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1、工艺危害分析的方法HAZOP技术张启波 一 工艺安全异常二 什么是HAZOP方法三 HAZOP分析步骤介绍四 岗位异常处置标准编制程序HAZOP方法进展 提纲 一 工艺安全异常 是指运行工艺发生因操作参数越限 如 压力底限 高限 或设备 附件故障导致工艺过程运行出现偏差或存在重大隐患 若不及时处置将会导致事故发生 工艺安全管理异常基本分类包括 工艺参数异常 运行不稳定 基础缺陷 冷却保护缺陷 润滑系统缺陷 内部问题 强度不够 附件问题 仪器仪表系统问题 联锁保护问题 其它工艺与设备问题 工艺安全异常 由于工艺安全管理异常涉及偏差因素多 同一偏差导致的原因多 若处理不及时或处理方法不对 将会导致
2、严重的工艺安全灾难 工艺参数溢出到事故发生过程 2005年11月13日13时40分左右 地处吉林省吉林市的中石油吉林石化公司101厂 双苯厂 一化工车间 硝基苯精馏塔 连续 5次 发生爆炸 5人死亡 1人失踪 工艺参数异常 异常处置不当导致的事故 事故经过与原因 错误关了进料 没关蒸汽阀 导致T101温度升高 11月13日 因苯胺二车间硝基苯精馏塔塔釜蒸发量不足 循环不畅 班长组织停硝基苯初馏塔和硝基苯精馏塔进料 排放硝基苯精馏塔塔釜残液 降低塔釜液位 10时10分 徐某组织人员进行排残液操作 在进行该项操作前 错误地停止了硝基苯初馏塔T101进料 没有按照规程要求关闭硝基苯进料预热器E102
3、加热蒸汽阀 导致进料温度升高 在15分钟时间内温度超过150 量程上限 11时35分左右 徐某回到控制室发现超温 关闭了硝基苯进料预热器蒸汽阀 硝基苯初馏塔进料温度开始下降至正常值 再次组织进料时 没有按照 先冷后热 的原则进行操作 导致冷料进入超温容器 物料急剧气化 13时21分 在组织T101进料时 再一次错误操作 没有按照 先冷后热 的原则进行操作 而是先开启进料预热器的加热蒸汽阀 7分钟后 进料预热器温度再次超过150 量程上限 13时34分启动了硝基苯初馏塔进料泵向进料预热器输送粗硝基苯 当温度26 粗硝基苯进入超温的进料预热器后由于温差较大 加之物料急剧气化 造成预热器及进料管线法
4、兰松动 导致系统密封不严 空气被吸入到系统内 T101塔为负压操作 与T101塔内可燃气体形成爆炸性气体混合物 引发硝基苯初馏塔和硝基苯精馏塔相继发生爆炸 引起T101塔 T102塔发生爆炸 随后致使与T101 T102塔相连的两台硝基苯储罐及附属设备相继爆炸 随着爆炸现场火势增强 引发装置区内的两台硝酸储罐爆炸 并导致与该车间相邻的55 灌区内的一台硝基苯储罐 两台苯储罐发生燃烧 2002年 某企业乙烯裂解气压缩机四段出口放火炬线消音器发生爆裂着火事故 压力等级划分不合理 工艺安全设计出现的问题导致的事故 压力等级划分不合理 工艺安全设计出现的问题导致的事故 英国一化工厂管道变更失误导致的爆
5、炸事故 工艺变更导致的事故 英国一化工厂管道变更失误导致的爆炸事故 工艺变更导致的事故 系统可能的异常状态 偏差 识别是否清晰 偏差产生的原因 现场控制措施 是否充分 工艺设计是否存在问题 操作规程 异常与应急处置标准是否合理 总结 二 什么是HAZOP方法 HAZardandOPerabilityStudy危险 害 与可操作性研究HAZardandOPerabilityAnalysis危险 害 与可操作性分析 热身 有关HAZOP的几个关键词 我是一种基于风险的安全分析方法 我能提供过程系统安全性的证明文件 我是一种团队活动 需要集体智慧 我的方法简单 比较耗时 但很省钱 我能解决一些重要的
6、安全问题 但不能包打天下 哪里会出错 如何出的错 有何保护措施 我是谁 HAZOP的魅力所在 魅力之一 集体智慧魅力之二 引导词激发创新魅力之三 系统化审查 魅力之一 集体智慧 实施关键 通过审查会议的方法实现集体智慧 依据和基础 相关的多种专业具有不同知识背景的人员所组成的分析组一起工作比他们独自一人单独工作更具有创造性与系统性 能识别更多的问题 头脑风暴 BrainStorming 常用引导词 无 增加 减少 早 晚 先 后 伴随 部分 逆向 异常 常见参数 流量 液位 压力 温度 组成 时间 速度 转速 频率 化工HAZOP偏离句法 组合法得到合理偏离 例如 无 NO 流量 FLOW 无
7、流量增加 MORE 压力 PRESSURE 压力高伴随 ASWELLAS 相 PHASE 两相早 EARLY 操作 OPERATION 操作超前 魅力之二 引导词激发创新 引导词 参数 偏离 引导词是打开创新思维的 引导词偏离双向分析 魅力之二 引导词激发创新 找到危险原因 找到危险不利后果 揭示安全措施作用 找到事故变化路径 找到妨碍有效操作的原因 找到妨碍有效操作的后果 找到影响产品产量和质量原因 适合于连续过程 适合于间歇过程 适合于设计阶段和在役过程 适合于机械系统 适合于电子信息系统 偏离是故障传播的推动力 查找事故的完整传播路径 魅力之三 系统化审查 系统化审查实施要点 遍历过程所
8、有部分 部件 用尽所有可行的引导词 HAZOP是一种技术 它提供给人们机会 使他们的想象力能自由地发挥 以便考虑所有的危险或可操作问题 由于已经通过系统化的方法对每一个管线以及每一个危险源都依次考虑过了 从而减少了某事物出错的机会 T 克莱兹 1999 通过双重循环审查 实现 遍历 和 用尽 选择一条管线 选择偏离 例如流量小 流量小可能吗 有危险吗 或妨碍了有效操作吗 操作工是否知道这种流量小的情况 有何防止偏离和减缓后果的措施 措施成本合理吗 确定安全措施 跟踪措施的落实 考虑其它措施 过程的什么变化应告诉他们 还有新的偏离吗 考虑其它流量小的原因 是 是 是 是 是 否 否 否 否 否
9、系统化审查步骤示意图 T 克莱兹 1999 HAZOP方法和传统的检查表法的主要区别和联系是什么 检查表用来普查危险 原因 和 后果 在装置的哪些部位发生 HAZOP用于揭示系统性危险 即找到检查表得到的 原因 与 后果 的内在关系以及防止该危险发生的措施 两者联系是 检查表的结果为HAZOP提供基本信息 HAZOP的优势与局限 HAZOP的益处 根据以往的统计数据 HAZOP可以减少29 设计原因的事故和6 操作原因的事故 在设计阶段采用HAZOP能够识别设计中存在的问题 并在详细设计阶段得到纠正 从而降低开工后的变更成本 更快实现工艺流程的正常运转 对在役装置的HAZOP分析 可以查找遗留
10、的设计缺陷和现场生产运行管理的漏洞 提高在役装置的安全水平 HAZOP分析结果如果用于操作规程 异常处置标准的编制 可以提高可操作性和异常处置的准确性 从而确保生产装置平稳运行 保证产品质量 降低生产成本 落实直线组织职责 提高工艺 设备 运行等管理水平 在进行HAZOP的过程中 可以培养和筛选一批工艺安全分析专业人才 HAZOP分析结果还可作为员工的辅助培训教材 HAZOP的优势与局限 HAZOP的益处 可以在工厂运行周期内的任何时间段进行项目建议书编制阶段的方向性分析 可行性研究阶段的确认性分析 在设计阶段 设计审查前 进行的全面分析 对建设阶段出现的设计变更进行的小型分析 在工厂完工后进
11、行的试生产前的分析 在工厂生存期限内进行的定期分析 HAZOP的优势与局限 HAZOP的益处 HAZOP的优势与局限 局限性 假定设计对于正常工况是正确的 要求有准确的资料或图纸 分析易跑题 定性而不定量 有时一个严重的危险将涉及到系统几个部分之间的相互作用 在这种情况下可能需要用故障树分析等技术进行更详细的研究任何一种分析工具都不可能保证所有的危险或可操作性问题都能识别 HAZOP分析也是如此 HAZOP分析的成功很大程度上依赖于分析小组领导的能力和经验以及小组成员之间的知识 经验和合作 HAZOP只考虑出现在设计描述中的部分 不考虑那些在描述中没有出现的行动和操作 三 HAZOP分析步骤介
12、绍 HAZOP分析报告形式 认识几个HAZOP分析常用名词 节点节点是在流程图中所对应实际过程的一个位置 在该位置上可以通过施加偏离进行安全分析 或者解释为 节点是一个点 在该点上的过程参数能够识别HAZOP评价意图 节点一般由组长在HAZOP团队会议之前选定 节点的例子有 从一个过程向另一个过程输送物料的管道 一个储罐 参数参数是有关过程的 用来描述它的物理 化学状态或按照什么规律正在发生的事件 参数分为具体参数和概念参数两类 具体参数 例如 压力 温度 液位 流量 组成 转速 时间等 概念参数 例如 反应 混合 汽化 结晶 精馏 吸收 萃取等 意图意图解释为系统在该节点上期望如何操作 它提
13、供了一个参考点以便施加偏离 引导词引导词是一个简单的词或词组 用来限定或量化意图 并且联合参数以便得到偏离 常见的引导词有 无 增加 减少 部分 异常 伴随 逆向 早 晚 超前 迟后等 偏离偏离是对评价意图或设计意图的偏离 它们是通过系统地使用引导词对每一个节点的每一个参数加以组合得到有实际意义的偏离 例如 增加 温度 温度过高 减少 流量 流量过小 异常 反应 反应异常 认识几个HAZOP分析常用名词 原因原因是偏离发生的缘由 原因可以是 设备失效 人为失误或外部事件 不是所有可能的偏离都有实际意义 后果后果是偏离所导致的结果 例如 储罐压力超高导致有毒物料的释放 安全措施在所评价位置的防止
14、措施或减缓措施以及管理系统 该措施减少了偏离发生的概率或减缓了后果的严重度 常见的安全措施有 安全阀 报警系统 阻火器 爆破片 建议安全措施的行动用来防止或减缓一个偏离的后果 或特殊的偏离评估所需要的进一步的信息 认识几个HAZOP分析常用名词 HAZOP分析的三大步骤 搜集资料 开讨论会 编写报告 定义 准备 分析 文档和跟踪 HAZOP分析步骤 确定分析范围和目标 确定职责 选择分析小组 5 7人 组长 记录员 组员 HAZOP会议组长 近期5次以上组长经历 有综合专业特长和实际工作经历 善于启发集体智慧 善于把握分析深度和进度 善于启发和把握评价的客观性和真实性 从他人的立场看问题 奉献
15、真诚的感激和赞扬 给予巨大的热情和动力 尊重他人 批评决不能过分 给人们以好的声誉 保持乐观和公平的意识 HAZOP会议组长职责与任务 1 预先提出会议计划时间表 并且得到项目经理的批准 按照项目经理的要求提出评价预算 2 组织 安排 会议的地点 日期 时间和餐饮 茶点服务 午餐等 3 为评价提供识别 获取和复制必要的图纸和文档 分发给每一个成员 图纸和文档从项目经理处获得 4 组织必要的硬件设备和软件 投影仪 实时计算机投影仪 阅读设备等 5 选择分析节点 与项目经理一起选定 6 主持HAZOP会议的所有议程 7 在把握时间进度的前提下 确保充分的技术审查 8 在会议期间 提出子会议或研讨建
16、议 以便从技术和会议安排的观点讨论特定的更有成效的问题 9 给项目经理准备和提交初步的草稿 送批稿 和最终HAZOP审查报告 包括从准备和草稿 送批稿 报告到最终报告的注解内容 10 专心主持所有评价会议 11 每天的HAZOP会议结束后检查工作报告的技术上的正确性 12 在会议上和会议外指导HAZOP纪录员的工作 13 在传达和复审HAZOP会议时提供专家意见 14 帮助项目经理准备和完成HAZOP复审的补遗报告 该报告是有关建议和解释或关闭 消除 的补遗 15 使得HAZOP评价与公司的研究 风险基本原理和保护方法具有一致性 记录员职责与任务 1 在每一次会议之前 提供HAZOP审查会议的节点列表和工作单 2 以分列单的方式记录HAZOP审查讨论的要点 3 专心参加所有审查会议 4 帮助组长准备初稿 草稿 送批稿 和最终HAZOP报告的打印件 5 检查拼写 词语 将每一个报告的设备目标数 流体组分 测量单元等列表 特别是建议措施 6 订购并且安排会议餐饮 记录员必须具备专业知识和经验 项目经理 工艺 设备 自控工程师职责与任务 1 组织HAZOP评审 获得所需的支持 经费 选择和通
