安全系统工程2014春x

1、中国石油大学（北京）远程教育学院期 末 考 核 安全系统工程 考试要求：1、 完成规定数量的题目；2、 试题答案（主观论述）完全相同，按雷同卷处理；3、 试题中的图片、公式清楚。一、 从以下试题中选择2道题，每道题25分，共50分：1. 简述安全检查表的作用。结合现场工作，编写一个安全检查表。 答：安全检查表的作用： 为了系统地识别工厂、车间、工段或装置、设备以及各种操作管理和组织中的不安全因素，事先将要检查的项目，以提问方式编制成表，以便进行系统检查和避免遗漏，这种表叫做安全检查表。 消防报警主机主要功能检查表序号检查项目及内容检查结果标准依据备注正常故障1状态灯显示情况GB-50303-2

2、0022打印功能测试GB-50303-20023主电和备电切换功能GB-50303-2002待修4主机和区域机通讯情况GB-50303-20025报警回路运行状态GB-50303-2002（提示第二章第二节 安全检查及安全检查表）2. 某反应器系统如图1所示。该化工生产工艺属于放热反应，在反应器外面安装了夹套冷却水系统。为控制反应温度，在反应器上安装了温度测量仪，并与冷却水进口阀门形成连锁系统，根据温度的高低控制冷却水的流量。请用不少于4个引导词对冷却水流量进行HAZOP分析。图1 放热反应器的温度控制示意图提示：第二章第五节hazop分析P25-283、 简述美国道化学公司火灾、爆炸指数评价

3、法的具体步骤。（提示：第四章第三节 指数评价法）答：1964年道化学公司火灾爆炸危险指数评价方法第一版发行后，经过几十年的实际运用，火灾爆炸危险指数(F&El)评价法已经发展为一种能给出单一工艺单元潜在火灾、爆炸损失相对值的综合指数。F&EI的最初目的是作为选择火灾预防方法的指南，目前其更多的用途是针对装置的关键特征，提供一种给单一工艺单元进行相对分级的方法。 道化学公司火灾爆炸危险指数评价方法已被化学工业及石油化学工业公认为最主要的危险指数评价法。它提供了评价火灾、爆炸总体危险的关键数据，可以与“化学暴露指数指南”(第二版)及其他工艺数据联合使用，形成一个风险分析软件包，以更好地剖析生产单元

4、的潜在危险。该软件包是对工艺综合审查的重要组成部分。 火灾、爆炸风险分析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、物质的潜在能量和现行安全措施的状况。 F&EI系统的目的是：(1)真实地量化潜在火灾、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)向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性。 F&EI系统最重要的目标是使工程师了解各工艺部分可能造成的损失，并帮助其确定减轻潜在事故的严重性和总损失的有效而又经济的途径。F&EI用于“道化公司风险审查过程”，在“工艺危险分析”或“一级风险审查”时，必

5、须确定F&EI的数值。 保险公司对潜在暴露状况的评价一般基于最严重的事故。例如，他们可能预测反应釜的全部物料会瞬时蒸发并引燃，保险估值可能相当大。从实际情况看，这种情况是很少见的。 道化公司F&EI系统试图确定工艺设备(或工艺单元)或有关装置可能的真正最大损失在最不利的操作条件下可能遭受的实际损失。计算的基础是量化的数据，如有限泄漏率、与物质闪点和沸点有关的工艺温度及化学活性等是可能发生事故的许多因素中的少数几个。 虽然F&EI系统主要用于评价储存、处理、生产易燃、可燃、活性物质的操作过程，但也可用于分析污水处理设施、公用工程系统、管路、整流器、变压器、锅炉、热氧化器以及发电厂一些单元的潜在损

6、失。该系统还可用于潜在危险物质库存量较小的工艺过程的风险评价，特别是用于实验工厂的风险评价。该评价方法的适用范围是易燃或活性化学物质的最小处理量为454kg左右的系统。 为了在工程实际项目中应用F&EI系统进行装置的风险评价，在实际计算和解释结果时，评价人员要具备一定的基础知识和良好的判断力，要将构成损失大小和发生概率的工艺危险量化为“修正系数”，以便进行计算。针对某一个具体评价对象而言，并非每一个修正系数都要用到，有些修正系数要根据具体情况作必要的调整。4、 简述安全系统工程的分析方法在安全管理中的作用。（提示 第一章第四节 安全系统工程的应用特点）二、以下试题必须完成的试题，每道题25分，

7、共50分：1. 简述事件树分析的具体步骤，请结合油气火灾爆炸事故（如黄岛输油管道爆炸事故）编写一个事件树。答： 1事件树分析法方法故障树分析方法（FTA）是一种图形演绎法，是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树分析方法。这种树是一种逻辑分析过程，遵从逻辑学演绎分析原则（即从结果到原因的分析原则）。把系统不希望出现的事件作为故障树的顶事件，用逻辑“与”或“或”门自上而下地分析导致顶事件发生的所有可能的直接原因及相互间的逻辑关系，并由此逐步深入，直到找出事故的基本原因，即为故障树的基本事件。2事件树分析的基本步骤FTA法的基本步骤：熟悉系统调查事故确定顶事件确定目标调查原因事件编制故障树定性分析定

8、量分析安全评价。故障树分析过程大致可分为9个步骤。第15步是分析的准备阶段，也是分析的基础，属于传统安全管理；第6步作图是分析正确与否的关键；第7步定性分析，是分析的核心；第8步定量分析，是分析的方向，即用数据表示安全与否；第9步安全性评价，是目的。3油库静电火灾爆炸故障树的建立油库静电火花造成油库火灾爆炸的事故树的建立过程，如图1所示。（1）确定顶上事件“油库静电火灾爆炸”（一层）。 （2）调查爆炸的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“静电火花”和“油气达到可燃浓度”。这两个事件不仅要同时发生，而且必须在“油气达到爆炸极限”时，爆炸事件才会发生，因此，用“条件与”门连接（二层

9、）。 （3）调查“静电火花”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油库静电放电”和“人体静电放电”。这两个事件只要其中一个发生，则“静电火花”事件就会发生。因此，用“或”门连接（三层）。（4）调查“油气达到可燃浓度”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系，直接原因事件：“油气存在”和“库区内通风不良”。“油气存在”这是一个正常状态下的功能事件，因此，该事件用房形符号。“库区内通风不良”为基本事件。这两个事件只有同时发生，“油气达到可燃浓度”事件才会发生，故用“与”门连接（三层）。（5）调查“油库静电放电”的直接原因事件、事件的性质同和逻辑关系。直接原因事件：“静电积聚”和“接地不

10、良”。这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。（6）调查“人体静电放电”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“化纤品与人体摩擦”和“作业中与导体接近”。同样，这两个事件必须同时发生，才会发生静电放电，故用“与”门连接（四层）。 （7）调查“静电积聚”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“油液流速高”、“管道内壁粗糙”、“高速抽水”、“油液冲击金属容器”、“飞溅油液与空气摩擦”、“油面有金属漂浮物”和“测量操作失误”。这些事件只要其中一个发生，就会发生“静电积聚”。因此，用“或”门连接（五层）。 （8）调查“接地不良”的直接原因事件、事

11、件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“未设防静电接地装置”、“接地电阻不符合要求”和“接地线损坏”。这3个事件只要其中1个发生，就会发生“接地不良”。因此，用“或”门连接（五层）。 （9）调查“测量操作失误”的直接原因事件、事件的性质和逻辑关系。直接原因事件：“器具不符合标准”和“静置时间不够”。这2个事件其中有1个发生，则“测量操作失误”就会发生。故用“或”门连接（六层）。 结构重要度定性分析 故障树分析的任务是求出故障树的全部最小径集或最小割集。如果故障树中与门很多，最小割集就少，说明该系统为安全；如果或门多，最小割集就多，说明该系统较为危险。最小径集就是顶事件不发生所必需的最低限度的径集。

12、一个最小径集中的基本事件都不发生，就可使顶事件不发生。故障树中有几个最小径集，就有几种可能的方案，并掌握系统的安全性如何，为控制事故提供依据。故障树中最小径集越多，系统就越安全。下面介绍采用布尔代数化简，得到若干交集的并集，每个交集都是成功树的最小割集，也就是原故障树的最小径集。 判别最小割（径）集数目。根据“加乘法”判别方法判别得该事故树的最小割集共25个。将其事故树转化为成功树，求得该成功树的最小径集共7个。 事故树分析的结论 通过定性分析，最小割集25个，最小径集7个。也就是说油库发生静电火灾爆炸事故有25种可能性。但从7个最小径集可得出，只要采取最小径集方案中的任何一个，由于静电引起油

13、库火灾爆炸事故就可避免。 第一方案（x14、x15 、x16）的方案，由于油气的挥发是一个自然过程，即只要有挥发的空间，油气就存在。油气达爆炸浓度，是一个浓度的大小问题。因此，只要库区内通风畅通良好就可以预防。其次是第二方案（x9、x10、x11），为了保证库区内导体的接地良好，应使防静电接地装置、接地电阻及接地线等处于正常的工作状态。第三方案（x12、x13）应尽量避免进入库区的人员通过人体静电放电，特别是作业人员应穿上不产生静电的服装和把人体作业时产生的静电及时导走。第四方案（x1、x2、x3、x8）库区内产生的静电不发生积聚，或尽量减少静电产生和积聚。因此，从控制事故发生的角度来看，要想

14、从第四方案入手是比较困难的。所以，可从第一方案和第二方案采取预防事故对策。当然，并不是说第三方案和第四方案不重要，也应该加以重视，不能掉以轻心。 火灾爆炸事故树分析（油库静电）措施（4） 静电放电引起火灾爆炸必须具备以下四个条件：（1）有产生静电的来源；（2）使静电得以积聚，并具有足够大的电场强度和达到引起火花放电的静电电压；（3）静电放电的能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量；（4）静电放电火花周围有爆炸性的混合物存在，其浓度必须处于爆炸极限内。反之，防止静电事故的措施是从控制这四个条件着手。控制前三个条件实质上是控制静电的产生和积累，是消除静电危害的直接措施。控制第四条件是消除或减少周围环境

15、爆炸的危险，是防止静电危害的间接措施。 在油品的储运过程中，防止静电事故的安全措施主要有以下几个方面： 1 防止爆炸性气体的形成 大爆炸和火灾危险场所采用通风装置加强通风，及时排出爆炸性气体使浓度不在爆炸范围内，以防止静电火花引起爆炸。同时对应于爆炸浓度范围还与温度密切相关，把温度控制在爆炸温度范围之外也是防止静电引起爆炸的途径。对于油面空间不能采用正压通风的办法来防止爆炸性混合气体的形成，可采用惰性气体覆盖的方法（如氮气覆盖），或采用浮顶罐、内浮顶罐。浮顶罐或内浮顶罐虽可消除浮盘以下的油气空间，尤其是内浮顶罐浮顶上面含有较多可燃气体，但浮盘上部的可燃气体发生火花放电现象也应该予以重视。 2

16、加速静电泄漏，防止或减少静电聚积 静电的产生本身并不危险。实际的危险在于电荷的积聚，因为这样能储存足够的能量，从而产生火花将可燃性气体引燃。为了加速油品电荷的泄漏，可以接地、跨接以及增加油品的电导率。 2.1 接地和跨接 静电接地和跨接是为了导走或消除导体上的静电，是消除静电危害的最有效措施之一。静电接地的具体方法是把设备容器及管线通过金属导线和接地体与大地连通形成等电位，并有最小电阻值。跨接是指将金属设备以及各管线之间用金属导线相连造成等电位。显然，接地与跨接的目的在于人为地与大地造成的一个等电位体，不致因静电电位差造成引起危害。管线跨接的另一个目的是当有杂散电流时，给它以一个良好的通路，以

17、免在断路处发生火花而造成事故。油罐取和油品作业区的管与管、管与罐、罐上的部件及其附近有可能感应带电的金属物体都应接地。根据石油库设计规范（GBJ7484）和石油化工企业设计防火规范（GB5016092）的规定，防静电接地装置的接地电阻不宜大于100。 2.2 添加抗静电剂 油品容器的接地只能消除容器外壁的电荷，由于油品的电导率较小，油品表面及其内部的电荷很难靠接地泄漏。添加抗静电剂既可以增加油品的导电率、加速静电泄漏和导出，又可减少油品中积聚的电荷并降低油品的电位。 2.3 设置静电缓和器 静电缓和器又叫静电中和器，它是消除或减少带电体电荷的装置。其工作原理是它所产生的电子和离子与带电体上相反

18、符号的电荷中和，从而消除静电危险。 3 防止操作人员带电 人体表皮有一定的电阻，如果穿着高电阻的鞋，因人体和衣服之间相互摩擦等原因，会使人体带电。因此，经常在油泵房、灌发油间及从事装卸作业的人员，应避免穿着化纤服装，最好穿着棉织品内外衣和穿防静电鞋。 4 减少静电的产生 从目前的技术状况来看，还不能完全杜绝静电产生。对于防止石油静电危害来说，不能完全消除静电电荷的产生只能采取减少产生静电的技术措施。 4.1 控制油品的流速 油品在管道中流动产生的流动电荷和电荷密度的饱和值与油品流速的二次方成正比，因此控制流速（尤其是油品在进罐、灌装和加油时的流速）是减少油品静电产生的有效方法。根据石油库设计规范（GBJ7484）