度RsysRsys=R1R2R3R4=R11[1-(1-R121)(1-R122)]R13R21R22[1-(1-R231)(1-R232)]R3[1-(1-R41)(1-R42)]5化工過程分析5.2安全性及損失的預防表5.131個工廠過程重大事故及事故原因統(tǒng)計序號事故原因所占比例/%1設備損壞312對物料的性能考慮不足203操作失誤174化工過程問題115缺乏防護規(guī)程86物質移動發(fā)生事故47設計結構不合理38工廠位置不合理49工廠方案不合理35.2.1危險率分析與描述方法事故死亡頻率(FAFR)的定義：在某種情況下暴露或工作108小時發(fā)生死亡的數目。也可定義為1000人在某種環(huán)境或情況下工作50年，每年工作50周，每周工作40小時的死亡人數。FAFR=5時，相當于一個工人在某種危險性的環(huán)境或情況下，一年有10-4的死亡概率。FAFR=8？行業(yè)FAFR行業(yè)FAFR行業(yè)FAFR工廠環(huán)境4金屬制造、造船8機器裝備65服裝制鞋0.15農業(yè)10家務1制本1.3采煤40坐火車旅行5木器家具3鐵路45坐汽車旅行57表5.2不同行業(yè)及環(huán)境下的FAFR值飛機失事的概率5.2.1危險率分析與描述方法職業(yè)死亡原因FAFR職業(yè)死亡原因FAFR制鞋業(yè)鼻病(癌)6.5肺病(癌)男:115女:205印刷肺、氣管病10橡膠工人膀胱、腎病235油脂業(yè)3~20煉鎘工人前列腺病700木工鼻病(癌)35制鎳工人肺病(癌)330采鈾業(yè)肺病(癌)70萘胺制造膀胱、腎病1200化纖制造、紡織冠心病150制造、機器裝配氣管病520燒炭氣管病(癌)140表5.2不同化學環(huán)境長時間停留下的FAFR值續(xù)石棉工人石油化工行業(yè)危險性職業(yè)病化工產品圖（一）油氣開采石油勘探鉆井作業(yè)井下作業(yè)采油采氣生產油氣集輸輔助生產石油化工行業(yè)的主要生產工藝裝置（二）石油煉制常減壓裝置催化裂化裝置延遲焦化裝置蠟油加氫裝置加氫裂化裝置連續(xù)重整裝置芳烴抽提裝置加氫精制裝置（航煤、柴油、汽油）氣體分餾裝置酮苯脫蠟裝置汽油吸附脫硫裝置

溶劑脫瀝青裝置制氫裝置

糠醛裝置白土裝置

酸性水汽提裝置

溶劑再生裝置

硫磺回收裝置……（三）化工裝置乙烯裂解裝置乙二醇/環(huán)氧乙烷裝置環(huán)氧丙烷裝置丁二烯抽提裝置裂解汽油加氫裝置芳烴抽提裝置苯乙烯裝置苯酚丙酮裝置醚化裝置二甲苯裝置氯堿裝置丙烯腈裝置聚乙烯裝置聚丙烯裝置聚苯乙烯裝置聚氯乙烯裝置順丁橡膠裝置丁苯橡膠丁基橡膠氯丁橡膠丁腈橡膠腈綸裝置合成氨裝置尿素裝置…（四）輔助裝置及公用工程設施空分空壓裝置污水處理裝置熱電裝置維修車間電儀車間供水車間化學水分析化驗……常減壓裝置工藝流程簡圖原油換熱系統(tǒng)電脫鹽系統(tǒng)閃蒸塔常壓加熱爐換熱系統(tǒng)換熱系統(tǒng)常壓塔常二線常一線常三線換熱系統(tǒng)減壓加熱爐換熱系統(tǒng)減壓塔減一線減二線減三線減底渣油輕烴回收換熱系統(tǒng)液化氣干氣乙烯裂解裝置工藝流程簡圖裂解原料裂解爐急冷壓縮干燥激冷分離熱分離甲烷氫乙烯丙烯混合碳四氫氣裂解汽油乙烷、丙烷1、生產性毒物直接接觸有300余種，其中高毒30余種（硫化氫、氨、苯、丙烯腈等）。常用危險化學品有３００余種，具有易燃易爆、氧化、腐蝕、有毒等特性，包括石油及其制品，催化劑、添加（助）劑、溶劑，化工原料與產品三大類

2、生產性粉塵煤塵、電焊塵、水泥塵、催化劑塵、纖維塵等

3、物理因素噪聲、振動、高溫、低溫、紫外輻射、電離輻射（２４種源相）、非電離輻射（工頻電場、微波等）

4、生物因素血吸蟲、其它（蚊、蚤等）

5、心理因素單調作業(yè)、夜班作業(yè)、腦力作業(yè)等

石油化工主要職業(yè)病危害種類（一）職業(yè)病構成不要忽略在某一職業(yè)人群中通常屬罕見的發(fā)病率極低的腫瘤出現(xiàn)高發(fā)現(xiàn)象。例如生產氯乙烯單體的工人發(fā)生肝血管肉瘤，接觸石棉工人發(fā)生間皮瘤等

石油化工企業(yè)生產性有毒物質影響范圍及暴露（接觸）人群分布

急性職業(yè)中毒情況急性硫化氫中毒作業(yè)系統(tǒng)統(tǒng)計

序號作業(yè)系統(tǒng)構成比（%）

1巡檢/操作23.13

2檢修17.16

3吹掃/清油14.18

4裝瓶11.94

5管線脫水11.19

6排污8.2

7檢尺6.72

8其它7.46

目前已確認的主要職業(yè)致癌物及生產過程

致癌物致癌部位4-氨基聯(lián)苯膀胱砷及其化合物肺、皮膚、肝、血管肉瘤石棉胸、腹膜（間皮瘤）、肺、喉、胃腸道、腎苯白血病（急性非淋巴性）聯(lián)苯胺膀胱

鈹及其化合物肺

N-N-雙（2-氯乙基）-2-萘氨膀胱

氯甲甲醚，雙氯甲醚肺（主要為燕麥細胞）

鎘及其化合物肺、前列腺鉻酸鹽，六價鉻肺煤焦油

皮膚、陰囊、肺、膀胱

煤焦油瀝青

皮膚、陰囊、肺、膀胱

環(huán)氧乙烷

血液

未處理和略處理的礦物油

皮膚、陰囊、肺

芥子氣

肺

Β-萘胺

膀胱

鎳及其化合物

肺、鼻竇

氡及其衰變物

肺

頁巖油

皮膚、陰囊

二氧化硅，結晶型

肺

煤煙灰

皮膚、肺、膀胱

含石棉纖維的滑石粉

肺、間皮瘤

紫外線輻射

皮膚

氯乙烯

肝（血管肉瘤）、腦、肺

木塵

鼻腔

生產過程致癌部位鋁生產

肺、膀胱

金胺制造膀胱

靴鞋制作及修理

白血病

煤氣制造

肺、膀胱、皮膚、陰囊

焦炭生產

肺、腎

家具制造

鼻腔（主要腺癌）

鑄鐵和鑄鋼

肺

異丙醇制造（強酸法）

鼻竇、喉

品紅制造

膀胱

油漆工（職業(yè)接觸）

白血病

橡膠工業(yè)

膀胱、白血病（淋巴性）、胃、肺、皮膚、腸、前列腺、淋巴瘤

地下赤鐵礦開采

肺

5.2.2燃燒和爆炸指數(FEI)減少危險率的第一步是分辨各種物質潛在的燃燒和爆炸趨勢。燃燒和爆炸指數(FEI)較精確地反映了物質潛在的燃燒和爆炸性能。(1)物質因子(MF)(2)特殊物質的危害因子(SMH)(3)一般過程的危害因子(GPH)(4)專門過程的危害因子(SPH)于一個特定單元或物質的燃燒和爆炸指數FEI計算公式為FEI=MF（1+SMH）（1+GPH）（1+SPH）

5.3化工過程能耗分析與評價——分析

5.3的概念—物質的有效能，是指物質(物系)所具有的能夠轉化有用功的那部分能量。

AE=(H-T0S)-(H0-T0S0)式中AE—該物質(物系)在給定狀態(tài)下的有效能，kj;

H—該物質(物系)在給定狀態(tài)下的焓，kJ；

S—該物質(物系)在給定狀態(tài)下的熵，kJ

；T0—規(guī)定的參照狀態(tài)下的溫度，K。死態(tài)—T0=298.15K；P=1atm；基礎濃度(地球)。乘坐飛機旅行的FAFR值

飛機旅行是目前世界上最安全的交通工具，它絕少發(fā)生重大事故，造成多人傷亡的事故率約為三百萬分之一。也就是說，要積累三百萬個航班，意味著每人每天坐一次飛機，這樣飛上8200年，才有可能會不幸遇到一次飛行事故，三百萬分之一的事故概率，說明飛機這種交通工具是最安全的，它甚至比走路和騎自行車都要安全，更不用說汽車、火車等其他交通工具了。按3,000,000次航班一次事故，一次事故死100人，每次航班飛行2小時，6×106小時死100人，F(xiàn)AFR=1667表1為英國各類工作的危險率。工業(yè)類型FAFR值勞動一億小時的死亡率年死亡概率每日8小時，每月20天，每年1920小時化工3.56.75×10-5英國全工業(yè)47.68×10-5鋼鐵81.54×10-4捕魚356.72×10-4煤礦407.68×10-4鐵路搬道員458.64×10-4建筑671.28×10-3飛機乘務員2504.8×10-3拳擊70001.34×10-1狩獵競賽500009.6×10-1FAFR死亡頻率FAFR

——FatalAccidentFrequencyRates燃燒和爆炸指數(FEI)物質因子是表述物質在燃燒或其他化學反應引起的火災、爆炸時釋放能量大小的內在特性，是一個最基礎的數值。物質系數是由美國消防協(xié)會規(guī)定的NF、NR(分別代表物質的燃燒性和化學