110 專技高考高等考試 工業安全技師 風險危害評估 考古題詳解

核心觀念與法規依據

**以命題當年（民國 110 年）法規為準。**本題依《製程安全評估定期實施辦法》第 3 至第 5 條作答；當時「製程修改」的定義，涵蓋製程化學品、技術、設備、操作程序、規模或影響製程設施之變更，並包括製程安全資訊、標準作業程序或規範的更新。此後《製程安全評估定期實施辦法》第 3 條修正了製程修改的定義，考試作答仍以命題年度規定為準。

• 製程安全評估：以結構化、系統化方式，辨識、分析適用工作場所的潛在危害，並採取必要預防措施。
• 製程修改：前述工作場所的製程化學品、技術、設備、操作程序、規模或影響製程設施之變更，包括製程安全資訊、標準作業程序或規範的更新。

甲類危險性工作場所應每五年實施一次製程安全評估；製程修改時，也適用相關評估規定。評估方法至少採用一種法定方法，例如「如果－結果分析」、檢核表、危害及可操作性分析（HAZOP）、失誤模式及影響分析（FMEA）或故障樹分析（FTA）。

解題方法

先依題目要求回答兩項定義，再依《製程安全評估定期實施辦法》第 4 條拆成兩個層次：

1. 評估事項：製程安全資訊、製程危害控制措施。
2. 評估報告內容：評估過程與結果，以及法定製程安全管理項目。

題目指出該廠於民國 106 年通過甲類危險性工作場所審查，依五年週期，應於民國 111 年重新實施評估。150 公斤矽甲烷是題目設定的製程物質與存量；作答重點是依其甲類工作場所身分說明評估內容，不須另行計算數量門檻。

評估內容

一、製程安全資訊

應確認並評估下列資料是否完整、正確且符合實際製程：

1. 高度危險化學品危害資訊：毒性、容許暴露濃度、物理性質、反應性、腐蝕性、熱與化學安定性，以及與其他物質意外混合時可能造成的危害。矽甲烷的危害資料應納入，並確認化學品清單及安全資料表等資訊。
2. 製程技術資訊：方塊流程圖或簡化流程圖、製程化學反應資料、預期最大存量、溫度／壓力／流量／組成等安全上下限，以及製程偏移可能造成的後果，包括對勞工安全與健康的影響。

核心觀念

本題考查貝氏機率與篩檢結果的聯合機率。計算時須區分：

• 盛行率：隨機一人有病的機率，$P(D)=0.01$。
• 敏感度：有病者呈陽性的機率，$P(+\mid D)=0.90$。
• 假陽性率：無病者呈陽性的機率，$P(+\mid \bar D)=0.05$。
• 假陰性率：有病者呈陰性的機率，$P(-\mid D)=1-0.90=0.10$。
• 真陰性率：無病者呈陰性的機率，$P(-\mid\bar D)=1-0.05=0.95$。

題幹稱「可靠度為 90%」，但隨後已分別給定有病與無病時的正反應機率，因此應依這些明確條件機率計算，不將「90%」另解為整體正確率。

解題方法

先將人群依「有病／無病」分組，再將各組依「陽性／陰性」拆分。每一格的聯合機率，等於該組比例乘上該組出現相應檢驗結果的條件機率。

以 10,000 人為例，預期有 100 人有病、9,900 人無病。

1. 有病且被篩出

有病且呈陽性的機率為：

即 0.9%；以 10,000 人計，約 90 人。

2. 無病且被篩出

無病且呈陽性的機率為：

即 4.95%；以 10,000 人計，約 495 人。

3. 有病但沒被篩出

有病但呈陰性，即假陰性：

即 0.1%；以 10,000 人計，約 10 人。

4. 無病且沒被篩出

無病且呈陰性，即真陰性：

即 94.05%；以 10,000 人計，約 9,405 人。

四種結果合計為：

核心觀念

本題以燃燒三要素規劃苯乙烯火災爆炸預防：燃燒需同時具備可燃物、助燃物（氧氣）及點火源，控制其中任一要素即可降低風險。題目另提供閃火點、最大試驗安全間隙（MESG）及自燃溫度（AIT），可用來判斷蒸氣生成風險，以及選擇適用的防爆電氣設備。

依題目指定的 Jones 理論，先由完全燃燒反應求理論混合比例 $C_{\mathrm{st}}$，再用 $LEL=0.55C_{\mathrm{st}}$ 估算爆炸下限。

解題方法與計算

1. 求苯乙烯的理論混合比例與爆炸下限

苯乙烯完全燃燒反應式為：

每莫耳苯乙烯完全燃燒需 $10$ 莫耳氧氣。空氣中氧氣體積分率取 $21\%$，則每莫耳燃料所需空氣莫耳數為：

因此燃料在燃料與空氣混合物中的理論體積比例為：

依題目給定的 Jones 估算關係：

故苯乙烯蒸氣爆炸下限估算值約為 $1.13\%$（體積百分比）。

2. 以消費率估算通風需求

苯乙烯分子量約為 $104.15\ \mathrm{kg/kmol}$，消費率換算為莫耳流率：

在 $25\,^\circ\mathrm{C}$、$1\ \mathrm{atm}$ 下，理想氣體莫耳體積約為 $24.47\ \mathrm{m^3/kmol}$，若假設消費的苯乙烯全數成為蒸氣：

若以充分混合、穩態排風估算，並採用將濃度控制在 $25\%\,LEL$ 的設計目標，則排風量至少為：

此值是以全量揮發及完全混合為前提的估算；實際通風設計仍須依洩漏情境、設備配置、局部排氣效率及適用規範確認。

火災爆炸預防措施

可燃物控制

核心觀念

本題考故障樹分析（Fault Tree Analysis, FTA），以及可靠度、不可靠度與等效故障率的換算。

依圖示，將保護功能分成兩個子系統：

• 溫度控制冷卻迴路：TC、TIC、CV1 均須正常，才能依溫度調節冷卻水。
• 低水壓停料迴路：PIC、CV2 均須正常，才能在冷卻水壓不足時切斷原料。

採用一般考題的簡化假設：兩個保護子系統獨立，任一子系統仍可發揮保護作用；超溫爆炸須兩個子系統都失效。各元件故障相互獨立，且故障率為常數，故元件在操作時間 $t$ 內的可靠度為：

其中 $Q(t)$ 為不可靠度，也就是操作期間至少故障一次的機率。

解題方法

溫度控制冷卻迴路中的元件為串聯系統，任一元件失效即使該迴路失效。因此：

低水壓停料迴路同樣為串聯系統：

依上述保護層假設，只有兩個迴路都失效時，保護系統才失效並導致超溫爆炸：