预先危险性分析与LEC安全评价方法

【专家解说】：">危险性预先分析
在一项工程活动（如设计、施工、生产）之前，首先对系统存在的危险作宏观概略的分析，或作预评价，就叫作危险性预先分析（Prelininary Hazard Analysis，简称PHA），又称初步危险分析，或预备事故分析。这种方法是对可能出现的危险类别、危险出现的条件及其可能造成的后果作大概的分析，其目的是判别系统的潜在危险，确定其危险等级，防止采用不安全的技术路线、使用危险性物质、工艺和设备等。如果必须使用时，也可以从设计和工艺上考虑采取安全措施，使这些危险性不致于发展成为事故。它的特点是把分析工作做在形式系统之前，可避免由于考虑不周而造成的损失。
由于系统的危险性有潜在性质，只有在一定条件下才能发展成为事故。因此，当生产系统处于新开发阶段，对其危险性还没有很深的认识，或者是采用新的操作方法，接触新的危险物质、工具和设备时，使用危险性预先分析就十分合适。由于事先分析几乎不耗费什么资金，而且可以取得防患于未然的效果，所以大家都乐于使用。
第一节 危险性预先分析步骤和分级
使用危险性预先分析方法时，首先对生产目的、工艺过程以及操作条件和周围环境，作比较充分的调查了解。然后按系统和子系统一步一步地查找危险性，其危险性分析的步骤如下：
1． 根据经验
根据过去的经验，分析对象出现事故的可能类型。
2． 调查危险源
即危险因素存在于哪个子系统中。调查可采用安全检查表、经验方法和技术判断的方法。
3． 识别转化条件
即研究危险因素转变为危险状态的触发条件和危险状态转变为事故（或灾害）的必要条件，并进一步谋求防止办法，检验这些办法的效果。
4． 划分危险等级
即把预计到潜在危险性划分危险等级。其分级的目的是要排列出先后顺序和重点，以便优先处理。其分级方法和含意为：
Ⅰ级 安全的，无人员伤亡或系统损坏。
Ⅱ级 临界的，处于事故的边缘状态，暂时还不会造成人员伤亡和系统的损坏。因此，应予排除或采取控制措施。
Ⅲ级 危险的，会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取措施。
Ⅳ级 破坏性的，会造成害难事故，必须予以排除。
5． 实现事故预防措施
即找出消除或控制危险性的措施，指定负责措施的部门和人员，并按照一定的表格进行记录以便查找和落实措施。在危险性不能控制的情况下，可以改变工艺路线，至少也要找出防止人员受伤或物质损失的方法。
上述分析步骤，不一定要求严格的次序，主要意义在于集中大家的经验和智慧，从宏观上判断所研究的对象安全性如何，供给决策人员参考。
第二节 辨识危险性
要预先对危险性作分析，必须首先对危险性加以辨别。辨别危险性似乎没有什么难处，凭老经验就可以了，其实不然。以往的事故经验告诉我们，潜在的危险性往往是很难辨识的。例如一个充装过量的液化气体新钢瓶，看起来毫无缺陷，但稍一受震或受热，瓶内便会产生数百万帕的压力，远远超过钢瓶的承受能力，随之发生猛烈爆炸。所以说，危险性有固有的潜在性质，如果不系统地去辨识它，就会造成遗漏。为了迅速准确查出险危性，可以根据情况几个方面入手。
一、 从能量的转换概念出发
生活和生产都离不开能源，正常情况下，能量做有用功，制造产品和提供服务。但一旦量能失控制，便会转化为破坏力量，造成人员伤害和财物损失。
能够转化为破坏能量的有：电能、原子能、机械能、压力和拉力、位能和重力能、燃烧和爆炸、腐蚀、放射线、热能和热辐射等。
另一种表示破坏能量的因素也可作为参考：加速度，污染、腐蚀、化学离解、电气（包括电感、电加热等）、爆炸、热和温度（包括高温、低温）、火灾、泄漏、温度（包高湿、低湿）、氧化、压力（包括高、低压、压力急剧变化）、放射线（热辐射、电磁辐射、紫外辐射）、化学灼伤、机械冲击等。
为了明确能量转变过程，必须进一步阐述能量失控的情况。
1． 化学模式
化学模式形成的危险性，就是通过化合和分解等反应产生的能量失控状态，结果是造成火灾和爆炸。其过程一般分为两步，第一步为静态化学能量通过化学反应转变为物理能；第二步由物理能对目标施加破坏力。化学爆炸的起因就是由于化学反应瞬时产生的大量高温气体；因受周围环境的约束而且有极高的压力；高压气体产生冲击波，对周围目标造成破坏。
化学模式通常有三种情况。
（1） 直接火灾 当可燃物质和氧气共存时，遇到火源就有可能发生火灾，这是大家所熟知的，称作直接火灾。
但是应该注意某些物质发生直接火灾的可能性，如各类粉尘，包括有机塑料粉尘，染料粉尘，某些金属如铁、铝等粉尘，煤尘及谷物粉尘等，它们能和空气充分结合，有些还有吸附空气的能力，特别是在加工、运输、贮藏过程中，容易造成粉尘爆炸，产生严重后果。
在石油和易燃液体加工过程中，液体本身很少和空气接触。但应该注意到某些设备创造了易燃液体必须和空气接触的条件，如贮罐的呼吸阀，当环境温度高时（中午时）排出多余的蒸气，环境温度低时（夜间或雨后），则又吸入周围的空气，因而就会在贮罐空间形成爆炸性的气体，遇到火花或静电就会发生爆炸。
（2） 间接火灾 间接火灾系指受到外力破坏引起本身发生火灾的情况，如设备或其他容器遭受外来事故的波及，易燃物质外泄，遇火源发生事故。因此，在设计时要注意设备之间、装置之间、工厂之间的间距，就是要避免间接火灾的影响。
（3） 自动反应 有些化学物质本身带有含氧分子团，不需外部供氧就能发生氧化反应。如炸药、过氧化物等，性质极不稳定，遇到冲击震动或其他刺激因素，就能发生火灾爆炸。另外，有一些化合物本身能聚合（不饱合烃类）和分解（如乙炔），受到温度、压力或贮存时间的影响，就会自动发生反应，造成火灾爆炸。
2． 物理模式
物理模式危险性所产生的破坏力量和化学模式不同，在常态下就以物理能的状态出现。
物理能可以位能形式出现，如处于高处的物体、受压的弹性元件、受压气体、贮存的热量、电压等。也可以动能的形式出现，如运动的机构、电流、流动的液体等。在正常情况下，物理能受到控制作有用功，但失去控制则作破坏功。
（1） 物理爆炸 物理爆炸是纯粹物理现象产生的冲击波，它的特点常常是因压力容器的破坏而产生的，受压弹性气体突然释放，能够造成很大的破坏。
（2） 锅炉爆炸 锅炉爆炸比单纯的受压气体爆炸有更大的破坏性，这是由于在相同的压力下，蒸汽比同等体积的气体能量大许多倍。另外，由于容器破坏，里面贮存的过热水闷蒸成蒸汽使蒸汽中所含的热量进一步加大。
直接用火加热的锅炉破坏的可能性更大，如果炉体上积有水垢并且遇到水位过低的情况，受火焰直接加热的外壳就可超过其屈服点面发生破裂。形成爆炸。
所有的蒸汽发生器，包括烧沸水的设备以至家用水暖设备，都有可能发生锅炉型爆炸。
（3） 机械失控 机械把一种形式的能量转化为另一种形式的能量，例如把蒸汽的热能转变为电能，或是把机械能转变成充气、压缩、混合、成型、挤压等有用功。正在运转的机器具有很大的功能，有次序地进行能量转换工作。
由于关键的零部件发生故障或是超负荷运转，都可能造成机械失控，对机器本身或其附近目标作破坏功。例如：离心机由于超速发生爆炸；汽轮机的涡轮叶片超速引起的内应力超过轮筋的拉力时，就可能发生物理型爆炸。
（4） 电气控制 电动机、发电机、输电线、变压器、配电设备等，都会因元件故障或超负荷而发生电气失控，进一步造成火灾或其他损失。
（5） 其他物理能量失控 一些物理因素加热辐射、核污染、噪声、电场、微波、激光等，都会引起人员伤亡或财物损失。
二、 有害因素
很多化学物质都会对人造成急性或漫性的毒害，因此，操作环境中规定了这些有害物质的最高允许浓度。越过了规定的浓度，便被认为存在着危险性。
人们对惰性气体的危害性，往往注意不够，由于氮气造成的窒息事故，在工厂里屡见不鲜的。
三、 外力因素
外力包括人为力和自然力两个方面。人为力系指受外界发生事故的涉及，例如受到外厂爆炸造成的冲击波、爆破碎片的袭击等。自然力系工程指地震、洪水、雷击、飓风等自然力造成的损坏。
四、 人的因素
人是操作机器的主人，但人的可*性极低，往往由于生理和心理状态造成误操作而发生事故。如何对人进行教育训练，提高其可*性，并使机器能适应于人的操作，减少误差，这是人机工程学所研究的主要课题。
第三节 危险性控制
危险性辨识清楚以后，就可以采取预防措施，避免它发展成为事故。采取预防措施的原则，也着手于危险性的起因。
一、限制能量或分散风险
许多能量本身是产品，如发电厂生产电能。能些能量是被加工的原料，如炼油厂对原油加工。从限制能量的意义来说，对这类工厂没有什么实际意义，但在原料周转贮存方面，也有可能采取限制能量的措施。例如，规定合理的贮量和周转量，对于特别危险的装置如高压锅炉汽鼓，应设计得尽可能小些；火药和爆炸物的生产，应远离居民区，其生产量也应有一定限度。
生产中能够防止能量蓄积的设备和元件还有很多。如保险丝、断路器就在电路过负荷时起保护作用；温度自动调节器可以调节温度不至发生热的积累。
还有一种分散危险性的办法。大型设备效率高，但发生事故时造成的损失也严重，如果把大型设备分成在系统上独立的多列设备，则损失后果将被缩小，这是将能量分散的办法。只是由于经济上的考虑，一般很难实行。
二、防止能量散逸
采用防护材料，使有害的能量保持在有限的空间之内。如把放射物质放在铅容器内，电器设备和线路采用良好的绝缘材料防止触电，登高作业使用安全带防止由位能造成的摔伤等等。另外，在能量源上采取防护措施。如增设防护罩，设备喷水灭火隔火装置，防噪声装置等。也可在能量与人和物之间设立防护措施，如玻璃视镜、禁入栏栅、防火墙等。还可在能量的放出路线上和放出时间上采取措施，如排尘装置，防护性接地、安全联锁，安全标志等。
三、加装缓冲能量的装置
缓冲能量的装置因设备而异，如压力容器和锅炉上加装爆破板和安全阀，各种填充材料、缓冲装置等。个人防护用具也是缓冲能量装置的一种。
四、减低损害和程度的措施
一旦事故发生，也要采取措施，抑制事态发展以降低后果的严重程度。例如，车间装设的紧急冲浴设备，快速的救助活动和急救治疗等。
五、 防止外方造成的危险
建厂时应考虑周到，近期利益要和长远利益结合起来，按照规范选择厂址。具体设计中对关键设备，零部件的设计应能承受预计的外部施加负载。
六、 防止人的失误
人的可*性比机械、电气或电子元件要低数十倍到上千倍，特别是情绪紧张时容易受外界影响，失误的可能性更大。为减少人为失误，应该为工人提供安全性较强的工作条件，重复的操作应用机械代替人工，招收工人时应根据工人性质考虑人的适应性，严格规章制度的监督检查，加强安全教育，用人机工程学的原理改善人机接合面的状况等。
第四节 分析示例
为了说明辨识危险性和采取预防措施，以某厂油库大修为例来说明。
一、 分析目的
某厂油库原为70年代所建，由于当时历史原因，对其安全未进行论证，运行十余年后，通过多次安全消防检查，发现库地下室内因设计缺陷，造成地下室通风不良，不能保证室内油气浓度低于爆炸极限下限，同时因墙体未做防潮处理，以致在署季油气中腊质物在墙壁上凝聚，电气防爆性能已完全失效，甚至连绝缘都处于不可*状态，另外油罐，管道均未设防静电接地设施，亦未作电气连接。总之，危险因素甚多，经厂务会议研究决定，结合一次大修，解决油库安全问题；在此项工程的设计、施工前，先对这项工程存在的危险因素、事故发生条件、造成事故的后果宏观的概略的分析。其目的是预先提出防范措施，避免由于考虑不周，使工程中各类危险因素发展为事故。
二、 危险因素的辨识与分析
三、 危险的控制
从分析可以看出，避免油气在地下室，在空油罐内聚集；浓度越过爆炸极限下限和作业区内如何防止明失、火花是最关键的两类危险因素；其次是焊接高温的控制，只要这三个问题得到控制，这项工程就可以安全进行，本分析中提出的预防措施还是宏观的、主要的、粗略的，在工程实施时，必须按照每一工序实施具体步骤，采取这三方面的具体控制措施。