安全评价方法及应用.ppt

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1、安全评价方法及应用,安全评价人员培训教程,一、历年考题回顾二、安全评价方法分类三、常用安全评价方法简介四、答题技巧,历次考题回顾,到目前为止共考了3次：1、第一次安全评价与安全管理的关系，事故树，危险有害因素辨识。2、第二次海因里希理论对事故预防的作用，预先危险分析，危险有害因素辨识（包括方法的应用）。3、安全检查表的意义和步骤，事故树，危险有害因素辨识（包括方法的应用）,一、安全评价方法分类,按评价结果的量化程度分类法按安全评价要达到的目的分类法按评价的逻辑推理过程分类法按针对的系统性质（评价对象）分类法,1、按评价结果的量化程度分类,（1）定性安全评价方法,定性安全评价方法主要是根据经验和

2、直观判断能力对生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定性的分析，安全评价的结果是一些定性的指标，如是否达到了某项安全指标、事故类别和导致事故发生的因素等。,典型定性安全评价方法,安全检查表、专家现场询问观察法、作业条件危险性评价法（LEC法）、故障类型和影响分析、危险可操作性研究等。,定性安全评价方法的优缺点,优点：容易理解、便于掌握，评价过程简单。缺点：依靠经验，带有一定的局限性；安全评价结果的差异；安全评价结果缺乏可比性。,（2）定量安全评价方法,定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律（数学模型），对生产系统的工艺、设备、设施

3、、环境、人员和管理等方面的状况进行定量的计算，安全评价的结果是一些定量的指标，如事故发生的概率、事故的伤害（或破坏）范围、定量的危险性、事故致因因素的事故关联度或重要度等。,典型定量安全评价方法,概率风险评价法：如故障类型及影响分析、故障 树（事故树）分析等；伤害（或破坏）范围评价法：如事故后果计算模 型；危险指数评价法：如道化学公司火灾爆炸危险指 数评价法，蒙德火灾爆炸毒性指数评价法，易燃、易爆、有毒重大危险源评价法,2、按安全评价要达到的目的分类,事故致因因素安全评价方法：是采用逻辑推理的方法，由事故推论最基本危险、有害因素或由最基本危险、有害因素推论事故的评价法。危险性分级安全评价方法：

4、是通过定性或定量分析给出系统危险性的安全评价方法。事故后果安全评价方法：可以直接给出定量的事故后果，给出的事故后果可以是系统事故发生的概率、事故的伤害（或破坏）范围、事故的损失或定量的系统危险性等。,3、按评价的逻辑推理过程分类,归纳推理评价法：是从事故原因推论结果的评价方法，即从最基本危险、有害因素开始，逐渐分析导致事故发生的直接因素，最终分析到可能的事故。演绎推理评价法：是从结果推论原因的评价方法，即从事故开始，推论导致事故发生的直接因素，再分析与直接因素相关的之间因素，最终分析和查找出致使事故发生的最基本危险、有害因素。,4、按针对的系统性质（评价对象）分类,设备（设施或工艺）故障率评价

5、法 人员失误率评价法 物质系数评价法 系统危险性评价法,安全评价方法的选择原则,充分性原则（评价系统、方法的分析、资料的分析）适应性原则 根据系统的划分及评价重点的不同，选择相应的评价方法系统性原则 真实、合理和系统的基础数据针对性原则 评价方法要提供所需的评价结果合理性原则 在满足评价目的的前提下，选择最方便的评价方法,二、常用安全评价方法简介,安全检查（SR）与安全检查表分析（SCA）预先危险分析（PHA）故障类型及影响分析（FMEA）危险可操作性研究（HAZOP）事故树分析（FTA）危险指数评价方法（RR）作业条件危险性评价法（LEC）,安全评价定义,安全评价是以实现工程、系统安全为目的

6、，应用安全系统工程原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行识别与分析，判断工程、系统发生事故和急性职业危害的可能性及其严重程度，提出安全对策建议，从而为工程、系统制定防范措施和管理决策提供科学依据。,1、安全检查与安全检查表分析,使操作人员保持对工艺危险的警觉性；对需要修订的操作规程进行审查；对那些设备和工艺变化可能带来的任何危险性进行识别；评价安全系统和控制的设计依据；对现有危险性的新技术应用进行审查；审查维护和安全检查是否充分。,（1）安全检查（Safety Review,SR）目的：,偏离设计的工艺条件所引起的安全问题；偏离规定的操作规程所引起的安全问题；新发现的安全问题。,（

7、1）安全检查（Safety Review,SR）评价的结果内容：,安全检查所需资料：,相关的法规和标准；以前类似的安全分析报告；详细工艺和装置说明，P&IDS；开、停车及操作、维修、应急规程；,事故报告、未遂事故报告；以往工艺维修记录；工艺物料性质；毒性及反应活性等资料。,（1）安全检查（Safety Review,SR）安全检查过程：,检查的准备,实施检查,汇总结果,检查的准备检查组（工艺技术人员和操作人员、来自不同部门）装置的详细说明资料查阅已知的危害和检查组成员的工艺经历收集所有现行的规范、标准、规章制度与工艺安全操作人员的会谈计划查询操作人员伤亡报告、设备验收材料及安全装置测试验报告和

8、工厂管理人员的会谈,检查的实施现有装置装置图纸、操作规程、维修、应急预案等检修演练关键设备、安全连锁装置、自动装置、自动停车装置消防和安全设施,检查的汇兑结果检查报告建议措施及理由,实例,以化工行业为例，在对其工艺过程进行安全检查之前，评价人员应获得并研读以下资料：1)规范或标准；2)以往类似工艺的安全分析报告；3)详细的工艺和装置描述，PID（带控制点的工艺流程图）和FID（工艺流程图）；4)以往类似工艺的开停车、正常操作、维修、紧急情况下的操作规程；5)以往类似工艺的危险事故报告；6)以往类似工艺的维修记录，如关键设备的检查，安全阀的测试，压力容器管理的检测；7)工艺物料性质，如毒性和反应

9、活性。检查完毕后编制检查报告文件，对隐患项目可采有隐患通知书的办法，提供给被检查单位，对隐患进行整改。,（2）安全检查表分析（Safety Checklist Analysis）,利用检查条款按照相关的标准、规范等对已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。,有关标准、规程、规范及规定 国内外事故案例、本单位的经验 系统安全分析确定的危险部位及防范措施 研究成果,编制的主要依据,特点和适用范围,安全检查表是进行安全检查，发现潜在危险的一种有用而简单可行的方法。常常用于对安全生产管理，对熟知的工艺设计、物料、设备或操作规程进行分析，也可用于新开发

10、工艺过程的早期阶段，识别和消除在类似系统多年操作中所发现的危险。可也用于在役装置的危险安全检查。安全检查表可用于项目发展过程的各个阶段。,安全检查表类型,安全检查表有3种类型，定性检查表、半 定量检查表和否决型检查表。定性安全检查表是列出检查要点逐项检查，检查结果以“对”“否”表示,检查结果不能量化；半定量检查表是给每个检查要点赋以分值，检查结果以总分表示，有了量的概念。否决型检查是给一些特别重要的检查要点作出标记，这些检查要点如不满足，检查结果视为不合格，即具一票否决的作用,几种典型的安全检查表,提问型安全检查表,半定量打分法的安全检查表,事先编制，有充分的时间组织有经验的人员来编写，做到系

11、统化、完整化，不致于漏掉能导致危险的关键因素。可以根据规定的标准、规范和法规、检查遵守的情况，提出准确的评价。表的应用方式是有问有答，给人的印象深刻，能起到安全教育的作用。表内还可注明改进措施的要求，隔一段时间后重新检查改进情况。简明易懂，容易掌握。,优点,例：某一级油库，存有汽油、柴油及液化石油气等油品。现拟对该油库进行专项安全评价，拟选用安全检查表方法对其法律、法规符合性进行评价。供选择的标准有石油库设计规范、石油化工企业设计防火规范、城镇燃气设计规范等，请问应选择哪个或哪些规范编制安全检查表？,石油库设计规范石油化工企业设计防火规范,安全检查表举例（某油库现场检查表节选）,考试实例,某企

12、业变电所的变压器室内安装有一台容量为1500kVA 10/0.4KV的油浸式变压器，为满足生产发展需要，该企业计划对原有供电系统进行增容改造，将原变配电系统的供电能力提高一倍。为节约资金，缩短工期，拟不进行土建施工，不更换原有设备，仅在变压器室内增加一台同型号的油浸式变压器。请你根据企业提供的有关资料和相关法规、标准的规定，应用安全检查表法，在对原变压器室进行安全现状评价的同时，对改造方案进行安全预评价，并在评价结论中确定改造方案是否可行。企业提供以下主要信息：变压器室为砖混结构，耐火等级为一级，房门向外开启，开设在长端正中，面对一条厂内人行道，外壳已接地，低压端采用保护接零方式，有较完备的安

13、全管理制度和安全操作规程。现场实地考察结果如下：变压器设有不可开启的自然采光窗，窗台距室外地坪的高度为1.9m，采光窗和电缆沟等处场所设有防护网，已配备符合消防规定的灭火器；接地电阻实测值为R=2.2欧，变压器在室内的布置图如下：引用的评价标准：1.10KV及以下变电所设计规范第条 装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三、四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。第条 多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配电所、变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。第条 多层建筑中，装有可燃性油的电气设备

14、的配电所、变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。第条 高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准高层民用建筑设计防火规范有关规定，采取相应的防火措施。第条 露天或半露天的变电所，不应设置在下列场所：.,小 结,目 的：检查系统是否符合标准要求适用范围：从设计、建设一直到生产各个阶段使用方法：有经验和专业知识人员协同编制，经常使用资料准备：有关规范、标准人力、时间：最经济效 果：定性，辨识危险性并使

15、系统保持与标准规 定一致,2、预先危险分析 PHA（Preliminary Hazard Analysis）,识别与系统有关的主要危险 鉴别产生危险的原因 预测事故出现对人体及系统产生的影响 判定已识别的危险性等级，提出消除或控制危险的措施,预先危险分析的主要目的（功能）,预先危险分析也称初始危险分析，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。,第31页,预先危险分析程序,预先危险分析内容,1、识别危险的设备、零部件，并分析其发生的可能性条件；2、分析系统中各子系统、各元件的交接面及其相互关系与影响；3、分析

16、原材料、产品、特别是有害物质的性能与贮运；4、分析工艺过程及其工艺参数或状态参数；5、人、机关系（操作、维修等）；6、环境条件；7、用于保证安全的设备、防护装置等。,在分析系统危险性时，为了衡量危险性的大小及其对系统破坏性的影响程度，可以将各类危险性划分为4个等级,预先危险分析几种表格,第35页,预先危险分析几种表格,1、所分析子系统归属的车间或工段的名称；2、所分析子系统的名称；3、子系统处于何种状态或运行方式；4、子系统可能发生的潜在事故；5、产生潜在危害的原因；6、导致产生危险因素（5）的那些不希望事件或错误；7、使危险因素（5）发展成为潜在危害的那些不希望发生的错误或事件；8、导致产生

17、“发生事故的条件（7）”的那些不希望发生的时间及错误；9、事故后果；10、危险等级；11、为消除或控制危害可能采取的措施，其中包括对装置、人员、操作程序等几方面的考虑；12、有关必要的说明。,例：某化工厂欲建设离子膜烧碱项目，其建设项目包括盐水二次过滤和二次精制、离子膜电解系统等多个工序，请应用预先危险分析法对氯气干燥岗位进行评价。（注：氯气干燥岗位使用浓硫酸来干燥氯气。）,预先危险分析举例（氯气干燥岗位危险性分析）,考试实例,某小城市拟对其部分供水系统进行改造，改造工程投资2900万元，改造的主要内容包括：沿主要道路敷设长度为15km的管线，并穿越道路，改造后的管网压力为05MPa；该工程新

18、增2台水泵，泵房采用现有设施。改造工程的施工顺序为：先开挖管沟，管线下沟施焊，泵房设备安装，最后将开挖的管沟回填、平整。据查，管线经过的城市道路地下敷设有电缆、煤气等管线。管沟的开挖、回填和平整采用人工、机械两种方式进行，管沟深15m，管道焊接采用电焊。请根据给定条件，解答以下问题：1简述预先危险性分析法的分析步骤及能达到的目的。2简述预先危险性分析法是如何划分危险等级的。3采用预先危险性分析法对该项目施工过程中存在的危险、有害因素进行分析。,小 结,目的：开发阶段，早期辨识出危险性，避免以后走弯路适用范围：开发时分析原料、主要装置，以及能量失控时 出现的危险性使用方法：分析原料、装置等发生危

19、险的可能性及后果，按规定表格填入资料准备：理化特性数据，危险性表，设备说明书人力、时间：23个技术人员，时间需要依熟练程度而定效果：得出供设计考虑的危险性一览表,辨识单一设备和系统的故障模式及每种故障模式对系统或装置造成的影响。评价人员通常提出增加设备可靠性的建议，进而提出工艺安全对策。,3、故障类型及影响分析 FMEA（Failure Mode Effects Analysis）,目的：,故障类型和影响分析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。,故障类型和影响分析是美国在五十年代为分析确定飞机发动机故障而

20、开发的一种方法，它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。主要是考察系统内会出现哪些故障，它们对系统产生什么影响，以及怎样发现和消除它们。,第42页,几个基本概念,故障 元件、子系统、系统在运行时，达不到设计规定的要求，因而完不成规定的任务或完成的不好。故障类型 系统、子系统或元件发生的每一种故障的形式称为故障类型。故障等级 根据故障类型对系统或子系统影响的程度不同而划分的等级称为故障等级。,故障类型等级划分,分析步骤,明确系统本身的情况,绘制系统图和可靠性框图,列出所有故障类型并选出对系统有影响的故障类型,分

21、析故障模式及影响,评定故障等级,研究故障检测方法,提出预防措施,填写FMEA表,确定分析程度和水平,几种常用分析表格,第46页,几种常用分析表格,电机运行系统故障类型和影响分析实例,一种短时运行系统，如果运行时间过长则可能引起电线过热或者电机过热、短路。,FMEA应用实例,故障分类,一般机电产品、设备常见故障类型,例：某厂加热钢坯用环形炉，其圆形炉底可旋转，装料机械手夹持钢坯装入炉内后，旋转近一周至出料机械手处正好完成加热升温，此时出料机夹持出料送去热轧，该炉为燃油（气）炉，燃料与预热空气经烧嘴喷入炉膛燃烧供热。根据上述功能可将环形加热炉系统分解为供燃气（油）、供热风、装料、出料、炉底机械、炉

22、体六个子系统和有关零部件，其功能框图如下页所示。,供燃气（油）子系统,出料机子系统,装料机子系统,炉底机械子系统,管线,阀门,法兰,料杆,夹钳,驱动电机,减速箱,料杆,夹钳,环形炉,换热器,鼓风机,供风子系统,烧嘴,废气至烟囱,热空气,燃烧废气,环形炉系统功能框图,小结,目的：辨识单个故障类型造成的事故后果适用范围：主要用于设备和机器故障的分析，也可用于连 续生产工艺使用方法：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资料准备：系统、装置、设备表、说明书人力、时间：熟悉设备故障类型者23人，每人每小时可 分析24项效果：定性并可进一步定量，找出故障类型对系统的影响,4、

23、作业条件危险性评价法（LEC）,简单易行的评价人们在具有潜在危险性环境中作业时的危险性半定量评价方法。美国 格雷厄姆（）金尼（）,发生事故的可能性大小 人体暴露在这种危险环境中的频繁程度 一旦发生事故会造成的损失后果 危险性,发生事故的可能性大小,E人体暴露在这种危险环境中的频繁程度,分数值,暴露于危险环境的频繁程度,10,6,3,2,1,0.5,连续暴露,每天工作时间内暴露,每周一次,或偶然暴露,每月一次暴露,每年几次暴露,非常罕见地暴露,C发生事故产生的后果,D危险性分值,值,危险程度,320,160,-,320,70,-,160,20,-,70,20,极其危险，不能继续作业,高度危险，要

24、立即整改,显著危险，需要整改,一般危险，需要注意,稍有危险，可以接受,组成评价小组；熟悉评价对象；明确评价赋分标准；赋分；评价计算；,评价步骤,例：某涤纶化纤厂在生产短丝过程中有一道组件清洗工序，为评价该作业条件的危险度，确定每种因素的分数值为：a.事故发生的可能性（）：组件清洗 所使用的三甘醇，属可燃液体，如加热至沸点时，其蒸汽爆炸极限范围为0.99.2，属一级可燃蒸汽。而组件清洗 时，需将三甘醇加热后使用，致使三甘醇蒸汽容易扩散到空间，如室内通风设备不良，则具有一定的潜在危险，属“可能，但不经常”，其分数值3。b.暴露于危险环境的频繁程度（）：清洗人员每天在此环境中工作，取E6。c.发生事

25、故产生的后果（）：如果发生燃烧爆炸事故，后果将是非常严重的，可能造成人员的伤亡，取15。3615 270 270处于160320之间.危险等级属“高度危险、需立即整改”的范畴.,适用范围：评价人们在某种具有潜在危险的作业环境中进行作业的危险程度；优点：简单易行，危险程度的级别划分比较清楚、醒目；缺点：主要是根据经验来确定三个因素的分数值并划定危险程度分级，具有一定局限性；注意：可根据自己的经验、具体情况进行修正。,小结,5、事件树分析 ETA（Event Tree Analysis）,从一个初因事件开始，按照事故发展过程中事件出现与不出现，交替考虑成功与失败两种可能性，然后再把这两种可能性又分

26、别作为新的初因事件进行分析，直到分析最后结果为止。它是一种归纳逻辑树图，能够看到事故发生的动态发展过程。1974年美国耗资300万美元在对核电站进行风险评价中事件树分析曾发挥过重要作用，现在已有许多国家将事件树分析形成为标准化的分析方法。,事件树分析的目的,能够判断出事故发生与否，以便采取直观的安全方式；能够指出消除事故的根本措施，改进系统的安全状况；从宏观角度分析系统可能发生事故，掌握系统中事故发生的规律；可以找出最严重的事故后果，为确定顶上事件提供依据。,事件树分析过程,1）确定初始事件（可能引发事故的初始事件）；2）识别能消除初始事件的安全设计功能；3）编制事件树;4)描述导致事故顺序情

27、况;5）确定事故顺序的最小割集 6）编制分析结果.,事件树的编制,编制事件树的第一步,初始事件A,成功,失败,事件树中第一安全措施的展开,初始事件A,事件树中第二安全措施的展开,失败,成功,初始事件A,事件树的编制,成功,失败ABD,某D,某D,某D,事故序列描述D事故序列描述ABD,刘老师来上课,苗老师来上课,杨老师来上课,刘老师不来上课,苗老师不来上课,杨老师不来上课,正常,正常,正常,事故,学生报道,事件树分析举例,原料输送系统示意图,事件树分析举例,原料输送系统事件树,分析实例,A代表泵，阀门C是阀门B的备用阀，只有当阀门B失败时，C才开始工作。假设泵A、阀门B和阀门C的可靠度分别为0

28、.95、0.9、0.9，画事件树并且求成功的概率。,由上知这个系统成功的概率为0.9405，系统失败的概率为0.0595。,某露天矿铁路运输过程中，一列上坡行驶的列车连接器钩舌断裂，造成尾车沿坡道下滑。由于调度员没有及时采取制止车辆下滑措施，车速不断增加。当尾车滑行到135车站时，该站运转员错误的将车放入上线。尾车进入上线后继续滑行，经过117站时运转员束手无策。结果，尾车与前方的检修车、移道机相撞，从造成多人死亡的事故。选择断钩跑车为初始事件，针对该初始事件有三种安全功能：1、调度员采取制动措施；2、135站运转员将车放入安全线；3、117站运转员将车放入安全线。,事件树,断钩跑车,调度员采

29、取制动措施,调度员没采取措施,135站运转员措施正确,135站措施错误,117站运转员采取措施,117站没采取措施,安全,安全,安全,事故,小结,目的：辨识初始事件发展成为事故的各种过程及后果适用范围：设计时找出适用的安全装置，操作时发现设备故 障及误操作将导致的事故使用方法：各事件发展阶段均有成功和失败的两种可能，由初始事件经过各事件、阶段一直分析出事件、发展的最后各种结果资料准备：有关初始事件和各种安全措施的知识人力、时间：24人组成小组，分析小型单元几个初始事 件需36天，大型复杂单元需24周效果：定性和定量，找出初始事件发展的各种结果，分析 其严重性可在各发展阶段采取措施使之朝成功方向

30、 发展,6、事故树分析 FTA（Fault Tree Analysis）,1、选择合理的顶上事件 2、资料收集准备 3、建造事故树,事故树分析的几个阶段,4、简化或者模块化 5、定性分析 6、定量分析,事故树分析又称为故障树分析，是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。,事故树分析的程序,事故树的符号,事件符号 顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下 分析的事件；基本事件符号，不能再往下分析的事件；正常事件符号，正常情况下存在的事件；省略事件，不能或不需要向下分析的事件。,与门,表示B1、B2

31、两个事件同时发生（输入）时,A事件才能发生（输出）；A=B1B2或门,表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时,A事件都可以发生（输出）；A=B1+B2,逻辑门符号,灯亮,K2闭合,K1闭合,条件或门，表示B1或B2任一事件单独发生（输入）时，还必须满足条件a，A事件才发生（输出）。如钢瓶爆炸无论是因为与火源接近还是接近热源，都必须有一个必然的条件，那就是应力超过钢瓶强度极限。,条件与门，表示B1和B2同时发生（输入）时，还必须满足条件a，A事件才发生（输出）。,限制门（禁门），表示B事件发生（输入）且满足条件a时，A事件才发生（输出）。,许多化学反应只有在催化剂存在的情况下才能反应完全，催化

32、剂不参加反应，但它的存在是必要的。这种逻辑如下图。从脚手架坠落死亡事故也是禁门（只有具有一定高度及地面条件的情况下才能死亡）。,禁门举例,转入符号，表示在别处的部分树，由该处转入（在三角形内标出从何处转入）。转出符号，表示在这部分树由该处转移至他处，由该处转出（在三角形内标出向何处转移）。,转移符号,某电路及其输出电压为零的事故树,事故树的构造,某电路及其输出电压为零的事故树,与门：T=x1 x2 或门：T=x1+x2,逻辑门的结构函数表达式,例：列出事故树的结构函数,T=MaMb=(X1+X4)(Mc+X5)=(X1+X4)(Md X3+X5)=(X1+X4)(X1+X2)X3+X5),结合

33、律（AB）CA（BC）（A B）CA（B C）交换律 ABBA A BB A 等幂律 AAA A AA吸收律 AA BA A（AB）A,布尔代数运算规则,分配律 A（BC）（A B）（A C）A（B C）（AB）（AC）互补律 AA A A 对合律（A）A 德莫根律（对偶法则）(AB)A B(A B)A+B 重叠律 AAB AB=BBA,割集：事故树中某些基本事件的集合,当这些基本事件都发生时,顶上事件必然发生。如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了,这样的割集就称为最小割集。也就是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。,割集和最小割集（P482）,练习：用布尔代数法化简,求

34、最小割集,并作等效事故树,T=MaMb=(x1+x4)(Mc+x5)=(x1+x4)(Md x3+x5)=(x1+x4)(x1+x2)x3+x5)=(x1+x4)(x1 x3+x2 x3+x5)=x1 x1 x3+x1 x2 x3+x1 x5+x4 x1 x3+x4 x2 x3+x4 x5=x1 x3+x1 x2 x3+x1 x5+x1 x3 x4+x2 x4 x3+x4 x5=x1 x3+x1 x5+x1 x3 x4+x2 x3 x4+x4 x5=x1 x3+x1 x5+x2 x3 x4+x4 x5 得4个最小割集:K1=x1,x3,K2=x1,x5,K3=x2,x3,x4,K4=x4,x5

35、,最小割集表示的等效事故树,T=x1 x3+x1 x5+x2 x3 x4+x4 x5,径集：事故树中某些基本事件的集合,当这些基本事件都不发生时,顶上事件必然不发生。如果在某个径集中任意除去一个基本事件就不再是径集了,这样的径集就称为最小径集。也就是不能导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合。,径集和最小径集,最小径集的求法将事故树转化为对偶的成功树,化简成功树(求出成功树的最小割集)即可得出原事故树的最小径集。,德莫根律（AB）A B（A B）AB,求最小径集,并作其等效事故树,求最小径集,并作其等效事故树,成功树,T=Ma+Mb=x1 x4+Mc x5=x1 x4+(Md+x3)x5=

36、x1 x4+(x1 x2+x3)x5=x1x4+x1x2x5+x3x5(T)=(x1 x4+x1 x2 x5+x3 x5)T=(x1+x4)(x1+x2+x5)(x3+x5)得3个最小径集:P1=x1,x4,P2=x1,x2,x5,P3=x3,x5,最小径集表示的等效事故树,T=(x1+x4)(x1+x2+x5)(x3+x5),用最小割集表示的结构函数T=x1 x3+x1 x5+x2 x3 x4+x4 x5 最小割集：K1=x1,x3,K2=x1,x5,K3=x2,x3,x4,K4=x4,x5 用最小径集表示的结构函数：T=(x1+x4)(x1+x2+x5)(x3+x5)最小径集：P1=x1,

37、x4,P2=x1,x2,x5,P3=x3,x5,最小割集表示的等效事故树,最小径集表示的等效事故树,结构重要度分析,从事故树结构上分析各基本事件的重要度（不考虑各基本事件的发生概率）或假定各基本事件发生概率相等的情况下，分析各基本事件的发生对顶上事件发生的影响程度，叫结构重要度。,一般利用最小割集分析判断方法进行结构重要度判断 l一阶（单事件）最小割集中的基本事件结构重要度大于所有高阶最小割集中基本事件的结构重要系数。,结构重要度判断原则,如在X1、X2,X3、X4,X5,X6中，I(1)最大,l仅在同一最小割集中出现的所有基本事件，结构重要系数相等（在其他割集中不再出现）。,l几个最小割集均

38、不含有共同元素，则低阶最小割集中基本事件重要系数大于高阶割集中基本事件重要系数。阶数相同，重要系数相同。,l比较两基本事件，若与之相关的割集阶数相同，则两事件结构重要系数大小，由他们出现的次数决定，出现次数大的系数大。相比较的两事件仅出现在基本事件个数不等的若干最小割集中。,一阶最小割（径）集中的基本事件结构重要度最大；其余情况可利用近似公式计算,第i个基本事件的结构重要度包含基本事件xi的每一个最小割集基本事件xi所在的最小割集Kj中的基本事件的个数,利用最小割（径）集初步判断,例 x1,x3 x1,x4 x2,x4,x5 x2,x5,x6 x2,x3,x6,练习,某事故树有割集3个，分别为

39、X1，X2，X1，X3，X2，X3，X4，请问其中结构重要度最小的基本原因事件为？答案：X4,化简故障树,过程及结果,T=A1A2=X1 X2 A3X4 A4=X1 X2(X1X3)X4(X5X6)=X1 X2 X1X1 X2 X3 X4 X5X4 X6=X1 X2 X4 X5X4 X6 所以最小割集为X1，X2，X4，X5，X4，X6。结果得到三个交集的并集，这三个交集就是三个最小割集E1=X1，X2，E2=X4，X5，E3=X4，X6。结构重要度最大的是 X4,某事故树的割集有6个，分别为X1，X2，X2，X1，X2，X4，X3，X4，X2，X4，X1，X2，X3和X3，则该事故树的最小割

40、集是X3，X1，X2，X2，X4,（1）逻辑加（或门连接的事件）的概率计算公式,P0=g(x1+x2+xn)=1(1 q1)(1 q2)(1 qn),事故树的定量分析,（2）逻辑乘（与门连接的事件）的概率计算公式,PA=g(x1 x2 xn)=q1 q2 qn,利用最小割集计算,如果各个最小割集中彼此不存在重复的基本事件,可省略第2步。,例：设某事故树有2个最小割集：K1=x1,x2,K2=x2,x3,x4。各基本事件发生概率分别为：q10.5,q2 0.2,q3 0.5,q4 0.5 求顶上事件发生概率。,PT=1-(1-Pk1)(1-Pk2)=1-(1-q1q2)(1-q2q3q4)=1-

41、(1-q1q2-q2q3q4+q1q2q2q3q4)=1-(1-q1q2-q2q3q4+q1q2q3q4)=0.50.2+0.2 0.5 0.5-0.5 0.2 0.5 0.5=0.15-0.025=0.125,利用最小径集计算,如果各个最小径集中彼此不存在重复的基本事件,可省略第2步。,例：设某事故树有2个最小径集：P1=x1,x2,P2=x2,x3。各基本事件发生概率分别为：q10.5,q2 0.2,q3 0.5 求顶上事件发生概率。,PT=PP1PP2=(1-(1-q1)(1-q2)(1-(1-q2)(1-q3)=(q1+q2-q1 q2)(q2+q3-q2 q3)=q1q2+q1 q3

42、-q1 q2 q3+q2 q2+q2 q3-q2 q2 q3-q1 q2 q2-q1 q2 q3+q1 q2 q2 q3=q1q2+q1 q3-q1 q2 q3+q2+q2 q3-q2 q3-q1 q2-q1 q2 q3+q1 q2 q3=q1 q3-q1 q2 q3+q2=0.50.5-0.2 0.5 0.5+0.2=0.4,例：设某事故树有2个最小径集：K1x1,x2,K2=x2,x3各基本事件发生概率分别为：q1,q2,q3,求顶上事件发生概率。PA（1（1q1）（1q2）（1（1q2）（1q3）,概率重要度分析,将顶上事件发生概率函数对自变量qi求一次偏导，即可得到基本事件i的概率重要

43、系数。诸多基本事件，减少哪个基本事件的发生概率可以有效的降低顶上事件的发生概率。,xi的概率重要系数:,g=q2q3+q1q2-q1q2 q3,例:设某事故树有2个最小割集：K1=x1,x2,K2=x2,x3 各基本事件发生概率分别为：q1=0.4,q2=0.2,q3=0.3 排列各基本事件的概率重要度。,基本事件的概率临界重要度分析,xi的概率临界重要度,g=0.116;Ig(1)=0.16,Ig(2)=0.49,Ig(3)=0.12,例:设某事故树有2个最小割集：K1=x1,x2,K2=x2,x3 各基本事件发生概率分别为：q1=0.4,q2=0.2,q3=0.3 排列各基本事件的概率临界

44、重要度。,行车是一种常见的起重设备，在起吊过程中由于吊物坠落造成的人员伤亡事故时有发生。导致吊物坠落的原因有多种，其中行车起吊钢丝绳断绳是造成吊物坠落的主要原因之一。起吊钢丝绳断绳与钢丝绳断脱、钩头冲顶和超载密切相关；钢丝绳断脱是由于钢丝绳强度下降而未能及时发现而造成；钢丝绳强度下降的原因主要是由于钢丝绳质量不良、磨损腐蚀超标和钢丝绳变形严重等原因所致；对钢丝绳强度下降的原因未能及时发现与日常检查不够和未定期对钢丝绳进行检测有关。钩头冲顶事故的发生则由于行车工操作失误和行车防过卷保护装置失灵造成的。此外，吊物超重和行车无超载限制器是导致超载时间发生的重要原因。请根据给定条件和原因事件，构造行车

45、起吊钢丝绳断绳故障树；运用布尔代数法计算该故障树的最小割集和最小径集；假设该故障树中每一基本事件发生的概率平均为0.1，即q1=q2=.=qn=0.1,请计算行车起吊用钢丝绳发生断绳事故的概率。,真题：,实例练习：,钢丝绳断绳,钢丝绳断脱,吊勾冲顶,吊装物超载,腐蚀断股,钢丝绳强度下降,未及时发现钢丝绳强度下降,变形,日常检查不够,未定期检测,操作失误,未装限速器,吊装物超重,超重限制失灵,磨损,M1,M2,M3,M4,M5,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,小结,目的：找出事故发生的基本原因和基本原因组合适用范围：分析事故或设想事故使用方法：由顶上事件用逻辑推导逐步推出基

46、本原因事件资料准备：有关生产工艺及设备性能资料，故障率数据人力、时间：专业人员组成小组，一个小型单元需时一天效果：定量，能发现事先未估计到的原因事件,7、危险指数评价法RR，Risk Rank,资料的要求,工艺图纸、物料的最大存量、装置工艺的条件、物料储存区的平面布置方面的资料等；按照国家标准GB16483-2000编写的所用物料的安全技术说明书（MSDS）；操作规程及有关法律、法规等资料；设计和操作数据资料及所选用的指数法的方法说明书。,危险指数评价方法为美国道化学公司所首创。它以物质系数为基础，再考虑工艺过程中其他因素如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理、安全装置情况等的影响，来计算每

47、个单元的危险度数值，然后按数值大小划分危险度级别。对化工生产过程中固有危险的度量。,主要危险指数评价方法,危险度评价法 美国道化学公司的火灾、爆炸危险指数评价法 帝国化学公司（）蒙德法 化工厂危险程度分级 易燃、易爆、有毒重大危险源辨识、评价方法,危险度评价法,16点以上为1级，属高度危险；1115点为2级，需同周围情况用其他设备联系起来进行评价；110点为3级，属低危险度。物质：物质本身固有的点火性、可燃性和爆炸性的程度；容量：设备体积大小；温度：运行温度和点火温度的关系；压力：运行压力(超高压、高压、中压、低压)；操作：运行条件引起爆炸或异常反应的可能性。,危险度评价取值表,危险度分级,D

48、OW 火灾爆炸危险指数评价程序框图,道化学火灾、爆炸危险指数评价法,评价目的 客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失；找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备；向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；使工程技术人员了解各部分可能的损失和减少损失的途径。,十大步骤,评价程序,1、确定单元。2、求取单元内的物质系数MF。3、按单元的工艺条件，选用适当的危险系数。4、用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘求出工艺单元危险系数。5、将工艺单元危险系数与物质系数相乘，求出火灾、爆炸危险指数（F&EI）。6、用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径，并计算暴露面积。7、查出单元暴露区域内的所有设备的更

49、换价值，并确定危害系数，求出基本最大可能财产损失MPPD。8、应用安全措施补偿系数乘以基本MPPD，确定实际MPPD。9、根据实际最大可能财产损失，确定最大损失工作日（MPDO）。10、用停产损失工作日MPDO确定停产损失。,选择恰当工艺单元的重要参数,物资的潜在的化学能（物质系数）；工艺单元中危险物质的数量；资金密度；操作压力与操作温度；导致火灾爆炸事故的历史资料；对装置操作起关键作用的设备。,一般工艺危险系数F1,主要由以下6项内容决定：放热反应吸热反应物料处理与输送封闭单元或室内单元通道排放和泄漏控制,几点注意,1、安全措施可以分为工艺控制、物质隔离、防火措施三类，其补偿系数分别为C1，

50、C2，C3。那么总的补偿系数为C1*C2*C3。2、物质系数MF是表述物质在燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性，它由物质的燃烧性NF 和化学活性NR决定。,3、混合溶剂或含有反应性物质溶剂的物质系数，可通过反应性化学试验数据求得；若无法取得时，则应取组分中最大的MF作为混合物MF的近似值（最大组分浓度5%）。4、一般工艺危险系数（F1）=基本系数+表69所有选取之系数和。5、特殊工艺危险系数（F2）=基本系数+所有选取的特殊工艺危险系数之和。6、工艺单元危险系数（F3）=一般工艺危险系数（F1）特殊工艺危险系数（F2）F3值范围为：18，若F38则按8计。,7、暴露半径