安全工程概论讲义课件

安全工程概论讲义课件第一章绪论安全工程的系统视角系统与系统工程安全系统工程定义系统是由相互作用和相互依赖的若干安全系统工程是运用系统工程的原理组成部分结合而成的、具有特定功能和方法识别、分析、评价、预测和控,的有机整体系统工程是组织管理系制系统中的危险因素实现系统安全的,统的规划、研究、设计、制造、试验工程技术和管理方法研究对象包括和使用的科学方法人、机、环境及其相互作用发展历程与应用价值安全系统工程的研究内容与方法核心研究内容安全系统工程涵盖危险源的全生命周期管理从识别到控制形成完整闭环,危险辨识系统性识别各类潜在危险源:危险分析深入分析危险发生的机理和条件:危险评价量化评估危险的严重程度和发生概率:危险预测预测未来安全态势和事故趋势:危险控制制定并实施有效的控制措施:安全系统工程流程图从危险识别到安全决策的闭环管理危险识别全面识别系统中的危险源风险分析深入分析危险发生机理安全评价量化评估风险等级决策控制制定实施控制措施持续改进监测反馈优化系统第二章系统安全定性分析方法概述安全检查表危险性预先分析故障模式及影响分析SCL PHAFMEA安全检查表是系统化识别危险的基础工具是在系统设计阶段进行的前瞻性分析方PHA分为设计审查、现场检查和专项检查三类法步骤包括明确分析对象、识别危险源、:编制时需遵循全面性、针对性和可操作性原分析触发因素、评估后果严重度、确定风险则涵盖设备、工艺、人员、环境等各方面等级风险分级通常分为四级灾难性、严,:应用时采用逐项检查、记录和整改的闭环管重、一般和轻微为设计改进提供依据,理模式危险与可操作性研究HAZOP基本原理HAZOP是一种结构化的团队分析方法通过系统地使用引导词检查工艺过程的偏离识别潜在危险HAZOP,,分析步骤划分分析节点

1.确定工艺参数

2.应用引导词生成偏离

3.分析偏离原因和后果

4.评估现有保护措施

5.提出改进建议

6.常用引导词及意义完全没有或不发生NO/NOT:数量增加或减少MORE/LESS:额外的活动或物质AS WELLAS:组成的一部分PART OF:逻辑反向或物理倒流REVERSE:鱼刺图法与作业危害分析JHA鱼刺图法因果分析图作业危害分析JHA目的系统分析事故或质量问题的根本原是针对具体作业活动的危险识别和控:JHA因常用于事故调查和预防分析制方法特别适用于非常规作业和高危作,,业应用步骤分析流程明确要分析的问题鱼头

1.作业分解将作业分解为若干步骤确定主要原因类别大骨通常包括人、:

2.:机、料、法、环危害识别识别每个步骤的潜在危害:找出各类别下的具体原因中骨、小风险评估评估危害的严重度和可能性

3.:骨分析因果关系确定根本原因控制措施制定具体的安全控制措施

4.,:制定针对性改进措施应用场景包括高处作业、受限空间作业、

5.:动火作业、吊装作业等第三章系统安全定量分析方法事件树分析事故树分析可靠性分析基础ETA FTA事件树分析是一种演绎推理方法从初始事事故树分析是从顶事件事故出发逐层分析可靠性是系统在规定条件下和规定时间内完,,件出发按时间顺序分析各种安全功能的成导致事故的直接和间接原因形成树状逻辑成规定功能的能力核心指标包括可靠度,,:功或失败推导可能的事故后果建造方法图编制规则包括确定顶事件、识别中间函数表示系统在时间内正常工作的概率,:Rt t;包括确定初始事件、识别安全功能、构造事件和基本事件、运用逻辑门与门、或门故障率描述单位时间内的故障概率平均:λt;事件树、计算事故序列概率、评估后果严重连接可进行定性分析求最小割集和定量无故障时间反映系统可靠性水平MTBF度广泛应用于核电站和化工厂的安全分析分析计算顶事件概率事故树分析深度解析最小割集与最小径集最小割集是导致顶事件发生的最小基本事件组合代表系统的薄弱环节求解方法包括布尔代,数法、行列式法和计算机辅助分析最小径集是防止顶事件发生的最小基本事件组合代表系统的安全路径最小径集数量反映系,统的安全冗余度重要度分析结构重要度基本事件在事故树结构中的位置重要性:概率重要度基本事件概率变化对顶事件概率的影响程度:关键重要度综合考虑结构和概率的重要性指标:软件辅助分析现代事故树分析广泛采用专业软件如,:功能全面的商业软件FaultTree+:开源免费工具OpenFTA:美国电力研究所开发CAFTA:概率安全分析工具RiskSpectrum:软件可自动计算最小割集、重要度、顶事件概率并生成可视化报告大幅提高分析效率和准确,,性典型事故树示意图燃气爆炸事故分析01顶事件燃气爆炸:事故的最终表现形式02中间事件燃气泄漏且遇点火源:爆炸的必要条件组合03基本事件管道破裂、阀门失效、明火作业等:导致事故的根本原因04逻辑关系与门和或门组合:描述事件之间的因果逻辑通过事故树分析识别出管道维护不当、安全阀失效、违章动火作业是最关键的风险因素应重点加强这,,些环节的安全管理和监控第四章系统安全评价技术安全评价是运用系统工程方法对系统存在的危险性进行定性和定量分析预测发生事故或造成职业危害的可能性及其严重程度提出安全对策措施,,,前期准备1明确评价对象、范围、目的收集相关资料,危险识别2系统识别各类危险源和危险因素评价单元划分3合理划分评价单元选择评价方法,定性定量分析4运用、等方法进行风险评价LEC MES对策措施5提出针对性的安全改进建议编制报告6形成完整的安全评价报告常用安全评价方法详解评价法法与法LEC MESMLS作业条件危险性评价法通过三个因子的乘积确定风险等级法矩阵评价法建立风险矩阵横轴为事故可能性纵轴为后果严重度,:MES:,,,交叉确定风险等级可能性事故发生的可能性分L:,

0.1-10法多指标综合评价建立多层次评价指标体系运用层次分析法暴露频率人员处于危险环境的频繁程度分MLS:,AHPE:,

0.5-10确定权重综合评分确定安全水平后果严重度事故造成的损失分,C:,1-100风险值××根据值划分风险等级并确定控制措施优先级D=L EC,D火灾爆炸指数评价法美国道化学方法英国帝国化学方法DOW ICIMOND通过物质系数、一般工艺危险、特殊工艺危险三个因素计算火灾爆炸指改进方法增加毒性因素更全面评估化工装置的综合危险性DOW,,数评估潜在损失和安全距离FEI,生产设备与安全管理评价设备安全评价安全管理评价综合安全评价评价要点包括设备本质安全设计、安内容包括安全生产责任制落实、安全建立人机环管四位一体的综合评价::---全防护装置完好性、设备维护保养状规章制度完善性、安全教育培训有效模式评价标准参考国家标准、行业况、特种设备检验合格情况、设备老性、安全投入充足性、应急管理体系标准和企业标准采用百分制或等级化腐蚀程度环境因素考虑温度、湿建设、事故隐患排查治理、安全绩效制优秀、良好、合格、不合格进行综:度、振动、腐蚀介质等对设备安全性考核机制采用文件审查、现场检查、合评定定期开展评价并持续改进形,能的影响建立设备安全档案实施全人员访谈等方法全面评估安全管理水成安全管理的循环,,PDCA生命周期管理平第五章系统安全预测与决策安全预测的种类与原则预测种类:短期预测未来个月的安全态势:1-3中期预测未来半年至年的趋势:2长期预测未来年的发展方向:3-5基本原则:连续性原则基于历史数据的延续性:相似性原则借鉴相似系统的规律:概率性原则考虑随机因素的影响:常用预测方法综合性原则多方法综合预测:回归分析建立因变量与自变量的数学关系预测未来值包括线性回归、多元回归、非:,线性回归等灰色预测适用于小样本、信息不完全的情况通过模型预测发展趋势:,GM1,1马尔科夫链基于状态转移概率矩阵预测系统未来状态分布适用于离散状态的随机过程:,,安全决策程序与方法问题识别明确决策问题的性质、范围和目标方案设计提出多个可行的备选方案方案评估运用科学方法评估各方案的优劣最优选择综合考虑各因素选择最佳方案实施监控执行决策并跟踪效果反馈评分法决策树法模糊综合决策建立评价指标体系对各方案打分加权求和选择得分最高的方案绘制决策树图计算各方案的期望值考虑不确定性因素的影响运用模糊数学理论处理决策中的模糊性和不确定性建立模糊评,,,,,,简单实用适用于多目标决策选择期望收益最大或期望损失最小的方案判矩阵综合评估方案优劣,,安全决策案例分享多方案比较与最佳方案选择案例背景某化工企业需要对老旧反应釜进行安全改造面临三个备选方案方案全面更换新设备投资万元、方案局部改造升级投资万元、:,:A-800B-300方案加强监测维护投资万元C-100123方案全面更换方案局部改造方案加强监测A:B:C:优势本质安全水平高故障率低使用寿命长优势投资适中改造时间短性价比较高劣势优势投资最小不影响正常生产劣势治标不:,,:,,::,:劣势投资大施工周期长影响生产风险降低部分隐患仍存在使用寿命有限风险降低率治本存在较大残余风险风险降低率:,,,,:30%率:90%:65%技术经济评价综合考虑投资成本、风险降低效果、生产影响、使用年限等因素运用层次分析法计算综合得分方案分方案分方案分决:,:A=85,B=92,C=68策结论选择方案在合理投资范围内最大程度降低风险实现安全与经济的最佳平衡:B,,第六章系统危险控制技术消除危险源1替代与降低2工程控制措施3管理控制与警示4个体防护装备5危险控制基本原则固有危险源控制本质安全原则从源头消除或降低危险固有危险源是系统内在的、不可完全消除的危险控制策略包括::预防为主原则事前控制优于事后处理选用低危险性的原材料和工艺:•系统性原则综合考虑人机环管各要素采用本质安全设计理念:•分级控制原则根据风险等级采取相应措施设置多重安全屏障:•经济合理原则在可接受成本内最大化安全效益建立安全联锁和自动保护系统:•制定严格的操作规程和应急预案•降低事故概率与严重度的策略降低事故发生概率降低事故后果严重度技术措施工程措施提高设备可靠性和冗余度设置安全泄压和卸料装置••安装安全监测和预警系统建设防火防爆和隔离设施••设置联锁保护和自动切断装置配备消防和应急救援设备••定期检测维护消除设备隐患合理布局控制安全距离•,•,管理措施应急措施建立严格的操作规程和许可制度制定完善的应急预案••加强人员培训和技能考核建立应急救援组织和队伍••实施安全检查和隐患排查定期开展应急演练••强化作业现场监督管理储备充足的应急物资••瑞士奶酪模型事故发生需要多层防护失效通过增加防护层数、减小漏洞、错位排列可:,,有效降低事故风险灾难性事故应急措施灾难事故的定义与特点灾难性事故是指造成重大人员伤亡、财产损失或环境破坏的严重事故如化工爆炸、矿难、大型火灾等特点包括突发性强、影响范围广、后果严重、处置难度大、社会关注度高,:事故报告第一时间启动应急响应上报相关部门,人员疏散迅速组织人员撤离危险区域现场控制采取措施控制事故蔓延扩大救援救护组织专业力量开展抢险救援善后处理做好事故调查和恢复重建典型案例天津港爆炸事故应急处理展现了多部门协同、专业救援、信息公开、责任追究的全过程应急管理教训包括危化品仓储管理缺陷、应急预案演练不足、安全监管存在漏洞:8•12,:第七章安全系统工程典型应用实例管道燃气火灾爆炸事故树分析分析结果最小割集识别出个最小割集其中管道老化腐蚀安全监测失效、违章:12,+动火作业通风不良等组合风险最高+重要度排序管道定期检测、安全阀维护、动火作业管理、:

0.

850.

780.72应急切断装置

0.65改进措施实施管道智能监测、强化巡检维护、严格动火许可、增设自动:切断阀事故背景某城市燃气管道发生爆炸造成多人伤亡事故树分析确定顶事:,件为燃气爆炸中间事件包括燃气泄漏和遇点火源基本事件涉及管,,道腐蚀、焊接缺陷、违章施工、安全阀失效等苯类罐区安全评价火灾爆炸危险指数评价美国法评价DOW物质系数苯的物质系数高度危险:MF=16一般工艺危险常压储存、室外布置、储量大等因素:,F1=

3.2特殊工艺危险可燃液体储罐、挥发性高等:,F2=

1.8火灾爆炸指数××特级危险:FEI=MF F1F2=

92.16暴露半径根据储量计算暴露半径为米:85财产损失基本为万元实际考虑补偿因素后为万元:MPPD6500,MPPD4800安全对策建议增设固定式泡沫灭火系统

1.安装可燃气体浓度检测报警装置

2.完善罐区围堰和导流设施

3.建立储罐液位和温度实时监控系统

4.配备防爆电气设备和静电接地装置

5.加强操作人员安全培训和应急演练

6.制定详细的应急救援预案

7.翻车事故与汽车火灾危险源辨识翻车事故危险源人的因素驾驶员疲劳驾驶、超速行驶、操作不当、安全意识淡薄车辆因素重心过::高、制动系统故障、转向系统失灵、轮胎磨损严重、货物装载不均道路因素路面:湿滑、急弯陡坡、路况不良、标志缺失环境因素恶劣天气、能见度低、强风侧吹:汽车火灾危险源电气系统线路老化短路、蓄电池漏液、用电设备过载燃油系统油路泄漏、油箱破::损、燃油挥发机械摩擦制动器过热、轴承摩擦、排气管高温人为因素吸烟不慎、::违规载运危险品、维修保养不当外部因素碰撞事故、雷击、纵火:综合防控策略加强车辆安全技术检验严格驾驶员培训考核配备车载灭火器和应急工具:,,,建立监控和预警系统制定应急处置方案GPS,建筑公司危险源辨识与评价管理分布图与评价依据高处作业机械作业临时用电危险等级高主要风险坠落、物体打击控制措施安全带佩危险等级中高主要风险机械伤害、触电控制措施操作培危险等级中主要风险触电、火灾控制措施三级配电、漏:::::::::戴、防护网设置、警戒区划定训、设备检查、防护装置电保护、专业电工评价依据依据《建筑施工安全检查标准》、《危险性较大分部分项工程安全管理规定》等标准规范运用法和专家评议法进行综合评价安全对策完善安全管理制度、:JGJ59,LEC:加强教育培训、落实安全技术交底、严格特殊作业许可、定期安全检查和隐患整改典型安全事故现场与分析对比事故现场勘查要点事故树分析应用保护现场防止二次伤害根据现场证据构建事故树•,•拍照摄像记录原始状态识别直接原因和间接原因•,•收集物证标记位置分析管理缺陷和系统漏洞•,•询问证人还原过程提出针对性改进措施•,•检测环境参数和残留物质举一反三防范类似事故••,案例对比启示不同类型事故具有共性的致因规律如安全管理缺失、违章操作、设备缺陷、应急不力等通过系统分析方法可以揭示事故深层次原因为预防工作提供科学依据:,,,第八章化工安全工程基础化学物质危险性燃烧爆炸机理易燃易爆、有毒有害、腐蚀性、反应性燃烧三要素、爆炸极限、临界条件机电设备安全职业毒害防护机械防护、电气安全、维护管理毒物侵入途径、中毒诊断、防护措施腐蚀与防护压力容器安全腐蚀机理、防腐技术、材料选择设计制造、检验维护、安全操作化工安全工程是一个系统性强、涉及面广的综合学科需要掌握化学、物理、工程等多学科知识运用系统方法进行危险识别、评价和控制,,燃烧爆炸安全技术详解燃烧基础理论燃烧三要素可燃物、助燃物氧化剂、点火源三者同时存在且达到一定条件才能发生燃烧:爆炸极限计算混合气体爆炸极限勒夏特列公式₁₁₂₂:LEL_mix=100/V/LEL+V/LEL+...+Vₙ/LELₙ温度对爆炸极限的影响温度升高爆炸下限降低上限升高爆炸范围扩大:,,,压力对爆炸极限的影响压力增大爆炸范围扩大爆炸危险性增加:,,防火防爆措施消除点火源防爆电气、消除静电、禁止明火:控制可燃物密闭输送、通风排气、清理积存:隔绝助燃物惰性气体保护、真空操作:职业毒害与防护体系呼吸道侵入皮肤吸收主要途径占职业中毒以上脂溶性毒物易经皮肤侵入,90%通风净化消化道摄入全面通风和局部排风工作场所饮食不当导致医学监护个体防护职业健康检查和诊断呼吸器、防护服、手套等职业中毒诊断现场急救措施依据《职业性中毒诊断标准》综合职业史、临床症状、实验室检查、现场调查等信息进行诊断分迅速脱离中毒现场,

1.级观察对象、轻度中毒、中度中毒、重度中毒保持呼吸道通畅:

2.皮肤污染立即冲洗

3.眼睛溅入大量清水冲洗

4.口服中毒催吐洗胃

5.及时送医院救治

6.压力容器与机电设备安全管理压力容器安全要点压力容器是指盛装气体或液体承载一定压力的密闭设备按压力等级分,为低压、中压、高压、超高压:

0.1-

1.6MPa

1.6-10MPa10-100MPa≥100MPa安全管理要求机电设备安全防护设计制造符合标准具有资质的单位设计制造:GB150,安全附件安全阀、压力表、液位计、温度计齐全有效:机械安全防护罩、安全联锁装置、紧急停止按钮、限位保护、防护距离定期检验首次检验、定期检验一般年一次:重点防范绞卷、碰撞、剪切、卡压等机械伤害:3-6操作规程制定详细操作规程持证上岗:,电气安全接地接零、漏电保护、过载保护、短路保护、防爆电气、安全档案管理建立完整的技术档案和运行记录::电压特别注意潮湿环境和爆炸危险场所的电气安全42V/36V/24V/12V设备维护日常点检、定期保养、状态监测、故障诊断、更新改造建立:设备台账实施全生命周期管理,安全文化与管理体系建设领导承诺高层领导重视资源投入保障,制度体系完善的安全管理制度和标准教育培训全员安全意识和技能提升检查监督定期检查、隐患排查、持续改进应急能力应急预案、演练、救援体系建设安全文化人人关注安全、事事保证安全管理体系标准事故案例教训职业健康安全管理体系、企业安全生产标准化等强调循环和持续改进典型事故暴露的管理问题责任不落实、制度不执行、培训不到位、检查走形式、隐患不整改ISO45001GB/T33000,PDCA:现代安全工程新技术与未来展望信息化与智能化大数据与风险预测虚拟现实培训创新物联网传感器实时监测危险源智能算法预警潜整合历史事故数据、设备运行数据、人员行为数利用技术构建沉浸式安全培训环境模拟高,VR/AR,在风险移动应用支持现场安全管理构建数字化据等多源信息运用机器学习和人工智能技术建危作业场景和应急处置过程让员工在虚拟环境,,,,,安全管理平台实现安全管理的精准化、动态化立安全风险预测模型实现事故的精准预测和主中体验事故后果提升安全意识和应急能力降低,,,,和可视化动防控培训成本和风险安全是生产的前提生产必须安全未来的安全工程将更加智慧化、系统化、人性化科技创新将为安全生产提供更强大的支撑让我们携手共建本,,质安全型企业守护每一个生命的安全与健康,。