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1、 Training Course杨恩军邮箱yangenjun0308sina13552798577中国石油和化学工业联合会安全评价中心技术总监北京国石安康科技有限公司总经理助理组织参与福建联合石化加氢裂化、柴油加氢、常减压等13套装置HAZOP分析HAZOPTrainingCourseIntroduction :HAZOPIntroduction:为什么采用HAZOP分析？HAZOP分析的需要inearly60sICIwantedabetterDesignReviewprocessaskedMethodStudygrouptomakearecommendationtheydecideddesi
2、gnfornormaloperationwasusuallygoodsuggestedateamneededtoaddressdeviationsfromnormalintroducedasetofguidewordstoidentifypossibledeviations Hazard Operability危险性分析与可操作研究的缩写。HAZOP技术是高度专业化的作业程序，是一种定性的风险评估技术，目的是确定一个工艺过程针对原设计意图而言可能发生的偏差，确定与评估项目工艺过程和生产操作中潜在的危害。在项目执行阶段进行HAZOP研究与评估，能够识别出项目基础设计和详细设计中存在的问题，将项目
3、中的危险尽可能地消灭在项目实施早期阶段，确保各生产装置实现安全开工、运转、维护和停车。 HAZOP分析位置示意分析位置示意图图 对于新建项目，尤其当工艺设计要求很严格时，使用HAZOP方法最为有效。一般需要提供带控制点的工艺流程图P&IDS，以便评价小组能够对HAZOP要求中提出的问题给以系统的有效的回答。同样，它可以在主要费用变动不大的情况下对设计进行变动，在工艺操作的初期阶段使用HAZOP，只要有适当的工艺和操作规程方面的资料，评价人员可以依据它进行分析。但HAZOP的分析并不能完全替代设计审查。进行HAZOP分析时,人员的组成非常重要,需要评价单位、建设单位、设计单位的相互配合，人员的结
4、构组织中需要包括至少以下部分的人员： HAZOP组长：组长：HAZOP组长的工作能力要求对石油化工生产的国家法律组长的工作能力要求对石油化工生产的国家法律法规和技术标准的熟练，具备一定的生产和技术的经验，分析问题具有法规和技术标准的熟练，具备一定的生产和技术的经验，分析问题具有客观性，具备领导客观性，具备领导HAZOP分析组的能力，对时间的有效性能够掌控。分析组的能力，对时间的有效性能够掌控。工艺分析记录员：作好记录，将专家的建议整理汇总成工艺分析记录员：作好记录，将专家的建议整理汇总成HAZOP报告。报告。安全专家：确保项目符合相关的安全的标准，确保涉及到的所有重要的安全专家：确保项目符合相
5、关的安全的标准，确保涉及到的所有重要的安全问题。安全问题。操作人员：根据设计理念审查设计，确保设计能与现场实操融合，根据操作人员：根据设计理念审查设计，确保设计能与现场实操融合，根据维护检修情况审查设计，根据现场状况检查设计，提供实操做过程可能维护检修情况审查设计，根据现场状况检查设计，提供实操做过程可能遇到的安全问题。遇到的安全问题。设备专家：能够提供设备设施、管道和材质的规格细则，提供承包商的设备专家：能够提供设备设施、管道和材质的规格细则，提供承包商的细则，提供管线、设备布置的资料，为分析专家提供设备设施和管道安细则，提供管线、设备布置的资料，为分析专家提供设备设施和管道安全设计建议。全
6、设计建议。工艺工程师：能够提供简单的工艺说明，为需要分析的每个工艺装置提工艺工程师：能够提供简单的工艺说明，为需要分析的每个工艺装置提供设计意图，提供工艺条件和设计条件的资料，为分析专家提供意见。供设计意图，提供工艺条件和设计条件的资料，为分析专家提供意见。仪表电气专家：能够提供工艺控制原则的细则，能够提供联锁和报警的仪表电气专家：能够提供工艺控制原则的细则，能够提供联锁和报警的细则，提供切断和安全特性的资料，为分析专家提供工艺控制意见。细则，提供切断和安全特性的资料，为分析专家提供工艺控制意见。 分析节点划分分析节点划分对于连续的工艺操作过程，对于连续的工艺操作过程，HAZOP分析分析节点为
7、工艺单元；而对于间歇操作过程来说，节点为工艺单元；而对于间歇操作过程来说，HAZOP分析节点为操作步骤。工艺单元是分析节点为操作步骤。工艺单元是指具有确定边界的设备如两容器之间的管指具有确定边界的设备如两容器之间的管线单元；操作步骤是指间隙过程的不连续线单元；操作步骤是指间隙过程的不连续动作，或者是由动作，或者是由HAZOP分析组分析的操作分析组分析的操作步骤。步骤。 为了逻辑地、有效地分析进行HAZOP分析，首先要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步骤。如果分析节点分得太小，会加大工作负荷，导致大量的重复工作；如果分析节点分得太大，会使HAZOP的结果产生重大的偏差，甚至会遗漏部分结果。
8、对于连续工艺过程，分析节点划分的基本原则如下： 一般按照工艺流程进行，从进入的PID管线开始，继续直至设计意图的改变，或继续直至工艺条件的改变，或继续直至下一个设备。上述状况的改变作为一个节点的结束，另一个节点的开始，常见节点类型见下表：常见节点类型表序号节点类型序号节点类型1管线10热交换器2泵11软管3分批反应器12步骤（八关键词法）4连续反应器13步骤（三关键词法）5罐/槽/容器14作业详细分析6塔15公用工程和辅助设施7压缩机16其他8鼓风机17以上基本节点的合理组合9熔炉，炉子18 在选择分析节点以后，分析组组长应确认该分析节点的关键参数，如设备的设计能力、温度和压力、结构规格等，并
9、确保小组中的每一个成员都知道设计意图。如果有可能最好由工艺专家做一次讲解与解释。 通常的HAZOP分析工艺参数流量时间次数混合压力组分粘度副产物（副反应）温度PH值电压分离液位速率数据反应 常用的HAZOP分析术语项目定 义工艺单元（或研究节点）具有规定界限之内的设备（如两个容器之间的管道）单元，研究设备内可能发生偏差的参数。对流程图P&IDS上标明的参数分析偏差（如反应器）操作步骤在间断性工艺中（或由HAZOP分析组分析）的操作步骤。可能是手动的、自动的或计算机控制的操作。间歇过程每一步使用的偏差与连续过程不同。目的确定在偏差情况下如何进行操作，采用一系列形式，或用说明书或用图形表示（例：工
10、艺说明、流程图、管道流程图、P&IDS)用简单的词定性或定量设计意图，去指导和启发发现工艺中危险性。工艺参数与工艺过程有关的物理或化学特性，一般包括 反应性、混合性、浓度、PH值和具体参数（如压力、温度、相、流量）。 偏差使用关键词系统地对每个节点的工艺参数进行研究发生一系列偏离工艺指标的情况；偏差的通常形式为“引导词+工艺参数”原因偏差为什么发生的原因，一旦偏差表示具有可信的原因， 就意味着找到偏差处理方法，这些原因可能是硬件故障，人为失误，未预料到的工艺状态（如组分的改变），内部干扰（如动力损耗）等。后果偏差的结果（如毒物泄漏）。一般都假定因防护系统故障动作而引起。不考虑那些细小的与安全无
11、关的后果。安全保护为防止各种偏差产生或由偏差造成后果而设计的工程系统和控制系统。（如工艺报警、联锁、程序）对策（或建议措施）设计变更、工艺规程变更或进一步研究方面的建议（如：增加冗余的压力报警仪或修正两个操作步骤的顺序） 常用的常用的HAZOP分析工分析工艺艺参数、偏差及可能原因参数、偏差及可能原因工工艺艺参数参数偏差偏差可能原因可能原因工工艺艺参数参数偏偏 差差可可 能能 原原 因因流量过量（MORE）泵的能力增加进口压力增加输送压头降低换热器管程泄漏未安装流量限制孔板系统互串控制故障控制阀进行调整启动了多台泵流量空白（NONE）输送线路错误堵塞滑板不对单向阀装反了管道或容器破裂大量泄漏设备
12、失效错误隔离压差不对气缚减量（LESS）障碍输送线路错误过滤器堵塞泵损坏容器、阀门、孔板堵塞密度、粘度发生变化气蚀排污管泄漏阀门未全开相逆（REVERSE）单向阀装反了虹吸现象压力差不对双向流动紧急放空误操作内嵌备用设备泵的故障泵反转 液液位位过量（MORE）出口被封死或出口被封死或堵塞堵塞因控制故障引因控制故障引起起进进口流量大口流量大于出口流量于出口流量液位液位测测量器故量器故障障液泛液泛压压力湍力湍动动腐腐蚀蚀污污泥泥液液位位减量（LESS）相当于低无无进进入流体入流体泄漏泄漏出口流量大于出口流量大于 进进口流量口流量控制故障控制故障液位液位测测量故障量故障液泛液泛压压力湍力湍动动腐腐蚀
13、蚀污污泥泥 压压力力过量（MORE）相当于高堵塞堵塞问题问题连连接到高接到高压设备压设备气体气体进进入入放空容放空容积积不当不当设设置的放空置的放空压压力不力不对对安全安全阀阀被封死被封死因加因加热热而超而超压压控制控制阀阀因故障打开因故障打开沸沸腾腾冻结冻结化学化学击击穿穿结结构构发发泡泡冷凝冷凝沉淀沉淀气体气体释释放放起爆起爆爆炸爆炸爆聚爆聚外部起火外部起火天气条件天气条件锤击锤击粘度或密度粘度或密度发发生生变变化化压压力力减量（LESS）相当于低结结构构起泡起泡气体气体释释放放起爆起爆爆炸爆炸爆聚爆聚着火条件着火条件天气条件天气条件粘度或密度粘度或密度发发生生变变化化 工艺参数偏差可能原
14、因工艺参数偏差可能原因温度高（MORE）环境条件换热器列管淤塞或缺陷着火情况冷却水出现故障控制阀失效加热器控制失效内部着火反应控制失效加热介质泄入工艺中仪表和控制故障杂质物质不对原料不对或不符合要求操作错误提供的物质不对浓度不对隔离阀泄漏换喏器裂管漏原料规格不对过程控制波动反应生成副产品来自高压系统的水、蒸气、燃料、润滑油、腐蚀性产品进入气体进入低（LESS）环境条件压力降低换喏器列管淤塞或故障无加热液化气吸热使压力降低换热器列管泄漏隔离阀泄漏系统操作失误系统互串开停车时空气进入，海拔高度系统的水、蒸气、燃料气、润滑油、腐蚀性物质进入。气体进入进料物流不纯 工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能
15、原因粘度过高物物质质或或组组成不成不对对温度不温度不对对固体含量高固体含量高浆浆料沉降料沉降公用工程高高压压水水电电力力供水供水通通讯讯PLC或或DCS防火防火过低物物质组质组成不成不对对温度不温度不对对加入溶加入溶剂剂非正常操作置置换换冲洗冲洗开开车车正常开正常开车车紧紧急停急停车车紧紧急操作急操作运行机器的运行机器的检查检查机器保养机器保养安全释放系统释释放原理放原理释释放装置的放装置的类类型和可型和可靠性靠性释释放放阀阀放空位置放空位置是否会成是否会成为污为污染源染源两相流两相流动动能力低（能力低（进进口和出口）口和出口）腐蚀或磨蚀装有阴极保装有阴极保护护（内部（内部和外部）和外部）采用
16、涂采用涂层层腐腐蚀监测蚀监测方法和方法和频频率率材料材料规规格格镀锌镀锌腐腐蚀应蚀应力破裂力破裂流体流速流体流速酸性介酸性介质质溅溅射范射范围扩围扩大大维修规程隔离方案隔离方案排排污污置置换换清洗清洗干燥干燥进进入入救援救援计计划划训练训练压压力力检测检测工作条件工作条件许许可可条件条件监视监视升升举举和手工和手工处处理理公用系统故障仪仪表空气表空气蒸气蒸气氮气氮气冷却水冷却水 工艺参数偏 差可能原因工艺参数 偏 差可能原因静电以接地容器隔离低导电流体容器溅射充数过滤器和阀元件隔离产生尘处理固体电力分类火焰捕获器热工作场所热的表面自动产生火花或自动燃烧行动不完全违反规定错误行动资料迷惑不恰当遗
17、漏只有一部分资料错误数量不够顺序操作太早操作太迟脱岗向相反方向操作有多余动作操作未完成操作中动作错误备用设备已安装或未安装可得到备用设备贮存备用备用设备分类取样规程取样规程分析结果的时间自动取样器的校验结果诊断安全系统火灾和气体检测与报警紧急停车系统灭火预案应对紧急情况训练工艺物料阈限值急救或医疗设施蒸气和流出物的扩散安全设备的检测与国家标准吻合 时间太长太短错误行动过多低估过多低估无相反地理环境设备布置气象条件人为因素暴露的相临设备 偏差分析确定了每个分析节点的偏差后，需要对每个偏差进行分析。分析的内容包括原因、后果、保护措施、建议措施。原因是指引起偏差发生的原因，一旦找到发生偏差的原因，就
18、意味着找到了对付偏差的方法和手段，这些原因可能是设备故障、人为失误、不可预见的工艺状态如组成改变）、来自外部的破坏如电源故障等。后果是指偏差所造成的结果，分析中假定发生偏差时已有保护措施失效，造成的后果事故），而不考虑那些细小的、与安全无关的后果。保护措施是指设计的工程系统或调节控制系统，用以避免或减轻偏差发生时所造成的后果，如报警、连锁、操纵规程等。建议措施是指修改设计、操作规程，或者进一步进行分析研究如增加压力报警、改变操作步骤的顺序的建议。 3偏差的构成偏差为引导词与工艺参数的组合，一般表示如下：偏向=引导词+工艺参数工艺参数分为两类，一类是概念性的参数如反应、转化）；另一类是具体专业参
19、数如温度、压力）。对于概念性的工艺参数，当与引导词组合成偏差时，常发生歧义，如“过量+反响可能是指反应速度快，或者说是指生成了大量的产品。 对具体的工艺参数，有必要对一些引导词进行修改，因为有些引导词与工艺参数组合后可能无意义或不能称之为“偏向”，如“伴随+压力”，或者有些偏差的物理意义不确切，应拓展引导词的外延和内涵。如：（1对“时间+异常”，引导词“异常就是指“快或“慢”；（2对“位置”、“来源”、“目的而言，引导词“异常就是指“另一个”；（3对“液位”、“温度”、“压力而言，引导词“过量就是指“高”。 应注意的是：当工艺参数包括一系列的相互联系的工艺参数时如温度、压力、反应速度、组成等）
20、，最好是对每一个工艺参数顺序使用所有的关键词，即“引导词+工艺参数方式，而不是每个引导词用于工艺参数组，即“引导词+工艺参数”。而且，当将引导词用于对操作规程进行分析时也应按照这种规则。用引导词来描述要分析的问题可以确保HAZOP方法的统一性，同时能够将要分析的问题系统化，应用一套完整的引导词，可以导出每个具有实际意义的偏差，而不致被遗漏。 基于偏差库的方法基于偏差库的方法非常类似于基于引导词的方法。一般是在HAZOP分析会议之前，由HAZOP组织者或记录员对标准偏差库进行调查，以确定每个节点或操作步骤的哪些偏差是适当的，形成要进行分析的偏差库。 基于知识的方法基于知识的方法基于知识的方法是一
21、种特殊的基于引基于知识的方法是一种特殊的基于引导词的导词的HAZOP分析，但所使用的引导分析，但所使用的引导词部分或全部来自分析组的知识和特殊词部分或全部来自分析组的知识和特殊的检查表。这种分析的前提是分析组成的检查表。这种分析的前提是分析组成员对大量设计标准非常熟悉。员对大量设计标准非常熟悉。后两种方法都是为了提高分析会议的后两种方法都是为了提高分析会议的效率，尽量减少分析那些明显不产生什效率，尽量减少分析那些明显不产生什么影响的偏差。么影响的偏差。 HAZOP分析关键节点检查要点分析关键节点检查要点！ HAZOP分析示例分析示例-福建炼化一体化装置加氢裂化福建炼化一体化装置加氢裂化HZAO
22、P分析分析 HAZOP分析表分析记录是HAZOP分析的一个重要组成部分，负责会议记录的人员应根据分析讨论过程提炼出恰当地结果，不可能把会议上说的每一句话都记录下来也没有这个必要），但是必须记录所有重要的信息。有些分析人员为了减少编制分析文件的精力，对那些不会产生严重后果的偏差不予深究或不写入文件中，但一定要慎重。也可以举行分析报告审核会，让分析组对最终报告进行审核和补充。 从本质上说，HAZOP分析是用于工艺过程危险识别的行动，这就决定了其内涵是一致的。但从分析结果的表现形式上，HAZOP分析可以分为以下四种方法：1原因到原因分析法2偏差到偏差分析法3只有异常情况的HAZOP分析表4只有建议措
23、施的HAZOP分析表 1原因到原因分析法在原因到原因的方法中，缘由、后果、安全保护、建议措施之间有准确的对应关系。分析组可以找出某一偏差的各种原因，每种原因对应着某个或几个后果及其相应的保护设施。特点：分析准确，减少歧义。 2偏差到偏差分析法在偏差到偏差DBD的方法中，所有的原因、后果、安全保护、建议措施都与一个特定的偏差联系在一起，但该偏差下单个的原因、后果、保护装置之间没有关系，因此，对某个偏差所列出的所有原因并不一定产生所列出的所有后果，即某偏差的原因/后果/保护设施之间没有对应关系。用DBD方法得到的HAZOP分析文件表需要阅读者自己推断原因、后果、保护设施及建议措施之间的关系。特点是省时、文件简短。 3只有异常情况的HAZOP分析表在这种方法中，表中包含那些分析组认为原因可靠、后果严重的偏差。优点是分析时间及表格长度大大缩短，缺点是分析不完整。 4只有建议措施的HAZOP分析表只记录分析组作出的提高安全的建议措施，这些建议措施可供风险管理决策使用。这些方法能最大地减少HAZOP分析文件的长度，节省大量时间，但无法显示分析的质量。
