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1、第1章 绪论1.1 1.1 化学工业的生产与安全化学工业的生产与安全1.1.1 1.1.1 化学工业生产的特点化学工业生产的特点化学工业是运用化学方法从事产品生产的工业。它是化学工业是运用化学方法从事产品生产的工业。它是一个多行业、多品种、历史悠久、在国民经济中占重一个多行业、多品种、历史悠久、在国民经济中占重要地位的工业部门。要地位的工业部门。化学工业作为国民经济的支柱产业，与农业、轻工、化学工业作为国民经济的支柱产业，与农业、轻工、纺织、食品、材料建筑及国防等部门有着密切的联系，纺织、食品、材料建筑及国防等部门有着密切的联系，其产品已经并将继续渗透到国民经济的各个领域。其产品已经并将继续渗
2、透到国民经济的各个领域。.生产涉及生产涉及危险品多危险品多化工生产要求化工生产要求工艺条件苛刻工艺条件苛刻 生产方式日生产方式日 趋先进趋先进 TextText生产规模大型化生产规模大型化化学工业生产化学工业生产的特点的特点1.1.2 1.1.2 化学工业生产的危险因素化学工业生产的危险因素工厂选址工厂选址 主要包括：主要包括：易遭受地震、洪水、暴风雨等自易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害；然灾害；水源不充足；水源不充足；缺少公共消防设施的支援；缺少公共消防设施的支援；有高湿度、温度变化显著等气候问题；有高湿度、温度变化显著等气候问题；受邻近危险性大受邻近危险性大的工业装置影响；的工业装置影响
3、；邻近公路、铁路、机场等运输设施；邻近公路、铁路、机场等运输设施；在紧急状态下难以把人和车辆疏散至安全地。在紧急状态下难以把人和车辆疏散至安全地。工厂布局工厂布局 主要包括：主要包括：工艺设备和贮存设备过于密集；工艺设备和贮存设备过于密集；有显著危险性和无危险性的工艺装置间的安全距离不够；有显著危险性和无危险性的工艺装置间的安全距离不够；昂贵设备过于集中；昂贵设备过于集中；对不能替换的装置没有有效的防对不能替换的装置没有有效的防护；护；锅炉、加热器等火源与可燃物工艺装置之间距离太锅炉、加热器等火源与可燃物工艺装置之间距离太小；小；有地形障碍。有地形障碍。结构结构 主要包括：主要包括：支撑物、门
4、、墙等不是防火结构；支撑物、门、墙等不是防火结构；电气设备无防护措施；电气设备无防护措施；防爆通风换气能力不足；防爆通风换气能力不足；控制控制和管理的指示装置无防护措施；和管理的指示装置无防护措施；装置基础薄弱。装置基础薄弱。对加工物质的危险性认识不足对加工物质的危险性认识不足 主要包括：主要包括：在装置中原在装置中原料混合，在催化剂作用下自然分解；料混合，在催化剂作用下自然分解；对处理的气体、粉对处理的气体、粉尘等在其工艺条件下的爆炸范围不明确；尘等在其工艺条件下的爆炸范围不明确；没有充分查明没有充分查明因误操作、控制不良而使工艺过程处于不正常状态时的物因误操作、控制不良而使工艺过程处于不正
5、常状态时的物料和产品的详细情况。料和产品的详细情况。化工工艺化工工艺 主要包括：主要包括：没有足够的有关化学反应的动力没有足够的有关化学反应的动力学数据；学数据；对有危险的副反应认识不足；对有危险的副反应认识不足；没有根据热力没有根据热力学研究确定爆炸能量；学研究确定爆炸能量；对工艺异常情况检测不够。对工艺异常情况检测不够。物料输送物料输送 主要包括：主要包括：各种单元操作时对物料流动不能各种单元操作时对物料流动不能进行良好控制；进行良好控制；产品的标示不完全；产品的标示不完全；风送装置内的粉风送装置内的粉尘爆炸；尘爆炸；废气、废水和废渣的处理；废气、废水和废渣的处理；装置内的装卸设装置内的装
6、卸设施。施。误操作误操作 主要包括：主要包括：忽略关于运转和维修的操作教育；忽略关于运转和维修的操作教育；没有充分发挥管理人员的监督作用；没有充分发挥管理人员的监督作用；开车、停车计划开车、停车计划不适当；不适当；缺乏紧急停车的操作训练；缺乏紧急停车的操作训练；没有建立操作人没有建立操作人员和安全人员之间的协作体制。员和安全人员之间的协作体制。设备缺陷设备缺陷 主要包括：主要包括：因选材不当而引起装置腐蚀、损因选材不当而引起装置腐蚀、损坏；坏；设备不完善，如缺少可靠的控制仪表等；设备不完善，如缺少可靠的控制仪表等；材料的材料的疲劳；疲劳；对金属材料没有进行充分的无损探伤检查或没有对金属材料没有
7、进行充分的无损探伤检查或没有经过专家验收；经过专家验收；结构上有缺陷，如不能停车而无法定期结构上有缺陷，如不能停车而无法定期检查或进行预防维修；检查或进行预防维修；设备在超过设计极限的工艺条件设备在超过设计极限的工艺条件下运行；下运行；对运转中存在的问题或不完善的防灾措施没有对运转中存在的问题或不完善的防灾措施没有及时改进；及时改进；没有连续记录温度、压力、开停车情况及中没有连续记录温度、压力、开停车情况及中间罐和受压罐内的压力变动间罐和受压罐内的压力变动。防灾计划不充分防灾计划不充分 主要包括：主要包括：没有得到管理部门的大力没有得到管理部门的大力支持；支持；责任分工不明确；责任分工不明确；
8、装置运行异常或故障仅由安装置运行异常或故障仅由安全部门负责；全部门负责；没有预防事故的计划，或即使有也很差；没有预防事故的计划，或即使有也很差；通有紧急情况未采取得力措施；通有紧急情况未采取得力措施；没有实行由管理部门没有实行由管理部门和生产部门共同进行的定期安全检查；和生产部门共同进行的定期安全检查；没有对生产负责没有对生产负责人和技术人员进行安全生产的继续教育和必要的防灾培训。人和技术人员进行安全生产的继续教育和必要的防灾培训。1.1.3 1.1.3 化学工业安全生产的技术措施化学工业安全生产的技术措施u安全技术措施包括预防事故发生和减少事故损失两个方面，安全技术措施包括预防事故发生和减少
9、事故损失两个方面，这些措施归纳起来主要有以下几类这些措施归纳起来主要有以下几类减少潜在危险因素减少潜在危险因素 降低潜在危险因素的数值降低潜在危险因素的数值 联锁联锁隔离操作或远距离操作隔离操作或远距离操作设置簿弱环节设置簿弱环节 设置簿弱环节设置簿弱环节坚固或加强坚固或加强封闭封闭 警告牌示和信号装置警告牌示和信号装置 此外，还有生产装置的合理布局、建筑物和设备间保持一此外，还有生产装置的合理布局、建筑物和设备间保持一定的安全距离等其他方面的安全技术措施。随着科学技术定的安全距离等其他方面的安全技术措施。随着科学技术的发展，还会开发出新的更加先进的安全防护技术措施。的发展，还会开发出新的更加
10、先进的安全防护技术措施。1.2 1.2 化工安全理论及技术的发展化工安全理论及技术的发展1.2.1 1.2.1 化工危险性评价和安全系统工程化工危险性评价和安全系统工程国外一些大型化工企业为了防止重大的灾难性事故，提出国外一些大型化工企业为了防止重大的灾难性事故，提出了不少安全评价方法。这些方法的核心内容是辨识和评价了不少安全评价方法。这些方法的核心内容是辨识和评价危险性。危险性。安全工程的目的是采取措施，使危险性发展成为事故的可安全工程的目的是采取措施，使危险性发展成为事故的可能尽量减少能尽量减少。把评价出的风险率与可接受的风险率进行比较，确定被评把评价出的风险率与可接受的风险率进行比较，确
11、定被评价对象的危险状况，并据此制定相应的安全措施。价对象的危险状况，并据此制定相应的安全措施。安全工程评价方法安全工程评价方法经验系统经验系统化方法化方法系统解剖系统解剖分析法分析法逻辑推导法逻辑推导法TEXT危险性预先危险性预先分析法分析法安全检查表安全检查表法法 DowDow化学公化学公司法司法研究各个研究各个组成部分的组成部分的作用及其发作用及其发生故障时对生故障时对系统的影响系统的影响逻辑推导法逻辑推导法是采用逻辑是采用逻辑推理的方法推理的方法辨识危险性辨识危险性采取科学采取科学的安全管理的安全管理方法，防止方法，防止人为失误人为失误人的失误人的失误分析法分析法安全系统工程的开发和应用
12、始于军事装备的研究。安全系统工程的开发和应用始于军事装备的研究。19621962年，美国发表了年，美国发表了“关于空军弹道导弹开发的安全系统关于空军弹道导弹开发的安全系统工程工程”的军事说明书。的军事说明书。19771977年，美国又颁布了代号为年，美国又颁布了代号为MILStd882AMILStd882A的军事标准的军事标准“系统安全程序技术要求系统安全程序技术要求”。随着现代兵器的开发和原子能工业的兴起，产品的安全成随着现代兵器的开发和原子能工业的兴起，产品的安全成为重要问题。为重要问题。u安全系统工程作为一种科学的方法体系，具有以下特点：安全系统工程作为一种科学的方法体系，具有以下特点：
13、对于计划、设计、加工制造、运行等全过程中的安全技术对于计划、设计、加工制造、运行等全过程中的安全技术和安全管理问题，进行系统的考虑，便于找出其中固有的和安全管理问题，进行系统的考虑，便于找出其中固有的和潜在的危险因素和潜在的危险因素便于对生产系统的安全性进行定性和定量的分析评价，对便于对生产系统的安全性进行定性和定量的分析评价，对事故进行预测，确定系统安全的最优方案事故进行预测，确定系统安全的最优方案便于实现安全技术的标准化和安全管理的系统化便于实现安全技术的标准化和安全管理的系统化1.2.2 1.2.2 人因工程学的应用人因工程学的应用u人因工程学，也称人机工程学，是现代管理科学人因工程学，
14、也称人机工程学，是现代管理科学的重要组成部分。它应用生物学、人类学、心理的重要组成部分。它应用生物学、人类学、心理学、人体测量学和工程技术科学的成就，研究人学、人体测量学和工程技术科学的成就，研究人与机器的关系，使工作效率达到最佳状态。主要与机器的关系，使工作效率达到最佳状态。主要研究内容如下研究内容如下人机协作人机协作 人的优点是对工作状况有认知能力和适应能力，人的优点是对工作状况有认知能力和适应能力，但容易受精神状态和情绪变化的支配。而且人易于疲劳，但容易受精神状态和情绪变化的支配。而且人易于疲劳，缺乏耐久性。机械则能持久运转，输出能量较大，但对故缺乏耐久性。机械则能持久运转，输出能量较大
15、，但对故障和外界干扰没有自适应能力。人和机械都取其长、弃其障和外界干扰没有自适应能力。人和机械都取其长、弃其短，密切配合，组成一个有机体，从根本上提高人机系统短，密切配合，组成一个有机体，从根本上提高人机系统的安全性和可靠性，获得最佳工作效率。的安全性和可靠性，获得最佳工作效率。改善工作条件改善工作条件 人在高温、辐射、噪声、粉尘、昏暗、潮人在高温、辐射、噪声、粉尘、昏暗、潮湿等恶劣条件下容易失误，引发事故，改善工作条件则可湿等恶劣条件下容易失误，引发事故，改善工作条件则可以保证人身安全，提高工作效率。以保证人身安全，提高工作效率。改进机具设施改进机具设施 机具设施的设计应该适合人体的生理特点
16、，机具设施的设计应该适合人体的生理特点，这样可以减少失误行为。比如按照以上人机工程学原理设这样可以减少失误行为。比如按照以上人机工程学原理设计控制室和操作程序，可以强化安全，提高工作效率。计控制室和操作程序，可以强化安全，提高工作效率。提高工作技能提高工作技能 对操作者进行必要的操作训练，提高其操对操作者进行必要的操作训练，提高其操作技能，并根据操作技能水平选评其所承担的工作。作技能，并根据操作技能水平选评其所承担的工作。因人制宜因人制宜 研究特殊工种对劳动者体能和心智的要求，选研究特殊工种对劳动者体能和心智的要求，选派适宜的人员从事特殊工作。派适宜的人员从事特殊工作。u人因工程学的研究广泛采
17、用了人体科学和生物科学等相关人因工程学的研究广泛采用了人体科学和生物科学等相关学科的研究方法和手段，也采取了系统工程、控制论、统学科的研究方法和手段，也采取了系统工程、控制论、统计学等其他学科的一些研究方法。计学等其他学科的一些研究方法。u本学科的研究也建立了一些独特的新方法，以探讨人、机、本学科的研究也建立了一些独特的新方法，以探讨人、机、环境要素间复杂的关系问题。环境要素间复杂的关系问题。u测量人体各部分静态和动态数据；调查、询问、观察人在测量人体各部分静态和动态数据；调查、询问、观察人在作业时的行为和反应特征；对时间和动作的分析研究。作业时的行为和反应特征；对时间和动作的分析研究。目前常
18、用的研究方法目前常用的研究方法实测法实测法 实测法是借助工具、仪器设备进行测量的方法。实测法是借助工具、仪器设备进行测量的方法。例如人体尺寸的测量，人体生理参数的测量例如人体尺寸的测量，人体生理参数的测量(能量代谢、能量代谢、呼吸、脉博、血压、尿、汗、心电等呼吸、脉博、血压、尿、汗、心电等)，作业环境参数的，作业环境参数的测量测量(温度、湿度、照明、噪声、特殊环境下的失重、辐温度、湿度、照明、噪声、特殊环境下的失重、辐射等射等)。实验法实验法 实验法是在人为设计的环境中测试实验对象的行实验法是在人为设计的环境中测试实验对象的行为或反应的一种研究方法，一般在实验室进行，但也可以为或反应的一种研究
19、方法，一般在实验室进行，但也可以在作业现场进行。如人对各种仪表表示值的认读速度、误在作业现场进行。如人对各种仪表表示值的认读速度、误读率与仪表显示的亮度、对比度、仪表指针和表盘的形状、读率与仪表显示的亮度、对比度、仪表指针和表盘的形状、观察距离、观察者的疲劳程度和心情等关系的研究。观察距离、观察者的疲劳程度和心情等关系的研究。询问法询问法 调查人通过与被调查人的谈话，评价被调查人对调查人通过与被调查人的谈话，评价被调查人对某一特定环境、条件的反应。询问法需要具备高超的技巧某一特定环境、条件的反应。询问法需要具备高超的技巧和丰富的经验，调查人要对询问的问题、先后顺序和具体和丰富的经验，调查人要对
20、询问的问题、先后顺序和具体的提法作好充分准备；对所调查的问题采取相对中立的态的提法作好充分准备；对所调查的问题采取相对中立的态度；对被调查人要热情关心，建立友好的关系。这种方法度；对被调查人要热情关心，建立友好的关系。这种方法能帮助被调查人整理思路，对了解被调查人过去没有认真能帮助被调查人整理思路，对了解被调查人过去没有认真考虑过的问题特别有效。考虑过的问题特别有效。测试法测试法 根据研究内容，对典型生产环境中的人进行测试根据研究内容，对典型生产环境中的人进行测试调查，收集其在特定环境中的反应和表现，从中分析产生调查，收集其在特定环境中的反应和表现，从中分析产生的原因、差异等。测试法可根据情况
21、，采取个体测试、小的原因、差异等。测试法可根据情况，采取个体测试、小组测试或抽样测试等不同方法。组测试或抽样测试等不同方法。模拟和模型试验法模拟和模型试验法 由于机器系统一般比较复杂，因而在由于机器系统一般比较复杂，因而在人机系统研究时常采用模拟法。它是运用各种技术和装置人机系统研究时常采用模拟法。它是运用各种技术和装置的模拟，对某些操作系统进行逼真的试验，可得到所需要的模拟，对某些操作系统进行逼真的试验，可得到所需要的更符合实际的数据的一种方法。例如训练模拟器、各种的更符合实际的数据的一种方法。例如训练模拟器、各种人体模型、机械模型，计算机模拟等。因为模拟器或模型人体模型、机械模型，计算机模
22、拟等。因为模拟器或模型通常比所模拟的真实系统价格便宜得多，而又可以进行符通常比所模拟的真实系统价格便宜得多，而又可以进行符合实际的研究，所以获得较多的应用。合实际的研究，所以获得较多的应用。相关分析法相关分析法瞬间操作分析法瞬间操作分析法危象分析法危象分析法频率分析法频率分析法知觉与运动信知觉与运动信息分析法息分析法动作负荷分析法动作负荷分析法分析法分析法分析法的种类分析法的种类1.2.3 1.2.3 化工安全理论和技术的新进展化工安全理论和技术的新进展u近几十年来，在安全技术领域广泛应用各个技术领域的科近几十年来，在安全技术领域广泛应用各个技术领域的科学技术成果，在防火、防瀑、防中毒，防止机
23、械装置破损，学技术成果，在防火、防瀑、防中毒，防止机械装置破损，预防工伤事故和环境污染等方面，都取得了较大发展，安预防工伤事故和环境污染等方面，都取得了较大发展，安全技术已发展成为一个独立的科学技术体系。对安全的认全技术已发展成为一个独立的科学技术体系。对安全的认识不断深化，实现安全生产的方法和手段日趋完善。识不断深化，实现安全生产的方法和手段日趋完善。设备故障诊断技术和安全评价技术迅速发展设备故障诊断技术和安全评价技术迅速发展 随着化学工随着化学工业的发展，高压技术的应用，对压力容器的安全监测变得业的发展，高压技术的应用，对压力容器的安全监测变得极为重要。无损探伤技术得到迅速发展，声发射技术
24、和红极为重要。无损探伤技术得到迅速发展，声发射技术和红外热像技术在探测容器的裂纹方面，断裂力学在评价压力外热像技术在探测容器的裂纹方面，断裂力学在评价压力容器寿命方而都得到了重要应用。容器寿命方而都得到了重要应用。监测危险状况、消除危险因素的新技术不断出现监测危险状况、消除危险因素的新技术不断出现 危险状危险状况测试、监视和报警的新仪器不断投入应用。不少国家广况测试、监视和报警的新仪器不断投入应用。不少国家广泛采用了烟雾报警器、火焰监视器。感光报警器、可燃性泛采用了烟雾报警器、火焰监视器。感光报警器、可燃性气体检测报警仪、有毒气体浓度测定仪、噪声测定仪、电气体检测报警仪、有毒气体浓度测定仪、噪
25、声测定仪、电荷密度测定仪和嗅敏仪等仪器也相继投入使用。荷密度测定仪和嗅敏仪等仪器也相继投入使用。救人灭火技术有了很大进展救人灭火技术有了很大进展 许多国家在研制高效能灭火许多国家在研制高效能灭火剂、灭火机和自动灭火系统等方面取得了很大进展。如法剂、灭火机和自动灭火系统等方面取得了很大进展。如法国研制的含有玻璃纤维的弹性软管，能耐国研制的含有玻璃纤维的弹性软管，能耐800800的高温，的高温，当人在软管中迅速滑落时，不会灼伤，手和脸部的皮肤也当人在软管中迅速滑落时，不会灼伤，手和脸部的皮肤也不会擦伤。不会擦伤。预防职业危害的安全技术有了很大进步预防职业危害的安全技术有了很大进步 在防尘、防毒、在
26、防尘、防毒、通风采暖、照明采光、噪声治理、振动消除、高频和射频通风采暖、照明采光、噪声治理、振动消除、高频和射频辐射防护、放射性防护、现场急救等方面都取得了很大进辐射防护、放射性防护、现场急救等方面都取得了很大进展。展。化工生产和化学品贮运工艺安全技术、设施和器具等的操化工生产和化学品贮运工艺安全技术、设施和器具等的操作规程及岗位操作法，化工设备设计、制造和安装的安全作规程及岗位操作法，化工设备设计、制造和安装的安全技术规范不断趋于完善，管理水平也有了很大提高技术规范不断趋于完善，管理水平也有了很大提高。思考题为什么说安全在化工生产中有着重要的作用为什么说安全在化工生产中有着重要的作用?预防事故的安全技术措施主要有哪几类？预防事故的安全技术措施主要有哪几类？常见的安全工程评价方法有哪几类？并举出有代表性的安常见的安全工程评价方法有哪几类？并举出有代表性的安全评价方法。全评价方法。什么是安全系统工程学？其特点是什么？什么是安全系统工程学？其特点是什么？人因工程学的研究内容和研究方法是什么？人因工程学的研究内容和研究方法是什么？