家居电热水器安全系统的课程设计.docx

安全系统工程课程设计家用电热水器安全系统分析专业班级：安全工程姓爸学号：指导教师：完毕日期：摘要1 .近年来电热水器已经走进千家万户，但电热水器B¾种类多种多样，本文通过对电热水器0安全分析，使电热水器以其安全、卫生环境保护而又安装简便得到了广大消费者的承认。目前逐渐逐渐取代燃气热水器成为热水器行业的新宠。尽管电热水器有诸多长处，但仍然在市场上出现了许多的安全问题，如漏电、漏水等，威胁到消费者的人身安全。本设计时研究意义在于分析电热水器事故发生0原因，通过概率计算将这些危险原因按照其对事故发生0奉献来排序，并依此提出合适0¾电热水器安全处理方案。从利益B¾角度督促厂家0责任心，以保障消费者0¾人身安全。2 .研究目的：风险是不可防止的，只要有事物的存在，就会伴伴随风险，电热水器也不例外。并且电热水器顾客众多，在如此大的基数下，风险事故的存在是不可防止的。既然有发生事故的也许性,对风险的防止和研究就显得势在必行。这不仅是对使用者0负责人的体现，还是对社会，对热水器生产商负责。因此本设计不仅对客户有所协助，对热水器生产商，甚至全社会均有重大意义。3 .研究措施：定量定性分析。4 .研究成果：对电热水器的风险分析，能为保险企业保费合理确实定和企业的理性投保作出指导性提议。有助于控制电热水器的风险，计算出一种合理时保费。5 .研究结论：本次对电热水器B危险原因分析，采用多种措施，增进了对安全系统工程0知识，更深入放入理解了安全系统这门课，同步也理解了更多的热水器的J知识。关键词：漏电漏水；千家万户；多种多样；人身安全；消费者目录一、家用电热水器日勺构成及概况21、安装规定42、使用程序53、电气原理5二、危险源分析6三、安全检查表分析四、系统安全定性分析1、事故树的分析程序102、求最小割集和最小径集113、顶上事件发生的概率114、求各个事件的构造重要度系数115、求各个事件B概率重要度系数126、求各个事件B临界重要度系数12五、电热水器常见故障分析和维修131、电热水器故障类型及影响分析142、电热水器原理图故障维修16六、安全使用措施及提议17七、结论18八、道谢18参照文献19一、家用电热水器日勺构成及概况电热水器作为一种大功率日勺家电产品，并且由于工作环境是轻易导电B¾多水环境，因此安全规定尤其高，对产品质量和安装0规定也因此较一般家电更为严格。在家电的购置和使用中，人们一般认为只要产品是合格的，就能保证使用安全，其实这种认识是片面的，尤其是对电热水器来说，在诸多状况下，用合格的产品并不等于可以安全洗浴。在历次发生的电热水器伤人事件中，由合格附著名品牌引起0也不少。我国电热水器B¾原则是等同采用欧洲B¾IEC（国际电工委员会）原则。而这个原则规定顾客家中B¾接地线必须是良好的。我们国家由于历史原因诸多建筑物接地系统不是良好的，甚至是缺乏的，如装修接错线、线路老化、私拉电线、使用劣质的开关插座、用水管当接地线等，这些均有也许导致地线带电，从而引起触电事故。对于这些，许多消费者并不知情。在这种使用环境下，虽然通过IEC检查合格日勺热水器也不能保证安全0洗浴，由于我国都市用电环境普遍好于农村，假如本次调查涵盖农村顾客，成果将更令人触目惊心。不过虽然这些隐患率很高，实际导致的事故率不是很大，不过在如此大B¾基数下，再小的概率也会导致数目可观的事故。因此电热水器的风险绝对不能忽视。家用电热水器多为贮水式，也就是自来水贮存在内胆中，使用时靠重力或自来水压力将热水送往喷头。热水器内部采用高强度绝缘材料水电隔离（防电墙），以保证洗浴者绝对安全。其内胆多为不锈钢板制造，其他重要部件均采用铜材料。外壳与内胆之间充注高效聚氨脂发泡保温层，保温性能好，保证断电后数十小时内水温没有太多下降。同步，整体美观大方、结实耐用。市面上B¾电热水器，大都采用进冷水、出热水的单向流动方式，对冷水（自来水）水压规定越低越好，以声便居住高层水压局限性的顾客。热水器设有的非正常工作保护装置，应能保证在内胆无水日勺状况下，“干烧”时应立即进行断电保护。热水器水温调整和显示，有0采用液体压力式温度控制器，手动刻度盘指示大体温度;新型0则采用电脑板控制调整，数字显示温度。家用电热水器外壳采用不锈钢或塑料。多采用壁挂式，以节省占地面积。也有时采用落地式豪华型，适合卫生间较大、经济富裕的家庭选用。家用热水器的容量一般在20T20L之间，根据用途和人口数食选择不样容量。用于洗浴的4口之家，容量在40.6OL就足够了。3ideaL出水喷头控温旋钮电源指示灯（绿）V冷水进口、少温指示灯（红）调温阀1、安装规定无论是壁挂式还是落地式，都应垂直安放不得倾斜。对于壁挂式一定要固牢固，巴为加满水后总重达一百多公斤。电源线多为三芯护套线，其中黄绿双色线是接地线，一定要与电网中的地线连接牢固，以保证人身安全。另两根线接220V交流电源，假如阐明书中有尤其规定，还要分清零线（蓝色线）和火线（棕色线）。假如电网中没有专用地线，还应自行埋里地线（接地电阻不大于4dl）,与热水器上的接地螺丝连接。热水器应使用带开关（控制火线）的专用三线插座，一般热水器上是没有专用电源开关时。2、使用程序(1)安装完毕初次使用时首先把调温阀(调整喷头B出水温度，即混入冷水B¾多寡)扳向标有“热”字样B¾这一边，再打开进水阀门注入冷水，等喷头持续出水时表达热水器内胆水已经灌满，关闭进水阀门。(2)合上电源开关，电源指示灯(绿色)亮。表达热水器处在通电状态。(3)顺时针转动控温开关旋钮，红色指示灯亮，表达电源接通且加热开始。当红色指示灯熄灭时，表达水温已经到达设定值，加热自动停止。顺时针转动控温旋钮，温度调整范围为10-8590,最高值设计为8590,以防止内胆中产生过多B¾水垢，减少加热元件B¾热效率和使用寿命。(4)淋浴前把调温阀扳到“冷”与“热”中间部位，并打开进水阀门进行出水温度调整，合适时再行洗浴，要防止冷热过度伤害身体。出水温度由调温阀决定，出水量由进水阀门和冷水水压决定。当淋浴中水温减少时.，可将调温阀逐渐调向“热”处，如调在“热”处时出水温度仍低，表明容器内基本无热水。对于热水器0¾绝缘性能国家有严格0规范一般状况下，洗浴中不必断电。当然，洗浴前先行切断电源更安全。一款手动调温、刻度盘指示温度热水器正面外形构造示意图如图所示。(5)加热过程中，由于热胀冷缩的缘故，喷头有少t滴水，属正常现象。(6)一般热水器多为保温型，可以长期持续工作，自动保持内胆中时水温为控温器的设定值。3、电气原理XPE线电源插头;TCO限温保护器;T控温开关;H加热元件;LED1、R1：电源指标灯（绿）；LED2、R2：加热指示灯（红）。热水器0基本电路如图所示。不一样品牌0热水器控温形式不一样（图中的控温开关叨，有的是用老式0机械式，更多使用电子数字显示式。前者构造简朴，整机价格较低，但温度调整不精确，后者恰好相反。无论哪种形式，目B¾都是预设温度;当胆内水温到达预设温度时，自动切断电源停止加热;当胆内水温低于预设温度时，自动恢复加热。平时，限温保护器TCO和控温开关T都处在闭合状态。擂电后。电流沿L-RI-LEDl-N形成回路，绿灯亮，表达电源接通；同步，电流沿L-TCO-T-H-N形成回路.加热开始；电流沿L-TC0-T-R2-LED2-N形成回路，加热指示灯LED2亮。当胆内水温到达预设值时，安装在胆内的感温元件将信息传达给控温开关T,T动作断开加热回路，加热停止，加热指示灯LED2熄灭，表达水温已到达设定值。当胆内水温低于预设值时，感温元件将信息传达给控温开关T,开关闭合，加热开始，加热指示灯LED2亮。如此周而复始。当故意外状况出现导致内胆温度升高异常时（如“千烧”达IO（TC以上时），串联在加热回路中B¾限温保护器TCO动作，断开加热回路，保护整个热水器不致引起更大损坏。二、危险源分析危险源来自热水器漏电，而房屋的接地不良，地线带电导致其他家电带电，一般电热水器主线无法规避。热水器漏电0¾危险状况包括几种类型：热水器自身漏电，热水器出水带电；地线接地不良，其他电器或者环境原因导致地线带电，热水器出水带电；热水器自身漏电，地线接地不良而带电，跟地线相连接的其他家电带电；未使用固定三孔插座，且插座未安装在淋浴用水喷溅不到的位置。没有定期检查机身电源线上与否漏电。在老式热水器领域，人们几乎皓首穷经，一度声称“两向防电墙，彻底实现热水器安全”。然而在实践中发现，两向防电墙虽然可以处理热水器出水带电问题，却对于热水器漏电导致的其他家电带电问题束手无策。三、安全检查表分析安全检查表有如下长处：安全检查表可以事先编制，可以做到系统化、科学化，不遗漏任何也许导致事故的原因，为事故树的绘制和分析做好准备。可以根据既有的规章制度、法律、法规和原则规范等检查执行状况，轻易得出对00评估。通过事故树分析和编制安全检查表，将实践经验上升到理论，从感性认识到理性认识，并用理论去指导实践，充足认识多种影响事故发生的原因的危险程度（或重要程度）。安全检查表，按照原因实践的重要次序排列，有问有答，通俗易懂，能使人们清晰地指导哪些原因事件最重要，哪些次要，增进职工采用对的的措施进行操作，起到安全教育0作用。安全检查表可以与安全生产责任制相结合，按照不一样的检查对象使用不一样B¾安全检查表，易于分清责任，还可以提出改善措施，并进行检查。安全检查表是定性分析的成果，是建立在原有的安全检查表基础和安全系统工程之上的，简朴易学，轻易掌握，符合我国现阶段的实际状况，为安全预测和决策提供坚实的基础。序号检查项目检查内容要点×是否备注1电热水器质量与否合格，符合原则；与否在安全期限内；2安装措施方式进水管与否使用金属管连接；挂钩与否对日勺连接；3使用方式初次使用注水量与否已满4内胆内胆与否完好（不能脱落）5用电环境漏电装置与否有效6电源插座插座质量与否符合原则；与否老化；功率与否符合规定7接地线与否有接地线；连接与否对日勺8家庭用电家庭用电与否正常（不能超负荷用电）9电热水器生产厂家厂家与否正规;与否符合国标规定检查人张三时间直接负责人李四四、系统安全定量分析定量分析，指分析一种被研究对象所包括成分0数量关系或所具有性质间0数量关系；也可以对几种对象日勺某些性质、特性、互相关系从数量上进行分析比较。而事故树分析措施是对从成果到原因描述事件发生的有向逻辑树进行演绎分析，寻求防止成果发生的对策，这种措施称为事故树分析措施。并且具有如下长处：不仅能分析出事故0直接原因，并且能深入地揭示出事故0潜在原因；用事故树分析描述事故0因果关系直接、明了，思绪清晰，逻辑性强。故选用事故树分析措施来分析。事故树分析（FaultTreeAnalysis,缩写为FTA）措施，是从成果到原因找出与失效或灾害事故有关的多种原因之间因果关系和逻辑关系的分析法。对事故树进行分析，即不考虑事件发生概率大小，只考虑发生和不发生两种状况，运用布尔代数化简法求取事故树的最小割集（凡能导致顶上事件发生0最低程度B¾基本领件B¾集合）或最小径集（但凡不能导致顶上事件发生最低程度的基本领件的集合），及其构造重要度次序（从事故树构造上反应出基本领件B发生对顶上事件发生的影响程度）。通过事故树分析，可以懂得哪一种或哪几种基本领件发生，顶上事件就一定发生，哪一种事件发生对顶上事件影响大，哪一种影响小，从而可以采用经济有效的措施，防止发生事故。将在管道失效及场站火灾爆炸事故资料搜集、记录分析基础之上，运用中国地质大学（北京）安全工程研究室开发的故障树分析系统（faultTreeAnalysis2.0）绘制管线失效故障树和场站火灾爆炸事故树，并应用故障树分析评价措施，求出最小割集或最小径集、构造重要次序等，分析评价引起事故0¾重要原因，以及应采用0对策措施。表3-9事故树中有关符号及代表意义符号名称意义顶上事件或中间原因事件由许多其他互相作用而引起的事件。这些事件都可深入往下分析，处在事故树顶部或中间。O基本原因事件事故树中最基本的原因事件，不能继续往下分析，处在事故树的底端。与门下面输入事件均发生时，上面输出事件才会发生。+或门下面输入事件只要有一种发生，上面输出事件就会发生。1、事故树的分析程序确定和熟悉分析系统。明确分析的范围和边界，包括工艺流程、设备构造、操作条件、环境状况及控制系统和安全装置等。 广泛搜集系统发生过0事故。包括本单位0事故状况、同行业类似系统或设备以及国外事故资料，以便确定所要分析的事故类型。确定顶上事件。一般选择发生也许性较大且能导致一定后果的那些事故作为分析对象。确定顶上事件时，要坚持一种事故编一棵树的原则且定义明确，例如：“加氢反应温度过高”，“氧气钢瓶超压爆炸”，像“过程火灾”，“化工厂爆炸”这些太笼统了，无法向下分析。调查原因事件。就是找出系统的所有潜在危险原因和微弱环节，包括设备元件等硬件故障、软件故障、人为差错以及环境原因，凡与事故有关的原因都找出来，作为事故树0原因事件。确定不予考虑0事件。与事故无关0原因有多种各样，但有些原因主线不也许发生或发生机会很少，如导线故障、飓风、龙卷风等，编制事故树可不予考虑，但要事先阐明。确定分析的深度。在分析原因事件时，要分析到哪一层为止，需事先明确。分析的太浅，也许发生遗漏；分析得太深，则事故树过于庞大繁琐。详细深度应视分析对象而定。对化工生产系统来说，一般只到泵、阀门、管道故障为止；电器设备分析到继电器、开关、马达故障为止，其中零件故障就不一定展开分析。编制事故树。 从顶上事件开始，采用演绎分析措施，逐层向下找出直接原因事件，直到所有最基本的事件为止。每一层事件都按照输入（原因）与输出（成果）之间逻辑关系用逻辑门连接起来。这样得到的图形就是事故树树。 初步编好0事故树应进行整顿和简化，将多出事件或上下两层逻辑门相似B¾事件去掉或合并。如有相似日勺子树，可以用转移符号表达省略其中一种，以求构造简洁、清晰。事故树定性分析。可从事故树构造上求最小割集和最小径集，进而得到每个基本领件对顶上事件的影响程度，为采用安全措施的先后次序、轻重缓急提供根据。事故树定量分析。定量分析可计算出事故发生的概率，并从数量上阐明每个基本领件对顶上事件B影响程度，从而制定出最经济、最合理的控制事故日勺方案,实现系统最佳安全的目的。2、求最小割集和最小径集使用安装不正确A2T用电环境漏X7X8X13X14T=AlXl=(A2+A3+A4)X=(X2+X3+X4+X5+X÷A5÷A6+A7)X1=XiX2+X1X3+X1x4+X1X5+X1x6+X1x7+X1X8+X1x9+XlXl+XiX11+XiX12+XlX13+XlX14最小割集有：X,X2)，(X1,X3，X,X4)，X1,X5)，(X1,X6，X1,X7),X1,X10)，X1,X8)，X1,X12,(X1,X9，X1,Xnl，X1,X13),XhX14)T'=AJ+X'=A2'A3'A4'+X1'=X2'X3'X4'X5'X6'A5'A6'A7'+X1'_XZGV<Vr<VGVGvr，寸GVGVGVrGVrGVrJVG-A2X3X4入5入6A7XsA9AlOXll入12X13A¼+Al最小径集：X2'X3'X4'X5'X6'X7'X8'X9'XK)'X1JX12'X13'X4',(Xl)取 qi=q2=q3=q4=q5=0.()lq=qi2=qi3=qi4=0.()3q6=q7=q8=q9=qo=O.O23、顶上事件发生日勺概率P=qq2÷q1q3÷q1q4+q1q5÷q1q6÷qq7÷q1qs÷qq9+q1q10÷q1qn÷q1q12+qq13+q1qu=0.00264、求各个事件日勺构造重要度系数根据公式：Z*')=x专FInI=6.5In2zz0.5In3=In4=Inl3=Inl4=055、求各个事件日勺概率重要度系Iqi=q2+q3+q4+q5+q+q7+qs+q9+qo+qn+q12+q13+q14=0.26Iq2=Iq3=Iq4=Iq5=0.01Iq6=Iq7=Iq8=Iq9=Iq10=0.02Iqu=Iql2=Iq13=Iq14=0.036、求各个事件的临界重要度系数Ici=(qP)*Iqi=IIc2=Ic3=Ic4=Ic5=0.038Ic6=Ic7=Ic8=Ic9=ICIo=O154Icl1=Icl2=Ic13zIc14=0.346五、电热水器常见故障分析和维修1、电热水器故障类型及影响分析子系统设备或组件名称故障类型事故原因分析事故影响分析故陌等级提议措施对子系统对系统线路连接装置开关插座保险丝漏电其他带电元器件与机壳之间产生漏电；漏电保护插头与劣质插座接触不良，因过热而产生；漏电保护插头与温敏开关任一者出现故障漏电漏电Il检查排除或更换元件;更换温敏开关或漏电保护插头。加热指小灯加热指J<灯不亮发热管接插端接触不良或断线；温控器接插端接触不良或断线；发热管烧坏；温控器烧断发热火灾II更换发热管；不能加热温控器无保温功能温控器动作温度过高或已烧融短路发热火灾II更换温控器温控器,i处在保温状态，不能重新加热温控器不能复位一直处在开路发热火灾Il换温控器2、电热水器原理图故障维修XPE线电源插头;TCO限温保护器;T控温开关;H加热元件;LED1、R1：电源指标灯（绿）；LED2、R2：加热指示灯（红）。（1）插电后热水器不工作所有指示灯不亮:a.检查与否停电;b.检查加热元件H外表与否破损?如有破损，电流将通过水与金属外壳（地线）短路，导致具有过流保护功能时顾客电网开关跌落而停电。如是，需更换与原规格相似的加热元件。仅电源指示灯（绿色）亮:a.检查控温开关T与否导通?常温下若不通，更换控温开关;b.检查限温保护器TCo与否导通?常温下若不通，更换限温护器。所有指示灯都亮:加热元件H开路。（2）加热元件H总处在工作状态（红色指示灯总亮），不能自动停机。控温开关T损坏，温度到达设定值时不能切断电源，更换同型号控温开关。（3）整机工作正常，但对应的指示灯不亮检查对应H¾指示灯电路。不外乎RI,1.EDI,R2,LED2其中之一开路，或一种元件短路后导致此外一种元件烧毁。（4）热水器一通电即导致电网开关跌落（停电）a.加热元件H绝缘层破损，电流通过水与金属外壳（地线）短路，导致具有过流保护功能的顾客电源开关跌落而停电，更换同规格加热元件;b.加热元件H内部短路;c.棕色线、（相线）有与零线、地线短路处。六、安全使用措施及提议1热水器安装在浴室内，顾客不得自行迁装。2安装热水器的房间应有与室外通风的条件（房间上部应有排风换气装置，下部应有自然通风口）。3使用热水器时开动排风换气装置，停电或其他原因不能开动时，要启开通向室外0窗户，关闭对内0¾房门，以保证安全。4热水器有故障时，必须立即停止使用，并及时报修，不得自行修理、自行拆装。5身体虚弱的人员洗澡时，家中要有人招呼，不要几人持续使用，以防意外事故。6如浴室通风不良，防止浴者水蒸气缺氧也应加强换气措施。7己购置电热水器且正在使用中0¾消费者及家庭，要认真理解热水器使用阐明，清晰自家接通电热水器日勺电线规格、载流量与否符合容量规定；插座型号性能与否匹配、与否防水，有无精确可靠B¾接地装置。8 .需要购置电热水器的家庭，首先要理解本楼本户卫生间电源配置状况，查看有无安全接地装置，地线、插座等与否合格合用，必须先把充足时理解和掌握作为选购的前提。9 .在选择和购置时，要多理解所选购品牌的详细安全保障措施。在对自家用电环境不确定B状况下，提议优先选购带有良好安全技术和防环境漏电装置的热水器。10 .应理解电热水器的安全有效期限，杜绝超安全期限使用。11 .生产经销企业要认真履行法定义务，重质量、重责任、重诚信，从保证人的生命安全的最基本规定出发，研制、销售产品和提供服务。当消费者家庭安全用电条件不具有或没有安全可靠的接地装置时，经营者应拒绝销售、拒绝安装,以真正体现企业最基本的社会责任。七、结论本次对电热水器的危险原因分析，采用多种措施，增进了对安全系统工程的知识，更深入放入理解了安全系统这门课，同步也理解了更多的热水器的知识。伴随人民生活水平的提高和气源的不停增长，人们对燃气迅速热水器需求量越来越多，大容量、多功能、优质、高效全自动的热水器将越来越受到人们的欢迎。但安全使用B¾问题一直是不容忽视B¾,一定要通过多种方式让顾客懂得安全使用B¾基本常识。除了应彻底处理好热水器自身安全性能外，更要从建筑、供气、安装、检测、维修各方面加以努力，切切实实做好-切。以良好的工作质量、工程质量、管理质量对热水器的J安全使用做出可靠的保证。通过这次课程设计，使我愈加扎实的掌握了有关安全系统工程的有关热水器0¾危险性分析0措施，掌握了安全检查表和预先危险性分析0定性分析B环节和技巧，愈加掌握了绘制事故树措施和通过事故树计算顶上事件概率、构造重要度、概率重要度B¾措施。虽然在设计过程中虽然碰到了某些问题，但通过一次又一次的思索，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验局限性。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的J知识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不停发现错误，不停改正，不停领悟，不停获取。在此后社会B¾发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能碰到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行处理，只有这样，才能成功的做成想做0事，才能在此后日勺道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不也许收获成功，收获喜悦，也永远不也许得到社会及他人对你B承认！课程设计诚然是对安全系统工程这门专业课知识的纯熟运用，给我诸多专业知识以及专业技能上的提高，给了我许多道理，给了我诸多思索，尽管这次设计中还不能做到尽善尽美，某些内容尚有待于深入的研究，由于必然我们的知识有限，并且也没有真正的接触过燃气热水器，不过为了这次课程设查阅了诸多资料,为后来0安全工作打下基础。134578910111213八、道谢本次课程设计需要感谢一下人员所提供的协助和大力支持：参照文献徐志胜.安全系统工程M.北京：机械工业出版社2023.9刘相臣，张秉淑.石油和化工装备事故分析与防止M,北京：化学工业出版社,粟镇宇.工艺安全管理与事故防止M.北京：中国石化出版社2023.4隋鹏程，陈宝智，隋旭编.安全原理M.北京：化学工业出版社，2023何学秋.安全工程学M.徐州：中国矿业大学出版社,2023.6吴宗之，高进东.重大危险源辨识与控制出.冶金工业出版社，2023.11刘诗飞，詹予忠.重大危险源辨识及危害后果分析IxI.化工工业出版社，2023.5罗云等.风险分析与安全评价M.化学工业出版社，2023.1罗云，樊运晓，马晓春.风险分析与安全评价闺.化学工业出版社，2023,5GB50156-92小型石油库及汽车加油站设计规范1992GB50016-2023建筑设计防火规范2023AQ8001-2023安全评价通则2023