设计阶段的hazop分析

设计阶段的HAZOP分析,1,目录,一、关于HAZOP的一些信息 二、SEI开展HAZOP分析的情况 三、为何进行HAZOP分析？ 四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？ 五、设计阶段的工艺安全分析 六、设计阶段HAZOP分析的策划 七、设计阶段HAZOP分析程序的主要内容,2,一、关于HAZOP的一些信息,十多年来我们经历过的多个大型合资项目，每个项目都进行HAZOP分析。 有些合资项目把完成安全分析作为项目一个重要的里程碑，与进度款的支付挂钩。 一般情况下，业主规定所有装置、公用工程及辅助设施都要进行HAZOP分析。 HAZOP分析在基础设计的后期和详细设计阶段进行。基础设计阶段的HAZOP分析主要针对主流程，详细设计阶段的HAZOP分析主要针对包设备和重大的变更。,3,二、SEI开展HAZOP分析的情况,2001年中海壳牌CSPC项目，SEI作为PMC的一方，与业主和合作方进行了深入的合作。参与起草HAZOP程序、进行HAZOP活动策划及开展活动。SEI对HAZOP有了深入的了解。 SEI在SECCO、扬巴、福建乙烯工程等大项目上深入介入HAZOP分析工作。 从2002年至今，仅在中石化系统内，SEI组织或主持了近50个项目的HAZOP分析。 SEI目前有十多人可以主持HAZOP分析。,4,Independent 独立的 Formal 正式的 Systematic 系统的 Critical 临界的、批判的 Comprehensive 全面的 Capture experience 抓住经验 Foresee the expected 预见意料事件 Foresee the unexpected 预报意外事故,5,三、为何进行HAZOP分析？,大量的工艺安全事故，需要一个健壮的分析方法（HAZOP），具有以下特点：,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-洋葱模型,6,SEI,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-洋葱模型,7,SEI,P&ID图,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-洋葱模型,8,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-洋葱模型,从里到外： 1.工艺设计 2.基本工艺控制 3.报警，操作人员干预 4.自动执行的安全仪表系统（SIS）或紧急停车系统（ESD） 5. 泄放设施 6. 物理防护 7. 应急响应（水喷淋、应急预案）,9,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-全面检查设计的安全设施,根据我们的经验：目前先进的、具有国际水平的工艺装置基本上采用了洋葱模型的防护策略。 P&ID图几乎包含了洋葱模型的所有安全措施。显示了所有的设备、管道、工艺控制系统、安全联锁系统、物料互供关系、设备尺寸、设计温度、设计压力、管线尺寸、材料类型和等级、安全泄放系统、公用工程管线等关于工艺装置的关键信息。 HAZOP分析最主要的分析对象是管道和仪表流程图即P&ID。 通过分析P&ID,几乎可以分析所有安全措施的充分性 检查强制性标准规范在设计中的执行和落实情况。,10,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-费用方面,工艺装置的建设阶段： （预可研）可研工艺包设计（总体设计）基础工程设计详细工程设计施工试车（单机、联动）投料开车运行,11,四、为何要在设计阶段进行HAZOP分析？-费用方面,12,五、设计阶段的工艺安全分析,13,SEI,3次,1、本质工艺安全分析,14,1.1本质安全概念或理念： 本质安全的装置主要靠基本的物理和化学特征，即化学品的数量、性质和操作条件等来预防人员伤害、环境破坏和财产损失，而不是单纯依靠控制系统、联锁系统、报警和操作程序来阻止事故的发生。即： 强化（Intensification）： 替代（Substitution）:循环水系统用次氯酸钠而不是氯气 减弱（Attenuation） 限制影响（Limitation of Effects） 简化或容错（Simplification/Error Tolerance）,1、本质工艺安全分析,15,1.2本质安全一些例子： 工艺过程使用更少的危险物质。 对反应器的搅拌系统进行改进，使反应物料混和更充分，反应更易于进行，从而大大减小反应器的尺寸。 尽量减小精馏系统回流罐和再沸器的尺寸。 使用不影响操作但可以大大降低持液量的塔内件。 尽量减少塔底直径从而减少塔底物料量。 减少中间物料的储量。,1、本质工艺安全分析,使用更温和的工艺条件：低温低压代替高温高压；低温储存系统；催化剂作用。 保持足够的安全距离：工厂与社区的安全距离；办公区域与危险工艺之间的距离。 气相反应代替液相反应。,16,1、本质工艺安全分析-举例1,17,某大型工艺装置79个发现的分布情况,1、本质工艺安全分析-举例1,18,SEI,某大型工艺装置79个发现的分布情况,1、本质工艺安全分析-举例2,19,19,问题：1.冷却水丧失，2.热介质继续供再沸器，塔顶馏出物无法冷凝，3.塔超压，安全阀起跳，大量物料排往火炬。火炬能力有限或受制约。 如何解决？,1,2,3,SEI,1、本质工艺安全分析-举例2,20,（1）更加安全可靠的循环水系统,（3）设计能力足够大的火炬系统,（4）安全仪表系统（SIS）进行切断,（2）根据物性和操作条件改进工艺设计,SEI,1、本质工艺安全分析-举例3,21,尽量降低工艺设备的物料量,SEI,1、本质工艺安全分析-举例4,22,液相反应器改气相反应器(操作条件基本未变）,SEI,23,1、本质工艺安全分析-优先策略,本质安全措施,被动安全措施,主动安全措施,程序/规程,优先级从高到低,2.项目HAZOP分析-例1：流程简图,24,SEI,2.项目HAZOP分析-例1：流程简图,25,SEI,2.项目HAZOP分析-例1：分析示意,26,26,原因：过滤器堵塞,偏差：压力低,后果： 吸入管线承受真空 压缩机喘振,吸入管线破裂 压缩机损坏，设备损失和生产损失,有可能产生进一步的后果,SEI,2.项目HAZOP分析-例1：分析报告,设计工况,报警设计,控制系统设计,运行维护,技术 设计标准 设计惯例 经验 风险矩阵 洋葱模型 ,SEI,大型装置要检查上万个安全措施！,2.项目HAZOP分析-例1：关闭,28,完全按要求执行,答复是否满意？ 为什么？,SEI,2.项目HAZOP分析-例2：分析示意,29,1,2,3,消声器堵塞,放气阀无法打开,压缩机超速,压缩机出口管线压力高,SEI,反应器,2.项目HAZOP分析-例2：分析示意,30,4,5,止逆阀损坏或安装错误,反应器跳车（ZCV关闭）,压缩机出口管线压力高,SEI,2.项目HAZOP分析-例2：报告,31,安全联锁,工艺控制,安全泄放设施,设计工况,运行维护,SEI,3. SIL（Safety Integrity Level)分析,32,PRCA,PZA,IA,LRC,H,HH,热膨胀或火灾工况 设定压力 60 barg,120 Bar,设计压力60 Barg,烃,01,001,01,002,01,001,01PRCA-001,01PZA-002,01PZA-002,V100,01LRC-001,01UZ-100,SEI,3. SIL（Safety Integrity Level)分析,33,PRCA,PZA,IA,LRC,H,HH,热膨胀或火灾工况 设定压力 60 barg,120 Bar,设计压力60 Barg,烃,01,001,01,002,01,001,01PRCA-001,01PZA-002,01PZA-002,V100,01LRC-001,01UZ-100,33,（1）控制回路故障，导致01PRCA-001全开,（2）大量高压物料进入V100,（3）系统超压,（4）泄漏或破裂,（5）火灾或爆炸,SEI,3. SIL（Safety Integrity Level)分析,34,工艺装置,人员密集处,爆炸后果,3. SIL（Safety Integrity Level)分析,35,（1）控制回路故障，导致01PRCA-001全开,（2）大量高压物料进入V100,（3）系统超压,（4）泄漏或破裂,（5）火灾或爆炸,设计安全仪表系（SIS)统切断,SEI,3. SIL（Safety Integrity Level)分析,36,36,PRCA,PZA,IA,LRC,H,HH,热膨胀或火灾工况 设定压力 60 barg,120 Bar,设计压力60 Barg,烃,01,001,01,002,01,001,01PRCA-001,01PZA-002,01PZA-002,V100,01LRC-001,01UZ-100,36,SIS回路,确定SIL,硬件实现,运行和维护,SEI,37,风 险,联锁系统复杂性,设计不足,过度设计,SIL对设计进行优化，使之处于该区域,SEI,3. SIL（Safety Integrity Level)分析,六、设计阶段HAZOP分析的策划,为了达到HAZOP的预期的效果，在项目初期进行必须对HAZOP分析工作进行认真策划，多方沟通和协调。 确定是否进行HAZOP分析 业主的要求、专利商的要求、合同、标准/强制性法规要求。 合资项目如中海-壳牌南海项目、SECCO乙烯、扬巴项目、福建项目等业主要求。 在合同谈判时要明确是否要进行HAZOP分析，因为HAZOP分析需要人工时、费用和关键的设计人员参加，还要有业主操作专家、专利商、厂商人员参加。一般专利商和操作专家由业主派出。对于设计院负责EP或EPC工作时，要注意与采购服务商事先就HAZOP工作在合同里明确，特别是人员派出和落实分析意见方面。 HAZOP分析对项目的生产安排会产生影响.,38,六、设计阶段的HAZOP分析的策划,确定HAZOP分析依据的标准 风险承受标准或可接受的风险标准。这是非常关键的。不同的行业、不同的国家、不同的公司可能有不同的可接受风险标准。可接受的风险标准影响装置的安全水平。分为个体风险和群体风险。 设计标准。包括工艺设计标准、设备设计标准、控制系统设计标准、联锁系统设计标准等等。 这些是设计的基础，也是HAZOP分析的依据。安全措施是否充分、如何落实HAZOP分析提出的意见和建议，主要以这些标准为依据。各种设计标准在项目一开始就要确定，业主、设计方要达成一致意见。 当然也要考虑一般设计惯例。,39,风险标准举例 -Health and Safety at Work etc. Act 英国1974 1974年劳动安全卫生法,40,不可