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1、危险与可操作性分析HAZOP技术吴重光吴重光2021年年1月月17日日20时吉林省吉林市生产丙烯酸丁酯的时吉林省吉林市生产丙烯酸丁酯的吉星化工厂发生火灾吉星化工厂发生火灾沉重事故案例 1984年，美国年，美国联合碳化物公司印度博帕合碳化物公司印度博帕尔农药厂厂4545吨吨甲基异甲基异氰酸酸酯几乎全部泄漏。几乎全部泄漏。2020万人万人中毒，中毒，2 2万人万人死死亡。全厂被亡。全厂被毁，遗址几十年内无法用于任何用途。址几十年内无法用于任何用途。 近年来，我国由于生近年来，我国由于生产事故造成的事故造成的损失已超失已超过自然灾害造成的自然灾害造成的损失，据失，据统计，20032003年我国由于自
2、然灾害造成的年我国由于自然灾害造成的损失失为15001500亿，而因生，而因生产事故造成的事故造成的损失失达达25002500亿 要点1.1.什么是系什么是系统平安技平安技术; ;2.2.危危险“剧情及人工情及人工HAZOPHAZOP技技术;3.3.计算机算机辅助助HAZOPHAZOP技技术; ;4.4.保保护层分析分析LOPALOPA技技术。全方位、全时间周期的系统平安管理概念全方位、全时间周期的系统平安管理概念RBIHAZOP FMEA SILFTA报警管理系统报警管理系统报警管理系统报警管理系统动态平安监管指标动态平安监管指标动态平安监管指标动态平安监管指标 系统平安管理系统平安管理是多
3、种平安技术综合实施的系统平安管理是多种平安技术综合实施的过程。过程。系统平安管理贯穿于企业整个生命周期。系统平安管理贯穿于企业整个生命周期。目前还没有一种平安技术能解决所有的问目前还没有一种平安技术能解决所有的问题，因此必须采用多种方法相互补充。题，因此必须采用多种方法相互补充。平安评价的新进展平安工作通平安工作通过立法立法强制制实行；行；从从单个个设备到工到工艺流程，即从流程，即从“点到系点到系统；平安平安评价覆盖装置的全生命周期；价覆盖装置的全生命周期；必必须考考虑操作人操作人员的人的人为因素；因素；从定性分析提高到半定量分析；从定性分析提高到半定量分析；平安平安评价与平安价与平安设计相相
4、结合；合；计算机算机辅助平安助平安评价；价；计算机在算机在线平安平安监视。国际推荐的常用平安评价技术检查表表如果如果怎么怎么样?FMEAHAZOPLOPASIL事件事件树ETA故障故障树FTA道化学公司火灾爆炸道化学公司火灾爆炸危危险指数指数蒙德火灾爆炸毒性指蒙德火灾爆炸毒性指数数RBIHAZOPHAZardandOPerabilityStudy危险与可操作性研究危险与可操作性研究HAZardandOPerabilityAnalysis危险与可操作性分析危险与可操作性分析危险与可操作性研究HAZOP HAZOP是一种系统化、结构化的方法，以多专业团队人员的集体智慧方式，在有经验的组长主持下，采
5、用标准化“引导词对装置过程系统的中间变量设定“偏离，沿偏离在系统中反向查找非正常“原因，沿偏离在系统中正向查找不利“后果。查找系统中针对各重要“原因后果对偶已有的平安措施，提出整改或新的平安措施建议。 HAZOP分析的主要优点是什么？分析的主要优点是什么？能解决何种平安问题？能解决何种平安问题？ 主要优点是能够较完备地发现装 置中潜在的系统性危险，提出的平安 措施有利于从事故源头切断危险的生 成或减少危险扩散的可能性。HAZOP方法和传统的检查表法的方法和传统的检查表法的主要区别和联系是什么？主要区别和联系是什么？ 主要区别是检查表用来普查危险“原 因和“后果在装置的哪些部位发生，而HAZOP
6、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 提供根本信息。HAZOP方法由来HAZOP分析方法是英国帝国化学工分析方法是英国帝国化学工业公司公司ICI蒙蒙德分部于上世德分部于上世纪60年代开展起来的以引年代开展起来的以引导词GuideWords为核心的系核心的系统危危险分析方法，已分析方法，已经有有40年年应用用历史，起初主要用来史，起初主要用来检查设计的平安性以及的平安性以及识别危危险的原因及不利后果。的原因及不利后果。HAZOP方法的根底头脑风暴头脑风暴BrainStorming相关的多种专业、具有不同
7、知识背相关的多种专业、具有不同知识背景的人员所组成的分析组一起工作比他景的人员所组成的分析组一起工作比他们单独一人单独工作更具有创造性与系们单独一人单独工作更具有创造性与系统性，能识别更多的问题。统性，能识别更多的问题。危险“剧情的概念 危险剧情是由事故根原因起始，在物料流、能量流和信息流的推动下，使危险在系统中传播，引发一系列中间事件，最终导致不利后果 的事件集合。 平安评价的重要根底任务之一，就是识别 系统中的危险剧情。 危险剧情的发现及应用是现代平安技术的 一项重要进展。 HAZOP技术是识别危险剧情的有效方法。 以下通过实际案例说明危险剧情的概念。构成危险剧情的要素构成危险剧情的要素H
8、AZOP方法的根本原理 将危险剧情中部的变量点“拉偏，从该变量点反向检查分析偏离原因，从该变量点正向检查分析偏离的不利后果。HAZOP采用双向推理机制进行分析溯因推理溯因推理 HAZOP基于定性方法，基于定性方法，综合了合了FTA和和FMEA两种推理模式，有利于两种推理模式，有利于识别全部危全部危险剧情，易于情，易于推广推广应用，是用，是HAZOP生命力所在。生命力所在。故障树分析故障树分析FTA采用归纳法推理采用归纳法推理 归纳法法为单向推理，从个向推理，从个别到一般，即从多种到一般，即从多种 原因到一个不利后果。原因到一个不利后果。FTA方法涉及方法涉及逻辑运算、故障运算、故障树建模和定建
9、模和定量量发生概率数据生概率数据获取等取等问题，用于复，用于复杂系系统分分析析难度很大。度很大。故障模式与影响分析故障模式与影响分析FMEA采用演绎法推理采用演绎法推理演演绎法法为单向推理，从一般到个向推理，从一般到个别，即从，即从单个个原因到多种不利后果。原因到多种不利后果。IEC61882根本引导词和含义根本引导词和含义引导词引导词含义含义NO或者或者NOT设计目的的完全否认设计目的的完全否认MORE定量增加定量增加LESS定量减少定量减少ASWELLAS定性修改定性修改/增加增加PARTOF定性修改定性修改/减少减少REVERSE设计目的的逻辑取反设计目的的逻辑取反OTHERTHAN完全
10、替代完全替代IEC61882与时间和顺序与时间和顺序或序列有关的引导词或序列有关的引导词 引导词 含义 EARLY超前 相对于时钟时间 LATE迟后 相对于时钟时间 BEFORE先 相对于顺序或序列 AFTER后 相对于顺序或序列化工HAZOP分析常用工艺参数及句法流量、液位、压力、温度、组成、流量、液位、压力、温度、组成、PH、时间、速度、转速、频率、时间、速度、转速、频率化工化工HAZOP句法组合偏离句法组合偏离:“引导词引导词工艺参数工艺参数偏离偏离例如：例如：NO空白空白FLOW流量流量无流量无流量MORE过量过量PRESSURE压力压力压力高压力高ASWELLAS伴随伴随ONEPHA
11、SE一相一相两相两相EARLY超前超前OPERATION操作操作操作超前操作超前主要引导词的进一步说明主要引导词的进一步说明 No 否 对原设计意图的全部消除或没有实现。 组合偏离例： 流量/否 无流量 压力/否 无压力Less 定量减少 参数的值比预期的少小、低 组合偏离例： 流量/少 流量小 压力/少 压力低主要引导词的进一步说明主要引导词的进一步说明More定量增加定量增加参数的值比预期的多大、高。参数的值比预期的多大、高。组合偏离例：组合偏离例：温度温度/增增温度高温度高压力压力/增增压力高压力高Reverse反向反向对于原设计意图相反的方向。对于原设计意图相反的方向。组合偏离例：组合
12、偏离例：流量流量/反向反向流量反向流量反向主要引导词的进一步说明主要引导词的进一步说明Other其它其它原设计意图实现，但实现的方法不同。原设计意图实现，但实现的方法不同。组合偏离例：组合偏离例：流量流量/其它其它不期望的流量不期望的流量组成组成/其它其它不期望的比份不期望的比份Early时间早时间早原设计意图出现得过早。原设计意图出现得过早。组合偏离例：组合偏离例：流量流量/早早流量产生过早流量产生过早稳定稳定/早早预期的温度高或低预期的温度高或低取得过早取得过早主要引导词的进一步说明主要引导词的进一步说明Late晚晚引导词早的对立面。引导词早的对立面。组合偏离例：组合偏离例：液位液位/晚晚
13、预期容器中的液位高预期容器中的液位高或低建立过晚或低建立过晚Also局部异常局部异常原设计意图正常，但有局部异常额外物原设计意图正常，但有局部异常额外物组合偏离例：组合偏离例：流量流量/异常异常流量污染流量污染液位液位/异常异常容器中有不期望的物质容器中有不期望的物质主要引导词的进一步说明主要引导词的进一步说明 Fluctuation Fluctuation 变动波动变动波动 原设计意图只在局部时间内实现。原设计意图只在局部时间内实现。 组合偏离例：组合偏离例： 流量流量/ /波动波动 流量时有时无流量时有时无 温度温度/ /波动波动 温度时高时低温度时高时低人工HAZOP分析主要工作程序 危
14、危险分析的准分析的准备； 通通过小小组会会议完成分析；完成分析； 编制分析制分析结果果报告。告。人工人工HAZOPHAZOP步骤步骤确定分析目确定分析目标；组成成HAZOPHAZOP小小组，确定，确定组长；技技术资料准料准备；偏离偏离词选定；定；风险矩矩阵确定非确定非规定内容；定内容；小小组会会议系系统分解、分解、选定关定关键变量、偏量、偏离分析；离分析；完成完成HAZOPHAZOP分析分析报告。告。技术资料准备技术资料准备(1)(1)带控制点的工控制点的工艺流程流程图P&IDP&ID(2)(2)物料流物料流说明明(3)(3)组分物性分物性(4)(4)装置装置结构构(5)(5)操作操作说明明(
15、6)(6)运行数据运行数据(7)(7)故障与原因模式故障与原因模式(8)(8)变量影响关系量影响关系偏离词选定偏离词选定流量流量无无 减少减少 增加增加 其它其它 反向反向压力力减少减少 增加增加 波波动温度温度减少减少 增加增加 波波动液位液位无无 减少减少 增加增加 波波动别离离无无 减少减少腐腐蚀增加增加隔离隔离无无排液排液无无 少少 其它其它排气排气/ /置置换无无 少少 其它其它采采样无无 其它其它 风险矩阵确定非规定内容风险矩阵确定非规定内容HAZOP危险分级方法举例危险分级方法举例1.频度频度FFFrequency:危险可能发生的频度次危险可能发生的频度次/年年分级代码分级代码0
16、1次次/1000年年11次次/100年年21次次/10年年31次次/1年年41次次/1月月风险矩阵确定非规定内容风险矩阵确定非规定内容2.严重度严重度SSSeverity:潜在危险的严重程度潜在危险的严重程度0轻度轻度1一般一般2较重较重3严重严重4灾难灾难3.危险分类危险分类CCHazardCategory:危险分类危险分类1人员伤害人员伤害2设备损坏设备损坏3工厂停产工厂停产4环境影响环境影响5外界反响外界反响风险矩阵确定非规定内容风险矩阵确定非规定内容风险矩阵分别对应每一种危险分类风险矩阵分别对应每一种危险分类风险矩阵中代码含义：风险矩阵中代码含义：U不可接受水平的风险，需要考虑重新设计该系统。不可接受水平的风险，需要考虑重新设计该系统。R需要考虑减少风险的措施。需要考虑减少风险的措施。C风险水平的减少措施不需要较大的开支，然而，风险水平的减少措施不需要较大的开支，然而，有可能的话，应当有可能的话，应当采用控制和平安规程等措施。采用控制和平安规程等措施。HAZOPHAZOP分析报告分析报告IEC61882化工HAZOP案例IEC61882-HAZOP分析结果表案例HAZOP成功的
