危险与可操作性分析 HAZOP.ppt

危险与危险与可操作性分析可操作性分析 HAZOP HAZOP 什么是什么是HAZOPHAZOP（（1 1）） ØHAZOP－Hazard and Operability Study (Analysis)ØHazard－危险ØOperability－可操作性ØStudy－分析、研究ØHAZOP－危险与可操作性分析/研究ØHAZOP 样例什么是什么是HAZOPHAZOP分析（分析（2 2）） 是针对PID图纸和设计资料，召集工艺/生产/安全/仪表/维修等各专业的工程师以及操作人员，在组长引导下，利用偏差作为头脑风暴的提醒词，大家共同讨论，识别每一个工艺系统可能出现的偏差，并分析产生这些偏差的原因、以及偏差导致的后果、现有的控制措施，评估风险的大小，并提出改进意见的审核会议HAZOPHAZOP是怎么来的？是怎么来的？ •HAZOPHAZOP之父之父•T. T. 克莱兹克莱兹•Trevor KletzTrevor Kletz•（（1922-1922-至今）至今）•现为美国德克萨斯州现为美国德克萨斯州A&MA&M大学资深教授大学资深教授•20052005年美国德克萨斯年美国德克萨斯BPBP炼油厂事故发言，炼油厂事故发言，化工企业应以工艺安化工企业应以工艺安全为核心全为核心HAZOPHAZOP是怎么来的？（续）是怎么来的？（续） Ø诞生在英国，由化学工程师T.克莱兹在41岁时发明；Ø1963年，首次在帝国蒙德化学公司（ICI）新建苯酚工厂应用，在公司内部摸索和应用了10年之后才在英国普及推广；Ø开始不叫“HAZOP”，其应用在ICI公司经历了三个阶段：–早期：早期： ““关键审查关键审查””，寻找，寻找““工艺偏差工艺偏差””和和““替代措施替代措施”” （（Critical ExaminationCritical Examination）；）；–中期：中期： ““可操作性研究可操作性研究”” （（Operability AnalysisOperability Analysis）；）；–后期：后期： ““危险性分析危险性分析”” （（Hazard AnalysisHazard Analysis）。

HAZOPHAZOP是怎么来的？（续）是怎么来的？（续） Ø1974年，英国化学工程师协会（IChemE）举办过多次“可操作性研究和危险分析”技术的培训和推广Ø1977年，英国化学工业协会（CIA）首次发布“可操作性研究和危险分析实施技术指南”Ø1983年，T. 克莱兹在英国化学工程师协会（IChemE）培训课上首次命名为“HAZOP”（危险与可操作性分析）Ø1983年之后，HAZOP是英国 化学工程专业学位的必修课之一HAZOPHAZOP为何会在世界范围内快速发展为何会在世界范围内快速发展 1.美国PSM 法规： 29CFR1910.119-1992年2.欧盟Seveso II法案-1996年3.化工企业工艺安全管理实施导则-AQ/T3034-20104.化工建设项目安全设计管理导则-AQ/T3033-2010经过实践检验，经过实践检验，HAZOPHAZOP获得广泛认同！获得广泛认同！ HAZOP全世界已完成约数全世界已完成约数全世界已完成约数全世界已完成约数1000000010000000个个个个HAZOPHAZOP分析项目！分析项目！分析项目！分析项目！HAZOPHAZOP的好处的好处 Ø系统化和逻辑化Ø兼顾生产问题Ø用逻辑推理的方法，对设计缺陷和操作失误都可以识别Ø使生产人员充分理解设计意图，既能完善设计，又可以修订操作规程ØHAZOP报告也是很好的培训工具魅力之一：集体智慧魅力之一：集体智慧 Ø实施关键：ü讨论研究的方法ü利用集体智慧；Ø依据和基础：ü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们独自一人单独工作更具有创造性与系统性，能识别更多的问题。

头脑风暴（头脑风暴（Brain StormingBrain Storming）） 常用引导词：无、增加、减少、早、晚、先、无、增加、减少、早、晚、先、 后、伴随、部分、逆向、异常后、伴随、部分、逆向、异常 ……常见参数： 流量、液位、压力、温度、组成、流量、液位、压力、温度、组成、 时间、速度、转速、频率时间、速度、转速、频率 …… 化工化工HAZOP偏差句法（组合法得到合理偏差）偏差句法（组合法得到合理偏差）: 例如：例如： 无（无（NO） ＋ 流量流量 （FLOW） ＝ 无流量无流量 增加增加（MORE） ＋ 压力压力（PRESSURE） ＝ 压力高压力高 伴随伴随（AS WELL AS）＋ 相相（ PHASE） ＝ 两相两相 早早（EARLY） ＋ 操作操作（OPERATION ）＝ 操作超操作超前前 魅力之二：偏差激发创新魅力之二：偏差激发创新 引导词引导词 ＋参数＋参数 ＝＝ 偏差偏差偏差是打开创新思维的：引导词 偏差 双向分析 魅力之二：偏差激发创新（续）魅力之二：偏差激发创新（续）• 找到偏差的危险原因；找到偏差的危险原因；• 找到危险不利后果；找到危险不利后果；• 揭示安全措施作用；揭示安全措施作用；• 找到事故发生的完整路径；找到事故发生的完整路径；偏差是故障偏差是故障传播的推动力传播的推动力查找事故的查找事故的完整传播路径完整传播路径HAZOPHAZOP不足之处不足之处 Ø费时间Ø定性分析Ø相信在正常情况下，设计和维护是没问题的，例如相信设计者选择安全阀的大小是合适的，相信设计人员已经对管道选型做过计算，火炬系统的设计能力做过核算，维护人员会定期校准的等等Ø严重依赖参加HAZOP讨论人员的能力、责任性、判断力，人的质量决定HAZOP的质量Ø有时很难达成一致意见PHA PHA 小组小组 Ø组成：5－8人最好，组长精通HAZOP方法，至少有一人非常熟悉系统的操作，每一个人对目标装置本专业内都非常熟悉Ø组长Ø记录员 Ø（设计人员）Ø工艺人员Ø机电仪人员Ø（安全代表）Ø其他专家HAZOPHAZOP组长职责组长职责 Ø准备和组织HAZOP会议Ø具体领导HAZOP工作：lHAZOP准备（成立小组，工作计划）l主持HAZOP会议l指导记录员的记录工作l编制和分发HAZOP报告组长的要求组长的要求 Ø具有亲和力，在讨论过程中，培养民主气氛，鼓励小组人员参与Ø精通HAZOP方法，熟悉化工工艺知识Ø不可过于强势Ø引导而不是指导，更不是教导Ø维护他人的尊严Ø幽默感与平衡Ø最好是独立于小组之外的中立人员其它参加人员职责与要求其它参加人员职责与要求 Ø 熟悉本专业；Ø 尊重他人的发言；Ø 合理推断， 不走极端；Ø 积极参与； 会前材料准备会前材料准备 Ø电脑（内有HAZOP模板或PHA软件），投影仪Ø一套A0的工艺流程图，及挂图板和夹子Ø参加人员人手一套A3流程图（注：必须和现场一致）和一支铅笔Ø一块白板，及油笔Ø记录员应至少有三种不同颜色的记号笔Ø一本操作规程（内有操作范围表、安全阀设定值）Ø一本仪表控制逻辑图Ø其他工艺安全信息（看需要）：例如设备资料、MSDS等Ø最好有咖啡，茶等提神饮料针对一个节点的工作流程简图针对一个节点的工作流程简图 划分节点完成HAZOP分析表头部分选择相关参数使用引导词列出详细偏差以及偏差可能导致的后果列出导致偏差的原因列出现有的安全措施评估发生后果的危害等级使用了所有的引导词？使用了所有的参数？否是否是建议改进措施图纸介绍图纸介绍图纸介绍 ØPHA小组按照工艺流程顺序选择流程图Ø熟悉工艺的人员介绍流程图Ø相关人员对流程图进行提问Ø工艺人员对问题进行澄清划分节点划分节点 Ø定义：工艺流程的一部分叫节点Ø划分的目的：把复杂的事情化小，使得讨论者关注点集中。

Ø划分原则：所有设备，管线都要化到节点内， 同一台设备要化在同一节点内，管线除外，如： 换热器，反应罐，塔等，同时要考虑流程图中无法显示的部分，如设备距离，围堰，探头，按钮位置，排放口位置，是否方便取样，阀门位置，等等 Ø节点划分建议：1-3台主设备，加附属管线，仪表，管件，同一节点尽量在一张流程图内Ø节点划分没有错与对，只有大与小的问题要用不同颜色的笔把节点先画出来，并标注节点号，最后含有节点号的流程图要扫描后存档，打印报告中要有含节点号的流程图示例：为工艺系统划分节点示例：为工艺系统划分节点-1 -1 示例：为工艺系统划分节点示例：为工艺系统划分节点-2 -2 •节点划分练习完成完成HAZOPHAZOP分析表头部分分析表头部分 Ø写节点号Ø节点描述：写出本节点的主要设备Ø设计意图：本节点的主要设计意图Ø图号Ø会议日期Ø参加人员参数（参数（1 1）） ü泄漏ü流量ü温度ü压力 ü液位ü相位ü腐蚀腐蚀/ /磨损磨损ü作业安全作业安全üPHPHü沉淀沉淀ü结晶结晶ü颗粒颗粒ü速度速度参数（参数（2 2）） ü组分ü相ü浓度ü混合ü搅拌ü反应ü添加剂ü重量重量ü放空放空ü取样取样ü振动振动ü开车开车ü停车停车ü维修维修ü公用工程公用工程参数的分类参数的分类 具体参数：具体参数：例如，压力、温度、液位、流量、组成、转速、时间等；概念参数：概念参数：例如，反应、混合、汽化、结晶、吸收、萃取，取样， 维修，搅拌等引导词引导词 ü没有ü过多ü过少ü部分ü伴随（额外）ü相反ü过迟过迟ü过早过早ü过快过快ü过慢过慢ü先先ü后后ü缺失缺失偏差偏差/ /详细偏差详细偏差 Ø参数＋引导词＝偏差 Ø注意：只有有意义的组合才是偏差Ø详细偏差：适用于本节点内，需要详细展开讨论的偏差。

偏差矩阵实例偏差矩阵实例 l 实例选择偏差（选择偏差（1 1）） Ø根据实际工况以及物料情况完善和修改连续性偏差矩阵和间歇性偏差矩阵，并固化，通常不建议减少条款，即使固化后的偏差中某偏差不适合本节点，在讨论时仍然保留（注明不适用或没有安全后果问题）Ø在选择详细偏差时要选择尽可能靠近后果的偏差 ，参见偏差选择指导Ø写详细偏差时候，要明确清晰，要让没有参加讨论的人，理解描述的是哪个点的偏差，例如：不能只写压力偏高，要写出哪个点的压力偏高；没有流量，也要写出哪条线没有流量要做到流量到线， 压力、温度到点， 要把设备名称和位号写清楚详细偏差的原则详细偏差的原则 Ø详细偏差写节点内的偏差Ø在选择详细偏差的时候，写偏离设计意图的偏差例如：对于换热器来说，不要写每条进出换热器介质流量的偏差，因为换热器的设计意图是换热， 介质流量的变化会引起介质温度的偏差， 所以写介质出换热器后温度偏差例如： 对于储罐来说，呼吸阀气体流量的大小不是设计意图， 但罐的超压或负压是我们的设计意图， 可以选择罐压的高压、低压作为偏差较好Ø在选择详细偏差的时候， 通常只选择主流线上的偏差，对于开停车线，通常不讨论偏差举例说明偏差举例说明- -不好的例子不好的例子(1)(1) 偏差举例说明偏差举例说明- -不好的例子不好的例子(2)(2) 好的例子好的例子 •好的例子•详细偏差选择及描述练习偏差的原因偏差的原因 Ø 合理原因，偏差的直接原因，而不要写管理原因Ø 6个直接原因：ü 设备仪表故障ü 操作失误ü 物料错误ü 环境影响ü 设计错误ü 公用工程不足 偏差原因偏差原因 Ø写原因的时候， 要把6个方面的直接原因描述清楚 例如： 操作工在加甲醇的时候， 误加酒精，而不要只写操作失误 写原因的时候要把从直接原因到详细偏差的逻辑关系写清楚 例如：在T2反应釜事故的HAZOP分析中，反应釜压力高的一个原因为循环水供应阀故障导致循环水供应量减少引起反应釜温度升高，从而导致反应釜反应过快，产生过量蒸汽，引起反应釜压力偏高。

要把从直接原因到详细偏差的逻辑关系写清楚Ø尽可能在节点内找原因常见偏差的主要原因常见偏差的主要原因 •偏差原因解释•原因描述练习后果后果 Ø是偏差造成的后果，而不是原因造成的Ø写后果时先不要考虑现有的防护措施Ø后果可以是节点内，也可以是节点外，重点是节点内，可以扩展到相连一到两个节点，假如后果的节点距离偏差的节点过远，可以讨论后果节点时讨论Ø后果是造成的HSE损失，包括：安全，健康，环境，财产(产量，质量，生产，设备损坏），社会不良影响，而不要把偏差当成后果Ø写后果时要把从选择的详细偏差到后果的逻辑关系描述清楚例如：液位高导致溢流，溢流出的液体在遇到点火源的例如：液位高导致溢流，溢流出的液体在遇到点火源的时候，可能导致着火爆炸，不要只是在结果内只写着火时候，可能导致着火爆炸，不要只是在结果内只写着火爆炸爆炸实验室反应釜事故实验室反应釜事故 ““树形危险传播树形危险传播””综合表达方法综合表达方法 原因原因 偏差偏差 后果后果 反应反应 过快过快 产生过量蒸汽产生过量蒸汽 R R循环水流量减少反应釜温度高循环水供循环水供应阀故障应阀故障反应釜压力高反应釜压力高 举例说明举例说明 实例：Ø最容易犯的错误是；原因 后果 例如：偏差是：没有流量，其中一个原因：管道破裂，后果：着火、爆炸不好的例子不好的例子—原因导致结果原因导致结果 •结果练习现有保护措施（现有保护措施（1 1）） 1.在书写保护措施时候，按照下列的顺序书写，及洋葱模型从里往外写Ø消除原因Ø纠正偏差Ø防止后果Ø减轻后果现有保护措施（现有保护措施（2 2）） 2. 尽可能写独立保护层（IPL) IPL的含义： a. 独立性 b.有效性 c. 可审核性3. 尽量不要写管理系统， 例如：巡检，培训，操作规程，应急， 等等。

4.针对每一后果要有防护措施，一般情况下不超过三条 注意：保护措施可以在节点内，也可以在节点外，重点在节点内，可以扩展到相邻1－2个节点， 假如是行政措施， 必须明确可执行独立保护层的洋葱模型独立保护层的洋葱模型 工艺设计独立保护层解释独立保护层解释 主动保护层分为：Ø工艺设计 材料的选择，设备型号选择，压力等级确定等工艺设计可以预防事故 例如：选择316L不锈钢可以防止氢脆，选择磁力泵可以防止物料从磁力泵泄漏Ø基本工艺控制系统 例如用液位信号控制进料阀门开度，用温度信号控制循环水冷却水进料；Ø报警和人员的干预（有报警信号，且人员有10分钟以上的反应时间才可以作为独立保护层）；Ø安全仪表系统 例如高液位连锁停泵，氢气压缩机入口处设置氧含量探头，氧含量高时压缩机停机Ø安全阀和爆破片独立保护层解释独立保护层解释 被动保护层分为：Ø围堰Ø收集池（消防废水池）Ø防火涂层Ø防爆墙Ø阻火器Ø洗涤器，辐射探测，水幕等独立保护层的瑞士奶酪模型独立保护层的瑞士奶酪模型 常见独立保护层的失效概率常见独立保护层的失效概率 其他非独立防护层举例其他非独立防护层举例 Ø消防系统（消防栓、消防炮、消防泡沫、灭火器）Ø消防系统通常不作为独立的保护层，但也可以作为现有保护。

Ø其他，如下情况不是独立保护层，可以写进现有保护：üPPEü巡检ü培训ü加强监测ü操作规程ü应急现有保护措施现有保护措施- -不好的例子不好的例子 偏差偏差 后果后果 原因原因 现有的防护措施现有的防护措施现有保护措施现有保护措施- -好的例子好的例子 •现有保护措施描述练习评估现有的保护措施后的风险评估现有的保护措施后的风险 Ø严重性：看后果的严重性（1~5级）Ø可能性：看保护措施发挥作用后，后果发生的综合可能性（低中高）Ø风险等级：综合严重性和可能性，对照风险矩阵确定风险等级，已决定是否需要建议风险矩阵风险矩阵 建议措施（建议措施（1 1）） Ø在选择建议措施时候，按照以下优先顺序选择，尽量选择独立防护层ü消除原因ü纠正偏差ü防止后果ü减轻后果Ø尽量写一个人（组）独立可以完成，可以衡量的建议措施，假如建议措施一个人（组）无法独立完成，需要把建议措施拆分为多个建议措施Ø注意：建议措施可以在节点内，也可以在节点外，重点在节点内，可以扩展到相邻1－2个节点建议措施（建议措施（2 2）） Ø审查小组成员需要对提出的改进措施达成一致意见，而不是组长个人意见，组长的职责是引导大家得出一致意见，在意见实在不统一的时候，建议在会后，成立专题小组进行研究后再决定如何解决，不要把HAZOP会议开成长时间的争论会；Ø在提出建议的时候，要三思后行，不要为了建议多而提建议；Ø建议是提出需要做什么，而不是怎么做，不要把HAZOP 研讨会，变成工程设计会。

建议措施（建议措施（3 3）） Ø尽量准确描述提出的改进措施，让没参加讨论的人尽量能在不看HAZOP记录表的情况下，知道做什么；Ø提出的改进措施未必一定要解决审查中发现的问题，可以提出改进方向，或建议成立专家组，另行研究；Ø避免将注意力和精力放在细小的危害上（如摔到、坠落和滑倒等）；Ø建议措施是基于技术上考虑，关于成本、时间的考虑，应由管理层平衡建议措施举例建议措施举例 不好不好好好增加压力表在储罐V-101北侧增加一个就地压力表供操作人员监控确认安全阀的尺寸确认是否根据周围着火条件计算储罐V-102上安全阀PSV-11的尺寸检查溢流罐的液位修改操作程序X-123，要求每天确认溢流罐T-105的液位在25％以内增加对工艺单元的维修修改维修计划Q-50，将引擎QM350A/B的润滑油更换周期从两个月一次改为每月一次检查确认该阀门为“故障关”现场确认掉电后ESD阀门V-5是否处于关闭状态•建议措施描述练习HAZOP HAZOP 几个推荐原则几个推荐原则- -节点内外节点内外 1.节点内外原则见下表 HAZOP HAZOP 几个推荐原则几个推荐原则- -编号与书写编号与书写 1.偏差三级编号2.建议两级编号，以#开头3.所有详细偏差分行书写4.所有原因分行书写5.所有后果分行书写6.针对一个后果的所有现有保护措施一行内书写7.所有建议分行书写HAZOP HAZOP 管理管理- -建议的回复与完成建议的回复与完成 Ø项目经理或区域负责人负责对所有建议回复，回复包括： 接受建议，拒绝建议，修改建议；Ø回复后的建议，项目经理或区域负责人负责把所有建议分配给个人完成， 并指定完成日期；Ø所有建议的完成情况，需要每月更新一次，直到所有建议完成，建议完成后， 需要把建议的完成情况写出书面材料与当初的PHA报告一起存档；HAZOPHAZOP软件的介绍软件的介绍 –加拿大加拿大Dyadym公司的公司的PHAPro–美国美国Primatech公司的公司的PHAWorks–英国英国ISOGraph公司的公司的HAZOP+– 中国的清华大学赵劲松教授主持研究的中国的清华大学赵劲松教授主持研究的HAZOPSuite®– 北京化工大学的吴重光教授主持研究的北京化工大学的吴重光教授主持研究的CAH软软件件HAZOPHAZOP分析后设施是否就一定安全的分析后设施是否就一定安全的？？ 1.HAZOP 是基于偏差的思想，无法分析在正常工况下系统是否是安全的；2. HAZOP 相信已有的保护措施是在失效概率范围内，及安全保护措施会得到很好的维护与检测的；3. 即使是最优秀的分析小组， 也不可能识别出所有的危害，以及给出完全正确的判断；4. HAZOP分析只分析在生产过程中出现的异常情况，无法识别检维修过程中危险。

根据Trevor Kletz的统计数据， 大约有一半的石化事故是和检维修有关系另一半发生在正常生产期间，按照平均统计做完一次HAZOP能降低正常生产期间事故的50%，所以做完一次HAZOP只能降低装置生产事故的25%左右变更管理变更管理 事故调查事故调查 承包商管理承包商管理 机械设备完整性机械设备完整性 培训培训 开车前的安全审查开车前的安全审查 工艺安全信息工艺安全信息 操作程序操作程序 工艺危害分析工艺危害分析 符合性审核符合性审核 商业机密商业机密 应急预案与反应应急预案与反应作业许可作业许可 员工参与员工参与 工艺安全管理工艺安全管理工艺安全管理工艺安全管理PSMPSM要素要素要素要素如何预防工艺事故如何预防工艺事故  谢谢大家。