安全系统工程课程设计.docx

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安全系统工程课程设计

《安全系统工程》课程设计

专业:

安全工程

姓名：

XX

学号：

XXXXXX

课程名称:

安全系统工程

指导教师:

豪万祥云蔡宝森

市政与环境工程

2014年12月26日

目录........................................................................................................................................2

1.1目的和任务......................................................................................................................3

1.2课程设计的要求..............................................................................................................3

1.3设计课题…………………………………………………………………………………………………………………………3

1.4课程设计容………………………………………………………………………………………………………………...3

2.宜化化工股份有限公司“2〃26”闪爆事故……………………………………………………………….4

2.1企业基本概况………………………………………………………………………………………………………………...4

2.2事故简要经过………………………………………………………………………………………………….……………..4

2.3原因初步分析…………………………………………………………………………………………………………………5

2.3.1直接原因…………………………………………………………………………………………………………………….5

2.3.2间接原因…………………………………………………………………………………………………………………….5

2.4预防措施…………………………………………………………………………………………………………………….….6

3.安全评价程序……………………………………………………………………………………………………………………6

4.危险有害因素分析……………………………………………………………………………………………………………7

4.1火灾、爆炸危险………………………………………………………………………………………………………….…7

4.2锅炉爆炸………………………………………………………………………………………………………………………..9

4.3容器爆炸………………………………………………………………………………………………………………….…..10

4.4灼烫…………………………………………………………………………………………………..………………………….10

5.定性定量和事故树分析评价……………………………………………………………………………………………11

5.1安全生产分析评价………………………………………………………………………………………………….…….11

5.2固有危险程度评价………………………………………………………………………………………………………..11

5.2.1预先危险性分析（PHA）评价……………………………………………………………………………………….11

5.3事故的事故树分析……………………………………………………………………………………………………..…12

6.安全对策措施与建议………………………………………………………………………………………………..…….13

6.1安全评价结果汇总………………………………………………………………………………………………………..13

6.2安全对策措施与建议…………………………………………………………………………………………………..14

7.安全评价报告………………………………………………………………………………………………………………….14

7.1安全评价单元划分…………………………………………………………………………………………………..….14

7.2安全评价法选择………………………………………………………………………………………………..…….15

8.安全评价结论………………………………………………………………………………………………………………….15

8.1安全评价综述……………………………………………………………………………………………………………….15

8.2安全评价结论……………………………………………………………………………………………………………….16

1.前言

1.1目的和任务

安全系统工程课程设计是培养学生运用系统分析的法发现问题和分析问题的一个重要的实践环节，也是为后续的专业课学习、实习，以及毕业设计等实践环节奠定基础，在实现学生综合素质培养目标中占有重要的位置。

通过这次课程设计，加深对《安全系统工程》专业课程的进一步理解和掌握，掌握危险有害的辨识和评价，掌握事故致因理论的基本原理及其在事故中的应用，以便能较好地在安全管理应用系统工程的观点、原理、法，对生产系统中存在的安全问题进行定性或定量的分析，并提出具体对策措施和预防事故发生，使生产系统的风险度降到最小。

本次课程设计，培养了学生动手分析和解决问题的能力；同时，也可以使学生获得工程设计基本的技能训练：

例如计算、绘画、查阅资料、运用标准规等。

1.2课程设计的要求

1.掌握事故树、道化法等系统安全分析法、步骤和基本程序；

2.了解风险平价的原理和法；

3.熟悉矿山、建筑、韦华平三大高危行业的典型事故的形成原因、机理及过程；

4.根据危险源辨识、风险分析和评价结果提出针对性的对策措施；

5.写出风险分析与评价报告。

1.3设计课题

危化品行业的典型事故分析

1.4课程设计容

1.收集危化品企业典型事故的基本资料，进行典型事故的危险、有害因素辨识。

2.讨论并选择合适的系统分析法进行系统风险分析与评价。

3.根据风险分析和评价结果提出针对性的对策措施。

4.写出风险分析与评价报告，进行答辩、总结。

2.宜化化工股份有限公司“2〃26”闪爆事故

2.1企业基本概况

宜化化工股份有限公司（简称“宜化公司”）为国有控股上市公司，其前身是创建于1977年的地区化工厂，1992年改制为宜化化工股份有限公司，公司现有老厂区、813、PVC和磷铵等四个生产片区，产品涵盖化肥、化工、热电三大领域20多个品种。

“2〃26”闪爆事故发生在老厂区。

老厂区现有两套合成氨生产系统，合成氨生产能力为20万吨/年。

2.2事故简要经过

2010年2月26日上午，根据宜化公司安排，由猇亭区华中建安汉成安装队（以下筒称汉成安装队）与合成氨事业部压缩片区维修班共同承担压缩工段二氧化碳洗气塔喷淋降温的改造任务。

8时，宜化公司合成氨事业部压缩工段主任、洗气塔喷淋降温改造项目负责人涛对施工人员进行了任务交底和安全教育后，合成氨事业部副部长宏耀签发了《一类动火可证》，动火时间：

2月26日8时至27日8时。

因二氧化碳压缩机冷却水系统检修，约当日15时30分，才开始二氧化碳洗气塔喷淋降温的改造施工。

16时，汉成安装队兵开始在洗气塔顶部氧割4个直径约25毫米的洞。

施工开始时，工段主任、项目负责人涛和监火人、维修班班长建勇均在现场。

第一个氧割完成后，涛安排建勇去仓库领取施工材料。

稍后，汉成安装队发强开始在地面焊接洗气塔喷淋管法兰（喷淋管为不锈钢管，直径25毫米，长2.5米，法兰直径120毫米）。

洗气塔动火期间，监火人、合成氨事业部压缩片区维修工易礼武在压缩厂房负责二氧化碳压缩机检修的监护任务，没有负责洗气塔动火的监火工作。

富液槽闪爆前4～5分钟，兵完成了洗气塔4个开。

大约与此同时，发强拿着第一根刚预制完成的喷淋管上了脱硫富液槽顶部，涛准备经富液槽顶，上洗气塔了解开情况。

约16时30分，富液槽发生闪爆。

涛被抛到富液槽东侧4.9米外，坠至脱硫槽二层操作平台上，头部受伤，抢救无效死亡；发强及其拿到槽顶的喷淋管均被抛到富液槽东北侧15米外，坠至压缩厂房与围墙之间的空地上，发强头部受伤，抢救无效死亡；富液槽拱顶与罐体撕裂后，抛到富液槽东北侧4米外，凹面朝上，卡在洗气塔与压缩厂房墙体之间；富液槽放空管与拱顶撕裂后，抛到富液槽北侧8米的围墙外。

在洗气塔顶上作业的兵没有因闪爆受到伤害

2.3原因初步分析

事故发生后，立即成立了市、区联合调查组，并从市质监局、化肥和神农磷业聘请技术人员为技术专家，对事故进行调查分析。

经过调查，初步认定：

宜化公司“2〃26”闪爆事故为爆炸性混合气体遇火源发生的化学爆炸。

2.3.1直接原因

⑴爆炸性混合气体形成原因分析：

脱硫富液槽属非密闭储罐，直径5米，高8米。

事故发生时，富液槽液位2米左右。

半水煤气脱硫液在进入富液槽后，闪蒸出少量溶解在脱硫液中的一氧化碳、氢气等可燃性气体，并与进入槽的空气混合达到爆炸极限，在近120立米的空间形成爆炸性混合气体。

富液槽除了放空管与大气相通外，在拱顶上还存在2个废弃的管（高约150mm）及多处间隙与大气相通，管及间隙处存在一氧化碳、氢气等可燃性气体。

⑵点火源分析：

由于在富液槽上行走、作业的涛、发强己经身亡，部分事故现场进行了清理，难以直接确认点火源。

根据现场调查情况，采用推理、排除和试验的法对可能产生的火源的氧割火花、撞击火花、高温表面、电气火花、静电火花、雷电火花、烟火、硫化亚铁自燃等8种原因逐一进行分析，基木排除了撞击火花、电气火花、静电火花、雷电火花、烟火、硫化亚铁自燃等6种火源，氧割火花、高温表面都有引爆富液槽中爆炸性混合气体的可能性，目前专家正在作进一步的分析。

2.3.2间接原因

⑴安全意识不强，对富液槽危险认识不足，在动火前未进行动火分析。

⑵动火作业管理不，可作业时间、审批权限不符合有关规定，安全措施未格落实。

⑶设备间距不足，二氧化碳洗气塔与富液槽相距不到1米远。

⑷外施队管理不规，队伍资质、人员素质审查把关不。

2.4预防措施

为防止类似事故的发生，公司及时制定了安全措施：

（1）、格执行操作规程

（2）、加强对检修质量的管理和考核（3）、对有可能发生的事故和异常制定应急预案（4）、强化操作工安全意识，提高操作水平，提高操作工应急能力，有效地预防事故的发生（5）、发生生产异常和事故绝不能放过，查出事故真正原因，避免同类事故再次发生。

3.安全评价程序

本次评价依据安监管危化字[2004]127号《危险化学品生产企业安全评价导则（试行）》规定的容和程序进行安全评价，程序图如下：

图3－1安全评价程序图

4.危险有害因素分析

4.1火灾、爆炸危险

4.1.1合成氨生产采用的主要原料为煤，属可燃固体，这些物质在常温下不易引起燃烧，但如遇高温可能引起燃烧，在煤堆场，大量的煤堆积在一起，热量如无法及时散出，煤可能产生自燃，而引发火灾。

4.1.2 合成氨生产系统中存在大量的塔、槽、罐等静设备，由于其大部分承受高温高压，且压力和温度是经常变化的，同时参与工艺过程的介质绝大多数是易燃易爆、有腐蚀性和有毒的，因此如有操作失误、违章动火，或因密封装臵失效、设备管道腐蚀，或因受设备、管道、阀门制造缺陷的影响等，将会引起泄漏，形成爆炸性混合物，造成爆炸事故。

4.1.3 合成合生产系统中存在大量的换热器，有的换热工作条件要求在高温高压条件下进行，有的工作流体具有易燃易爆、有毒、腐蚀性的特点。

如果换热器的设计不合理、制造缺陷、材料选择不当、腐蚀重、违章作业、操作失误和维护管理不善，可能发生换热器发生燃烧爆炸、重泄漏和管束失控等事故。

4.1.4 造气炉是合成氨生产系统的生成合成氨原料气的关键设备，由于半水煤气的主要成分有氢气、氮气、一氧化碳和少量的硫化氢、甲烷等，这些气体不仅极易燃烧、爆炸，有的还具有腐蚀性、毒性，而且造气炉在高温条件下运行，其操作条件恶劣、造气期短，如果稍有不慎或违反操作规程等都有可能导致造气炉发生炉爆炸事故。

经分析，发生造气炉爆炸的主要原因如下：

（1）过氧操作致使造气炉爆炸。

在半水煤气生产过程中，为防止后工序变换工段触煤活性降低或被烧坏和引起造气系统发生爆炸，氧会计师要求控制在0.5%以下。

如果半水煤气中氧含量增加，达到爆炸极限时，遇明炎和其他激发能源，就会引起爆炸事故，当氧含量在半水煤气的爆炸上限以外时，即使少量氧气进入系统，就会发生爆炸的危险。

（2）空气、煤气倒流形成爆炸性混合物。

主要表现在：

 a、检修时，未采取盲板与系统切断措施，又未关闭下行阀，到气柜的煤气总管和气柜水封积水造成憋压，致使煤气冲破洗气塔水封，或盲板强度不够而被冲破，倒流到炉引起爆炸。

b、水封放水后或洗气箱上水阀损坏，致使水封破坏，空气流入炉，或洗气箱水封漏气，煤气倒流入炉。

c、用煤烘炉时产生煤气、或炉残存煤气、不慎空气进入炉而爆炸。

d、检修自动调节阀时，未开副线，蒸汽中断，致使煤气倒流。

 e、洗气塔溢流管被民物堵塞。

f、炉盖不，防爆板破裂。

g、因设备与管道腐蚀穿，致使煤气倒流。

h、检修时未关煤气阀门或关不，在大量煤气存在下动火面爆炸。

（3）水蒸汽压力剧升，正致使造气炉水夹套憋压爆炸。

水夹套的水在炉高温气体的辐射下，迅速汽化，水蒸汽压力升高，如果由于种种原因（如为提高造气炉生产负荷，有意关小水夹套进（水）、出口（水蒸汽）阀门，以提高煤气发生炉炉温和加速反应；交接班制度不、操作失误等原因），使水夹套或汽包构成密闭系统，其温度和压力将越来越高，以至材料受不了高压而发生物理爆炸。

（4）违章动火引起煤气发生炉爆炸。

（5）设备缺陷、检修不良致使造气炉爆炸。

（6）燃料质量不佳、操作不当引起煤气发生炉炉口爆炸。

主要原因有

a、燃料的挥发份高，停车时炉面温度较低，致使挥发份集聚在炉的上部窨，或燃料温度过大，遇灼热的煤后产生水煤气。

b、炉炭层中结块重且有大块悬空现象，部残存煤气未能排净。

c、总蒸汽阀门、上吹蒸汽阀门漏气或未关闭，致使水煤气从炉口逸出。

d、灼热的灰渣或煤落入到积水的灰斗中产生水蒸汽，通过汽化而产生水煤气。

e、加煤时，将炉火苗压灭，致使馏出物和水煤气得不到完全燃烧。

（7）二次上吹结束、空气吹除开始时发生炉底爆炸。

主要有罪有：

二次上吹时，上吹蒸汽阀未打开或开得太慢，致使炉底水蒸气未吹净；炉底灰斗有大块料，二次上吹时吹不净；吹风阀漏气，使空气和下吹时的炉底煤气混合。

4.1.5 氮氢压缩机是合成氨生产的关键设备，压缩介质是易燃易爆气体，而且有高压条件下极易泄漏。

容易引起燃烧爆炸事故。

主要有：

（1）可燃性气体通过缸体连接处、吸排气阀门、设备和管道的法兰、焊口和密封等缺陷部位泄漏；压缩机零件部位疲劳断裂、高压气体冲出至厂房空间；空气进入压缩机系统，形成爆炸性混合物，此时，如果在操作、维护和检修过程中操作、维护不当或检修不合理，达到 爆炸极限浓度的可燃性气体的空气的混合物一遇火源就会发生异常激烈燃烧，甚至引起爆炸事故。

（2）气缸润滑采用矿物润滑油，它是一种可燃物，当气体的温度剧升，超过润滑油的闪点后就会产生强烈的氧化，将有燃烧爆炸的危险，另外、呈悬浮状存在的润滑油分子，在高温高压条件下，很容易与空气中的氧发生反应，特别是附着在排气阀、排气管道灼热金属壁面上油膜，其氧化就更为剧烈，生成酸、沥青及其他化合物，它们与气体中的粉尘、机械磨擦产生的金属微粒结合在一起，在气缸盖、活塞环槽、气阀、排气管道、缓冲罐、油水分离器和贮气罐中沉积下来形成积炭。

积炭是一种易燃物，在高温过热、意外机械撞击、气流冲击、电器短路、外部火灾及静电火花等条件下都有可能引起积炭自燃，甚至爆炸。

（3）在压缩机启动过程加，没有用惰性气体臵换或臵换悄彻底就启动；因缺乏操作知识，没有打开压缩出口阀、旁路阀引起超压；在操作过程中因压缩气体调节系统仪表失灵，引起气体压力过高等，都会引起燃烧爆炸事故。

（4）压缩机的机械事故，如活塞杆断裂、气缸开裂、气缸和气缸盖破裂、曲轴断裂、连杆断裂和变形、连杆螺栓断裂、活塞卡住与开裂、机身断裂、压缩机组振动等，可能酿成破坏性事故，有时会因机械事故而引发可燃性气体的二次爆炸。

4.1.6食品二氧化碳的冷冻介质为液氨，液氨如有泄漏，可能会形成氨和空气的爆炸性混合气体，遇明火或高热，引起爆炸事故。

4.2锅炉爆炸

在合成氨生产系统中有废热锅炉，如因重缺水、水质不良、设备缺陷等原因，均有可能引发锅炉爆炸。

具体分析如下：

重缺水事故 

由于操作工误操作、水位计或自动给水装臵失灵、排污阀关闭不、止回阀故障等原因均可造成缺水事故，重缺水事故可能导致受热面过热烧毁，降低受热面钢材的承受能力，金相发生劣化，炉管爆破，形成锅炉爆炸。

（1） 满水事故 

由于操作工误操作、水位计或自动上水装臵失灵会造成满水事故，蒸汽大量带水会降低蒸汽品质甚至发生水击，损坏管道，破坏用汽设备。

（2） 水质不合格，锅炉水含盐量达到临界量，或超负荷运行，

用气量突然加大，压力降低过快可造成汽水共沸，破坏水循环，恶化蒸汽品质，水击振动，影响用汽设备的安全运行。

（3） 锅炉选用钢材或焊接质量低劣，水质不良重腐蚀、结垢，

水循环故障等还可造成炉体爆炸事故。

（4） 运行压力超过锅炉最高允工作压力，钢板（管）应力增大

超过极限值，同时安全阀与超压连锁失灵也将造成超压爆炸。

4.3容器爆炸

在各生产装臵中存在大量高压设备、压力容器，这些设备、容器如果本身设计、安装存在缺陷；安全附件或安全防护装臵存在缺陷或不齐全；在使用过程中如发生侵蚀、腐蚀、疲劳、蠕变等现象；未按规定由有资质的质检单位检验或办理安全准用证；人员误操作等原因，均有可能发生容器爆炸事故。

4.4中毒和窒息事故 

在合成氨生产过程中，系统中存在的半水煤气、氨均为有毒物质，这些物质如大量泄漏，会造成大面积中毒事故。

4.4灼烫

4.5.1高温水蒸汽作为一种最常见的热载体的贯穿了整个生产系统，其泄漏可能会造成人员的高温灼伤。

4.5.2氨（包括氨气和液氨）存在于合成以后的系统中,其经压缩冷凝后成为液氨，是生产中的一种重要的中间产品和制冷剂，常压下，-33.3℃时液氨就会挥发为气氨，挥发的同时吸收大量的热，因此，液氨触及人体，会造成皮肤重冻伤。

液氨系统压力一般都在1.6MPa～2.0MPa之间，一旦泄漏，有可能造成重危害。

4.5.3 食品二氧化碳生产系统在生产过程中有生成低温的液态二氧化碳，触及人体，会造成皮肤重冻伤。

5.定性定量和事故树分析评价

5.1安全生产分析评价

1、检查结果汇总分析

检查结果见表5－1：

项目

检查项数目

符合项数目

不符合项数目

合格率

安全生产管理

17

12

3

70.6％

外部条件

12

10

1

83.3％

生产储存装置

32

24

8

75％

合计

61

46

12

75.4％

表5-1

通过安全检查表综合检查结果分析，在检查的61项容中，符合项46项，占75.4％；不符合项12项，占19.7％。

由此看出，该厂在安全生产管理及其安全生产条件中，采取了一定的安全措施，有一定的安全投入，也有一定的安全隐患。

采取的安全措施还不完善，应该按照劳动安全卫生设计规和安全生产法的要求，进一步完善安全生产条件。

5.2固有危险程度评价

5.2.1预先危险性分析（PHA）评价

1、预先危险性分析，其分析步骤为：

a.熟悉系统；b.分析危险、有害因素和触发条件；c.推测可能导致的事故类型和危害程度；d.确定危险、有害因素的危害等级；e.制定相应安全措施。

2、通过PHA分析，可以得知，生产过程中存在着火灾爆炸、触电、高处坠落、机械伤害、噪声等危险、有害因素，但主要危险为火灾、爆炸、机械伤害和听力损伤，其中火灾、爆炸危险等级为Ⅳ级（灾难性的）。

引发火灾爆炸的主要是设备状况、从业人员的素质等面因素，因此，企业应该及时采取防对策措施，降低风险，保证安全生产。

分析评价结果见表6-2

表5－2分析评价结果

危险因素

火灾爆炸

机械伤害

听力损伤

危险级别

Ⅲ-Ⅳ级

Ⅲ级

Ⅱ-Ⅲ级

5.3事故的事故树分析

6.安全对策措施与建议

6.1安全评价结果汇总

根据《危险化学品生产企业安全生产可证实施办法》及有关安全生产法律、法规、规章和标准的规定，评价组对市淄川XX化工厂200目脱酸硫磺粉生产装置进行了安全评价。

经过评价组现场调研、评价分析，结果如下：

1.符合《危险化学品生产企业安全生产可证实施办法》规定的各项安全生产条件

a、建立、健全了主要负责人、分管负责人、安全生产管理人员、职能部门、岗位安全生产责任制。

b、制定了“各岗位安全职责”、“安全生产会议制度”、“危险作业安全管理制度”、“事故报告、事故调查处理制度”、“安全检查制度”、“安全生产教育制度”、“安全生产奖惩制度”、“安全设施、设备管理制度”、“安全生产值班制度”“安全生产和违章作业奖罚制度”安全管理等规章制度。

c、安全投入基本能够符合安全生产的要求。

d、设立了以厂长为首的安全生产管理组织机构，配备了专职安全生产管理人员。

2.存在的事故隐患、隐患的风险程度和紧迫程度

通过评价，化工厂在产品加工生产、储存以及日常的安全管理、安全防护面还存在一定的安全隐患，评价组在认真考察、讨论分析的基础上，提出以下主要事故隐患及隐患的风险程度，同时列出了隐患整改的紧迫程度，希望企业能够高度重视，建议企业尽快整改，以达到安全生产的目的。

表6－1事故隐患、风险程度和紧迫程度一览表

序号

存在隐患事故

事故隐患分类

整改紧

迫程度

1

生产车间、仓库的电线穿管保护不完全，电气设备、开关不防爆。

高

紧迫

2

设备间距不足

高

紧迫

3

富液槽有缝隙、废弃管

高

紧迫

序号

存在隐患事故

事故隐患分类

整改紧

迫程度

4

生产车间应设置事故应急照明和疏散指示标志

中

5

厂区缺少安全警示标牌

中

6

事故预案已编制，但是不符合《危险化学品事故应急救援预案编制导则（单位版）》的要求，没有进行演练。

中

6.2安全对策措施与建议

1、控制富液槽液位，降低爆炸性混合气体存在的空间。

2、加强对外来施工队伍的管理，队伍要有资质，人员必须经过培训合格取得资格后可上岗。

3、切实加强动火等特种作业管理，准确划分动火等级，落实防措施，控制动火作业时间，装置区动火应进行动火分析，动火作业期间，监火人不能离开现场。

4、要对现有操作规程、生产工艺、设备采购及安全管理制度进行全面清理，格按照化学品生产单位吊装作业、动火作业、动土作业、断路作业、高处作业、设备检修作业、盲板抽堵作业和受限空间作业等安全规的要求，进行修改和完善，并贯彻落实到位。

5、认真贯彻《安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和总局8号令的有关规定，格执行“三同时”制度，把源头审批关。

6、增加安全投入，应用先进技术和手段，加强对易燃易爆、有毒有害气体的监测，实行远程监控，提高本质安全度。

7、要举一反三，持久开展对安全生产隐患的排查治理活动，特别是对所有常压储槽进行全面隐患排查，防止和杜绝此类事故