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起重机械项目安全评价论文
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南京工业大学
毕业设计（论文）
二〇一二年六月
某公司智能远程港口机械及高铁施工机械项目危险性分析及安全对策措施设计
摘要
本设计的主要对象为某公司的智能远程港口机械及高铁施工机械项目，对使用的原辅材料原料、副产品、最终产品等化学品的理化性能指标以及包装、储存、运输的技术进行危险有害因素分析。
平面布置方面，该企业的设计基本符合建筑设计防火规范要求；使用的原辅材料有一定的危险性；通过重大危险源辨识发现，该企业不构成重大危险源；在生产工艺有一定的危险性。
在定性定量评价部分，本文用“预先危险性分析（PHA）”、“作业条件危险性分析”、“事故树分析”、“重大事故后果模拟”等评价方法对厂区周边环境及总平面布置、生产单元、储存单元及安全管理等进行评价。
最后，针对生产线的安全生产现状及未到位的安全条件提出了有针对性的安全对策措施。
关键词：
危险性辨识现状定性定量评价对策措施
ABSTRACT
Keywords:
Danger;dentification;Presentsituation;Qualitativeandquantitativeanalyses;Strategy
摘要I
ABSTRACTII
第1章绪论1
1.1前言1
1.2研究目的与内容1
1.2.1研究目的1
1.2.2研究内容1
1.3研究进展2
第2章研究行进3
2.1智能远程港口机械及高铁施工机械的产业概况3
2.2厂区危险性讨论3
2.2.1物质危险性讨论3
2.2.2工艺过程危险性讨论4
2.3常用的危险评价方法4
2.4小结7
第3章危险有害因素的识别8
3.1物质危险有害因素的识别8
3.1.1危险化学品的类别8
3.1.2物质理化特性及包装储运事项9
3.2生产过程危险、有害因素分析15
3.2.1火灾爆炸16
3.2.2中毒窒息17
3.2.3电气伤害17
3.2.4起重伤害17
3.2.5机械伤害18
3.2.6高处坠落18
3.2.7物体打击18
3.2.8车辆伤害19
3.2.9粉尘19
3.2.10噪声19
3.2.11振动19
3.2.12灼烫伤及冻伤19
3.2.13腐蚀20
3.3公用辅助设施危险、有害因素分析20
3.3.1变配电系统危险、有害因素分析20
3.3.2给排水系统危险、有害因素分析20
3.3.3空压系统危险、有害因素分析20
3.3.4天然气供应危险、有害因素分析21
3.4主要装置设备危险、有害因素分析21
3.4.1机械加工设备危险、有害因素分析22
3.4.2焊接设备危险、有害因素分析22
3.4.3涂装设备危险、有害因素分析22
3.4.4部装、总装设备危险、有害因素分析24
3.4.5压力容器、压力管道危险、有害因素分析24
3.4.6起重机械危险、有害因素分析25
3.5自然条件危险、有害因素分析26
3.6社会环境危险、有害因素分析26
3.7危险化学品重大危险源辨识[18]27
3.8小结28
第4章定性、定量分析危险有害程度的结果29
4.1安全检查表分析29
4.1.1选址分析评价29
4.1.2总平面布置分析评价30
4.2预先危险性分析33
4.3作业条件危险性评价48
4.4事故树分析49
4.5故障类型与影响分析52
4.6事故后果模拟分析53
4.6.1化学品泄漏后发生火灾爆炸的条件54
4.6.2化学品泄漏后发生火灾、爆炸事故所需的时间54
4.6.3安全对策及措施55
4.7产业政策符合性分析56
4.8工艺先进性分析57
第5章安全对策措施及建议59
5.1总图布置和建筑方面安全对策措施59
5.2生产过程安全对策措施60
5.2.1生产制造过程安全对策措施60
5.2.2涂装过程安全对策措施61
5.3装置设备安全对策措施62
5.3.1设备选型安全对策措施62
5.3.2焊装设备安全措施63
5.3.3机械加工设备安全措施63
5.3.4特种设备安全对策措施64
5.4公用辅助设施安全对策措施65
5.4.1变配电系统安全对策措施65
5.4.2给排水系统安全对策措施66
5.4.3空压系统安全对策措施66
5.5职业卫生安全对策措施67
5.5.1防毒安全对策措施67
5.5.2防噪声、振动安全对策措施67
5.5.3防粉尘安全对策措施68
5.6消防安全对策措施68
5.7安全管理对策措施69
5.8检维修过程安全对策措施70
5.9总结70
第6章结论72
参考文献74
第1章绪论
1.1前言
机械制造业属于高危行业，机械设备在制造过程中时有安全生产事故发生。
无论在发展中国家还是发达国家，机械制造业中的安全事故所占比例都是相当大的。
目前，国内许多中小型机械制造企业普遍存在着工艺水平落后、管理不善等缺陷，存在着发生各类安全生产事故的可能性。
因此，有必要对一些新建的机械制造企业，应用安全现状评价技术，对其厂区建设所存在的主要危险性进行分析和研究，并提出相应的安全对策措施，以指导企业安全工作的开展。
1.2研究目的与内容
1.2.1研究目的
我国是发展中国家,目前经济正处在快速发展时期,由于生产力水平较低,安全生产投人严重不足,安全生产监督管理体制不能适应经济发展的需要,生产安全事故总量也在逐年上升。
机械制造业中的安全事故所占比例是相当大的,它不仅影响企业的声誉与效益,而且严重伤害员工的身心健康,甚至生命。
在制造企业有秩序的生产活动和过程中发生的不测事件,不仅造成生产的中断或干扰,而且造成生产设施和材料的损坏,直接延误了生产,给员工和企业造成的伤害和损失是不言而喻的。
本设计选取张家港某公司智能远程港口机械及高铁施工机械项目为对象，对其厂区进行危险性分析与安全对策措施研究。
对本设计的基本目的是提高项目安全管理的效率和经济效益，预防因为小的失误而导致大的灾难，优选有关措施和方案，确保项目建成后实现安全生产、使事故及危害引起的损失最少，提高项目的整体安全水平，获得最优的安全投资效益。
1.2.2研究内容
本设计主要针对企业生产所使用的物料、生产工艺过程、生产装置及辅助设施、危险化学品储存及使用、公用工程等方面的安全生产条件进行分析，对其存在的危险、有害因素进行分析，在此基础上提出相应的安全对策措施及建议。
具体研究内容包括：
（1）分析项目中原料、副产品、最终产品等化学品的理化性能指标以及包装、储存、运输的技术要求等。
（2）辨识与分析建设项目中存在的主要危险、有害因素，包括介质危险有害因素、工艺过程危险有害因素、装置危险有害因素、公用工程和辅助设施危险有害因素等。
（3）对建设项目政策、法规的符合性、项目选址的适宜性、总平面布置的合理性进行分析；分析自然条件对新建项目的影响及周边环境与新建项目的相互影响；
（4）对主要技术、工艺的先进性，装置、设备、设施的安全可靠性进行分析。
（5）对建设项目的危险、有害程度进行定性定量分析，采用的分析评价方法包括预先危险性分析、事故树法、重大事故后果模拟法等。
（6）根据分析结果，提出针对性的安全对策措施及建议。
1.3研究进展
在设备制造业领域内，机械设备的安全是一个重要的研究方向。
国内外许多学者也在起重机械安全性方面开展了大量的研究工作。
我国国内的研究比较多，同时将多种工具应用其中。
如将Petri网应用于港口机械设备寿命预测，在机械设备剩余预测领域，要求充分考虑故障的萌生、发展和传播的时间历程问题。
以往的机械设备剩余寿命预测方法是预测设备关键部件在特定故障损坏模式下的剩余寿命，以关键部件的剩余寿命作为整机的剩余寿命，在故障发展机理不是很清楚的情况下，代之以统计学的黑盒模型，估算设备群体的平均寿命。
在循环载荷作用下构件的失效寿命预估及可靠性分析是以损伤力学和可靠性数学为基础的，用损伤力学和弹一塑性力学理论证明各向同性材料在循环载荷作用下损伤呈各向异性，定义损伤变量并将应力一强度关系进行分类。
然后，按损伤力学讨论工程问题的方法讨论稳态循环载荷作用下构件的失效寿命及可靠性分析，先通过归纳总结给出稳态循环载荷下缺陷萌生寿命及缺陷扩展寿命计算公式，进而计算出构件失效寿命.
2002年，殷成风[27]应用了故障诊断技术对金属结构件的故障进行状态评估和寿命预测以及其安全性评估，并提供了实用的维修方案。
以断裂力学、有限元分析及模糊数学等基础知识为背景，收集大量的有关资料，引入智能化诊断方法，对门座起重机金属结构所涉及数据信息，提出具体的分析思路和采用面向对象的编程思想，建立起可视化的诊断平台，对门座起重机的金属结构故障进行了研究。
第2章研究行进
2.1智能远程港口机械及高铁施工机械的产业概况
智能远程港口机械及高铁施工机械主要用于港口大型物料运输及大规模高速铁路建设。
随着经济全球化趋势加速了港口物流业的发展，推动港口成为促进城市经济、区域经济乃至国民经济发展的纽带。
目前，我国港口机械等大型物料运输设备现正处于高速发展时期。
根据国家规划，“十一五”期间国家重点发展能源、电力、石化、冶金、造船、交通等工业领域，这些行业的快速发展，带动了起重运输（物料搬运）机械行业的持续增长。
根据国家装备制造业产业调整和规划政策，我国将以大型高效环保机组为重点优化发展火电，并建设大型煤电基地，各种电站料场用物料搬运装卸设备等有着较大的需求。
同时，我国高速铁路进入了高速发展期。
目前，中国高速铁路不论是总量规模，还是技术水平、运营管理，都已经走在世界前列。
我国高速铁路的快速发展，势必对工程施工机械行业提出更多的需求。
在高速铁路以及城际轨道交通客运专线大规模的建设中，提梁机、运梁机和架桥机尤其是900t级架桥机扮演着绝对主力的作用。
因此，以装卸船机及岸桥为代表的港机的全球年需求量将不断增长。
高速铁路的快速发展，势必对工程施工机械行业提出更多的需求。
因此使得高铁施工机械的需求异常旺盛。
2.2厂区危险性讨论
2.2.1物质危险性讨论
本设计所使用的原辅材料主要有：
钢板、管材、抓斗、平台扶梯、电气部件、焊材、油漆、天然气、氧气、二氧化碳、丙烷和压缩空气等。
依据《危险化学品名录》进行辨识，其中属于危险化学品的有油漆、天然气、氧气、二氧化碳、丙烷等[9]。
油漆易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
天然气易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
氧气为助燃物，是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。
与易燃物（如乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混合物。
二氧化碳不燃。
若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
丙烷属于易燃气体。
与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与氧化剂接触猛烈反应。
气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
2.2.2工艺过程危险性讨论
（1）生产制造过程
生产制造过程是对钢板、管件等原辅材料进行切割和焊接等加工，其间存在机械伤害、噪声、振动、车辆伤害、电器伤害等危险、有害因素。
（2）部装、总装过程
部装、总装过程是对设备的结构部件、机械部件、电气部件进行装配，其间存在机械伤害、噪声、物体打击、高空坠落等危险、有害因素。
（3）喷丸过程
喷丸强化，是在一个完全控制的状态下，将无数小圆形称为钢丸的介质高速且连续喷射，捶打到零件表面，从而在表面产生一个残余压应力层。
其间存在粉尘、噪声、电气伤害等危险、有害因素。
（4）涂装过程
涂装过程是对构件表面进行认真细致的打磨处理，处理质量达到GB8932规定的标准。
经检验符合喷漆标准，方可转入喷涂工序。
其间存在火灾爆炸、电气伤害、中毒、机械伤害、触电、高空坠落、腐蚀、噪声、粉尘等危险、有害因素。
2.3常用的危险评价方法
本设计对厂区的危险性分析，拟借用安全评价的方法[13]。
所用的到的安全评价方法如下：
（1）预先危险性分析
预先危险性分析评价（PHA）的功能主要有：
大体识别与系统有关的主要危险；鉴别产生危险的原因；估计事故出现对系统产生的影响；对识别出的危险因素进行分级，并采取消除或控制危险性的措施。
评价步骤为：
对系统的生产目的、工艺过程以及操作条件和周围环境进行充分的调查了解；
收集以往的经验和同类生产中发生过的事故情况，判断所要分析对象中是否也会出现类似情况，查找能够造成系统故障、物质损失和人员伤害的危险性；
根据经验、技术诊断等方法确定危险源；
识别危险转化条件，研究危险因素转变成事故的触发条件；
进行危险性分级，确定危险程度，找出应重点控制的危险源；
制定危险防范措施。
（2）安全检查表（SCL）评价法
安全检查表分析利用检查系数按照相关标准、规范等对已知的危险类别、设计缺陷以及一般工艺设备、操作、管理等有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。
可适用于工程、系统的各个阶段，包括设计阶段、新工艺早期开发阶段，还可以对已经运行多年的在役装置的危险进行检查，如安全验收评价、安全现状评价等。
（3）作业条件危险性评价法
作业条件危险性评价法是对具有潜在危险的环境中作业的危险性进行定性评价的一种方法。
它是由美国的格雷厄姆（K.J.Graham）和金尼（G.F.Kinnly）提出的。
对于一个具有潜在危险性的作业条件，影响危险性的主要因素有3个：
①发生事故或危险事件的可能性L
②暴露于这种危险环境的情况E
③事故一旦发生可能产生的后果C
用公式表示：
D=LEC（2—1）
式中：
D——作业条件的危险性
L——事故或危险事件发生的可能性
E——暴露于危险环境的频率
C——发生事故或危险事件的可能结果
用L、E、C三种因素的乘积D=LEC来评价作业条件的危险性。
D值越大，作业条件的危险性越大。
根据实际经验,给出三个因素在不同情况下的分数值,采取对所评价对象进行“打分”的办法,计算出危险性分数值,对照危险程度等级表将其危险性进行分级。
（4）事故树法
事故树分析又称为故障树分析（FTA），是一种演绎的系统安全分析方法。
它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。
这些底事件又称为基本事件，它们的数据是已知的或者已经有过统计或实验的结果。
FTA一般可分为以下几个阶段：
①选择合理的顶上事件，系统分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；
②资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；
③建造故障树，这是FTA的核心部分。
通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；
④对故障树进行简化或者模块化；
⑤定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多地，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；
⑥定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。
（5）重大事故后果模拟分析法[8]
模拟评价方法是在数学物理模型的基础上，选择适当的数学计算方法，对危险单元或系统进行模拟，预演事故的发生过程及事故后果的影响范围，从而能更加形象、直观地认识所评价单元或系统的危险及危害性，为设计人员、管理人员和企业、政府职能部门的高层决策者提供客观依据的一种评价方法。
模拟评价方法通过采用数学模型对所确定的危险单元或系统进行事故过程模拟，对事故所造成的危害影响则选用相应的伤害模型进行危害评价，对事故的影响区域、人员伤亡、财产损失情况进行描述。
（6）故障类型和影响分析（FMEA）
FMEA是一种归纳分析法，主要是在设计阶段对系统的各个组成部分，即元件、组件、子系统等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的重要度，以便采取措施予以防止和消除。
这种方法的特点是从元件、器件的故障开始，逐次分析其影响及应采取的对策。
其基本内容是为找出构成系统的每个元件可能发生的故障类型及其对人员、操作及整个系统的影响。
2.4小结
远程港口机械及高铁施工机械的使用为人类的生产及运输做出了巨大的贡献，机械制造业目前已成为国民经济中的支柱产业。
但是在看到它的优点的同时，也要重视其存在的危险性，对其工生产中存在的危险有害因素进行分析，在此基础上进行相应的安全对策措施研究，以指导企业安全生产工作的开展。
第3章危险有害因素的识别
3.1物质危险有害因素的识别
3.1.1危险化学品的类别
本设计所使用的原辅材料主要有：
钢板、管材、抓斗、平台扶梯、电气部件、焊材、油漆、天然气、氧气、二氧化碳、丙烷和压缩空气等。
依据《危险化学品名录》进行辨识，其中属于危险化学品的有油漆、天然气、氧气、二氧化碳、丙烷、压缩空气等[9]。
针对上述物质分析如下：
（1）根据《危险化学品名录》辨识如下[22]：
天然气、丙烷属于第二类压缩气体和液化气体的第1项易燃气体；
氧气、二氧化碳、压缩空气属于第二类压缩气体和液化气体的第2项不燃气体；
油漆属于第三类易燃液体的第2项中闪点液体或第3项高闪点液体。
（2）根据《剧毒化学品名录》辨识[23]，本项目所涉及的危险化学品均不在此名录中。
（3）根据《高毒物品名录》辨识[24]，本项目所涉及的危险化学品均不在此名录中。
（4）根据《中华人民共和国监控化学品管理条例》辨识，本项目所涉及的危险化学品均不在此名录中。
（5）根据《易制毒化学品管理条例》辨识，本项目所涉及的危险化学品均不在此名录中。
（6）根据《建筑设计防火规范》辨识，本项目天然气、丙烷的火灾危险等级为甲类，油漆的火灾危险等级为甲类或乙类，氧气、压缩空气的火灾危险等级为乙类。
物质分类及辨识汇总见表3-1。
表3-1物质分类及辨识汇总表
物料名称
辨识标准
危险化学品
名录2002
剧毒化学品目录
高毒物品目录
监控化学品管理条例
易制毒化学品管理条例
建筑设计防火规范
油漆
32198、33646
×
×
×
×
甲类乙类
续表3-1
天然气
21007
×
×
×
×
甲类
氧气[液化的]
22002
×
×
×
×
乙类
二氧化碳[压缩的]
22019
×
×
×
×
戊类
二氧化碳[液化的]
22020
×
×
×
×
戊类
丙烷
21011
×
×
×
×
甲类
空气[压缩的]
22003
×
×
×
×
乙类
3.1.2物质理化特性及包装储运事项
（1）天然气
表3-2天然气危险有害因素识别
续表3-2
（2）氧气
表3-3氧气危险有害因素识别
续表3-3
（3）液氧
表3-4液氧危险有害因素识别
续表3-4
表3-5二氧化碳危险有害因素识别
续表3-5
泄漏紧急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。
尽可能切断泄漏源。
合理通风，加速扩散。
漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
储运注意事项
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不宜超过30℃。
应与易（可）燃物分开存放，切忌混储。
储区应备有泄漏应急处理设备。
防护措施
车间卫生标准
中国MAC（mgm3）
18000
前苏联MAC（mgm3）
未制定标准
美国TLVTN：
OSHA5000ppm,9000mgm3;ACGIH5000ppm,9000mgm3
美国TLVWN：
ACGIH30000ppm,54000mgm3
工程控制
密闭操作。
提供良好的自然通风条件。
呼吸系统防护
一般不需要特殊防护，高浓度接触时可佩戴空气呼吸器。
身体防护
穿一般作业工作服。
手防护
戴一般作业防护手套。
眼防护
一般不需特殊防护。
（5）丙烷
表3-6丙烷危险有害因素识别
续表3-6
禁忌物
强氧化剂、卤素。
健康危害数据
浸入途径
吸入
√
食入
皮肤
急性毒性
LD50
无资料
LC50
无资料
健康危害（急性和慢性）
本品有单纯性窒息及麻醉作用。
人短暂接触1％丙烷，不引起症状；10％以下的浓度，只引起轻度头晕；接触高浓度时可出现麻醉状态、意识丧失；极高浓度时可致窒息。
泄漏紧急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。
尽可能切断泄漏源。
用工业覆盖层或吸附吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。
合理通风，加速扩散。
喷雾状水稀释、溶解。
构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。
如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。
漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
储运注意事项
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不宜超过30℃。
应与氧化剂、卤素分开存放，切忌混储。
采用防爆型照明、通风设施。
禁止使用易产生火花的机械设备和工具。
储区应备有泄漏应急处理设备。
防护措施
车间卫生标准
中国MAC（mgm3）
未制定标准
前苏联MAC（mgm3）
300
美国TLVTN
ACGIH窒息性气体
美国TLVWN
未制定标准
工程控制
生产过程密闭，全面通风。
呼吸系统防护
一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下，佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。
身体防护
穿防静电工作服。
手防护
戴一般作业防护手套。
眼防护
一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
其他
工作现场严禁吸烟。
避免长期反复接触。
进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业，须有人监护。
3.2生产过程危险、有害因素分析
本设计生产过程中存在的主要危险、有害因素有：
火灾爆炸、中毒窒息、电气伤害、起重伤害、机械伤害、高处坠落、物体打击、车辆伤害、粉尘、噪声、振动、灼烫伤、冻伤与腐蚀等。
3.2.1火灾爆炸
（1）预热等工艺环节使用天然气做燃料，厂区设天然气调压站。
天然气火灾爆炸危险性较大，一旦天然气输送系统或调压系统发生泄漏，达到爆炸极限，遇到点火能量就能发生爆炸事故。
（2）切割等环节使用到丙烷，丙烷气瓶由于自身设计、制造缺陷或者使用不当导致泄漏，与空气可形成爆炸性混合气，遇火源与高热易发生火灾爆炸事故。
（3）低温液态氧气贮槽、低温液态二氧化碳贮槽和丙烷气瓶属于压力容器；天然气输送管道、压缩空气管道属于压力管道，在过载运行或安全附件失效以及金属材料疲劳、蠕变出现裂缝时，存在着发生物理爆炸的危险性。
（4）涂装厂房所用油漆、稀释剂中，二甲苯、正丁醇等有机溶剂所占比例相当大，属易燃、易爆物质，易发生火灾事故；在调漆过程中，油漆会挥发到空气中，当空气中油漆达到一定浓度时，易发生火灾爆炸事故。
（5）火星飞溅、违章
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