8第八章 安全性評(píng)價(jià).ppt

1、第八章 安全性評(píng)價(jià),8.1 安全性評(píng)價(jià)概述 8.1.1 安全性評(píng)價(jià)的概念 1. 安全性評(píng)價(jià) 安全性評(píng)價(jià)是以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全為目的，對(duì)系統(tǒng) 內(nèi)存在的危險(xiǎn)性及其嚴(yán)重程度以既定指數(shù)、等級(jí)或 概率值進(jìn)行分析和評(píng)估，并針對(duì)危險(xiǎn)有害因素制定 相應(yīng)的控制措施，使系統(tǒng)危險(xiǎn)性降到社會(huì)公眾可以 接受的水平的一種方法體系。 安全性評(píng)價(jià) (Safety Assessment) 也稱(chēng)風(fēng)險(xiǎn),評(píng)價(jià)（Risk Assessment）, 采用定性和定量分析 法對(duì)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以回答系統(tǒng)的安全程 度如何、會(huì)產(chǎn)生怎樣的嚴(yán)重后果、采取安全措施后 危險(xiǎn)性能降到什么程度、還應(yīng)進(jìn)一步采取哪些安全 措施等問(wèn)題。 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是因保險(xiǎn)業(yè)要計(jì)算

2、承保風(fēng)險(xiǎn)和保費(fèi)價(jià) 格而最早提出和發(fā)展起來(lái)的。后來(lái)被推廣到其他行 業(yè)。 例如，美國(guó)道化學(xué)公司根據(jù)化工生產(chǎn)特點(diǎn)，于 1964年首次開(kāi)發(fā)了火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法，用于 化工裝置的安全性評(píng)價(jià)。,隨著各國(guó)對(duì)安全生產(chǎn)的重視，安全性評(píng)價(jià)方法得到 了快速發(fā)展，安全性評(píng)價(jià)也逐漸發(fā)展成為一種職業(yè)。 2.風(fēng)險(xiǎn) （1）風(fēng)險(xiǎn)要同時(shí)考慮損害大小和造成損害的難 易程度。 風(fēng)險(xiǎn) = 不可靠性損害 上式說(shuō)明，沒(méi)有損害的地方就沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)；沒(méi)有 不可靠性的地方也沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)。 （2）風(fēng)險(xiǎn)與危險(xiǎn)源的性質(zhì)和是否采取防護(hù)措施 有關(guān)。 風(fēng)險(xiǎn) = 危險(xiǎn)源安全防護(hù),上式說(shuō)明，只要危險(xiǎn)源不為零，風(fēng)險(xiǎn)就客觀存 在；風(fēng)險(xiǎn)與危險(xiǎn)源的危險(xiǎn)性高低成正比，與安全

3、防 護(hù)強(qiáng)弱成反比。 8.1.2 安全性評(píng)價(jià)的內(nèi)容 安全性評(píng)價(jià)是在危險(xiǎn)性分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的。其 內(nèi)容有： 1、危險(xiǎn)性辨識(shí) 充分地找出系統(tǒng)內(nèi)的危險(xiǎn)有害因素，包括固有 的潛在的危險(xiǎn)性以及系統(tǒng)在運(yùn)行中可能產(chǎn)生的新的 危險(xiǎn)性。 2、危險(xiǎn)的數(shù)量化,對(duì)危險(xiǎn)因素進(jìn)行量化處理，用數(shù)量的大小表示。 其數(shù)量可以是指數(shù)、等級(jí)或概率及損失等。 3、危險(xiǎn)的排除 對(duì)危險(xiǎn)因素要制定措施給予控制和消除，使系 統(tǒng)的危險(xiǎn)性下降。 4、安全指標(biāo) 危險(xiǎn)性下降到什么程度系統(tǒng)才算安全，必須要 有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常稱(chēng)為安全指標(biāo)。 當(dāng)危險(xiǎn)性處于安全指標(biāo)以下即認(rèn)為是安全的。 8.1.3 安全指標(biāo),1.安全指標(biāo) 安全指標(biāo)，是指社會(huì)公眾可以接受的

4、危險(xiǎn)度。 世界上沒(méi)有絕對(duì)的安全，因此不可能以事故為 零作為安全指標(biāo)。當(dāng)危險(xiǎn)性降低到一定程度，人們 可以接受了，就認(rèn)為系統(tǒng)是安全的了。 確定安全指標(biāo)實(shí)際上就是確定公眾可以接受的 一個(gè)危險(xiǎn)度。這與一個(gè)國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)狀 況有關(guān)。 2.安全指標(biāo)的量化形式 安全指標(biāo)的量化形式有：風(fēng)險(xiǎn)率、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、 風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)等。 安全指標(biāo)一般是根據(jù)多年的事故統(tǒng)計(jì)資料來(lái)確定。,例如：美國(guó)的交通事故統(tǒng)計(jì)資料顯示，因小汽 車(chē)相撞而引起死亡的風(fēng)險(xiǎn)率為2.510-4死亡/人年 ，這意味著每年10萬(wàn)人中有25人因乘坐小汽車(chē)相 撞而死亡的風(fēng)險(xiǎn)。但沒(méi)有人因害怕這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)而放棄 使用小汽車(chē)，就說(shuō)明這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是能夠被公眾所接受 ，所以2

5、.5104死亡/人年這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)率就可以作為 使用乘坐小汽車(chē)的安全指標(biāo)。 3、合理選擇安全指標(biāo) 在生產(chǎn)活動(dòng)中以死亡/人年的風(fēng)險(xiǎn)率表示， 一般人認(rèn)為： 10-3數(shù)量級(jí)的作業(yè)危險(xiǎn)性很大，人們是不能接 受的，要立即采取措施降低風(fēng)險(xiǎn)率；,10-4數(shù)量級(jí)的作業(yè)，一般人是不愿意做的，也 需要采取措施降低風(fēng)險(xiǎn)率； 10-5數(shù)量級(jí)與游泳溺死的風(fēng)險(xiǎn)率相當(dāng)，人們是 積極關(guān)注的； 10-6數(shù)量級(jí)與天災(zāi)死亡的風(fēng)險(xiǎn)率相同，雖有危 險(xiǎn)，但不一定發(fā)生在自己身上，人們冒這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)去 工作是值得的。 上述觀點(diǎn)說(shuō)明： 對(duì)于10-3死亡/人年以上的風(fēng)險(xiǎn)率，人們是不 能允許的；對(duì)10-6死亡人年以下的風(fēng)險(xiǎn)率，人 們是可以忽略的；居于這兩者

6、中間的風(fēng)險(xiǎn)率要看收 益的大小，收益很大的就有允許的可能，但不能與,當(dāng)?shù)氐姆上鄾_突。 例如，英國(guó)化學(xué)工業(yè)的FAFR值(指勞動(dòng)1億小 時(shí)的死亡率)為3.5，英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司(ICI)選取其 十分之一，即0.35作為風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)值；美國(guó)公司的風(fēng) 險(xiǎn)目標(biāo)值大都取各行業(yè)安全指標(biāo)的十分之一。 表8.1列出了美國(guó)各類(lèi)工作地點(diǎn)死亡的安全指標(biāo)； 表8.2為英國(guó)各類(lèi)工作的危險(xiǎn)率。,8.1.4 安全性評(píng)價(jià)的應(yīng)用我國(guó)的安全評(píng)價(jià)制度 根據(jù)安全生產(chǎn)法的有關(guān)規(guī)定和國(guó)務(wù)院頒布 的安全生產(chǎn)許可證條例（2004年1月7日國(guó)務(wù)院 常務(wù)會(huì)議通過(guò)），國(guó)家對(duì)礦山企業(yè)、建筑施工企業(yè) 和危險(xiǎn)化學(xué)品、煙花爆竹、民用爆破器材生產(chǎn)企業(yè) 實(shí)行安全生產(chǎn)

7、許可證制度。 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局為此制定和發(fā)布了 安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)導(dǎo)則、安全預(yù)評(píng)價(jià)導(dǎo)則和 安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)導(dǎo)則。 從事安全評(píng)價(jià)需由具備國(guó)家規(guī)定資質(zhì)的安全評(píng) 價(jià)機(jī)構(gòu)承擔(dān)。,安全性評(píng)價(jià)的內(nèi)容涵蓋行業(yè)的安全、消防和職 業(yè)衛(wèi)生等方面。 1. 建設(shè)項(xiàng)目的安全預(yù)評(píng)價(jià) 安全預(yù)評(píng)價(jià)是在建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告完成 之后、初步設(shè)計(jì)之前進(jìn)行。 （1）有關(guān)術(shù)語(yǔ)的定義 建設(shè)項(xiàng)目：指生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的新建、改建、 擴(kuò)建工程項(xiàng)目。 安全預(yù)評(píng)價(jià)：根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 內(nèi)容，分析和預(yù)測(cè)該建設(shè)項(xiàng)目可能存在的危險(xiǎn)、有 害因素的種類(lèi)和程度，提出合理可行的安全對(duì)策及 建議。, 危險(xiǎn)、有害因素識(shí)別：指找出危險(xiǎn)、有害因 素，并分析其性質(zhì)和

8、狀態(tài)的過(guò)程。 危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)：指評(píng)價(jià)危險(xiǎn)、有害因素導(dǎo)致事 故發(fā)生的可能性和嚴(yán)重程度，確定承受水平，并按 照承受水平采取措施，使危險(xiǎn)度降低到可承受水平 的過(guò)程。 評(píng)價(jià)單元：指為了安全評(píng)價(jià)的需要，按照建 設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝或場(chǎng)所的特點(diǎn)，將生產(chǎn)工藝或場(chǎng)所 劃分成若干相對(duì)獨(dú)立的部分。 （2）安全預(yù)評(píng)價(jià)程序 安全預(yù)評(píng)價(jià)程序一般包括：準(zhǔn)備階段；危險(xiǎn)、 有害因素識(shí)別與分析；確定安全預(yù)評(píng)價(jià)單元；選擇,安全預(yù)評(píng)價(jià)方法；定性、定量評(píng)價(jià)；安全對(duì)策措施 及建議；安全預(yù)評(píng)價(jià)結(jié)論；編制安全預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告。 （3）安全預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告審查與管理 安全預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告要經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，并有專(zhuān)家 評(píng)審組提出評(píng)審意見(jiàn)； 預(yù)評(píng)價(jià)單位根據(jù)審查意見(jiàn)對(duì)報(bào)告進(jìn)行修

9、改完 善后，由建設(shè)單位報(bào)有關(guān)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)備 案。 2. 建設(shè)項(xiàng)目的安全驗(yàn)收評(píng)價(jià) （1）安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)定義 安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)是在建設(shè)項(xiàng)目竣工、試生產(chǎn)運(yùn)行,正常后，通過(guò)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)施、設(shè)備、裝置實(shí)際 運(yùn)行狀況及管理況的安全評(píng)價(jià)，查找該建設(shè)項(xiàng)目投 產(chǎn)后存在的危險(xiǎn)、有害因素的種類(lèi)和程度，提出合 理可行的安全對(duì)策措施及建議。 （2）安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)內(nèi)容 檢查建設(shè)項(xiàng)目中安全設(shè)施是否已與主體工 程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入生產(chǎn)和使用；評(píng) 價(jià)建設(shè)項(xiàng)目及與之配套的安全設(shè)施是否符合國(guó)家有 關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 從整體上評(píng)價(jià)建設(shè)項(xiàng)目的運(yùn)行狀況和安全管 理是否正常、安全、可靠。,（3）安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)程序

10、安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)程序一般包括：前期準(zhǔn)備；編制安 全驗(yàn)收評(píng)價(jià)計(jì)劃；安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)檢查；編制安全 驗(yàn)收評(píng)價(jià)報(bào)告，安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)報(bào)告評(píng)審。 3.安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià) （1）安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的定義 安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)是對(duì)處于生產(chǎn)運(yùn)行期的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單 位的生產(chǎn)設(shè)施、設(shè)備、裝置、貯存、運(yùn)輸?shù)葘?shí)際運(yùn)行 狀況，以及管理狀況的調(diào)查、分析，運(yùn)用安全系統(tǒng)工 程的方法，全面地進(jìn)行危險(xiǎn)、有害因素的識(shí)別及其危 險(xiǎn)度評(píng)價(jià)，查找該系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中存在的事故隱患并,判定其危險(xiǎn)程度，提出合理可靠的安全對(duì)策措施及 建議，使其在生產(chǎn)運(yùn)行期內(nèi)的安全風(fēng)險(xiǎn)控制在安全、 合理的程度內(nèi)。 （2）安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的內(nèi)容 收集評(píng)價(jià)所需的信息資料，采用恰當(dāng)?shù)姆椒?進(jìn)行危險(xiǎn)、有害

11、因素識(shí)別； 對(duì)可能造成重大后果的事故隱患，采用科學(xué) 合理的安全評(píng)價(jià)方法建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行事故 模擬，預(yù)測(cè)極端情況下事故的影響范圍、最大損失 ，以及發(fā)生事故的可能性，給出量化的安全狀態(tài)參 數(shù)值；, 對(duì)發(fā)現(xiàn)的事故隱患，根據(jù)量化的安全狀態(tài) 參數(shù)值，進(jìn)行整改優(yōu)化度排序； 提出安全對(duì)策措施與建議。 8.2 安全性評(píng)價(jià)的基本程序 該基本程序既適用于企業(yè)自評(píng)，也適用于專(zhuān)業(yè) 安全評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)。 1、熟悉系統(tǒng) 廣泛收集有關(guān)資料并熟悉這些資料，包括工藝 流程、物料的危害特性、操作條件、設(shè)備結(jié)構(gòu)、平 面立面布置、環(huán)境狀況等，以及有關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、,制度、相似事故案例。 為了防止發(fā)生漏錯(cuò)，一般將系統(tǒng)劃分成若

12、干子 系統(tǒng)(稱(chēng)為單元)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 2、識(shí)別危險(xiǎn) 采用科學(xué)的方法和手段充分地辨識(shí)和查找系統(tǒng) 內(nèi)存在的各種危險(xiǎn)因素, 包括固有的、潛在的，以 及可能出現(xiàn)的和在一定條件下轉(zhuǎn)化的新的危險(xiǎn)。 3、危險(xiǎn)的量化 將找出來(lái)的危險(xiǎn)因素，盡可能給予量化，并以 數(shù)量大小說(shuō)明其危險(xiǎn)程度。 對(duì)于定量安全性評(píng)價(jià)，還要求給出事故的概率 和可能造成的損失。,4、計(jì)算危險(xiǎn)度或風(fēng)險(xiǎn)率 通過(guò)一定的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出系統(tǒng)(或子系統(tǒng))的 危險(xiǎn)度，或風(fēng)險(xiǎn)率。 若知道事故的概率和損失，則： 風(fēng)險(xiǎn)率事故概率事故損失 5、危險(xiǎn)的排除 針對(duì)找出來(lái)的危險(xiǎn)因素，制定相應(yīng)的安全技術(shù) 和管理措施，消除或控制危險(xiǎn)，使系統(tǒng)危險(xiǎn)度降低。 6、確定危險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)是否可

13、以接受 將采取了安全措施后的系統(tǒng)危險(xiǎn)度或風(fēng)險(xiǎn)率與 安全指標(biāo)比較，分析是否達(dá)到了人們可以接受的程 度。如果滿足了安全指標(biāo)的要求，則建設(shè)項(xiàng)目可以,報(bào)建，裝置可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；如果低于安全指標(biāo)的要 求，則必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，增加安全措施，直到系 統(tǒng)達(dá)到安全要求為止。 安全性評(píng)價(jià)的基本程序如圖8.1表示如下。 實(shí)際評(píng)價(jià)過(guò)程不一定完全按這些這些步驟進(jìn)行 ，可根據(jù)實(shí)際情況的需要，適當(dāng)增加或減少。 8 .3 安全性評(píng)價(jià)的基本方法 8.3.1 安全性評(píng)價(jià)方法的分類(lèi)： 1、定性安全性評(píng)價(jià),定性安全性評(píng)價(jià)是對(duì)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性、事故或故 障發(fā)生的可能性大小，由具有不同專(zhuān)業(yè)知識(shí)并且熟 悉評(píng)價(jià)系統(tǒng)的專(zhuān)家憑借各自理論知識(shí)、豐富經(jīng)驗(yàn)

14、， 以及掌握的同類(lèi)或類(lèi)似系統(tǒng)事故資料共同討論確定 的。 定性安全性評(píng)價(jià)方法的結(jié)果的準(zhǔn)確性可能較差 一些。 國(guó)內(nèi)制定的安全性評(píng)價(jià)方法大多屬于這一類(lèi)。 2、半定量安全性評(píng)價(jià) 這種評(píng)價(jià)方法是對(duì)系統(tǒng)的各種危險(xiǎn)有害因素按 照一定的原則給予適當(dāng)?shù)闹笖?shù)(或點(diǎn)數(shù))，根據(jù)指數(shù),或所屬等級(jí)確定其安全程度。 3、定量安全性評(píng)價(jià) 定量安全性評(píng)價(jià)方法是以系統(tǒng)發(fā)生事故的概率為基礎(chǔ)，求出風(fēng)險(xiǎn)率，以風(fēng)險(xiǎn)率的大小衡量系統(tǒng)的安全度，也稱(chēng)概率評(píng)價(jià)法。 定量安全性評(píng)價(jià)這種評(píng)價(jià)法能夠準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)危險(xiǎn)性大小，我國(guó)由于缺乏各類(lèi)事故、故障數(shù)據(jù)，實(shí)際應(yīng)用中尚有一定困難。 安全性評(píng)價(jià)中，有時(shí)一種評(píng)價(jià)方法不能滿足評(píng)價(jià)系統(tǒng)的需要，可同時(shí)采用幾種方

15、法進(jìn)行危險(xiǎn)性分析和安全性評(píng)價(jià)。,8.3.2 安全性評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)介 1、概率評(píng)價(jià)法 這是一種定量評(píng)價(jià)方法。此法是在求出事故發(fā) 生概率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)率，以風(fēng)險(xiǎn)率來(lái) 確定系統(tǒng)的安全程度。 其計(jì)算公式為： R = SP 式中：R 風(fēng)險(xiǎn)率，事故損失單位時(shí)間； S 嚴(yán)重度，事故損失事故次數(shù)； P 事故發(fā)生概率，事故次數(shù)單位時(shí)間。 單位時(shí)間可以是年、月、日等，事故損失可以 用人的死亡、經(jīng)濟(jì)損失或是工作日的損失等表示。,（1）元件的故障概率及其求法 生產(chǎn)裝置的故障概率取決于這些元件的故障概 率和它們之間的相互作用。 構(gòu)成設(shè)備或裝置的元件，在工作一定時(shí)間后就 會(huì)發(fā)生故障或失效。 失效是指元件喪失規(guī)定的功

16、能。 故障是指可修復(fù)的失效。 下面就概率的有關(guān)概念和計(jì)算作一簡(jiǎn)述： a）平均故障間隔期： 元件在兩次相鄰故障間隔期內(nèi)正常工作的平均 時(shí)間，用表示。,如某元件在第一次工作tl時(shí)間后出現(xiàn)故障，第 二次工作t2時(shí)間后出現(xiàn)故障，第n次工作tn時(shí)后出現(xiàn) 故障，則平均故障間隔期為： 平均故障間隔期一般是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)個(gè)元 件的故障間隔時(shí)間，取其平均值。 b）平均故障率： 元件在單位時(shí)間(或周期)內(nèi)發(fā)生故障次數(shù)的平,均值，用表示，單位為：故障次數(shù)時(shí)間。平均 故障率是平均故障間隔期的倒數(shù)，即： = 1/ 故障率是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出來(lái)的，實(shí)際應(yīng)用時(shí) 要受到環(huán)境因素的影響，應(yīng)考慮一定的修正系數(shù) ( 也稱(chēng)嚴(yán)重系數(shù)k )

17、。 部分環(huán)境下嚴(yán)重系數(shù)k的取值見(jiàn)表8.3。 c）可靠度元件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定條件下完 成規(guī)定功能的概率，用R(t)表示。,元件在時(shí)間間隔(0，t)內(nèi)的可靠度R(t)符合下列 關(guān)系： 式中： t元件運(yùn)行時(shí)間。 d）故障概率：元件在規(guī)定時(shí)間內(nèi)和規(guī)定條件 下沒(méi)有完成規(guī)定功能(失效)的概率，用P(t)表示。 故障概率P(t)是可靠度R(t)的補(bǔ)事件，其式為：,許多元件的故障率隨時(shí)間而變化，如下圖8.2 所示的浴盆曲線，有幼年期、近似穩(wěn)定故障期、老 年期。元件在幼年期和老年期故障率都很高。,例如：一臺(tái)汽車(chē)，新車(chē)期間，必存在磨合期，期間可會(huì)出現(xiàn)或多或少的毛??；磨合期過(guò)后，車(chē)性能才達(dá)到最佳；若干年后，車(chē)輛老

18、化，則毛病越來(lái)越多。 在幼年和老年兩個(gè)周期之間稱(chēng)為近似穩(wěn)定故障期(或偶然故障期)，故障率低且穩(wěn)定。 部分元件的故障率見(jiàn)表8.4。 （2）元件的聯(lián)接及系統(tǒng)故障(事故)概率計(jì)算 裝置或工藝過(guò)程是由許多元件聯(lián)接在一起構(gòu)成的，元件發(fā)生故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障或事故的,發(fā)生。 可以根據(jù)各個(gè)元件故障概率，依照它們之間的 聯(lián)接關(guān)系計(jì)算出整個(gè)系統(tǒng)的故障概率。 元件的相互聯(lián)接有串聯(lián)和并聯(lián)兩種情況： 1、串聯(lián)的元件用邏輯或門(mén)表示，意思是任何一 個(gè)元件的故障都會(huì)引起系統(tǒng)發(fā)生故障或事故。 串聯(lián)元件組成的系統(tǒng)，可靠度R計(jì)算式如下：,式中： Ri 每個(gè)元件的可靠度； n 元件的數(shù)量； 表示連乘。 由于Ri1，上式說(shuō)明，串

19、聯(lián)的元件越多，可 靠度越低。 串聯(lián)元件組成的系統(tǒng)，它的故障概率P由下式 計(jì)算： 式中： Pi 每個(gè)元件的故障概率。,當(dāng)只有A和B兩個(gè)元件組成的系統(tǒng)，上式展開(kāi)為： P(A或B) = P(A)P(B)P(A)P(B) a）如果元件的故障概率很小，則P(A)P(B)可 忽略，上展開(kāi)式可簡(jiǎn)化為： P(A或B) = P(A)P(B) 那么這時(shí)系統(tǒng)的故障率P為： b）當(dāng)元件的故障概率不是很小時(shí)，不能用簡(jiǎn),化式來(lái)計(jì)算總的系統(tǒng)故障率P。 2、并聯(lián)的元件用邏輯與門(mén)表示，意思是并聯(lián) 的幾個(gè)元件同時(shí)發(fā)生故障，系統(tǒng)就會(huì)出故障。 并聯(lián)元件組成的系統(tǒng)可靠度R計(jì)算式如下： 上式說(shuō)明，并聯(lián)元件越多，可靠度越高。求出 可靠度R

20、后，就可由下式求出系統(tǒng)的總故障率。,并聯(lián)元件組成的系統(tǒng)故障概率P計(jì)算式如下： （3）系統(tǒng)故障概率的計(jì)算舉例 乙炔加氫反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的是放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度 超過(guò)某定值后，會(huì)引起反應(yīng)失控而爆炸。為此，在 反應(yīng)器外面安裝了夾套冷卻系統(tǒng)。 反應(yīng)器上安裝的熱電偶儀與冷卻水進(jìn)口閥聯(lián)接 ，根據(jù)溫度來(lái)控制進(jìn)水量。 為防止冷卻水供給失效，在冷卻水進(jìn)水管上還 安裝了壓力開(kāi)關(guān)并與原料進(jìn)口閥聯(lián)接；當(dāng)水壓小到 一定值時(shí)，原料進(jìn)口閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，停止反應(yīng)。,裝置組成如下圖8.3所示。,試計(jì)算這一裝置在一年中可能發(fā)生超溫爆炸的 故障率、故障概率P、可靠度R和平均故障間隔期 。并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行總結(jié)性說(shuō)明。 解：由圖可知，反應(yīng)器的

21、超溫防護(hù)系統(tǒng)由溫度 控制和原料關(guān)閉兩部分組成。溫度控制部分的溫度 測(cè)量?jī)x與冷卻水進(jìn)口閥串聯(lián)；原料關(guān)閉部分的壓力 開(kāi)關(guān)和原料進(jìn)口閥也是串聯(lián)的，而溫度控制和原料 關(guān)閉二部分則為并聯(lián)關(guān)系。 由表8.4查得熱電偶溫度測(cè)量、控制閥、壓力開(kāi) 關(guān)的故障率分別為0.52、0.60、0.14次/年。,先根據(jù)式下兩式計(jì)算出各個(gè)元件的可靠度R和 故障概率P。 R（t）= e t P（t）=1 R（t）=1 e t 熱電偶溫度測(cè)量?jī)x： R1= e 0.521=0.59， P1= 1 R1=10.59=0.41 控制閥： R2= e 0.601=0.55， P2= 1 R2=10.55=0.45 壓力開(kāi)關(guān)： R3= e

22、 0.141=0.87， P3= 1 R3=10.87=0.13,溫度控制部分A（溫度測(cè)量?jī)x與冷卻水進(jìn)口閥串聯(lián)）： RA= R1R2 = 0.590.55 = 0.32 PA= 1RA= 10.32 = 0.68 A= ln RA /t = ln 0.32/1 = 1.14 A= 1/ A= 1/1.14 = 0.88 年 原料關(guān)閉部分B（壓力開(kāi)關(guān)與原料進(jìn)口閥串聯(lián)）： RB= R2R3 = 0.550.87 = 0.48 PB= 1RB= 10.48 = 0.52 B= ln RB /t = ln 0.48/1 = 0.73 B= 1/ B= 1/0.73 = 1.37 年,超溫防護(hù)系統(tǒng)（溫度

23、控制和原料關(guān)閉二部分并聯(lián)）： P = PAPB= 0.680.52 = 0.35 R = 1P = 10.35 = 0.65 = ln R /t = ln 0.65/1 = 0.43 = 1/ = 1/0.43 = 2.3 年 說(shuō)明：由計(jì)算結(jié)果得知，預(yù)計(jì)溫度控制部分每 0.88年發(fā)生一次故障，原料關(guān)閉部分每1.37年發(fā)生一 次故障。由這兩部分并聯(lián)組成的超溫防護(hù)系統(tǒng)，預(yù) 計(jì)2.3年發(fā)生一次故障?？梢?jiàn)，復(fù)合組成的超溫防護(hù) 系統(tǒng)比單獨(dú)組成的超溫防護(hù)系統(tǒng)的可靠性明顯提高。,該題的反應(yīng)失控引起容器爆炸的事故樹(shù)圖如下：,2.美國(guó)道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法 （第七版） 美國(guó)道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指

24、數(shù)評(píng)價(jià)法是 以工藝過(guò)程中物料的火災(zāi)、爆炸潛在危險(xiǎn)性為基礎(chǔ) ，結(jié)合工藝條件、物料量等因素求取火災(zāi)、爆炸指 數(shù)，進(jìn)而可求出經(jīng)濟(jì)損失的大小，以經(jīng)濟(jì)損失評(píng)價(jià) 生產(chǎn)裝置的安全性。 道化學(xué)法的定量評(píng)價(jià)依據(jù)為：以往事故的統(tǒng)計(jì) 資料、物質(zhì)的潛在能量、現(xiàn)行安全措施狀況。,火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)目的： 真實(shí)地量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故 的預(yù)期損失； 確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的設(shè) 備（或單元）； 向管理部門(mén)通報(bào)潛在的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性； 使工程技術(shù)人員了解各工藝部分可能造成 的損失，幫助確定減輕潛在事故的嚴(yán)重性及總損失。 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法的基本評(píng)價(jià)程序如 圖8.5所示。,圖8.5 道七版評(píng)

25、價(jià)程序,下面根據(jù)圖8.5的程序進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹： （1）選擇工藝（評(píng)價(jià)）單元 單元是裝置的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立部分，與其他部分 保持一定距離，或用防火墻隔開(kāi)。一套生產(chǎn)裝置可 能包括多個(gè)工藝單元，但計(jì)算火災(zāi)、爆炸指數(shù)時(shí)， 只評(píng)價(jià)那些影響比較大的工藝單元，稱(chēng)為評(píng)價(jià)單元。 選擇評(píng)價(jià)單元時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面因素： a、潛在化學(xué)能（物質(zhì)系數(shù)）； b、工藝單元中危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量； c、資金密度（每平方米美元數(shù)）； d、操作壓力和操作溫度；,e、導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的歷史資料； f、對(duì)裝置操作起關(guān)鍵作用的單元。 （2）確定物質(zhì)系數(shù)（MF） a、在火災(zāi)、爆炸指數(shù)的計(jì)算和其他危險(xiǎn)性評(píng)價(jià) 時(shí)，物質(zhì)系數(shù)（MF）是最基礎(chǔ)的數(shù)值，它表述

26、物質(zhì) 由燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸中釋放能 量大小的內(nèi)在特性。 b、物質(zhì)系數(shù)是由美國(guó)消防協(xié)會(huì)規(guī)定的物質(zhì)可 燃性Nf （等級(jí)）和化學(xué)活性Nr （等級(jí)），從表8.7 求取；許多物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)見(jiàn)附錄，可直接查取。,但附錄中的Nf和Nr是針對(duì)常溫環(huán)境而言的， 物質(zhì)發(fā)生燃燒和反應(yīng)的危險(xiǎn)性隨著溫度的升高而急 劇增大，當(dāng)溫度超過(guò)60時(shí)，物質(zhì)系數(shù)要修正。 對(duì)于可燃性粉塵或煙霧，確定其物質(zhì)系數(shù)時(shí)用 粉塵危險(xiǎn)分級(jí)值St，而不是可燃性Nf值。 c、表8.7是物質(zhì)系數(shù)總表，對(duì)于附錄中沒(méi)有 列的物質(zhì)系數(shù)計(jì)算，要遵從該表。表8.7中化學(xué)活性 Nr值可按下述原則確定： Nr=0 燃燒條件下仍能保持穩(wěn)定的物質(zhì)； Nr

27、=1 加溫加壓條件下穩(wěn)定性較差的物質(zhì)； Nr=2 加溫加壓下易于發(fā)生劇烈化學(xué)變化的物質(zhì)；,Nr=3 本身能發(fā)生爆炸分解或爆炸反應(yīng)，但需 強(qiáng)引發(fā)源或引發(fā)前必須在密閉狀態(tài)下加熱的物質(zhì)； Nr=4 在常溫下自身易于引發(fā)爆炸分解或爆炸 反應(yīng)的物質(zhì)。 （3）計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F1） a、一般工藝危險(xiǎn)性是確定事故損害大小的主 要因素。 如P248 表8.5所示，一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)包括六 項(xiàng)內(nèi)容： 放熱反應(yīng)， 吸熱反應(yīng)， 物料處理 和輸送， 封閉單元或室內(nèi)單元， 通道， 排 放和泄露控制。,b、一個(gè)評(píng)價(jià)單元不一定要包括每項(xiàng)內(nèi)容，要根 據(jù)具體情況選取恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容和系數(shù)。 c、將各項(xiàng)取值填入表8.5中，將這些危

28、險(xiǎn)系數(shù) 相加，就得到該評(píng)價(jià)單元一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1。 （4）計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F2） a、特殊工藝危險(xiǎn)性是影響事故發(fā)生概率的主要 因素。 如表8.5所示，特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)包括十二項(xiàng)內(nèi) 容：毒性物質(zhì)、負(fù)壓操作、在爆炸極限范圍內(nèi)或其 附近的操作、粉塵爆炸、釋放壓力、低溫、易燃和 不穩(wěn)定物質(zhì)的質(zhì)量、腐蝕、泄露、明火設(shè)備、熱油 交換系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。,b、每一個(gè)評(píng)價(jià)單元不一定每項(xiàng)都要取值，應(yīng) 根據(jù)具體情況選取，有關(guān)各項(xiàng)按規(guī)定求取危險(xiǎn)系數(shù)。 如“易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的質(zhì)量”分三種情況確定危 險(xiǎn)系數(shù)： a）工藝過(guò)程中的液體和氣體，求出評(píng)價(jià)單元中 可燃或不穩(wěn)定物質(zhì)總質(zhì)量，再乘以燃燒熱Hc（J/kg） ,得到總熱量，然后從圖8.6中查得危險(xiǎn)系數(shù)； b）儲(chǔ)存中的液體和氣體，求得總?cè)紵裏?，由圖 8.7查出危險(xiǎn)系數(shù)； c）儲(chǔ)存中的可燃固體和工藝過(guò)程中的粉塵，則 用儲(chǔ)存固體總質(zhì)量（kg）或工藝單元中粉塵總質(zhì)量 （kg）由圖8.8查得危險(xiǎn)系數(shù)。,c、將各項(xiàng)取值填入表8.5中，將這些危險(xiǎn)系數(shù) 相加，就得到該評(píng)價(jià)單元特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2。 （5）確定單