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中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院SafetyEngineering主讲人：朱红青电话：62339035Email:zhqcumtb.edu安全系统工程-本科教程中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院目录概述系统安全分析事故树分析系统安全评价安全决策灰色理论与安全系统413256安全系统工程系统安全分析系统安全评价安全决策与事故控制概率评价法定性方法定量方法指数法等评分法决策树等技术经济学法事故致因理论系统安全评价在《安全系统工程》里的地位及与其他内容的关联第五章系统安全评价系统安全评价以系统安全分析为基础，通过分析，了解和掌握系统存在的危险因素，但不一定要对所有危险因素采取措施。安全评价概述火灾爆炸指数法蒙德法作业条件评价法六阶段法危险程度分级方法因果分析价法其他评价方法评价方法选择第一节安全评价概述安全评价概念安全评价也称危险度评价或风险评价，它以实际系统安全为目的，应用安全系统工程原理和工程技术方法，对系统中固有或潜在的危险性进行定性和定量分析，掌握系统发生危险的可能性及其危害程度，从而为制定防灾措施和管理决策提供科学依据。安全标准按照适用范围分为四类：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准按照约束性分两类：强制性标准、推荐性标准按照性质分三类：管理标准、工作标准、方法标准第一节安全评价概述安全评价目的安全评价的目的是查找、分析和预测工程、系统存在的危险、有害因素及可能导致的危险，危害后果和程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低的事故率，最少损失和最优的安全投资。它可以达到以下目的：1.提高系统得本质安全化程度；2.实现全过程安全控制；3.建立系统安全的最优方案，为决策者提供依据；4.为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件。第一节安全评价概述安全评价依据安全评价的依据：国家和地方的有关法律、法规、标准、企业内部的规章制度和技术规范，可接受风险标准，以及前人的经验和教训。分为四个层次：第一、法律；第二、行政法规；第三、部门规章；第四层为地方法规。安全评价分类我国根据工程、系统生命周期和评价的目的，将安全评价分为安全预评价、安全验收评价、安全现状评价和专项安全评价等四类。根据《安全评价通则》（AQ8001-2019），安全评价按照阶段的不同分为三类：安全预评价、安全验收评价、安全现状评价。第一节安全评价概述各类安全评价的联系与区别项目预评价验收评价现状评价专项评价依据设计文件可行性研究报告详细设计详细和修改设计详细设计专项资料依据资料类比工程现场资料现场资料专项检测资料进行时间系统设计之前正式运行之前正式运行之后系统寿命期内评价重点1.可行性2.可能危险危害因素3.设计时的措施1.法规符合性2.存在危险危害因素3.措施的有效性1.适应性2.存在危险危害因素3.整改措施1.可行性2.针对问题的措施3.专项检测目的指导系统设计，使系统达到安全要求持续改进达标多样性（不唯一）各类评价方法与生产关系第一节安全评价概述同时设计项目建议书同时施工同时投入生产和使用安全预评价安全验收评价安全论证可行性研究初步设计施工图设计施工建设试生产竣工验收安全评价原理第一节安全评价概述常用的原理有：相关性原理；类推原理；惯性原理；量变到质变原理等。（１）相关性原理相关性是指一个系统，其属性、特征与事故和职业危害存在着因果的相关性。“三同时”建设项目中各种措施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。安全评价原理（２）类推原理类推(类比)原理是根据两个或两类对象之间存在着某些相同或相似的属性，从一个已知对象具有某个属性来推出另一个对象具有此种属性的一种推理过程。用类推原理对系统进行评价的方法，即类推(类比)评价方法。常用的类推方法有：平衡推算法；代替推算法；因素推算法；抽样推算法；比例推算法；概率推算法第一节安全评价概述安全评价原理（３）惯性原理任何事故在其发展过程中，从过去到现在以及延伸至将来，都具有一定的延续性，这种延续性称为惯性。（４）量变到质变原理任何一个事物在发展变化过程中都存在着从量变到质变的规律。同样，在一个系统中，许多有关安全的因素也都一一存在着从量变到质变的过程。在评价一个系统的安全时，也都离不开从量变到质变的原理。第一节安全评价概述安全评价原则安全评价基本原则是具备国家规定资质的安全评价机构科学、公正和合法的自主开展安全评价。在工作中应遵循以下原则：科学性、公正性、合法性、针对性第一节安全评价概述安全评价限制因素安全评价的结果与评价人员对被评价对象的了解程度、对可能导致事故的认识程度、采用的安全评价方法，以及评价人员的能力等方面有着密切的关系。主要以下两个方面：评价方法和评价人员的素质和经验。安全评价基本过程第一节安全评价概述第二节概率评价法概率评价概念概率评价法是一种定量评价法。先求出系统发生事故的概率，如用故障类型及影响和致命度分析、事故树定量分析、事件树定量分析等方法，在求出事故发生概率的基础上，进一步计算风险率，以风险率大小确定系统的安全程度。第二节概率评价法元件故障概率及其求法构成设备或装置的元件，工作一定时间发生故障或失效。所谓故障就是指元件、子系统或系统在运行时达不到规定的功能。对可修复系统的失效就是故障。元件在两次相邻故障间隔期内正常工作的平均时间，叫平均故障间隔期，用τ表示。如某元件在第一次工作时间t1后出现故障，第二次工作时间t2后出现故障，第n次工作tn时间后出现故障，则平均故障间隔期为：τ＝（t1+…+tn)/nτ一般是通过实验测定几个元件的平均故障间隔时间的平均值得到的。第二节概率评价法元件故障概率及其求法元件在单位时间(或周期)内发生故障的平均值称为平均故障率，用λ表示，单位为故障次数／时间。平均故障率是平均故障间隔期的倒数，即：λ＝1/τ故障率是通过实验测定（或统计）的，实际应用时受到环境因素的不良影响，如温度、湿度、振动、腐蚀等，故应给予修正，即考虑一定的修正系数(严重系数k)。部分环境下严重系数k的取值。使用场所K使用场所K实验室1火箭试验台60普通室1.1~10飞机80~150船舶10~18火箭400~1000铁路车辆、牵引式公共汽车13~30第二节概率评价法元件故障概率及其求法元件在规定时间内和规定条件下完成规定功能的概率称为可靠度，用R(t)表示。R(t)=e-λt则故障概率(或不可靠度)为P(t)=1-R(t)=1-e-λt元件故障／(次.a-1)元件故障／(次.a-1)控制阀授制器流量测量(液体)0.600.291.14压力测量泄压阀压力开关1.410.0220.14流量测量(固体)流量开关气液色谱3.751.1230.6电磁阀步进电动机长纸条记录仪0.420.0440.22手动阀指示灯液位测量(液体)0.130.0441.70热电偶温度测量温度计温度测量量阀动定位器0.520.0270.44液位测量(固体)氧分析仪pH计6.865.655.88第二节概率评价法常见的机械故障率第二节概率评价法元件联接及系统故障率概率计算串联设备可靠度：等于各个元件可靠度概率的乘积（和事故树的最小割集和径集相类似）。并联设备故障率：等于各个元件故障概率的乘积（和事故树的最小割集和径集相类似）。P(AUB)=P(A)+P(B)-P(A)P(B)第三节火灾、爆炸指数法法火灾、爆炸指数法概念火灾、爆炸指数法是对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反应性危险进行按步推算的客观评价。分析中定量的依据是以往的：–事故统计资料、–物质的潜在能量–现行安全措施的状况。火灾、爆炸指数法评价目的–(1)量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失；–(2)确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置；–(3)向有关部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；–(4)使有关人员及工程技术人员了解到各工艺部门可能造成的损失，以此确定减轻事故严重性和总损失的有效、经济的途径。第三节火灾、爆炸指数法道化学评价法程序第三节火灾、爆炸指数法1.选择工艺单元确定评价单元：进行危险指数评价的第一步是确定评价单元，单元是装置的一个独立部分，与其他部分保持一定的距离，或用防火墙。选择恰当工艺单元时，还应注意以下几个要点：(1)由于火灾、爆炸危险指数体系是假定工艺单元中所处理的易燃、可燃或化学活性物质的最低量为2270kg或2.27m3，因此，若单元内物料量较少，则评价结果就有可能被夸大。一般，所处理的易燃、可燃或化学活性物质的量至少为454kg或0.454m3，评价结果才有意义。(2)当设备串联布置且相互间未有效隔离，要仔细考虑如何划分单元。(3)要仔细考虑操作状态（如开车、正常生产、停车、装料、卸料、填加触媒等）及操作时间，对F&EI有影响的异常状况，判别选择一个操作阶段还是几个阶段来确定重大危险。(4)在决定哪些设备具有最大潜在火灾、爆炸危险时，可以请教设备、工艺、安全等方面有经验的工程技术人员或专家。第三节火灾、爆炸指数法2.物质系数的确定(MF)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，是一个最基础的数值。物质系数是由美国消防协会规定的NF、NR（分别代表物质的燃烧性和化学活性）决定的。通常，NF和NR是针对正常温度环境而言的。物质发生燃烧和反应的危险性随着温度的升高而急剧加大，如在闪点之上的可燃液体引起火灾的危险性就比正常环境温度下的易燃液体大得多，反应的速度也随着温度的升高而急剧加大，所以当温度超过60℃，物质系数要修正，其内容见物质系数修正表。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%）。第三节火灾、爆炸指数法3.工艺单元危险系数（F3）工艺单元危险系数（F3）包括：一般工艺危险系数（F1）、特殊工艺危险系数（F2）。对每项系数都要恰当地进行评价。计算工艺单元危险系数（F3）中各项系数时，应选择物质在工艺单元中所处的最危险的状态，可以考虑的操作状态有：开车、连续操作和停车。计算F&EI时，一次只评价一种危险，如果MF是按照工艺单元中的易燃液体来确定的，就不要选择与可燃性粉尘有关的系数，即使粉尘可能存在于过程中的另一段时间内。合理的计算方法为：先用易燃液体的物质系数进行评价，然后再用可燃性粉尘的物质系数评价，只有导致最高的F&EI和实际的可能的最大财产损失的计算结果才需要报告。第三节火灾、爆炸指数法火灾、爆炸危险指数被用来估计生产事故可能造成的破坏。各种危险因素，如反应类型、操作温度、压力和可燃物的数量等，表征了事故发生概率、可燃物的潜能以及由工艺控制故障、设备故障、振动或应力疲劳等导致的潜能释放的大小。根据直接原因，易燃物泄漏并点燃后引起的火灾或燃料混合物爆炸的破坏情况分为如下几类：①冲击波或燃爆；②初始泄漏引起的火灾暴露；③容器爆炸引起的对管道与设备的撞击；④引起二次事故—其他可燃物的释放。随着单元危险系数和物质系数的增大，二次事故变得愈加严重。火灾、爆炸危险指数（F&EI）是单元危险系数（F3）和物质系数（MF）的乘积。MFFEIF3&4.火灾爆炸危险指数等级（F&EI）第三节火灾、爆炸指数法表是F&EI值与危险程度之间的关系，它使人们对火灾、爆炸的严重程度有一个相对的认识。F&EI被汇总记人火灾、爆炸指数计算表中。建议保存有关F&EI的计算和文件，以备日后检查和校对。第三节火灾、爆炸指数法4.火灾爆炸危险指数等级（F&EI）安全措施可以分为3类：工艺控制(9)、物质隔离(4)、防火措施(9)，其补偿系数分别为C1，C2，C3。安全措施补偿系数按下列程序进行计算并汇总于安全措施补偿系数表中：①直接把合适的系数填人该安全措施的右边；②没有采取的安全措施，系数记为1；③每一类安全措施的补偿系数是该类别中所有选取系数的乘积；④C1×C2×C3计算便得到总补偿系数；⑤将补偿系数填入单元危险分析汇总表中的第7行第三节火灾、爆炸指数法5.安全措施补偿系数(C)取计算所得的F&EI值乘以0．84，即得到影响区域半径。该