系統(tǒng)安全——危險(xiǎn)性和可操作性和事故樹(shù)

1、2022-6-612022-6-62主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 1. 危險(xiǎn)性和可操作性分析法的特點(diǎn)；危險(xiǎn)性和可操作性分析法的特點(diǎn)；2.2.危險(xiǎn)性和可操作性分析法的應(yīng)用范危險(xiǎn)性和可操作性分析法的應(yīng)用范圍圍3.3.危險(xiǎn)性和可操作性分析法的優(yōu)缺點(diǎn)危險(xiǎn)性和可操作性分析法的優(yōu)缺點(diǎn)4.4.編制危險(xiǎn)性和可操作性分析表編制危險(xiǎn)性和可操作性分析表安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程2022-6-63掌握掌握危險(xiǎn)性和可操作性分析法的編制。危險(xiǎn)性和可操作性分析法的編制。安全系統(tǒng)工程安全系統(tǒng)工程2022-6-64HAZOP HAZard and OPerability Study 危險(xiǎn)與可操作性分析危險(xiǎn)與可操作性分析2022-6-65

2、HAZOP方法由來(lái)方法由來(lái) HAZOP分析方法是英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司分析方法是英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司（ICIICI）蒙德分部于上世紀(jì)）蒙德分部于上世紀(jì)6060、7070年代發(fā)展起來(lái)的年代發(fā)展起來(lái)的以以引導(dǎo)詞引導(dǎo)詞（Guide WordsGuide Words）為核心）為核心的系統(tǒng)危險(xiǎn)分析的系統(tǒng)危險(xiǎn)分析方法，已經(jīng)有方法，已經(jīng)有4040年年應(yīng)用歷史，起初主要用來(lái)檢查設(shè)應(yīng)用歷史，起初主要用來(lái)檢查設(shè) 計(jì)的安全性以及識(shí)別危險(xiǎn)的原因及不利后果。計(jì)的安全性以及識(shí)別危險(xiǎn)的原因及不利后果。2022-6-661 概述危險(xiǎn)和可操作性分析（危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）- Hazard and Operability

3、 Study 1.1 定義定義分析、查找偏差分析、查找偏差針對(duì)偏差，找出原因針對(duì)偏差，找出原因分析后果分析后果提出對(duì)策措施提出對(duì)策措施2022-6-671.2 目的目的物質(zhì)可生化性物質(zhì)可生化性鑒定的途徑鑒定的途徑 系統(tǒng)、詳細(xì)地對(duì)工藝過(guò)程和操作進(jìn)行檢查，系統(tǒng)、詳細(xì)地對(duì)工藝過(guò)程和操作進(jìn)行檢查，以確定過(guò)程的偏差是否導(dǎo)致不希望的后果。以確定過(guò)程的偏差是否導(dǎo)致不希望的后果。系統(tǒng)性系統(tǒng)性2022-6-68n HAZOP分析既適用于設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段，又適用于現(xiàn)有現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)裝置。n 同時(shí)，對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程和間歇生產(chǎn)過(guò)程間歇生產(chǎn)過(guò)程都可以采用HAZOP分析。1.3 應(yīng)用階段應(yīng)用階段：工程項(xiàng)

4、目各個(gè)階段都可用（化工）：工程項(xiàng)目各個(gè)階段都可用（化工）2022-6-692 方法簡(jiǎn)介2.1 成立分析組成立分析組組組 長(zhǎng)長(zhǎng)設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)操操 作作記記 錄錄工工 藝藝安安 全全儀表與儀表與控制控制分析組人數(shù)一般分析組人數(shù)一般57人人,小裝置最少小裝置最少4人人各專(zhuān)業(yè)人員組成的各專(zhuān)業(yè)人員組成的分析組對(duì)工藝過(guò)程分析組對(duì)工藝過(guò)程的的危險(xiǎn)危險(xiǎn)和和操作性操作性問(wèn)問(wèn)題題2022-6-6102.2 收集資料、對(duì)裝置的特殊點(diǎn)進(jìn)行分析特殊點(diǎn)特殊點(diǎn)分析分析節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)或或工藝單元工藝單元或是或是操作步驟操作步驟分析節(jié)點(diǎn)選擇分析節(jié)點(diǎn)選擇連續(xù)生產(chǎn)連續(xù)生產(chǎn)設(shè)設(shè) 備備管管 線線必要時(shí)管線和設(shè)備都可作為節(jié)點(diǎn)分析必要時(shí)管線和設(shè)備都

5、可作為節(jié)點(diǎn)分析間歇生產(chǎn)間歇生產(chǎn)2022-6-6112.3 偏差確定方法偏差確定方法引導(dǎo)詞法引導(dǎo)詞法n 偏差引導(dǎo)詞偏差引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)。工藝參數(shù)。（1）通用的引導(dǎo)詞）通用的引導(dǎo)詞2022-6-612表表 HAZOP常用引導(dǎo)詞表常用引導(dǎo)詞表引導(dǎo)詞引導(dǎo)詞含意含意說(shuō)明說(shuō)明No（沒(méi)有或不）（沒(méi)有或不）對(duì)設(shè)計(jì)意圖的否定對(duì)設(shè)計(jì)意圖的否定設(shè)計(jì)或操作要求的指標(biāo)或事件完全不發(fā)生設(shè)計(jì)或操作要求的指標(biāo)或事件完全不發(fā)生Less（較?。ㄝ^小）數(shù)量減少數(shù)量減少同標(biāo)準(zhǔn)值比較，數(shù)值偏小同標(biāo)準(zhǔn)值比較，數(shù)值偏小More（較大）（較大）數(shù)量增加數(shù)量增加同標(biāo)準(zhǔn)值比較，數(shù)值偏大同標(biāo)準(zhǔn)值比較，數(shù)值偏大Part 0f（部分）（部分）質(zhì)的減

6、少質(zhì)的減少只完成即定功能的一部分只完成即定功能的一部分As Well As（也，又）（也，又） 質(zhì)的增加質(zhì)的增加在完成即定功能的同時(shí)，伴隨多余事件發(fā)生在完成即定功能的同時(shí)，伴隨多余事件發(fā)生Reverse（反向）（反向）設(shè)計(jì)意圖的邏輯反面設(shè)計(jì)意圖的邏輯反面出現(xiàn)和設(shè)計(jì)要求完全相反的事或物出現(xiàn)和設(shè)計(jì)要求完全相反的事或物Other Than（異常）（異常）完全代替完全代替出現(xiàn)和設(shè)計(jì)要求不相同的事或物出現(xiàn)和設(shè)計(jì)要求不相同的事或物2022-6-613（2）常用的）常用的HAZOP分析工藝參數(shù)分析工藝參數(shù)o 壓力壓力o流量流量oPH值值o速度速度o液位液位o混合混合o時(shí)間時(shí)間o電壓電壓o反應(yīng)等反應(yīng)等o 溫度

7、溫度2022-6-614（3）偏差的構(gòu)成）偏差的構(gòu)成引導(dǎo)詞引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)工藝參數(shù)=偏差偏差例如：例如： No 沒(méi)有或不沒(méi)有或不 對(duì)原設(shè)計(jì)意圖的全部消除或沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。對(duì)原設(shè)計(jì)意圖的全部消除或沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。 組合偏離例：組合偏離例： 流量流量/ /否否 無(wú)流量無(wú)流量 壓力壓力/ /否否 無(wú)壓力無(wú)壓力Less （定量）較小（定量）較小 參數(shù)的值比預(yù)期的少（小、低）參數(shù)的值比預(yù)期的少（小、低） 組合偏離例：組合偏離例： 流量流量/ /少少 流量小流量小 壓力壓力/ /少少 壓力低壓力低 2022-6-615主要引導(dǎo)詞的進(jìn)一步說(shuō)明More （定量）增加（定量）增加 參數(shù)的值比預(yù)期的多（大、高）。參數(shù)的值比預(yù)

8、期的多（大、高）。 組合偏離例：組合偏離例： 溫度溫度/ /增增 溫度高溫度高 壓力壓力/ /增增 壓力高壓力高Reverse 反向反向 對(duì)于原設(shè)計(jì)意圖相反的方向。對(duì)于原設(shè)計(jì)意圖相反的方向。 組合偏離例：組合偏離例： 流量流量/ /反向反向 流量反向流量反向 并非每個(gè)工藝參數(shù)或操作程序都能找出七個(gè)偏差，有些并非每個(gè)工藝參數(shù)或操作程序都能找出七個(gè)偏差，有些組合可能不存在組合可能不存在2022-6-6162.4 分析內(nèi)容分析內(nèi)容產(chǎn)生產(chǎn)生原因原因可能造可能造成的后成的后果果安全保安全保護(hù)措施護(hù)措施建議采建議采取措施取措施偏差偏差2022-6-6172.5 分析方式分析方式一個(gè)參數(shù)七個(gè)偏差都分析完了，

9、再進(jìn)行第二個(gè)一個(gè)參數(shù)七個(gè)偏差都分析完了，再進(jìn)行第二個(gè)工藝參數(shù)分析工藝參數(shù)分析采用表格方式采用表格方式引導(dǎo)詞引導(dǎo)詞偏差偏差可能原因可能原因后果后果安全保護(hù)安全保護(hù) 建議措施建議措施2022-6-618分析結(jié)果整理3 分析步驟分析步驟進(jìn)行分析準(zhǔn)備工作2022-6-6191234確定分析目的、確定分析目的、對(duì)象和范圍對(duì)象和范圍組建分析組組建分析組準(zhǔn)備準(zhǔn)備工作工作3.1 準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作確定分析節(jié)點(diǎn)、時(shí)間確定分析節(jié)點(diǎn)、時(shí)間收集必要資料收集必要資料2022-6-620收集必要的資料n 控制器圖、工藝流程圖、管道及儀表流程圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、操作控制器圖、工藝流程圖、管道及儀表流程圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、操作規(guī)程以及

10、其他圖紙?？刂破鲌D最主要。并將這些圖紙資料事先發(fā)規(guī)程以及其他圖紙?？刂破鲌D最主要。并將這些圖紙資料事先發(fā)給每人一份。給每人一份。2022-6-6213.2 進(jìn)行分析n組長(zhǎng)對(duì)組長(zhǎng)對(duì)HAZOP方法、分析要求及安排簡(jiǎn)單說(shuō)一下。方法、分析要求及安排簡(jiǎn)單說(shuō)一下。n設(shè)計(jì)或工藝工程師簡(jiǎn)單介紹生產(chǎn)裝置。設(shè)計(jì)或工藝工程師簡(jiǎn)單介紹生產(chǎn)裝置。n由組長(zhǎng)引導(dǎo)大家按表格一項(xiàng)項(xiàng)討論，取得共識(shí)后記由組長(zhǎng)引導(dǎo)大家按表格一項(xiàng)項(xiàng)討論，取得共識(shí)后記錄下來(lái)。錄下來(lái)。n一個(gè)工藝參數(shù)分析完了，再分析第二個(gè)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)工藝參數(shù)分析完了，再分析第二個(gè)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)都分析完，再分析下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直到所有節(jié)的參數(shù)都分析完，再分析下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直到

11、所有節(jié)點(diǎn)都分析完。點(diǎn)都分析完。 使用使用7個(gè)引導(dǎo)詞來(lái)分析個(gè)引導(dǎo)詞來(lái)分析1個(gè)工藝參數(shù)。個(gè)工藝參數(shù)。也有的用也有的用1個(gè)個(gè)引導(dǎo)詞引導(dǎo)詞同時(shí)分析該節(jié)點(diǎn)的幾個(gè)工藝參數(shù)，如同時(shí)分析該節(jié)點(diǎn)的幾個(gè)工藝參數(shù)，如:2022-6-6223.3 分析結(jié)果整理n分析結(jié)束后，把所有表打印出來(lái)，對(duì)建議分析結(jié)束后，把所有表打印出來(lái)，對(duì)建議措施一條條經(jīng)歸納整理列出來(lái)。把這些資措施一條條經(jīng)歸納整理列出來(lái)。把這些資料送給有關(guān)部門(mén)和人員，如決策者、工程料送給有關(guān)部門(mén)和人員，如決策者、工程部、安全部等。部、安全部等。2022-6-623HAZOP方法優(yōu)缺點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：o缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對(duì)工藝過(guò)程危險(xiǎn)因素的識(shí)別很全面，對(duì)提高對(duì)工藝過(guò)程危

12、險(xiǎn)因素的識(shí)別很全面，對(duì)提高裝置生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中安全性很有幫助。裝置生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中安全性很有幫助。費(fèi)人費(fèi)時(shí)費(fèi)人費(fèi)時(shí)一個(gè)偏差平均一個(gè)偏差平均10min，1個(gè)節(jié)點(diǎn)如分析個(gè)節(jié)點(diǎn)如分析5個(gè)參數(shù)，個(gè)參數(shù)，5735個(gè)偏差，共需個(gè)偏差，共需350min，約，約6小時(shí)。小時(shí)。 一個(gè)裝置分析一個(gè)裝置分析50個(gè)參數(shù)或操作步驟，個(gè)參數(shù)或操作步驟，350個(gè)偏差個(gè)偏差，約，約60小時(shí)。小時(shí)。2022-6-624 HAZOP分析的作用n（1）盡可能將危險(xiǎn)消滅在項(xiàng)目實(shí)施早期）盡可能將危險(xiǎn)消滅在項(xiàng)目實(shí)施早期n（2）為操作指導(dǎo)提供有用的參考資料）為操作指導(dǎo)提供有用的參考資料2022-6-6252022-6-626第第26頁(yè)頁(yè) 概概

13、 述述 2022-6-627第第27頁(yè)頁(yè)2022-6-628基本概念n故障樹(shù)定義故障樹(shù)指用以表明產(chǎn)品哪些組成部分的故障或外界事件或它們的組合將導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生一種給定故障的邏輯圖。n故障樹(shù)是一種邏輯因果關(guān)系圖，構(gòu)圖的元素是事件和邏輯門(mén)n事件用來(lái)描述系統(tǒng)和元、部件故障的狀態(tài)n邏輯門(mén)把事件聯(lián)系起來(lái)，表示事件之間的邏輯關(guān)系2022-6-629基本概念n故障樹(shù)分析（故障樹(shù)分析（ FTA ）通過(guò)對(duì)可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、通過(guò)對(duì)可能造成產(chǎn)品故障的硬件、軟件、環(huán)境、人為因素進(jìn)行分析，畫(huà)出故障環(huán)境、人為因素進(jìn)行分析，畫(huà)出故障樹(shù)，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可樹(shù)，從而確定產(chǎn)品故障原因的各種可能組合方式和能組合方

14、式和(或或)其發(fā)生概率。其發(fā)生概率。n定性分析定性分析n定量分析定量分析2022-6-630FTA目的目的n目的n幫助判明可能發(fā)生的故障模式和原因；n發(fā)現(xiàn)可靠性和安全性薄弱環(huán)節(jié)，采取改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品可靠性和安全性；n計(jì)算故障發(fā)生概率；n發(fā)生重大故障或事故后，F(xiàn)TA是故障調(diào)查的一種有效手段，可以系統(tǒng)而全面地分析事故原因，為故障“歸零”提供支持；n指導(dǎo)故障診斷、改進(jìn)使用和維修方案等。 2022-6-631FTA特點(diǎn)特點(diǎn)n特點(diǎn)n是一種自上而下的圖形演繹方法；n有很大的靈活性；n綜合性：硬件、軟件、環(huán)境、人素等；n主要用于安全性分析；2022-6-632 熟悉系統(tǒng)熟悉系統(tǒng)確定頂上事件確定頂上事件修

15、改簡(jiǎn)化事故樹(shù)修改簡(jiǎn)化事故樹(shù)建造事故樹(shù)建造事故樹(shù)調(diào)查事故調(diào)查事故調(diào)查原因事件調(diào)查原因事件收集系統(tǒng)資料收集系統(tǒng)資料定性分析定性分析定量分析定量分析制定安全措施制定安全措施2022-6-633第第33頁(yè)頁(yè) 事故樹(shù)的建造事故樹(shù)的建造及其數(shù)學(xué)描述及其數(shù)學(xué)描述 2022-6-634 頂上事件頂上事件、中間事件中間事件符號(hào)，需要進(jìn)一步往下符號(hào)，需要進(jìn)一步往下 分析的事件；分析的事件； 基本事件基本事件符號(hào)，不能再往下分析的事件；符號(hào)，不能再往下分析的事件； 正常事件正常事件符號(hào)，正常情況下存在的事件；符號(hào)，正常情況下存在的事件； 省略事件省略事件，不能或不需要向下分析的事件。，不能或不需要向下分析的事件。2

16、022-6-635或門(mén)或門(mén)，表示，表示B1或或B2任一事件單獨(dú)發(fā)生（輸任一事件單獨(dú)發(fā)生（輸入）時(shí)，入）時(shí)，A事件都可以發(fā)生（輸出）；事件都可以發(fā)生（輸出）； 與門(mén)與門(mén)，表示，表示B1、B2兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生（輸兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生（輸入）時(shí)，入）時(shí)，A事件才能發(fā)生（輸出）；事件才能發(fā)生（輸出）； 2022-6-636頂上事件頂上事件中間事件中間事件基本事件基本事件直接原因事件可以從以下三個(gè)方面考慮：直接原因事件可以從以下三個(gè)方面考慮： 機(jī)械（電器）設(shè)備機(jī)械（電器）設(shè)備故障或損壞；故障或損壞； 人人的差錯(cuò)（操作、管理、指揮）；的差錯(cuò)（操作、管理、指揮）； 環(huán)境環(huán)境不良。不良。2022-6-6373.編

17、制事故樹(shù)的規(guī)則編制事故樹(shù)的規(guī)則n確定頂事件應(yīng)先考慮風(fēng)險(xiǎn)大的事故事件確定頂事件應(yīng)先考慮風(fēng)險(xiǎn)大的事故事件。n合理選擇邊界條件合理選擇邊界條件n保持門(mén)的完整性，不允許門(mén)與門(mén)直接相連保持門(mén)的完整性，不允許門(mén)與門(mén)直接相連n確切描述頂事件確切描述頂事件n編制過(guò)程中及編成后，需及時(shí)進(jìn)行合理的編制過(guò)程中及編成后，需及時(shí)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化。2022-6-638(X) = x1 x3+ (x4 x5) + x2 x4+ (x3 x5) 2022-6-639 結(jié)合律結(jié)合律 （AB）CA（BC） （A B） CA （B C） 交換律交換律 ABBA A BB A 分配律分配律 A （BC）（）（A B）（）（A C

18、） A（B C）（）（AB）（AC）2022-6-640 等冪律等冪律 AAA A AA 吸收律吸收律 AA BA A （AB）A 互補(bǔ)律互補(bǔ)律 AA A A 對(duì)合律對(duì)合律 （A ） A 德德莫根律莫根律 （AB） A B （A B） A B 2022-6-641T+AB+CX1X4X3X3X22022-6-642第第42頁(yè)頁(yè) 事故樹(shù)的定性分析事故樹(shù)的定性分析 2022-6-6432022-6-6442022-6-6452022-6-6462022-6-647 割集割集：事故樹(shù)中某些基本事件的集合，當(dāng)這些基：事故樹(shù)中某些基本事件的集合，當(dāng)這些基本事件都發(fā)生時(shí)，頂上事件必然發(fā)生。本事件都發(fā)生時(shí)，

19、頂上事件必然發(fā)生。 如果在某個(gè)割集中任意除去一個(gè)基本事件就不再如果在某個(gè)割集中任意除去一個(gè)基本事件就不再是割集了，這樣的割集就稱(chēng)為是割集了，這樣的割集就稱(chēng)為最小割集最小割集。也就是導(dǎo)致。也就是導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件組合。頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件組合。2022-6-648布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法 布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法（見(jiàn)補(bǔ)存內(nèi)容）布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法（見(jiàn)補(bǔ)存內(nèi)容） 事故樹(shù)經(jīng)過(guò)布爾代數(shù)化簡(jiǎn)，得到若干交集的并集，事故樹(shù)經(jīng)過(guò)布爾代數(shù)化簡(jiǎn)，得到若干交集的并集，每個(gè)交集實(shí)際就是一個(gè)最小割集。每個(gè)交集實(shí)際就是一個(gè)最小割集。2022-6-6492022-6-6502022-6-651 徑集徑集：

20、事故樹(shù)中某些基本事件的集合，當(dāng)這些基本事：事故樹(shù)中某些基本事件的集合，當(dāng)這些基本事件都件都不不發(fā)生時(shí)，頂上事件必然發(fā)生時(shí)，頂上事件必然不不發(fā)生。發(fā)生。 如果在某個(gè)如果在某個(gè)徑集徑集中任意除去一個(gè)基本事件就不再是中任意除去一個(gè)基本事件就不再是徑徑集集了，這樣的了，這樣的徑集徑集就稱(chēng)為就稱(chēng)為最小徑集最小徑集。也就是。也就是不能不能導(dǎo)致頂導(dǎo)致頂上事件發(fā)生的最低限度的基本事件組合。上事件發(fā)生的最低限度的基本事件組合。2022-6-652 最小徑集的求法是將事故樹(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)偶的最小徑集的求法是將事故樹(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)偶的成功樹(shù)成功樹(shù)，求成功樹(shù)的求成功樹(shù)的最小割集最小割集即事故樹(shù)的即事故樹(shù)的最小徑集最小徑集。 2022-6-6531、畫(huà)成功樹(shù)、畫(huà)成功樹(shù)2、求成功樹(shù)的最、求成功樹(shù)的最 小割集小割集3、原事故樹(shù)的最、原事故樹(shù)的最 小徑集小徑集2022-6-6542022-6-655第第55頁(yè)頁(yè) 事故樹(shù)的定量分析事故樹(shù)的定量分析 2022-6-656基本事