危險與可操作性分析(HAZOP)第一頁，共七十頁。2工藝安全分析

危險識別(Hazid)：

識別項目整體風(fēng)險，作為設(shè)計輸入；危險和可操作性分析(HAZOP)：針對P&ID，識別工藝、控制……等風(fēng)險；

SIS安全等級評估(SIL)：

識別工藝和SIS系統(tǒng)可靠性。第二頁，共七十頁。HAZOP歷史3時間：

20世紀(jì)60年代；提出：

ICI公司TrevorKletz；發(fā)表：

雜志“ChemicalEngineer”目的：

解決除草劑裝置工藝隱患采用引導(dǎo)詞，分析化工系統(tǒng)潛在事故的原因，后果，控制措施，并探討改進意見的一種設(shè)計審核方法第三頁，共七十頁。HAZOP在中國490年代末期進入中國；興盛于2000年后；通過南海石化等外資項目國家安全監(jiān)管總局工業(yè)和信息化部關(guān)于危險化學(xué)品企業(yè)貫徹落實《國務(wù)院關(guān)于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》的實施意見 --安監(jiān)總管三2010-186號；AQT3033-2011安全設(shè)計導(dǎo)則。中石化已經(jīng)普遍推廣使用中石油正在推廣；外企普遍使用。法規(guī)現(xiàn)狀

進入

第四頁，共七十頁。HAZOP的意義5渤海漏油事故優(yōu)點系統(tǒng)、詳細地檢查設(shè)計里存在的遺漏和錯誤；優(yōu)化工藝和提高系統(tǒng)可靠性；多專業(yè)匯聚；頭腦風(fēng)暴；定性分析強。第五頁，共七十頁。6HAZOP分析的局限性

僅“檢查”圖紙，不能事先“策劃”全廠性的問題；

--必須與其他安全分析組合。局限性第六頁，共七十頁。7HAZOP分析的局限性局限性僅考慮一種“失效”工況；耗時長，對項目進度有影響；側(cè)重技術(shù)，易忽視人為失誤；容易忽略“可能性低但后果嚴(yán)重”的隱患；定量分析不足。波帕爾毒氣事故MIC儲罐安全起跳的時候夜班換班后,交接混亂；儲罐冷凍系統(tǒng)不動作；光氣洗滌系統(tǒng)不動作；光氣火炬焚燒系統(tǒng)熄火；第七頁，共七十頁。什么是HAZOP?8危險和可操作性分析第八頁，共七十頁。9偏差（事故狀態(tài)）指一個工藝系統(tǒng)里，工藝參數(shù)偏離正常值的波動范圍。例如：過高或過低的流量/溫度/壓力/液位/組分等。定義偏差=引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)第九頁，共七十頁。什么是HAZOP？10壓力容器火炬放空閥基本工藝控制系統(tǒng)緊急停車系統(tǒng)偏差原因后果現(xiàn)有措施建議負責(zé)1進料高流量液位控制回路失效1.1容器高液位、壓力上升并有超壓破裂危險；1.1.1高壓報警，人工干預(yù)；1.1.2ESD聯(lián)鎖，停止進料；1.1.3放空閥泄壓至火炬。容器頂部增加安全閥；對系統(tǒng)進行SIL評估，確定SIS冗余。工藝儀表1.2液體進入火炬系統(tǒng)導(dǎo)致潛在“火雨”。1.2.1同1.1.1和1.1.2；1.2.2火炬系統(tǒng)分液罐。2放空管高流量放空調(diào)節(jié)回路失效………………………………右圖閃蒸罐閃蒸后，氣體從頂部送火炬，液體從下部進入下游工藝系統(tǒng)。液位調(diào)節(jié)回路控制液位；罐內(nèi)壓力過高將報警和SIS切斷進料。

請對此系統(tǒng)進行HAZOP分析HAZOP舉例第十頁，共七十頁。11小練習(xí)高流量低流量高液位低液位維護等偏差那些原因會引起下列偏差？每個原因會有那些后果？如何通過避免事故的發(fā)生？問題請對低流量、低液位進行分析第十一頁，共七十頁。12火災(zāi)生產(chǎn)緊急備用設(shè)備安全pH值黏度粒徑反應(yīng)轉(zhuǎn)移混和攪拌附加分離速度信號開車停車操作維修公用工程通訊時間測量控制順序腐蝕泄放緊急泄放靜電取樣更多的偏差S/N低高并逆向除了流量壓力溫度液位組分相生產(chǎn)操作偏差

=引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)工藝參數(shù)第十二頁，共七十頁。13是針對設(shè)計PID圖紙和設(shè)計資料，召集工藝/生產(chǎn)/安全等各專業(yè)的工程師，在組長引導(dǎo)下，識別每一個工藝系統(tǒng)可能出現(xiàn)潛在事故，并分析產(chǎn)生這些事故的原因、后果、控制措施，并提出改進意見的審核會議。什么是HAZOP?HAZOP定義第十三頁，共七十頁。14HAZOPHAZOP

組長；技術(shù)秘書；業(yè)主代表（工藝/生產(chǎn)/安全/儀表/設(shè)備等）；設(shè)計院代表（一般為工藝）專利商代表（一般為工藝）；其他兼職專業(yè)工程師（來自HAZOP進行地點所在單位）；

取決于項目實際情況（現(xiàn)役裝置，或設(shè)計階段裝置等）HAZOP參加人員第十四頁，共七十頁。HAZOP分析流程15假設(shè)控制措施不存在；識別潛在偏差和原因；識別潛在后果（假設(shè)沒有措施）；風(fēng)險分析（發(fā)生可能性，和后果嚴(yán)重性）；識別出現(xiàn)有控制措施；進行殘余風(fēng)險分析；評估現(xiàn)有措施是否足夠，是否需要改進意見。第十五頁，共七十頁。Slide16偏差原因后果風(fēng)險現(xiàn)有措施殘余風(fēng)險建議負責(zé)HAZOP記錄格式備注HAZOP記錄可采用EXCEL，并有各公司定義格式；可采用國際通用軟件，DYADEM公司的PHA–Pro8。第十六頁，共七十頁。HAZOP練習(xí)117火炬進料液位聯(lián)鎖信號失效關(guān)火炬氣體到下游工藝系統(tǒng)手動排污管線(間歇)連續(xù)進料管線(現(xiàn)有)界面界面罐A罐B第十七頁，共七十頁。HAZOP練習(xí)118壓力為3.0MPaG，溫度為45oC的甲醇溶液，進入罐A閃蒸。閃蒸后的馳放氣送往下游壓縮機系統(tǒng)，進行回收。閃蒸后的甲醇溶液，通過液位控制回路調(diào)節(jié)，進入下游壓力為0.2MPaG的甲醇收集罐B。罐A和罐B的距離約為500米。甲醇從罐A送往罐B的管路上，與另外一股并聯(lián)系統(tǒng)過來的甲醇混合，同時進入罐B進行收集。罐A和罐B容器的頂部，均安裝有按照最壞泄放工況設(shè)計的安全閥。當(dāng)罐A的液位“高高”時，獨立的聯(lián)鎖信號LSHH將會報警，并聯(lián)鎖停下馳放氣下游的壓縮機。試對此系統(tǒng)進行HAZOP分析。第十八頁，共七十頁。HAZOP分析的注意問題19硬件上：

設(shè)備，管道，儀表，設(shè)計，施工，材料；軟件上：程序，工作指令，技術(shù)參數(shù)；人為失誤：領(lǐng)導(dǎo)，操作工，維護工；外部因素：公用工程，自然災(zāi)害，故意破壞等。出現(xiàn)偏差的潛在原因第十九頁，共七十頁。HAZOP分析的注意問題20自由討論：避免人身攻擊，或自我防衛(wèi)；時間控制：嚴(yán)重性和發(fā)生可能性低的后果，避免浪費時間；風(fēng)險分析：通過發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重性，確定現(xiàn)有控制措施是否足夠后果和控制措施第二十頁，共七十頁。HAZOP分析的注意問題21DCS系統(tǒng)改進意見控制系統(tǒng)：

串級、比值、分程、選擇、均勻、前饋、反饋；變送器冗余和設(shè)定值：

最大、最少、平均、中間值等；變送器

類型、精度、量程、補償、直管、壓降、設(shè)定值；調(diào)節(jié)閥

安全失效位置、壓力等級、類型、扭矩、材料、泄漏、流量特性、噪音/振動、手輪、Cv值等；第二十一頁，共七十頁。HAZOP分析的注意問題22SIS系統(tǒng)改進意見冗余：生產(chǎn)連續(xù)性和安全性；SIS和DCS分開、共享要求；SIL等級和SIS設(shè)計；SIS增加和刪除；HIPS和火炬設(shè)計；破管保護；SIS安全技術(shù)參數(shù)：設(shè)定值，動作時間，安全失效狀態(tài)等；儀表（變送器、閥門等）技術(shù)要求。第二十二頁，共七十頁。風(fēng)險很難降低到零；風(fēng)險越低，投資將越大；人們的“可接受風(fēng)險”，與事故后果的“嚴(yán)重性”相關(guān)。ALARP最低合理可行原則高于10-3

小于10-610-3~10-6

HAZOP分析的注意問題風(fēng)險發(fā)生頻率

不可接受可以忽略ALARP第二十三頁，共七十頁。HAZOP分析的注意問題風(fēng)險分析第二十四頁，共七十頁。25每一個后果，進行兩次風(fēng)險評估；殘余風(fēng)險落在不可接受區(qū)域的，必須考慮改進意見；“措施”和“意見”，分析是降低“可能性”還是“嚴(yán)重性”。采用控制措施后，風(fēng)險落在可接受區(qū)域，可以不用改進意見采用控制措施后，風(fēng)險沒有落在可接受區(qū)域，必須改進HAZOP分析的注意問題風(fēng)險分析第二十五頁，共七十頁。26改進系統(tǒng)設(shè)計–降低危險發(fā)生可能性、后果嚴(yán)重性；培訓(xùn)、程序、行政措施–消除認為錯誤；不能解決的嚴(yán)重問題，建議會后專門研究。

避免HAZOP變成設(shè)計會議：HAZOP只提出問題，不解決問題HAZOP分析的注意問題改進意見和行動第二十六頁，共七十頁。HAZOP節(jié)點劃分27第二十七頁，共七十頁。HAZOP分析的節(jié)點劃分問題右圖可分為幾個節(jié)點？劃分原因HAZOP是非常耗時和具體的“檢查”工作；必須把裝置分解成更小系統(tǒng)進行HAZOP。劃分流派按照管線和設(shè)備劃分；按照工藝系統(tǒng)劃分。第二十八頁，共七十頁。29HAZOP分析的節(jié)點劃分按照管線和設(shè)備劃分把每一根管線作為節(jié)點；把每一個設(shè)備作為一個節(jié)點。優(yōu)點：HAZOP研究非常詳細缺點：節(jié)點多，HAZOP報告可讀性差原因/后果/措施/建議等問題討論，經(jīng)常在節(jié)點外。第二十九頁，共七十頁。30HAZOP分析的節(jié)點劃分按照工藝系統(tǒng)劃分把一個工藝系統(tǒng)作為節(jié)點；如蒸餾，壓縮機，吸收，合成等系統(tǒng)優(yōu)點：HAZOP都在一個工藝系統(tǒng)內(nèi)探討問題。節(jié)點少，報告可讀性強。缺點：HAZOP組員需要對該系統(tǒng)工藝很熟悉。易遺漏一部分重要性低的管線。蒸餾系統(tǒng)第三十頁，共七十頁。HAZOP分析的節(jié)點劃分把其中一個工藝系統(tǒng)作為節(jié)點，進行HAZOP分析；完成一個工藝系統(tǒng)后，在考慮幾個系統(tǒng)并聯(lián)后，可能產(chǎn)生的問題。并聯(lián)工藝系統(tǒng)第三十一頁，共七十頁。HAZOP分析的節(jié)點劃分管道/設(shè)備/儀表工程師，把節(jié)點看成一根根管線、一個個設(shè)備、和一個個儀表回路；只有工藝工程師，把HAZOP節(jié)點看成一個工藝系統(tǒng)。節(jié)點的一個偏差討論完后，再進行另一個偏差；HAZOP節(jié)點一般問題第三十二頁，共七十頁。HAZOP分析的節(jié)點劃分對其他系統(tǒng)造成后果的，應(yīng)在該系統(tǒng)的節(jié)點討論；詳細設(shè)計的小變更，和系統(tǒng)界面之間HAZOP，節(jié)點可考慮按管線劃分；如工藝系統(tǒng)非常復(fù)雜，組員對工藝不熟悉，可把工藝系統(tǒng)劃成更細的工藝系統(tǒng)。HAZOP節(jié)點一般問題第三十三頁，共七十頁。34緩沖罐LPG蒸發(fā)器乙二醇蒸發(fā)器N2加熱器如下LPG混合氣制備系統(tǒng)，可以分成多少個節(jié)點？HAZOP分析的節(jié)點劃分第三十四頁，共七十頁。35HAZOP分析的節(jié)點劃分第三十五頁，共七十頁。HAZOP策略36第三十六頁，共七十頁。37HAZOP分析對象和時間現(xiàn)役裝置改、擴建項目新建項目初步設(shè)計新建項目詳細設(shè)計分析對象現(xiàn)役裝置改動很困難工藝包階段資料不全初步設(shè)計商對工藝不了解詳細設(shè)計會延誤進度時間難點第三十七頁，共七十頁。38HAZOP對象和時間P&ID定稿后。或基礎(chǔ)設(shè)計審查前。新系統(tǒng)、成套設(shè)備、變更、界面等資料具備時。或批準(zhǔn)作為施工前。隨時進行。由變更管理程序，確定HAZOP。初步設(shè)計階段詳細設(shè)計階段現(xiàn)役裝置第三十八頁，共七十頁。39HAZOP對象和時間1.HAZOP策略難點：承包商和正確時間點的選擇專利商和初步設(shè)計承包商為不同公司專利商和初步設(shè)計承包商為同一公司原始設(shè)計現(xiàn)役裝置工藝包設(shè)計階段初步設(shè)計階段初步設(shè)計階段生產(chǎn)階段資料潛在不全承包商潛在抵制專利商參與，但設(shè)計潛在混亂改動困難，無專利商，容易忽略原設(shè)計意圖第三十九頁，共七十頁。40HAZOP需要的資料工藝說明;工藝流程圖(PFD);物料平衡表;工藝管道及儀表流程圖(PID);儀表控制系統(tǒng)因果圖;和安全儀表系統(tǒng)的邏輯圖;數(shù)據(jù)表(設(shè)備、儀表、安全閥等);操作手冊………….資料第四十頁，共七十頁。41組建HAZOP隊伍2. HAZOP準(zhǔn)備工作HAZOP程序進行HAZOP分析記錄完成HAZOP報告6. 跟蹤第四十一頁，共七十頁。42HAZOP程序1.1 運營裝置HAZOP --組長； --技術(shù)秘書； --工藝工程師； --生產(chǎn)/維護工程師； --工藝安全工程師； --儀表工程師； --其他專業(yè)兼職工程師。1.2 設(shè)計裝置HAZOP --組長； --技術(shù)秘書； --業(yè)主代表（生產(chǎn)、安全、維護等）； --設(shè)計院代表（工藝、儀表等）； --專利商代表（工藝）； --其他專業(yè)兼職工程師?，F(xiàn)役裝置、工藝包、BED、DED等不同階段，將影響HAZOP隊伍組成；不同的項目架構(gòu)，也將影響HAZOP隊伍組成。1.組建HAZOP隊伍第四十二頁，共七十頁。432. HAZOP準(zhǔn)備工作HAZOP程序2.1 硬件方面--工藝說明；--工藝流程圖PFD--帶控制點管道儀表圖P&IDs；--因果圖；--設(shè)備/儀表/安全閥等數(shù)據(jù)表；--工廠/設(shè)備布局圖；--會議室；--投影儀、鋼筆、色筆、黑板等。第四十三頁，共七十頁。442. HAZOP準(zhǔn)備工作HAZOP程序2.2 軟件方面--工藝設(shè)計意圖；--節(jié)點分布；--裝置上下游界面條件/工藝；--全廠性的工藝/公用工程考慮；--專利商/設(shè)計承包商的特殊考慮。如圖，603IC1124，603LI1161，回流等的設(shè)計有何特殊考慮？第四十四頁，共七十頁。45HAZOP程序進行HAZOP分析內(nèi)容負責(zé)闡述項目背景、工藝流程項目工程師（業(yè)主）介紹將要HAZOP的裝置工藝工藝工程師（專利商或工廠）介紹將要討論的節(jié)點工藝，回答問題工藝工程師（專利商或工廠）節(jié)點描述、圖紙/設(shè)備編號，參加人員組長、組員、技術(shù)秘書識別偏差、原因，后果，風(fēng)險，控制措施，進行殘余風(fēng)險分析，提出改進意見組長、組員轉(zhuǎn)移節(jié)點，重復(fù)2，3步驟組長、組員第四十五頁，共七十頁。46HAZOP程序4.記錄描述節(jié)點的工藝，圖紙，設(shè)備，參加人員等標(biāo)出HAZOP討論的所有“設(shè)備/儀表/管線”的位號偏差的每個原因單獨列出后果要對應(yīng)到具體的原因標(biāo)明每個行動負責(zé)人HAZOP組長每天審核記錄每個節(jié)點的記錄交組員審核第四十六頁，共七十頁。47HAZOP程序5.編制報告封面目錄簡寫人員介紹項目簡介HAZOP方法HAZOP記錄主要的問題和建議附件：標(biāo)識的P圖紙，因果圖等

6.行動跟蹤確立跟蹤負責(zé)人制定行動計劃領(lǐng)導(dǎo)月度會議跟蹤第四十七頁，共七十頁。48HAZOP記錄第四十八頁，共七十頁。49HAZOP組長注意問題人機界面確保會議室寬敞明亮；確保一套A1或A2的PID和PFD圖紙，掛在墻壁上；位于主席臺附近的一張黑板/白板；投影儀位置正確，顯示清晰；技術(shù)秘書有完整的電子版設(shè)計圖紙和設(shè)計資料；第四十九頁，共七十頁。50HAZOP組長注意問題人機界面確保人手一冊A3圖紙和資料；每人一張桌子；人手一套色筆、鉛筆、鋼筆；關(guān)閉手機；不準(zhǔn)吸煙；專兼職人員有足夠的空間。第五十頁，共七十頁。51HAZOP組長注意問題第一天會議是否有領(lǐng)導(dǎo)要對HAZOP做講話；介紹自己；讓每個組員介紹自己(職位、專業(yè)、經(jīng)驗等)；確保每個組員知道如下重要事項；建筑撤退路線；廁所和茶水廳位置；休息時間和午餐安排等第五十一頁，共七十頁。52HAZOP組長注意問題第一天會議介紹每天HAZOP開始和結(jié)束時間；請業(yè)主工程師介紹整個項目情況；請工藝工程師詳細介紹第一個HAZOP的節(jié)點；控制會議進度，使每個組員進入狀態(tài)。第五十二頁，共七十頁。53HAZOP組長注意問題個人技巧采用正確版本的圖紙；采用引導(dǎo)詞前，確保組員完全了解節(jié)點的工藝；考慮“偏離設(shè)計意圖”的偏差；確保偏差的危險是可信的；不考慮“兩個或以上的偏差”，除非“非?？赡堋保坏谖迨?，共七十頁。54HAZOP組長注意問題個人技巧阻止加快HAZOP速度，以加快進度壓力；鼓勵組員參與討論；阻止部分組員開小會；把討論的話題控制在節(jié)點內(nèi)。第五十四頁，共七十頁。55HAZOP組長注意問題改進意見消除隱患的預(yù)防措施為主，降低后果嚴(yán)重性的減緩措施為輔；復(fù)雜的儀表系統(tǒng)，可能導(dǎo)致頻繁的誤停車，并招致大量維護和調(diào)試的成本；過度設(shè)計的系統(tǒng)，如果缺乏維護的調(diào)試，可能比原有設(shè)計更不可靠；第五十五頁，共七十頁。56HAZOP組長注意問題改進意見多考慮具有生產(chǎn)經(jīng)驗的組員的意見；繁雜的設(shè)計，可能會在生產(chǎn)實際中被丟棄不用，或甚至產(chǎn)生額外的危險。第五十六頁，共七十頁。57其他偏差維護：人孔；止回閥；水冷器；SIS儀表；安全閥；壓力管道/容器；管線設(shè)備腐蝕。如果設(shè)備、儀表、或管線被賦予一個安全功能那么它必須要進行定期的維護、檢查、和校驗第五十七頁，共七十頁。第五十八頁，共七十頁。罐區(qū)設(shè)計：嚴(yán)格遵循IEC51611分層保護原則事故原因：缺乏維護、調(diào)校，層層失效其他偏差第五十九頁，共七十頁。60其他偏差開停車：置換；升壓；升溫；放空；中間罐/產(chǎn)品罐/倉庫；開停車順序；緊急停車的邏輯；泄壓/排放/降溫等。第六十頁，共七十頁。61全廠性的問題安全隔離；火炬系統(tǒng)；過壓保護；DCS系統(tǒng)；SIS系統(tǒng)；雨水消防水系統(tǒng)；廢液收集系統(tǒng)；生產(chǎn)污水系統(tǒng)；地下水污染；焚燒系統(tǒng)；平面布置；壓縮機空氣系統(tǒng)；氮氣系統(tǒng)（安全系統(tǒng)）蒸汽系統(tǒng)；水、電、汽、氣中斷；工藝裝置界面；作業(yè)許可證；應(yīng)急管理程序等。第六十一頁，共七十頁。排水系統(tǒng)雨水系統(tǒng)消防廢水生產(chǎn)污水雨水收集池污水處理系統(tǒng)初期雨水提升泵其他裝置雨水清凈雨水系統(tǒng)消防污水池16800立方米城市污水處理系統(tǒng)第六十二頁，共七十頁。HAZOP練習(xí)63第六十三頁，共七十頁。64HAZOP練習(xí)2

緩沖罐LPG蒸發(fā)器乙二醇蒸發(fā)器N2加熱器LPG混合氣制備系統(tǒng)第六十四頁，共七十頁。65HAZOP練習(xí)2

如圖所示，壓力5.3MPaG，溫度25oC的LPG，進入LPG蒸發(fā)器加熱到約150oC，進行氣化（超臨界）后，在混合器與加熱到約140oC的高壓氮氣（約5.3MPaG）進行混合以降低LPG氣體熱值?；旌虾蟮臍怏w：氮氣76%，LPG24%，溫度105oC，壓力5.1MPaG。混合LPG氣體進入緩沖罐后，分成5路送往五臺煤氣化爐，與純氧燃燒作煤氣化爐點火升溫用途。混合氣體里L(fēng)PG含量過高，將會導(dǎo)致熱值過高燒毀煤氣化爐燒嘴；過低，將會導(dǎo)致煤氣化爐過氧。；PG加熱后，將處于超臨界狀態(tài)；緩沖罐的混合LPG，靜置時間過長，將可能分層或析出；乙二醇蒸發(fā)器由1.0MPaG，180oC低壓蒸汽加熱氣話后，在LPG蒸發(fā)器加熱和氣化LPG。注意LPG流量將根據(jù)工藝要求和氣化爐數(shù)目不同，在100~5,000kg/h之間波動。試對此工藝裝置進行HAZOP分析。LPG混合氣制備系統(tǒng)第六十五頁，共七十頁。66HAZOP練習(xí)3原油段塞流捕集器系統(tǒng)第六十六頁，共七十頁。67HAZOP練習(xí)3上圖所示，從另外一個平臺過來的原油，通過一根長約10公里的、設(shè)計壓力為3.0MPaG的6英寸海底管線，經(jīng)壓力回路PIC9022減壓后，進入段塞流捕集器V