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1、危险和可操作性研究方法简介危险和可操作性研究方法简介1危险性分析方法危险性分析方法o安全检查表（安全检查表（SCL）o预先危险性分析（预先危险性分析（PHA）o危险和可操作性研究（危险和可操作性研究（HAZOP）o故障类型和影响分析（故障类型和影响分析（FMEA）o事件树分析（事件树分析（ETA）o事故树分析（事故树分析（FTA）2第一第一节节 概述概述危险和可操作性研究（危险和可操作性研究（HAZOP）- Hazard and Operability Studies 1. 定义定义华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心分析、查找偏差分析、查找偏差针对偏差，找出原因针对偏差，
2、找出原因分析后果分析后果提出对策措施提出对策措施3华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心事事 故故工艺参数工艺参数操作步骤操作步骤偏差偏差HAZOP HAZOP 示示 意意 图图4案例：印度农药厂异氰酸甲酯泄漏事故案例：印度农药厂异氰酸甲酯泄漏事故精馏精馏塔塔火炬火炬洗涤洗涤净化净化储罐储罐氮保氮保冷却冷却华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心5华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心案例：印度农药厂异氰酸甲酯泄漏事故案例：印度农药厂异氰酸甲酯泄漏事故6事故后果事故后果o2500人死亡o20万人不同程度中毒o10万人终身残废o5万人双目失明华
3、东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心案例：印度农药厂异氰酸甲酯泄漏事故案例：印度农药厂异氰酸甲酯泄漏事故72 目的目的物质可生化物质可生化性鉴定的途性鉴定的途径径 华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心系统、详细地对工艺过程和操作进行检查，以确定过程的偏差是否导致不系统、详细地对工艺过程和操作进行检查，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果。希望的后果。系统性系统性83. 应用阶段应用阶段：工程项目各个阶段都可用：工程项目各个阶段都可用华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心工艺设计基本完成工艺设计基本完成PID图已经出来图已经出来检查偏差（危
4、险）检查偏差（危险）是否都得到控制是否都得到控制装置运行一段时间装置运行一段时间后，安全性如何后，安全性如何技术改造后，分析技术改造后，分析有无出现新的危险有无出现新的危险9华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心第第二节二节 方法简介方法简介1 成立分析组成立分析组组组 长长设设 计计操操 作作记记 录录工工 艺艺安安 全全仪表与控仪表与控制制分析组人数一般分析组人数一般57人人,小装置最少小装置最少4人人各专业人员组成的分析组各专业人员组成的分析组对工艺过程的危险和操作对工艺过程的危险和操作性问题性问题102. 对装置的特殊点进行分析对装置的特殊点进行分析特殊点特殊点分析节
5、点或工艺单元或是操作步骤分析节点或工艺单元或是操作步骤分析节点选择分析节点选择连续生产连续生产设设 备备管管 线线必要时管线和设备都可作为节点分析必要时管线和设备都可作为节点分析华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心间歇生产间歇生产11华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心例如：聚氯乙烯中试装置工艺流程图例如：聚氯乙烯中试装置工艺流程图12例例对氯乙烯中试装置对氯乙烯中试装置HAZOP分析分析乙烯进料管线乙烯进料管线液氯进料管线液氯进料管线直接氯化反应器直接氯化反应器工艺气体到裂解炉的输送管道工艺气体到裂解炉的输送管道裂解炉裂解炉空气到裂解炉的输送管道空气到
6、裂解炉的输送管道天然气到裂解炉管道天然气到裂解炉管道VCM到焚烧炉管道到焚烧炉管道焚烧炉焚烧炉空气到焚烧炉管道空气到焚烧炉管道天然气到焚烧炉管道天然气到焚烧炉管道华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心13华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心3. 用引导词分析偏差用引导词分析偏差引导词及其意义：引导词及其意义：表表 HAZOP分析引导词及其意义分析引导词及其意义14引导词引导词偏偏 差差工艺参数工艺参数华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心15常用常用HAZOP分析的工艺参数分析的工艺参数o温度温度华东理工大学环境工程研究所华东理工大学环境
7、工程研究所o压力压力o流量流量o信号信号o速度速度o液位液位o混合混合o时间时间o电压电压o反应等反应等16例例流量与引导词组成的偏差流量与引导词组成的偏差空白空白无流量无流量过量过量流量高流量高减量减量流量低流量低部分部分只输送一种组分只输送一种组分伴随伴随有多余组分发生有多余组分发生相逆相逆倒流倒流异常异常其他与设计不同的事或物其他与设计不同的事或物并非每个工艺参数或操作程序都能找出七个偏差，有些组合可能不存在并非每个工艺参数或操作程序都能找出七个偏差，有些组合可能不存在华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心17华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心4.
8、 分析内容分析内容产生原因可能造成的后果安全保护措施建议采取措施偏差185. 分析方式分析方式一个参数七个偏差都分析完了，再进行第二个工艺参数分析一个参数七个偏差都分析完了，再进行第二个工艺参数分析采用表格方式采用表格方式华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心引引导词偏差偏差原因原因后果后果安全保安全保护建建议措施措施19分析结果整理第三节第三节 分析步骤分析步骤进行分析准备工作华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心201234确定分析目的、确定分析目的、对象和范围对象和范围组建分析组组建分析组收集必要的资料收集必要的资料确定分析节点、时间等确定分析节点、时
9、间等准备准备工作工作1 准备工作准备工作华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心21收集必要的资料收集必要的资料oPFD图、图、PID图、设计说明书、操作规程以及其他图纸。图、设计说明书、操作规程以及其他图纸。PID图最主要。图最主要。并将这些图纸资料事先发给每人一份。并将这些图纸资料事先发给每人一份。华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心22确定分析节点、时间等确定分析节点、时间等o组长和设计（或工艺）工程师事先确定好分析节点和工艺参数，并制成空组长和设计（或工艺）工程师事先确定好分析节点和工艺参数，并制成空白表，准备分析时用。必要时列出偏差，供大家参考。白
10、表，准备分析时用。必要时列出偏差，供大家参考。o根据分析节点、工艺参数数量确定分析时间、地点。以及根据分析节点、工艺参数数量确定分析时间、地点。以及HAZOP方法简方法简介。这些内容也事先准备好和上述资料一起发给大家，以便了解。介。这些内容也事先准备好和上述资料一起发给大家，以便了解。 华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心232 进行分析进行分析n组长对组长对HAZOP方法、分析要求及安排简单说一下。方法、分析要求及安排简单说一下。n设计或工艺工程师简单介绍生产装置。设计或工艺工程师简单介绍生产装置。n由组长引导大家按表格一项项讨论，取得共识后记录下来。由组长引导大家按表格
11、一项项讨论，取得共识后记录下来。n一个工艺参数分析完了，再分析第二个，一个节点的参数都分析完，再分一个工艺参数分析完了，再分析第二个，一个节点的参数都分析完，再分析下一个节点，直到所有节点都分析完。析下一个节点，直到所有节点都分析完。 使用使用7个引导词来分析个引导词来分析1个工艺参数。也有的用个工艺参数。也有的用1个引导词同时分析该节点个引导词同时分析该节点的几个工艺参数。的几个工艺参数。华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心24乙烯进料管线HAZOP研究引引导词偏差偏差原因原因后果后果安全保安全保护建建议措施措施空白空白流量高流量高温度高温度高压力高力高注意：注意：分析目
12、的主要是发现问题，而不是解决问题，如有明确解决方法可提出，分析目的主要是发现问题，而不是解决问题，如有明确解决方法可提出，如不清楚，可记录下来交给有关部门。如不清楚，可记录下来交给有关部门。 分析结果出来后，应分发给每个人进行校核，提出补充和修改意见。分析结果出来后，应分发给每个人进行校核，提出补充和修改意见。华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心25选择节点选择节点或或操作步骤操作步骤下一个节点下一个节点或操作步骤或操作步骤解释工艺指解释工艺指标或操作步标或操作步骤骤选择某工艺选择某工艺参数或操作参数或操作下一个下一个工艺参数工艺参数使用引导词于工艺参数使用引导词于工艺参数
13、或操作建立有意义的偏或操作建立有意义的偏差差下一个下一个引导词引导词分析偏差后果分析偏差后果（假设所有保护失效）（假设所有保护失效）提提 出出措措 施施列出偏差列出偏差的可能原因的可能原因根据后果、原因根据后果、原因及保护估计风险及保护估计风险识别已有避免识别已有避免偏差的保护装偏差的保护装置置图图 HAZOPHAZOP分析流程图分析流程图华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心263. 分析结果整理分析结果整理o分析结束后，把所有表打印出来，对建议措施一条条经归纳整理列出来。分析结束后，把所有表打印出来，对建议措施一条条经归纳整理列出来。把这些资料送给有关部门和人员，如决策者
14、、工程部、把这些资料送给有关部门和人员，如决策者、工程部、HSE部等。部等。华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心27四、分析举例四、分析举例华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心28HAZOP华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心29表表 焚烧炉用燃料气管道流量焚烧炉用燃料气管道流量HAZOP研究（从进装置第一个阀门至炉前总管上的阀门）研究（从进装置第一个阀门至炉前总管上的阀门）（焚烧炉的燃料全部为燃料气，主要包括天然气、裂解气和液化气）已采用BMS系统与联锁系统，熄火后，会自动切断燃料气与全部进料；可切换使用燃料油以对应无法使用燃料气的
15、情况；进行规程培训；所有阀门均设有明确开关标志；制订阀门与过滤器定期检查程序；控制系统均采用冗余系统；设有低流量报警，与低压联锁；将焚烧炉区定为巡检重要区域首先切断燃料气进料阀；应有燃料供应的应急措施；对操作工进行培训教育，严格执行操作规程；球阀上设有开关标志并有打开的确认程序；对流量调节阀定期检修保养；对压力控制阀定期检修保养；对控制系统应设置冗余系统，并定期维修保养；设低流量报警；选择质量好的测量仪表，并定期维护保养；定期清洗过滤器；k加强现场巡检炉膛熄火，温度快速下降，进料反应不完全，有单质硫析出，堵塞测量仪表；酸雾进入废热锅炉等设备造成腐蚀损坏进料管道无燃料气供应；球阀误操作关闭；流量
16、调节阀故障或误操作关闭；压力控制阀故障关闭；测量仪表及控制系统失效，阀门关闭；过滤器堵塞；管道断裂，燃料气泄露无流量空白已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏偏差差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心30已设炉高温报警；制订阀门、仪表定期检查程序；进行规程培训；控制系统均采用冗余系统；已将部分仪表更换为防酸类型对压力控制阀定期检修保养；对流量调节阀定期检修保养；对操作工加强培训教育，严格执行操作规程；对控制系统设置冗余系统，并定期维护保养；定期检验质量流量计；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡炉内温度过高造成焚烧炉损坏；气体温度高
17、影响后续工序正常运行；压力控制阀失控，开度大； 流量调节阀故障开度大；误操作；控制系统失效阀门开度大；质量流量计因被污染失效；流量高多已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏偏差差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心31制订阀门、仪表、过滤器定期检查程序；员工取证上岗，进行程序培训；控制系统均为冗余系统；将焚烧炉区域定为重点巡检区域；主要区域设有可燃气体报警仪；将炉区定为防爆区域；已将部分仪表更换为防酸类型对压力控制阀定期检修保养；对流量调节阀定期检修保养；对操作工加强培训教育，严格执行操作规程；对控制系统设置冗余系统，并定期维护保养；对管道、阀门、法兰密封定
18、期检查检修并加强巡检；在可能泄漏地方，安装可燃气体报警仪；炉区严格控制各种火源；定期清洗过滤器，并定期校验质量流量计；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡炉内温度低，原料热解不完全；产品产量低，负荷提不了；酸性气体进入后序工段腐蚀设备；燃料气泄漏与空气形成爆炸性混合物，遇火源发生爆炸压力控制阀失控，开度小； 流量调节阀故障开度小；误操作；控制系统失效阀门开度小；管道破裂、法兰、阀门密封不良，燃料气部分漏出；过滤器堵塞；质量流量计因被污染失效流量低少已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏偏差差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心32不
19、会出现炉内物料流入燃料气管道相反采用炉温控制燃料流量，变更燃料类型为OLEFW同上同上天然气供应中断只有裂解气部分采用炉温控制燃料流量，并可变更燃料类型，选择开关调整热值计算观察炉温变化，及时调整其它参数炉温降低西气东输供应量减少燃料气中裂解气含量增加伴随已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心33制订阀门、仪表定期检查程序；严格控制动火作业；已安装可燃气体报警仪对管道、阀门、法兰连接处，定期检查、检修并加强巡检；生产区严格控制火源；在可能泄漏地方安装可燃气体报警仪；应采用耐相应压力等级和腐蚀的垫片与空气形成爆炸性混合
20、物遇火源爆炸；导致燃料气流量低，后果同“流量低”管道破裂或穿孔；法兰连接处密封不良；阀门密封不良燃料气泄漏至空气中其他已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心34表表 焚烧炉用燃料气管道压力焚烧炉用燃料气管道压力HAZOP研究（从进装置第一个阀门至炉前总管上研究（从进装置第一个阀门至炉前总管上的阀门）的阀门）（焚烧炉的燃料全部为燃料气，主要包括天然气、裂解气和液化气）已设定压力高联锁；制订阀门、仪表定期检查程序；严格控制动火作业；已在相关区域安装报警仪；已将部分仪表更换为防酸类型；临时停车、跳车后，开车前，进行手动放空
21、设压力高限报警；对压力控制阀定期维修保养；对压力测量和控制系统定期维护保养，并定期校验压力测量仪表；生产区应严格控制各种火源；在燃料气可能泄漏的地方设可燃气体检测报警仪；点火前先进行手动放空；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡会引起流量高；法兰、阀门密封性能下降，燃料气泄漏，遇火源有引起火灾爆炸危险；火嘴点不着进料压力高； 压力控制阀故障开度大；压力测量或控制系统故障；临时停车、跳车后，马上开车压力高多同“无流量”同“无流量”同“无流量”同“无流量”无压力空白已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏偏差差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程
22、咨询中心35已设定低压联锁；已制订标准操作程序；制订阀门、仪表定期检查程序；已在相关区域安装报警仪；严格控制动火作业；已将部分仪表更换为防酸类型设压力低限报警；与调度员联系，加大天然气供应或在装置内部调整物料量；对压力控制阀定期维修保养；对压力测量和控制系统定期维护保养，并定期校验压力测量仪表；对管道、法兰、阀门连接处定期检查、检修；在可能泄漏的地方安装可燃气体检测报警仪；装置区严格控制各种火源；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡引起燃料气流量低，炉膛温度下降；泄漏出的燃料气与空气形成爆炸性混合物遇火源引起火灾爆炸；火嘴灭火进料压力低；压力控制阀故障开度小；压力测量
23、或控制系统故障；管道破裂、法兰、阀门连接处密封不良泄漏压力低少已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心36 已制订标准操作程序 联系界外或作内部调整 由于裂解气热值低，引起炉膛温度下降裂解气压力高 裂解气部分压力升高伴随已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引引导词华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心37操作程序操作程序HAZOP研究举例研究举例oVCM裂解炉开车程序裂解炉开车程序（1）启动裂解炉风机，置换燃烧室）启动裂解炉风机，置换燃烧室10分钟分钟（2）确认裂解炉的点火点已点火（观
24、察）确认裂解炉的点火点已点火（观察）（3）确认焚烧炉已工作）确认焚烧炉已工作（4）乙烯流经裂解炉后进入焚烧炉）乙烯流经裂解炉后进入焚烧炉（5）天然气开始送入裂解炉燃烧室（缓慢改变）天然气开始送入裂解炉燃烧室（缓慢改变TIC的设定点）的设定点）（6）确认主燃烧室已点火（工艺温度逐渐升高）确认主燃烧室已点火（工艺温度逐渐升高） 下面对步骤下面对步骤1进行进行HAZOP研究：研究：38异常加强对操作人员培训，熟练掌握操作程序；建立裂解炉开车检查表火焰熄灭；重新点火爆炸，人员伤亡操作失误先点火后置换相逆（反）同“少”部分空气与天然气输送联锁，空气通入10min后再开天然气无同“空白”操作失误天然气(燃
25、料)进入裂解炉伴随同“空白”同“空白”同“空白”同“空白”置换时间短少无安全问题置换时间长多工艺气流量与空气流量联锁；工艺气管道上安装单向阀空气管道上安装了低流量报警仪及机械停止装置；无电源，所有阀门都处在安全位置裂解炉中有可燃（工艺）气体，可能发生爆炸风机故障；空气阀门因故障关闭；风机电源故障；操作人员未按要求跳过这一步未置换空白建建议安全保安全保护后果后果原因原因偏差偏差引引导词39HAZOP风险分级表风险分级表可可 能能 性性12345A1123无危害B1234无危害C3344无危害D4444无危害E无危害无危害无危害无危害无危害华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心4
26、0HAZOP风险等级判定标准风险等级判定标准4321说 明风险等级不能接受 应尽快改善，使风险等级降至3或3以上不宜接受 应于合理期限内改善，使风险等级降至3或3以上条件接受 有适当程序、控制、安全保护现况接受 无须采取任何措施华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心41HAZOP偏差可能性分类偏差可能性分类2345经常的：经常的：可能的：可能的：也许的：也许的：稀少的：稀少的：极少的：极少的： 相似工厂操作发生频率相似工厂操作发生频率1数次数次/1年年相似工厂操作发生频率相似工厂操作发生频率1次次/1-10年年 10家相似工厂操作发生频率家相似工厂操作发生频率 1次次/1年年
27、相似工厂操作发生频率相似工厂操作发生频率1次次/10-100年年 100家相似工厂操作发生频率家相似工厂操作发生频率 1次次/1年年相似工厂操作发生频率相似工厂操作发生频率1次次/100年以上年以上 100家相似工厂操作发生频率家相似工厂操作发生频率 1次次/1年年 不太可能发生不太可能发生1华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心42五、方法优缺点五、方法优缺点o优点：优点：o缺点：缺点：对工艺过程危险因素的识别很全面，对提高装置生产运行过对工艺过程危险因素的识别很全面，对提高装置生产运行过程中安全性很有帮助。程中安全性很有帮助。费人费时费人费时 一个偏差平均一个偏差平均10min，1个节点如分析个节点如分析5个参数，个参数，5735个偏差，共需个偏差，共需350min，约，约6小时。小时。 一个装置分析一个装置分析50个参数或操作步骤，个参数或操作步骤，350个偏差，约个偏差，约60小小时。时。华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心43华东理工大学安全工程咨询中心华东理工大学安全工程咨询中心44
