系統(tǒng)可靠性與可靠度分析第一頁，共40頁。關(guān)注安全關(guān)愛生命

000000000000當(dāng)把人的生命比作是“1”時，生活就是在“1”0”，后面加的“0”越多，說明事業(yè)越成功、家庭越幸福。倘若人的生命不存在了，后面加再多的“0”還有什么意義呢？第二頁，共40頁。關(guān)注安全關(guān)愛生命

事故的發(fā)生有原因和預(yù)兆，一次重大事故前必然孕育著許多事故苗子，消除“事故苗子”避免事故的發(fā)生。

“事故金字塔理論”：對330起跌倒事故分析

300：29：1消除隱患、事故苗子，預(yù)防為主。300291重傷或死亡1起輕傷或微傷29起無傷害或事故苗子300起海因里希法則第三頁，共40頁。沒發(fā)生事故不等于不會發(fā)生事故。根據(jù)著名的安全管理金字塔理論（海因里析法則）的概率統(tǒng)計，每發(fā)生1起死亡事故，會發(fā)生30起損工事故、300件醫(yī)療和限工事故、3000件未遂事故和急救箱事件、30000件不安全行為和導(dǎo)致不安全條件數(shù)。安全管理的冰山理論說的也是這個道理，冰山能浮出水面的部分只是一角而已。海因里希法則第四頁，共40頁。關(guān)注安全關(guān)愛生命造成生產(chǎn)安全事故的原因1.人的因素2.物的因素3.人與物的綜合因素第五頁，共40頁。5.1系統(tǒng)的可靠性與可靠度分析化工系統(tǒng)可靠度的定義：在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，系統(tǒng)完成規(guī)定功能的概率或程度，用R表示(0<R<1)。對重復(fù)性或周期性的動作：式中R—可靠度；

V—成功操作次數(shù)；

F—失敗次數(shù)；T—試驗次數(shù)。第六頁，共40頁。5.1.1系統(tǒng)的可靠度(1)串聯(lián)結(jié)構(gòu)式中Rsys—系統(tǒng)可靠度；

Rj—第j單元可靠度。(2)并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖5.1串聯(lián)結(jié)構(gòu)圖R1R2Rn…R1R2Rn…圖5.1并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖串聯(lián)：組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的失效就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)失效的邏輯關(guān)系。并聯(lián)：組成系統(tǒng)的所有單元都失效時系統(tǒng)才失效的邏輯關(guān)系。第七頁，共40頁。失敗次數(shù)：

F1=(1-R1)TF2=(1-R2)(1-R1)T

…

Fn=(1-Rn)…(1-R2)(1-R1)T

=Π(1-Rj)T(2)并聯(lián)結(jié)構(gòu)R1R2Rn…圖5.1并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖第八頁，共40頁。

解：R串sys=ΠRj

=R1R2R3

=0.75×0.875×0.4=0.2625例5.1R1=0.75;R2=0.875;R3=0.4。分別按串聯(lián)和并聯(lián)計算系統(tǒng)的可靠度。R1R2R3并聯(lián)串聯(lián)R1R2R3串聯(lián)單元數(shù)越少R

越大，并聯(lián)單元數(shù)越多R

越大?；は到y(tǒng)一般都是串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在工藝設(shè)計上應(yīng)盡量減少設(shè)備，流程簡單，單個設(shè)備可靠性高；并考慮并聯(lián)設(shè)備。R并sys=1-Π(1-Rj)

=1-(1-R1)(1-R2)(1-R3)=0.981第九頁，共40頁?；は到y(tǒng)一般是有序的串聯(lián)結(jié)構(gòu)形式。為了確保系統(tǒng)有較高的可靠性，由上述分析式可見，在工藝流程的設(shè)計上應(yīng)力求設(shè)備少，流程簡單，單個設(shè)備的可靠度高；并應(yīng)考慮在可靠性低的卡脖環(huán)節(jié)考慮配置并聯(lián)設(shè)備，如果由經(jīng)濟(jì)合理性上進(jìn)行分析，經(jīng)濟(jì)合理時應(yīng)予以并聯(lián)備用設(shè)備。這是化工系統(tǒng)過程設(shè)計可靠性設(shè)計的一般原則。第十頁，共40頁。生產(chǎn)框圖及等效圖R11A1原料1R121R122R13A2原料2R21R22R231R232R3R41R42產(chǎn)品R11A1原料1R12R13A2原料2R21R22R23R3產(chǎn)品R4R1原料R2R3產(chǎn)品R4第十一頁，共40頁。

解：Rsys=ΠRj=R1R2R3R4R1=R11R12R13;R12=1-(1-R121)(1-R122)

R1=R11[1-(1-R121)(1-R122)]R13

R2=R21R22R23;R23=1-(1-R231)(1-R232)

R2=R21R22[1-(1-R231)(1-R232)]

R4=1-(1-R41)(1-R42)求取全流程可靠度RsysRsys=R1R2R3R4=R11[1-(1-R121)(1-R122)]R13R21R22[1-(1-R231)(1-R232)]R3[1-(1-R41)(1-R42)]第十二頁，共40頁。5.2安全性及損失的預(yù)防表5.131個工廠過程重大事故及事故原因統(tǒng)計序號事故原因所占比例/%1設(shè)備損壞312對物料的性能考慮不足203操作失誤174化工過程問題115缺乏防護(hù)規(guī)程86物質(zhì)移動發(fā)生事故47設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理38工廠位置不合理49工廠方案不合理3第十三頁，共40頁。5.2.1危險率分析與描述方法事故死亡頻率(FAFR)的定義：在某種情況下暴露或工作108小時發(fā)生死亡的數(shù)目。也可定義為1000人在某種環(huán)境或情況下工作50年，每年工作50周，每周工作40小時的死亡人數(shù)。FAFR=5時，相當(dāng)于一個工人在某種危險性的環(huán)境或情況下，一年有10-4的死亡概率。FAFR=8？行業(yè)FAFR行業(yè)FAFR行業(yè)FAFR工廠環(huán)境4金屬制造、造船8機(jī)器裝備65服裝制鞋0.15農(nóng)業(yè)10家務(wù)1制本1.3采煤40坐火車旅行5木器家具3鐵路45坐汽車旅行57表5.2不同行業(yè)及環(huán)境下的FAFR值飛機(jī)失事的概率第十四頁，共40頁。5.2.1危險率分析與描述方法職業(yè)死亡原因FAFR職業(yè)死亡原因FAFR制鞋業(yè)鼻病(癌)6.5肺病(癌)男:115女:205印刷肺、氣管病10橡膠工人膀胱、腎病235油脂業(yè)3~20煉鎘工人前列腺病700木工鼻病(癌)35制鎳工人肺病(癌)330采鈾業(yè)肺病(癌)70萘胺制造膀胱、腎病1200化纖制造、紡織冠心病150制造、機(jī)器裝配氣管病520燒炭氣管病(癌)140表5.2不同化學(xué)環(huán)境長時間停留下的FAFR值續(xù)石棉工人第十五頁，共40頁。石油化工行業(yè)危險性職業(yè)病第十六頁，共40頁?；ぎa(chǎn)品圖第十七頁，共40頁。石油勘探鉆井作業(yè)井下作業(yè)采油采氣生產(chǎn)油氣集輸輔助生產(chǎn)石油化工行業(yè)的主要生產(chǎn)工藝裝置第十八頁，共40頁。常減壓裝置催化裂化裝置延遲焦化裝置蠟油加氫裝置加氫裂化裝置連續(xù)重整裝置芳烴抽提裝置加氫精制裝置（航煤、柴油、汽油）氣體分餾裝置酮苯脫蠟裝置汽油吸附脫硫裝置

溶劑脫瀝青裝置制氫裝置

糠醛裝置白土裝置

酸性水汽提裝置

溶劑再生裝置

硫磺回收裝置……第十九頁，共40頁。乙烯裂解裝置乙二醇/環(huán)氧乙烷裝置環(huán)氧丙烷裝置丁二烯抽提裝置裂解汽油加氫裝置芳烴抽提裝置苯乙烯裝置苯酚丙酮裝置醚化裝置二甲苯裝置氯堿裝置丙烯腈裝置聚乙烯裝置聚丙烯裝置聚苯乙烯裝置聚氯乙烯裝置順丁橡膠裝置丁苯橡膠丁基橡膠氯丁橡膠丁腈橡膠腈綸裝置合成氨裝置尿素裝置…第二十頁，共40頁?？辗挚諌貉b置污水處理裝置熱電裝置維修車間電儀車間供水車間化學(xué)水分析化驗……第二十一頁，共40頁。原油換熱系統(tǒng)電脫鹽系統(tǒng)閃蒸塔常壓加熱爐換熱系統(tǒng)換熱系統(tǒng)常壓塔常二線常一線常三線換熱系統(tǒng)減壓加熱爐換熱系統(tǒng)減壓塔減一線減二線減三線減底渣油輕烴回收換熱系統(tǒng)液化氣干氣第二十二頁，共40頁。乙烯裂解裝置工藝流程簡圖裂解原料裂解爐急冷壓縮干燥激冷分離熱分離甲烷氫乙烯丙烯混合碳四氫氣裂解汽油乙烷、丙烷第二十三頁，共40頁。石油化工主要職業(yè)病危害種類第二十四頁，共40頁。不要忽略在某一職業(yè)人群中通常屬罕見的發(fā)病率極低的腫瘤出現(xiàn)高發(fā)現(xiàn)象。例如生產(chǎn)氯乙烯單體的工人發(fā)生肝血管肉瘤，接觸石棉工人發(fā)生間皮瘤等第二十五頁，共40頁。

第二十六頁，共40頁。急性職業(yè)中毒情況第二十七頁，共40頁。第二十八頁，共40頁。目前已確認(rèn)的主要職業(yè)致癌物及生產(chǎn)過程

致癌物致癌部位4-氨基聯(lián)苯膀胱砷及其化合物肺、皮膚、肝、血管肉瘤石棉胸、腹膜（間皮瘤）、肺、喉、胃腸道、腎苯白血?。毙苑橇馨托裕┞?lián)苯胺膀胱

鈹及其化合物肺

N-N-雙（2-氯乙基）-2-萘氨膀胱

氯甲甲醚，雙氯甲醚肺（主要為燕麥細(xì)胞）

鎘及其化合物肺、前列腺第二十九頁，共40頁。鉻酸鹽，六價鉻肺煤焦油

皮膚、陰囊、肺、膀胱

煤焦油瀝青

皮膚、陰囊、肺、膀胱

環(huán)氧乙烷

血液

未處理和略處理的礦物油

皮膚、陰囊、肺

芥子氣

肺

Β-萘胺

膀胱

鎳及其化合物

肺、鼻竇

氡及其衰變物

肺

頁巖油

皮膚、陰囊

二氧化硅，結(jié)晶型

肺

煤煙灰

皮膚、肺、膀胱

含石棉纖維的滑石粉

肺、間皮瘤

紫外線輻射

皮膚

氯乙烯

肝（血管肉瘤）、腦、肺

木塵

鼻腔

第三十頁，共40頁。生產(chǎn)過程致癌部位鋁生產(chǎn)

肺、膀胱

金胺制造膀胱

靴鞋制作及修理

白血病

煤氣制造

肺、膀胱、皮膚、陰囊

焦炭生產(chǎn)

肺、腎

家具制造

鼻腔（主要腺癌）

鑄鐵和鑄鋼

肺

異丙醇制造（強(qiáng)酸法）

鼻竇、喉

品紅制造

膀胱

油漆工（職業(yè)接觸）

白血病

橡膠工業(yè)

膀胱、白血?。馨托裕?、胃、肺、皮膚、腸、前列腺、淋巴瘤

地下赤鐵礦開采

肺

第三十一頁，共40頁。5.2.2燃燒和爆炸指數(shù)(FEI)減少危險率的第一步是分辨各種物質(zhì)潛在的燃燒和爆炸趨勢。燃燒和爆炸指數(shù)(FEI)較精確地反映了物質(zhì)潛在的燃燒和爆炸性能。(1)物質(zhì)因子(MF)(2)特殊物質(zhì)的危害因子(SMH)(3)一般過程的危害因子(GPH)(4)專門過程的危害因子(SPH)于一個特定單元或物質(zhì)的燃燒和爆炸指數(shù)FEI計算公式為FEI=MF（1+SMH）（1+GPH）（1+SPH）

第三十二頁，共40頁。5.3的概念—物質(zhì)的有效能，是指物質(zhì)(物系)所具有的能夠轉(zhuǎn)化有用功的那部分能量。

AE=(H-T0S)-(H0-T0S0)式中AE—該物質(zhì)(物系)在給定狀態(tài)下的有效能，kj;

H—該物質(zhì)(物系)在給定狀態(tài)下的焓，kJ；

S—該物質(zhì)(物系)在給定狀態(tài)下的熵，kJ

；T0—規(guī)定的參照狀態(tài)下的溫度，K。死態(tài)—T0=298.15K；P=1atm；基礎(chǔ)濃度(地球)。第三十三頁，共40頁。飛機(jī)旅行是目前世界上最安全的交通工具，它絕少發(fā)生重大事故，造成多人傷亡的事故率約為三百萬分之一。也就是說，要積累三百萬個航班，意味著每人每天坐一次飛機(jī)，這樣飛上8200年，才有可能會不幸遇到一次飛行事故，三百萬分之一的事故概率，說明飛機(jī)這種交通工具是最安全的，它甚至比走路和騎自行車都要安全，更不用說汽車、火車等其他交通工具了。按3,000,000次航班一次事故，一次事故死100人，每次航班飛行2小時，6×106小時死100人，F(xiàn)AFR=1667第三十四頁，共40頁。工業(yè)類型FAFR值勞動一億小時的死亡率年死亡概率每日8小時，每月20天，每年1920小時化工3.56.75×10-5英國全工業(yè)47.68×10-5鋼鐵81.54×10-4捕魚356.72×10-4煤礦407.68×10-4鐵路搬道員458.64×10-4建筑671.28×10-3飛機(jī)乘務(wù)員2504.8×10-3拳擊70001.34×10-1狩獵競賽500009.6×10-1第三十五頁，共40頁。FAFR

——FatalAccidentFrequencyRates第三十六頁，共40頁。物質(zhì)因子是表述物質(zhì)在燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸時釋放能量大小的內(nèi)在特性，是一個最基礎(chǔ)的數(shù)值。物質(zhì)系數(shù)是由美國消防協(xié)會規(guī)定的NF、NR(分別代表物質(zhì)的燃燒性和化學(xué)活性)決定的。第三十七頁，共40頁。這是美國道化學(xué)公司于1964年首次使用的一種安全評價方法，它是對化工工藝過程和生產(chǎn)裝置的火災(zāi)、爆炸危險性進(jìn)行評價及采取相應(yīng)安全措施的一種方法。因