危险与可操作性分析 综述

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1、危险与可操作性分析综述 （HAZOP）,HAZOP培训,提纲,1、HAZOP的意义与作用 2、HAZOP基本原理 3、分析流程 （1）节点 （2）偏离、参数、引导词 （3）原因和后果分析 （4）安全措施 （5）风险矩阵及风险等级的确定 （6）提出建议措施等 4、管理流程 5、HAZOP与其它分析方法的关系 6、设计阶段与生产运行阶段的HAZOP分析 7、计算机辅助HAZOP软件 8、结束语,中国化学品安全协会,1、HAZOP的意义及作用,1974年，英国弗里克斯堡(Flixborough)一套环己烷氧化反应装置发生泄漏，物料形成的蒸汽云爆炸，28人死亡，108人受伤,重大工艺过程事故教训,Fl

2、ixborough 工艺系统变更,1984年，美国联合碳化物公司印度博帕尔农药厂45吨甲基异氰酸酯几乎全部泄漏。20万人中毒，2万人死亡。全厂被毁，遗址几十年内无法用于任何用途。,博帕尔（Bhopal）事件,博帕尔（Bhopal）事件,2000年以来国内石化企业重大事故,HAZOP分析的必要性,由于引发危险事故的原因具有多样性，导致发生危险事故的可能性无处不在，无时不有；传统安全设计技术存在缺陷；处于生产运行阶段的装置存在多种事故隐患。以上危险因素导致了重大事故时有发生。 历史教训使人们深刻地认识到：必须在事故发生之前识别出潜在危险！如果能够预先识别出问题所在，就能防止事故的发生！ 这种危险分

3、析方法是存在的，HAZOP分析方法就是得到全世界认可的、有效的危险识别和分析方法之一。,HAZOP分析的必要性（续）,HAZOP分析可以帮助企业准确地识别潜在的事故原因；帮助设计人员找到设计方案中的缺陷，并且提出安全措施建议，从设计方案上降低工艺系统的风险。 HAZOP分析可以帮助生产运行的企业系统全面地查找潜在事故隐患，识别现有安全措施是否足够，提出建议措施预防潜在事故。此外还能帮助修正操作规程中的缺陷。是企业排查事故隐患，预防重大事故的一种重要方法。 在世界范围内，HAZOP分析已经被化工和工程建设公司视为确保设计和运行完整性的标准设计惯例。很多国家要求将HAZOP分析作为预防重大事故计划

4、的一个重要部分。,全面系统提升企业生产的安全性,执行HAZOP分析是企业实现“生产安全，预防为主”理念的有效措施。 在设计阶段实施HAZOP分析，可以为企业建造一个本质上更安全的装置系统。 在生产运行阶段实施HAZOP分析，可以减小操作失误或由于操作失误而导致的损失； 可以全面识别和分析工厂潜在的事故； 完善针对潜在重大事故的预防性安全措施，相当于把安全防线提前。,英国ICI执行HAZOP分析的效果,中国化学品安全协会,2、HAZOP原理,HAZard and OPerability Studies 危险（害）与可操作性研究 HAZard and OPerability Analysis 危险

5、（害）与可操作性分析,HAZOP,对于新建和在役工厂,HAZOP的目标是识别潜在的那些由偏离设计目的的偏差所引起的危险和操作性问题,HAZOP起源： 诞生在英国，由化学工程师T.克莱兹在41岁时发明； 1963年，首次在英国帝国化学工业集团（ICI）新建苯酚工厂应用，在公司内部摸索和应用了10年之后才在英国普及推广。,HAZOP由来,一经出现，广泛采用！,HAZOP方法的基础,头脑风暴（Brain Storming） 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。,从偏离出发，反向检查分析偏离原因，正向检查分析偏离的

6、不利后果,HAZOP原理（1）,HAZOP原理（2）,“偏离”可以激发创新思维； “偏离”便于完备地揭示事故剧情。 方法：从偏离（被分析的假定的危险事件）出发，反向检查分析偏离原因，从该事件正向检查分析偏离的不利后果。,无流量,HAZOP原理的图形解释,物料A和物料B通过泵连续地从各自的供料罐输送至反应器，在反应器中合成并生成产品C。假定为了避免爆炸危险，在反应器中A总是多于B。该装置中待分析的部分用粗线条表示。,一个简单示例,案例2：一个事故案例,废液罐,甲醛罐,阀门B,阀门A,案例2：简化工艺流程,采用CAH软件记录HAZOP分析结果,图中的黄色盾牌表示已有安全措施，绿色盾牌表示建议措施，

7、数字代表安全措施或建议措施的条数,从CAH软件可导出各种格式的HAZOP报表,表格方式下信息隐含、信息缺失、阅读困难、难以表达事件链,中国化学品安全协会,3、HAZOP分析流程 （1）节点 （2）偏离、参数、引导词 （3）原因和后果分析 （4）安全措施 （5）风险矩阵 （6）建议措施,Yes,循环次数：几百次到几千次！,分析流程,27,HAZOP分析工作流程,节点（Nodes）：在开展HAZOP分析时，通常将复杂的工艺系统分解成若干“子系统”，每个子系统称作一个“节点”。这样做可以将复杂的系统简化，也有助于分析团队集中精力参与讨论。各节点的设计意图应能充分定义。,连续过程： 节点为流程的一部分

8、，可能为工艺单元； 可以是一条线，也可以是一台设备； 也可以根据经验将一些管线和一些设备合并成一个节点； 可以根据功能将复杂设备分成不同节点； 应根据工艺的变化，划分不同的节点。,间歇过程：HAZOP节点可能为操作步骤。,（1）节点,传统的节点划分,划分节点的前提是读懂P&ID P&ID（Process and Instrument Diagram）即管道及仪表流程图、管道仪表流程图。,传统的节点划分方法是： 一般按照工艺流程的自然顺序进行，从进入的P&ID管线开始： 继续直到设计意图的改变，或 继续直到工艺条件的改变，或 继续直到下一个设备。,节点划分示例1 - 常规节点划分,例2 一条线作

9、为节点,工艺流程说明,PFD,PID,节点划分示例2 - 一条线作为节点,32,工艺流程说明,PFD,PID,节点划分示例3 - 一台设备分为多个节点,节点描述与设计意图,节点描述：1）起止范围：从哪里到哪里；2）包括哪些管道和设备。 如：从盛有物料A的供料罐到反应器之间的管道，包括泵A 设计意图：1）输入什么 2）做何处理 3）输出什么 并可以用参数（温度、压力、流量、液位、组分等）的具体数值说明设计意图。 如：连续地把物料A从罐中输送到反应器，A物料的输送速率（流量）应大于B物料的输送速率,节点划分过大，分析对象关系复杂，难于理解，忽略、疏漏的问题较多； 节点划分过小，节点过小重复讨论的问

10、题较多，影响分析进度；,节点的大小取决于系统的复杂性和危险的严重程度。复杂或高危险系统可分成较小的节点，简单或低危险系统可分成较大的节点。,节点划分没有对与错之说，只有相对合理性,节点划分（续） - 节点范围大与小的问题,实用的节点划分方法将在“HAZOP专业班”中教授并进行实战练习！,化工HAZOP偏离句法：引导词+参数=偏离,偏离（Deviation）：指偏离所期望的设计意图。 例如:储罐在25, 3MPaG下储存300吨某种液化烃物料，其设计意图是在上述工艺条件下，确保该物料处于所希望的储存状态。 如果储存条件: 压力低于3MPaG ， 温度高于25, 实际情况就偏离了原本的意图。,例如

11、：无+流量= XX流量无（IEC61882引导词参考附录2）,（2）偏离、引导词、参数,引导词,引导词（Guidewords）：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。 例如“无”、“较多”、“较少”等等。 分析团队借助引导词与特定“参数”的相互搭配，来识别异常的工况，即所谓“偏离”的情形。 例如，“无”是其中一个引导词，“流量”是一种参数，两者搭配形成一种异常的偏离“没有流量”。 引导词的应用使得HAZOP分析的过程更具结构性和系统性,引导词 含义 无 （NO 或者NOT） 正常状态的完全否定 过多 （MORE） 定量增加 过少 （LESS） 定量减少 伴随 （A

12、S WELL AS） 定性修改/增加 部分 （PART OF） 定性修改/减少 相反 （REVERSE） 正常状态的逻辑取反 异常 （OTHER THAN） 完全替代 早 （EARLY） 相对于时钟时间 晚 （LATE） 相对于时钟时间 先 （BEFORE） 相对于顺序或序列 后 （AFTER） 相对于顺序或序列,引导词（续） - IEC61882规定的11个标准,产生偏离,化工HAZOP偏离句法（组合法得到合理偏离）: 引导词 + 参数 = 偏离 例如： 无（NO） 流量 （FLOW） 无流量 过多（MORE） 压力（PRESSURE） 压力高 伴随（AS WELL AS） 相（ PHASE

13、） 两相 早（EARLY） 操作（OPERATION ） 操作超前,参数( Parameter）：与工艺过程有关的物理、化学特性例如温度、压力、液位、流量、组成等。,在HAZOP分析中，参数除具体参数（如温度、压力、液位、流量、组成等）外，还包括概念性参数。概念性参数用于表达可能在装置出现的各种危险事件或活动（如泄漏、维护、仪表、启动停止、压力分界等）,参数,连续系统中常用的概念性参数推荐列表（尤其对于在役装置的HAZOP分析）：,概念性参数（事件）：,泄漏（ Leakage）,维护（Maintenance）,采样（Sampling）,仪表（Instrument）,位置布置（Layout）,静

14、电（Static）,启动和停止（Startup/Shutdown）,振动（Vibration）,压力分界（Pressure specification）,调查表明：50-90%的事故发生在开停车、故障处理、非正常工况、采样、更换催化剂、不正确的维修等过程中！,40,概念性参数,其它（Other）,参数优先,产生偏离 - 参数优先和引导词优先的分析流程,可以选择“参数优先”，也可以选择“引导词优先”，理论上两者无太大差别。,引导词优先,偏离矩阵,偏离矩阵：在实际应用中，将参数与引导词的组合能形成有实际意义的偏离，构成一个偏离矩阵来进行使用。参考教材附录3,引导词/参数一览表,偏离的困难,偏离确定

15、是HAZOP分析的核心内容，也是HAZOP分析的难点。 偏离确定不当，会导致分析了一些无意义的结果；或者漏掉重大危险 对于在役装置来说，不会使用概念性参数往往导致分析的深度不够，问题识别不全！,目前的偏离已经多达100多条，到底分析谁？,HAZOP分析实战法则：偏离确定的4+4原则 （专业班）,HAZOP分析的原因是指引起偏离发生的事件， 即直接原因或初始原因。必要时再深入一步到基本原因。 初始原因一般分为三大类： 设备失效（阀门失效、管线断裂、泄漏） 人员因素（没有明确的操作规程造成人员操作不当） 环境因素（考虑超出设计基础的外部环境，如异常天气）,（3）原因和后果分析,寻找原因小窍门-具体

16、化失效事件: 某台设备故障了、坏了、出问题了 某个操作步骤做错了 外部环境某个参数偏离设计基础,初始原因+基本原因,涉及到管理问题的根原因在HAZOP审查会上不做分析,原因 初始原因、基本原因、根原因,偏离能当原因吗？什么情况下偏离可当原因?,根原因可当原因吗? 什么情况下根原因可当原因？,问题：在节点内找原因，还是节点内外都找原因？,原因的“8+1”原则将在“HAZOP专业班”中详细讲解,后果（ Consequence）：是指偏离所导致的结果(不利后果)；偏离设计意图时导致的结果 例如：储罐压力超高导致有毒物料的释放； 毒气泄漏导致人员伤亡； 易燃易爆物料泄漏导致爆炸和火灾等 。 后果有不同类型和不同的严重程度之分，不同类型分别指对人、环境、财产、企业声誉等的影响；严重程度是对影响程