系統安全工程運用科學和技術手段辨識、控制或消除危險源,它的基本內容包括危險源辨識、危險性評價和危險源控制三方面的工作。
1 危險源辨識
危險源辨識(HazardIdentification)是發現、識別系統中危險源的工作。以前,人們主要根據以往的事故經驗進行危險源辨識。例如,海因里希建議通過與操作人員交談或到現場安全檢查、查閱以往的事故記錄等方式發現危險源;日本中央勞動災害防止協會推廣危險預知活動進行危險源辨識。
20世紀60年代以后,國外開始根據法規、標準和安全檢查表進行危險源辨識。例如,美國職業安全衛生局(OSHA)等安全機構制定、發行了各種安全檢查表。安全檢查表是集合以往的事故分析、找出的問題形成的,其優點是簡單易行,其缺點是重點不突出,又難免掛一漏萬。這類方法的最大缺點是過去沒有經驗的間題無法列入其中。
隨著系統安全工程的興起,系統安全分析方法逐漸成為危險源辨識的主要方法。系統安全分析是從安全的角度進行的系統分析,它通過揭示系統中可能導致系統故障或事故的各種因素及其相互關聯來辨識系統中的危險源。它既可以用來辨識可能帶來嚴重后果的危險源,也可以用來辨識沒有事故先例的系統的危險源。系統越復雜,越需要利用系統安全分析方法辨識危險源。目前常用的系統安全分析方法有:
·預先危害分析(PHA);
·事故后果分析;
·故障類型和影響分析(FMEA);
·危險性和可操作性研究(HAZOP);
·事件樹分析(ETA);
·故障樹分析(FTA);
·管理疏忽和危險樹(MORT)。
2 危險性評價
危險性評價(RiskAssessment)是評價危險源導致事故、造成人員傷亡或財產損失的危險程度的工作。一般地,危險性涉及危險源導致事故的可能性和一旦發生事故造成人員傷亡、財產損失的嚴重程度兩方面的間題。
系統中危險源的存在是絕對的,任何工業生產系統中都存在許多危險源。受實際人力、物力等方面因素的限制,不可能徹底消除或完全控制危險源,只能集中有限的人力、物力消除或控制危險性較大的危險源。當危險源的危險性很小可以被忽略時,不必采取控制措施。在危險性評價的基礎上,按其危險性的大小把危險源排序,為確定采取控制措施的優先次序提供依據。
危險源的危險性評價包括對第一類危險源危險性的評價和對第二類危險源(即第一類危險源的控制措施)危險性的評價兩方面。
評價第一類危險源的危險性時,主要考察以下幾方面情況:
(1)能量或危險物質的量
第一類危險源具有的能量越高,一旦發生事故其后果越嚴重;反之,擁有的能量越低,對人或物的危害越小。第一類危險源處于低能量狀態時比較安全。同樣,第一類危險源具有的危險物質的量越大,干擾人的新陳代謝功能越嚴重,其危險性越大。
第一類危險源導致事故的后果嚴重程度,主要取決于事故時意外釋放的能量或危險物質的多少。一般地,第一類危險源擁有的能量或危險物質越多,則事故時可能意外釋放的量也多。因此第一類危險源擁有的能量或危險物質的量是危險性評價中的最主要指標。當然,有時也會有例外的情況,有些第一類危險源擁有的能量或危險物質只能部分地意外釋放。
(2)能量或危險物質意外釋放的強度
能量或危險物質意外釋放的強度是指事故發生時單位時間內釋放的能量。在意外釋放的能量或危險物質的總量相同的情況下,釋放強度越大,能量或危險物質對人員或物體的作用越強烈,造成的后果越嚴重。
(3)能量的種類和危險物質的危險性質
不同種類的能量造成人員傷害、財物破壞的機理不同,其后果也很不相同。
危險物質的危險性主要取決于自身的物理、化學性質。燃燒爆炸性物質的物理、化學性質決定其導致火災、爆炸事故的難易程度及事故后果的嚴重程度。工業毒物的危險性主要取決于其自身的毒性大小,在引起急性中毒的場合,常用半數致死劑量評價其自身的毒性。
(4)意外釋放的能量或危險物質的影響范圍
事故發生時意外釋放的能量或危險物質的影響范圍越大:可能遭受其作用的人或物越多,事故造成的損失越大。例如,有毒有害氣體泄漏時可能影響到下風側的很大范圍。
評價第一類危險源的危險性的主要方法有后果分析和劃分危險等級兩種方法。后果分析通過詳細地分析、計算意外釋放的能量、危險物質造成的人員傷害和財物損失,定量地評價危險源的危險性。后果分析需要的數學模型準確度較高、需要的數據較多、計算復雜,一般僅用于危險性特別大的重大危險源的危險性評價。劃分危險等級的方法是一種簡單易行,得到廣泛應用的方法。劃分危險等級是一種相對的評價方法,它通過比較危險源的危險性,人為地劃分出一些危險等級來區分不同危險源的危險性,為采取危險源控制措施或進行更詳細的危險性評價提供依據。一般地,危險等級越高,危險性越高。
采取了危險源控制措施后的危險性評價,可以查明危險源控制措施的效果是否達到了預定的要求。如果采取了控制措施后危險性仍然很高,則需要進一步研究對策,采取更有效的措施降低危險性。
評價危險源控制情況,可以從以下幾個方面來考慮:
(1)防止人失誤的能力
必須能夠防止在裝配、安裝、檢修或操作過程中發生可能導致嚴重后果的人失誤,如單向閥門應不易安反,三線電源插頭不能插錯等。
(2)對失誤后果的控制能力
一旦人失誤可能引起事故時,應能控制或限制對象部件或元件的運行,以及與其他部件或元件的相互作用。例如,若按A鈕起動之前按B鈕可能引起事故,則應實行聯鎖,使之先按B鈕也沒有危險。
(3)防止故障傳遞能力
應能防止一個部件或元件的故障引起其他部件或元件的故障,從而避免事故。例如,電動機電路短路時保險絲熔斷,防止燒毀電動機。
(4)失誤或故障導致事故的難易
發生一次失誤或故障則直接導致事故的設計、設備或工藝過程是不安全的。應保證至少有兩次相互獨立的失誤(或故障,或一次失誤與一次故障)同時發生才能引起事故。對于那些一旦發生事故將帶來嚴重后果的設備、工藝必須保證同時發生兩次以上的失誤或故障才能引起事故。
(5)承受能量釋放的能力
運行過程中偶而可能產生高于正常水平的能量釋放,應能承受這種高能量釋放。通常在壓力罐上裝有減壓閥以把罐內壓力降低到安全壓力,如果減壓閥故障,則超過正常值的壓力將強加于管路,為使管路能承受高壓,必須增加管路的強度或在管路上增設減壓閥。
(6)防止能量蓄積的能力
能量蓄積的結果將導致意外的能量釋放,因此,應有防止能量蓄積的措施。如安全閥、破裂膜、可熔(斷、滑動)連接等。