第二讲 安全工程的应用与发展(下)

　　2.能量意外释放理论

　　能量意外释放理论是实施安全工程技术措施的重要依据。

　　任何工业生产过程都是能量的转化或做功的过程。能量意外释放理论认为，工业事故及其造成的伤害或损坏，通常都是生产过程中失去控制的能量转化和(或)能量做功的过程中发生的。

　　能量意外释放理论从事故发生的物理本质出发，阐述了事故的连锁过程：由于管理失误引发的人的不安全行为和物的不安全状态及其相互作用，使不正常的或不希望的危险物质和能量释放，并转移于人体、设施，造成人员伤亡和(或)财产损失，事故可以通过减少能量和加强屏蔽来预防(见图5 能量意外释放理论描述的事故连锁示意图)。

图5  能量意外释放理论描述的事故连锁示意图

　　3.两类危险源

　　两类危险源的分类，使事故预防和控制的对象更加清晰。

　　正是由于系统中危险源的发展变化和相互作用，才使能量发生了意外释放。根据危险源在事故发生、发展中的作用，可以分为两类。第一类危险源是系统中可能发生意外释放的各种能量或危险物质;第二类危险源是导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素。第一类危险源的存在是事故发生的前提;第二类危险源是第一类危险源导致事故的必要条件。两类危险源共同决定危险源的危险性。第一类危险源释放出的能量，是导致人员伤害或财物损坏的能量主体，决定事故后果的严重程度;第二类危险源出现的难易，决定事故发生的可能性的大小(见图6 两类危险源在事故中的作用示意图)。

图6  两类危险源在事故中的作用示意图

　　在具体的安全工程中，第一类危险源客观上已经存在并且在设计、建造时已经采取了必要的控制措施，其数量和状态通常难以改变，因此事故预防工作的重点是第二类危险源，事故控制的重点是第一类危险源。

　　4.行业安全工程

　　(1)化工安全工程。化工安全工程技术人员应了解化学能释放发生火灾、爆炸和毒害事故的机理;了解化学品物质的危险性;掌握一般化工火灾爆炸事故分析方法，并能提出相应的防范措施;掌握化工火灾爆炸事故、化学物质毒害事故预防和控制方法。

　　(2)建筑安全工程。建筑安全工程技术人员应掌握建筑施工中的常见事故类型及其预防措施，重点掌握高处坠落事故的事故成因和预防措施;熟悉影响建筑本体的主要危险因素及其事故预防的主要措施;熟悉建筑消防工程的主要内容。

　　(3)机械安全工程。机械安全工程技术人员应了解机械安全设计与机器安全装置的基本知识、机械设备使用安全的基本知识;掌握机械伤害的种类及预防机械伤害的措施，机械设备在设计、生产、使用、维修等各个环节的安全技术和安全措施;特别应具备起重、压力容器类机械事故的预防能力。

　　(4)电气安全工程。电气安全工程技术人员应了解电气安全技术的概况、电气事故的类型、绝缘防护的基本知识、防止触电的基本方法、静电的特性和危害、雷电的基本参数和雷电的种类与危害;掌握电气安全的屏障防护和间距防护、电气设备和设施的保护接地与保护接零、安全供电技术、电气防火防爆措施、消除静电的基本途径、防雷分类及装置、基本的防雷技术。

　　(5)职业危害与人机安全工程。安全工程技术人员应掌握职业危害的来源、种类及防护措施;了解工作场所环境监测目的及工业场所的职业卫生要求，掌握工业毒物危害控制措施;了解人机安全工程的主要研究内容，掌握人机系统常见事故及其原因。

四、发展方向和趋势

　　安全工程是阐明事故发生和预防规律的科学，并随着科技进步和社会发展而不断更新和发展。近年来随着科技进步和社会发展，针对生产实际的不断变化和需求，安全工程主要发展方向包括以下方面。

　　1.风险分析的定量化

　　安全工程认为，风险是描述系统危险性的客观量。客观、准确地认识风险是预防、控制各类事故的基础和前提。近年来，为了提升安全技术和管理水平，十分重视定量风险分析，提出了一系列风险统计方法和分析模型，这些分析涉及人员、社会风险可接受水平的定量化;风险概率、后果严重度的定量化;风险暴露程度的定量化;人员、财产脆弱程度的定量化等。

　　2.事故应对的系统化

　　安全工程认为，事故由事故隐患、故障、偏差、事故、事故后果等一系列互为因果的事件构成。事故的预防和控制过程中需要系统化的研究：危险源及其动态变化情况;事故致因因素及其发展情况;初发事故及后续事故的多米诺规律;事故发生过程中损失的控制屏蔽;事故过后系统的恢复和重建等。

　　3.安全管理的体系化

　　人们从大量事故教训中认识到，现代工业事故不是哪一次、哪一个人操作，而是一系列人为失误造成的，是一种文化的、管理体系的缺失。基于这样的认识，国内外广泛推行以戴明管理法则(即PDCA法则)为基础的安全管理体系，将质量、安全、健康、环境融为一体，突出预防为主、全员参与、持续改进的理念，提高安全管理的标准化、现代化水平。

　　4.安全技术的工程化

　　本质安全(inherent safety, intrinsic safety)、防护层分析(1ayer of protection)和机能安全(functional safety)代表了近年来安全技术工程化的最新发展方向。

　　(1)本质安全。针对日益规模化与复杂化的生产系统，人们注重采用本质安全的设计和工艺，最大限度地减少系统的危险性。本质安全的基本技术原则包括：最小化(intensification)，使用较小量的危险物质;替换(substitute)，用危险性小的物质替换危险性大的物质;缓和(moderate)，采用不太危险的条件，不太危险形态的物料，或者危险物料或能量释放影响最小的设备;简化(simplify)，简化设备的设计，消除不必要的复杂性而减少操作失误。

　　(2)防护层分析。经过本质安全设计后的系统仍然存在“残余危险”，需要采取各种防护措施(protections)来预防事故的发生和减少事故损失。以化工生产为例，过程防护层包括基本工艺控制、工艺警报、操作者监视，危险警报、操作者监视和采取措施，安全监控系统，物理防护，工厂内外的应急等。防护层的防护性能，即防护层的有效性对控制剩余危险起着十分重要的作用。

　　(3)机能安全。随着计算机、集成电路等技术渗透到所有工业领域并彻底改变工业过程的控制，以计算机为基础的系统也越来越多地用于安全目的。这些复杂系统一旦发生故障，往往会直接或间接地导致事故的发生，有时甚至会造成整个生产系统的瘫痪。鉴于此，安全相关系统的安全机能问题引起了广泛关注。

　　安全相关系统(safety related sysem)是以某种技术实现安全机能的系统，是被要求实现一种或几种特殊机能以确保危险性在可接受水平的系统。安全相关系统属于主动防护的范畴。安全相关系统可以是独立于设备、过程控制的系统，也可能是设备、过程控制系统本身实现安全机能。机能安全需要研究和解决的问题是，安全相关系统必须具有什么安全机能，以及安全机能必须实现到什么程度。前者称为安全机能要求，后者称为安全度要求。通过危险分析明确安全机能要求，并通过危险性评价得到安全度要求。

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