安全分析课件.pptx
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1、第四章 系统安全分析系统安全分析(系统安全分析(系统安全分析(系统安全分析(SystemsafetyanalysisSystemsafetyanalysis)是从安全角度对系统中的危险因素进行分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析是从安全角度对系统中的危险因素进行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主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系。相关关系。相关关系。相关关系。一、一、一、一、概述概述概述概述危险危害因素辨识方法危险危害因素辨识方法 (一)直观经验
2、法直观经验法 这种方法适用于有可供参考的先例,有以往经验可以借鉴的危险危害因素辨识过程,不能应用在没有参考先例的新系统中。(二)系统安全分析方法(二)系统安全分析方法(二)系统安全分析方法(二)系统安全分析方法 系统安全分析方法常用于复杂系统、没有事故经验的系统安全分析方法常用于复杂系统、没有事故经验的系统安全分析方法常用于复杂系统、没有事故经验的系统安全分析方法常用于复杂系统、没有事故经验的新开发系统。新开发系统。新开发系统。新开发系统。1.1 系统安全分析的内容 (1)(1)(1)(1)对可能出现的对可能出现的对可能出现的对可能出现的初始的、诱发的及直接初始的、诱发的及直接初始的、诱发的及
3、直接初始的、诱发的及直接引起事故的各种危引起事故的各种危引起事故的各种危引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析;险因素及其相互关系进行调查和分析;险因素及其相互关系进行调查和分析;险因素及其相互关系进行调查和分析;(2)(2)(2)(2)对与系统有关的对与系统有关的对与系统有关的对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素环境条件、设备、人员及其他有关因素环境条件、设备、人员及其他有关因素环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析;进行调查和分析;进行调查和分析;进行调查和分析;(3)(3)(3)(3)对能够利用适当的对能够利用适当的对能够利用适当的对能够利用适当的设备、规
4、程、工艺或材料设备、规程、工艺或材料设备、规程、工艺或材料设备、规程、工艺或材料控制或根除控制或根除控制或根除控制或根除某种特殊危险因素的某种特殊危险因素的某种特殊危险因素的某种特殊危险因素的措施措施措施措施进行分析;进行分析;进行分析;进行分析;(4)(4)(4)(4)对可能出现的危险因素的对可能出现的危险因素的对可能出现的危险因素的对可能出现的危险因素的控制措施控制措施控制措施控制措施及实施这些措施的及实施这些措施的及实施这些措施的及实施这些措施的最好最好最好最好方法方法方法方法进行调查和分析;进行调查和分析;进行调查和分析;进行调查和分析;(5)(5)(5)(5)对不能根除的危险因素对不
5、能根除的危险因素对不能根除的危险因素对不能根除的危险因素失去或减少控制失去或减少控制失去或减少控制失去或减少控制可能出现的可能出现的可能出现的可能出现的后果后果后果后果进进进进行调查和分析;行调查和分析;行调查和分析;行调查和分析;(6)(6)(6)(6)对危险因素一旦失去控制对危险因素一旦失去控制对危险因素一旦失去控制对危险因素一旦失去控制,为防止伤害和损害的为防止伤害和损害的为防止伤害和损害的为防止伤害和损害的安全防护安全防护安全防护安全防护措施措施措施措施进行调查和分析。进行调查和分析。进行调查和分析。进行调查和分析。1.2 系统安全分析方法 在危险因素辨识中得到广泛应用的系统安全分析方
6、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)因果分析预先危险性分析安全检查表故障模式及影响分析可操作性研究事故树分析事件树分析可靠性工程因果分析归纳法归纳法归纳法归纳法(个别(个别(个别(个别一般)一般)一般)一般)演绎法演绎法演绎法演绎法(一般(一般(一般(一般个别)个别)个别)个别)危险性预先分析危险性预先分析危险性预先分析危险性预先分析 安全检查表安全检查表安全检查表安全检查表 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 共同原内分析共同原
7、内分析共同原内分析共同原内分析 故障模式影响分析故障模式影响分析故障模式影响分析故障模式影响分析事故树分析事故树分析事故树分析事故树分析事件树分析事件树分析事件树分析事件树分析原因后果分析原因后果分析原因后果分析原因后果分析可靠性性工程可靠性性工程可靠性性工程可靠性性工程定性分析方法定性分析方法定性分析方法定性分析方法定量分析方法定量分析方法定量分析方法定量分析方法动态分析动态分析动态分析动态分析就是指对系统事故危险的分析能够反映出就是指对系统事故危险的分析能够反映出就是指对系统事故危险的分析能够反映出就是指对系统事故危险的分析能够反映出事故过程和环境变化的特点。事故过程和环境变化的特点。事故
8、过程和环境变化的特点。事故过程和环境变化的特点。主要有事件树分析、因果分析法。主要有事件树分析、因果分析法。主要有事件树分析、因果分析法。主要有事件树分析、因果分析法。静态分析静态分析静态分析静态分析就是指对系统事故危险的分析不能反映出就是指对系统事故危险的分析不能反映出就是指对系统事故危险的分析不能反映出就是指对系统事故危险的分析不能反映出事故过程和环境变化的特点。事故过程和环境变化的特点。事故过程和环境变化的特点。事故过程和环境变化的特点。除动态分析法的所有分析法。除动态分析法的所有分析法。除动态分析法的所有分析法。除动态分析法的所有分析法。(1)安全检查表法安全检查表法 安全检查表法(s
9、cL)是将一系列分析项目列出检查表进行分析以确定系统的状态,这些项目包括工艺、设备、操作、管理、储运等各个环节。通常用于检查各种规范、标准的执行情况。此方法简单、易行、直观,可对系统进行快速分析,也可对系统进行较深层次的分析。(2)预先危险分析法预先危险分析法 预先危险分析法(PHA)在系统设计之韧,对系统进行初步定性评价的一种分析方法。(3)故障类型及影响分析法故障类型及影响分析法 以硬件为对象,对系统中的元件进行逐个研究,查明每个元件的故障模式,然后再进步查明每个故障模式对子系统以至系统的影响。本方法易于理解,不用数学,是广泛采用的标准化方法。但一般用于考虑非危险性失效,费时较多,而且一般
10、不能考虑人、环境相部件之间相互关系等因素。主要用于设计阶段的安全分析。l(4)事故树分析(FTA)由不希望事件(顶上事件)开始,找出引起顶上事件的各种失效的事件及其组合。最适合于找出各种失效事件之间的关系,即寻找系统失效的可能方式。l 本法可包含人、环境和部件之间相互作用等因素,加上简明、形象化的特点,因此,已成为安全系统工程的主要分析方法,但需要一定的数学知识。l(5)事件树分析(ETA)由初始(希望或不希望)的事件出发,按照逻辑推理推论其发展过程及结果,即由此引起的不同事件链。l 本法广泛用于各种系统,能够分析出各种事件发展的可能结果,是一种动态的宏观分析方法,但不能分析平行产生的后果,不
11、适用于详细分析。(6)危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 研究工艺状态参数的变动。以及操作控制中偏差的影响及其发生的原因。其特点是出中间的状态参数的偏差开始,分别向下找原因,向上判明其后果因此是故障模是故障模是故障模是故障模式及影响分析和事故树分析方法的引伸式及影响分析和事故树分析方法的引伸式及影响分析和事故树分析方法的引伸式及影响分析和事故树分析方法的引伸,具有二者的优点,适用于流体或能量的流动情况分析,特别是大型化化工企业。(7 7 7 7)因果分析)因果分析)因果分析)因果分析 本法是事件树分析和事故树分析方法的结合,从某一初始条件出发向前用
12、事件树(后果树)分析向后用事故树分析兼有二者的优缺点,本法很灵活可以包罗 一切可能性易于文件化。可以简明地表示因果关系。(8 8)可靠性工程)可靠性工程 可靠性工程的任务是研究系统或设备在设计、生产和使用的各个阶段定性定量分析、控制、评价和改善系统或设备的可靠性。因此,安全性和系统可靠性是紧密相关的,是故障模式及影响分忻和故障模式及影响分忻和事故树分析方法的理论基础事故树分析方法的理论基础。方法目的编制和使用方法适用范围效果优缺点安全检查表检查系统是否符合标准要求有经验和专业知识人员协同编制,经常使用各类系统的设计、验收、运行、管理、事故调查定性,辨识危险性并使系统保持与标准规定一致,若检查项
13、目赋值,可用于定量简便、易于掌握、编制检查表难度及工作量大方法目的编制和使用方法适用范围效果优缺点预先危险性分析(PHA)开发阶段,早期辨识出危险性,避免失误分析原材料、工艺、设备设施等发生危险的可能性及后果,按规定表格填入开发时分析原材料、工艺、主要设备设施,以及能量失控时出现的危险得出供设计考虑的危险性一览表简便易行,受分级评价人员主观因素影响方法目的编制和使用方法适用范围 效果优缺点故障类型和影响分级(FMEA)辨识单个故障类型造成的事故后果将系统分解,求出零部件发生各种故障类型时,对系统或子系统产生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定性并可进一步定量,找出故障类型
14、对系统的影响较复杂、详尽受分级评价人员主观因素影响方法目的编制和使用方法适用范围应用条件优缺点事件树(ETA)辨识初始事件发展成为事故的各种过程及后果各事件发展阶段均有成功和失败的两种可能,由初始条件经过各事件、阶段一直分析出事件发展的最后结果各类局部工艺过程、生产设备、装置事故分析熟悉系统、元素间的因果关系、有各事件发生概率数据简便、易行、受分析评价人员主观因素影响评价方法目标编制和使用方法适用范围应用条件优缺点事故树(FTA)事故原因事故概率演绎法,由事故和基本事件逻辑推断事故原因,由基本事件概率计算事故概率宇航、核电、工艺、设备等复杂系统事故分析熟练掌握方法和事故、基本事件间的联系,有基
15、本事件概率数据复杂、工作量大、精确。故障树编制有误易失真方法目的编制和使用方法适用范围效果优缺点危险性与可操作性研究辨识静态和动态过程中的危险性用引导词对工艺过程参数进行检验,分析可能出现的危险性,并提出改进方法对新技术新工艺尚无经验,此时辨识危险性特别有用。定性、并能发现新的危险性简便、易行,受分析评价人员主观因素影响 1.3 1.3 系统安全分析方法的选择系统安全分析方法的选择分析方法分析方法开开发发研研制制方方案案设设计计样样机机详详细细设设计计建建造造投投产产日日常常运运行行改改建建扩扩建建事事故故调调查查拆除拆除检查表检查表预先危险性预先危险性分析分析危险性与可危险性与可操作性研究操
16、作性研究故障类型和故障类型和影响分析影响分析事故树分析事故树分析事件树分析事件树分析因果分析因果分析方法选用原则:方法选用原则:首先可进行初步的、定性的综合分析首先可进行初步的、定性的综合分析首先可进行初步的、定性的综合分析首先可进行初步的、定性的综合分析,如用危险,如用危险,如用危险,如用危险性预先分析、安全检查表等,得出定性的概念,然性预先分析、安全检查表等,得出定性的概念,然性预先分析、安全检查表等,得出定性的概念,然性预先分析、安全检查表等,得出定性的概念,然后根据危险性大小,后根据危险性大小,后根据危险性大小,后根据危险性大小,再进行详细的分析再进行详细的分析再进行详细的分析再进行详
17、细的分析。根据分析对象和要求的不同,选用相应的分析方根据分析对象和要求的不同,选用相应的分析方根据分析对象和要求的不同,选用相应的分析方根据分析对象和要求的不同,选用相应的分析方法。法。法。法。如分析对象是硬件如分析对象是硬件如分析对象是硬件如分析对象是硬件(如设备等如设备等如设备等如设备等),可选用故障模,可选用故障模,可选用故障模,可选用故障模式及影响分析、致命度分析或事故树分析,如是工式及影响分析、致命度分析或事故树分析,如是工式及影响分析、致命度分析或事故树分析,如是工式及影响分析、致命度分析或事故树分析,如是工艺流程中的工艺状态参数变化,则选用危险性和可艺流程中的工艺状态参数变化,则
18、选用危险性和可艺流程中的工艺状态参数变化,则选用危险性和可艺流程中的工艺状态参数变化,则选用危险性和可操作性研究。操作性研究。操作性研究。操作性研究。如果对新建或改造的项目或限定的目标进行分如果对新建或改造的项目或限定的目标进行分如果对新建或改造的项目或限定的目标进行分如果对新建或改造的项目或限定的目标进行分析,可选用析,可选用析,可选用析,可选用静态分析法静态分析法静态分析法静态分析法;如果对运动状态和过程进;如果对运动状态和过程进;如果对运动状态和过程进;如果对运动状态和过程进行分析,则可选用行分析,则可选用行分析,则可选用行分析,则可选用动态分析方法动态分析方法动态分析方法动态分析方法。
19、如果对系统需要如果对系统需要如果对系统需要如果对系统需要精确评价,则可选用定量分析精确评价,则可选用定量分析精确评价,则可选用定量分析精确评价,则可选用定量分析方法,如事故树分析、事件树分析、原因方法,如事故树分析、事件树分析、原因方法,如事故树分析、事件树分析、原因方法,如事故树分析、事件树分析、原因后果分后果分后果分后果分析、致命度分析等方法。析、致命度分析等方法。析、致命度分析等方法。析、致命度分析等方法。应该注意,在做安全分析时,使用单一方法往应该注意,在做安全分析时,使用单一方法往应该注意,在做安全分析时,使用单一方法往应该注意,在做安全分析时,使用单一方法往往不能得到满意的结果、往
20、不能得到满意的结果、往不能得到满意的结果、往不能得到满意的结果、需要用其他方法弥补其不需要用其他方法弥补其不需要用其他方法弥补其不需要用其他方法弥补其不足。足。足。足。第一节第一节 预先危险性分析预先危险性分析 Preliminary Hazard Analysis Hazard Analysis(PHAPHA)l它主要用于某一项工程的设计、施工、生它主要用于某一项工程的设计、施工、生产之前,对系统存在的危险性类别,出现产之前,对系统存在的危险性类别,出现条件,可能导致事故的后果作一概略分析条件,可能导致事故的后果作一概略分析的方法。的方法。l因其特点是把分析工作做在行动之前,故因其特点是把分
21、析工作做在行动之前,故称为称为“预先预先”分析。分析。l预先危险分析也称初始危险分析,预先危险分析也称初始危险分析,指的是在一个系统或子系统(包括设指的是在一个系统或子系统(包括设计、施工、生产)运转活动之前,对计、施工、生产)运转活动之前,对系统存在的危险类别、出现条件及可系统存在的危险类别、出现条件及可能造成的结果,作宏观的概略的分析。能造成的结果,作宏观的概略的分析。一、预先危险性分析的目的一、预先危险性分析的目的l1 1、识别危险,确定安全性关键部位;、识别危险,确定安全性关键部位;l2 2、评价各种危险的程度;、评价各种危险的程度;l3 3、确定安全性设计准则,提出消除或控、确定安全
22、性设计准则,提出消除或控制危险的措施。制危险的措施。l总之,其目的是通过预先对系统存在的总之,其目的是通过预先对系统存在的危险性分析、评价、分级,而后根据其危险性分析、评价、分级,而后根据其危险性的大小,在设计、施工或生产中危险性的大小,在设计、施工或生产中采取恰当的控制措施,避免事故的发生。采取恰当的控制措施,避免事故的发生。l预先危险分析还可提供下述信息:预先危险分析还可提供下述信息:l1 1、为制(修)定安全工作计划提供信息;、为制(修)定安全工作计划提供信息;l2 2、确定安全性工作安排的优先顺序;、确定安全性工作安排的优先顺序;l3 3、确定进行安全性试验的范围;、确定进行安全性试验
23、的范围;l4 4、确定进一步分析的范围,特别是为故、确定进一步分析的范围,特别是为故障树分析确定不希望发生的事件;障树分析确定不希望发生的事件;l5 5、编写初始危险分析报告,作为分析结、编写初始危险分析报告,作为分析结果的书面记录;果的书面记录;l6 6、确定系统或设备安全要求,编制系统、确定系统或设备安全要求,编制系统或设备的性能及设计说明书。或设备的性能及设计说明书。二、二、PHAPHA的内容和步骤的内容和步骤 由于初始危险分析从寿命周期的早期由于初始危险分析从寿命周期的早期阶段开始,因此,分析中的信息仅是一阶段开始,因此,分析中的信息仅是一般性的,不会太详细。这些初始信息般性的,不会太
24、详细。这些初始信息 应应能指出潜在的危险及其影响,以提醒设能指出潜在的危险及其影响,以提醒设计师们要通过设计加以纠正。其分析的计师们要通过设计加以纠正。其分析的内容至少应包括以下几个方面:内容至少应包括以下几个方面:l1 1)审查相应的安全性历史资料;审查相应的安全性历史资料;危险性预先分析的内容危险性预先分析的内容l2 2)列出主要能源的类型,并调查各种列出主要能源的类型,并调查各种能源,确定其控制措施;能源,确定其控制措施;l3 3)确定系统或设备必须遵循有关的人确定系统或设备必须遵循有关的人员安全、环境安全和有毒物质的安全要员安全、环境安全和有毒物质的安全要求及其它有关的规定;求及其它有
25、关的规定;l4 4)提出纠正措施建议,在完成识别危提出纠正措施建议,在完成识别危险、评价危险的严重程度及可能性之后,险、评价危险的严重程度及可能性之后,还应提出如何控制危险的建议。还应提出如何控制危险的建议。危险性预先分析所需资料危险性预先分析所需资料l1 1、各种设计方案的系统和分系统部件的、各种设计方案的系统和分系统部件的设计图纸和资料;设计图纸和资料;l2 2、在系统预期的寿命期内,系统各组成、在系统预期的寿命期内,系统各组成部分的活动、功能和工作顺序的功能流部分的活动、功能和工作顺序的功能流程图及有关资料;程图及有关资料;l3 3、在预期的试验、制造、储存、修理、在预期的试验、制造、储
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