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1、2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 理论依据理论依据：工艺流程的状态参数（如温度、压力、流量等）一旦与设计规定的工艺流程的状态参数（如温度、压力、流量等）一旦与设计规定的基准状态发生偏离，就会发生问题或出现危险。基准状态发生偏离，就会发生问题或出现危险。注意点注意点：1）多人参与）多人参与2）复杂系统更能显示其优点，分析全面（但过程复杂）复杂系统更能显示其优点，分析全面（但过程复杂）3）连续系统（分析参数），非连续系统（分析操作步骤）连续系统（分析参数），非连续系统（分析操作步骤）应用范围：应用范围：危险与可操作性研究方法适用于危险与可操作性研究方法适用于设计阶段设计阶段和和现有
2、的生产装置现有的生产装置的评价，的评价，多用于化工行业。多用于化工行业。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 2）分析术语）分析术语工艺单元工艺单元 具有确定边界的设备（连续过程）具有确定边界的设备（连续过程）操作步骤操作步骤 间歇过程不连续的操作间歇过程不连续的操作意图意图 工艺某一部分完成的功能。工艺某一部分完成的功能。偏离偏离 与设计意图的不一致。与设计意图的不一致。原因原因 产生偏离的原因。产生偏离的原因。后果后果 偏离设计意图所造成的后果。偏离设计意图所造成的后果。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 引引导词导词意意义义注注释释NoNo（空白，无）（空白，无
3、）完全否定完全否定意意图图全部没有全部没有实现实现，也没有其他事情，也没有其他事情发发生生Less（减量）（减量）数量减少数量减少同标准值相比，数值偏小同标准值相比，数值偏小MoreMore（增量）（增量）数量的增加数量的增加同标准值相比，数值偏大同标准值相比，数值偏大Part of（部分）（部分）质的减少质的减少只完成既定功能的一部分只完成既定功能的一部分As well as（伴随）（伴随）质的增加质的增加完成既定功能的同时，有多余事件完成既定功能的同时，有多余事件Reverse（相反）（相反）设计意图的设计意图的逻辑相反逻辑相反出现与设计要求相反的事或物出现与设计要求相反的事或物Other
4、 than（异常）（异常）完全替代完全替代出现与设计要求不相同的事或物出现与设计要求不相同的事或物引导词引导词 为了启发人的思维、对设计意图定性或定量描述的简单词语。为了启发人的思维、对设计意图定性或定量描述的简单词语。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 偏差偏差 与设计意图不一致的情况与设计意图不一致的情况工艺参数工艺参数 生产过程的物理或化学特性生产过程的物理或化学特性（1）准）准备备2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 3）分析步骤及关键）分析步骤及关键HAZOP分析过程如图分析过程如图2-10所示。值得注意的是，分析步骤可交替进行。所示。值得注意的是，分析步骤
5、可交替进行。分析分析资资料料（流程（流程图图）HAZOP分析分析经验经验知知识识/经验经验准准备备会会议组织议组织分析分析组进组进行行HAZOP分析分析分析分析结结果文件果文件分析分析结结果果处处理理/实实施施表格表格偏差偏差安全保安全保护护原因原因后果后果建建议议措施措施（2）分析）分析（3）结结果果报报告告图图2-10 HAZOP分析全分析全过过程程 2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究（1）分析准备）分析准备准备工作在准备工作在HAZOP分析中非常重要。分析中非常重要。确定分析的目的、对象和范围确定分析的目的、对象和范围目的、对象和范围必须确定，一般在分析组的组织者协助下，由
6、装置或项目目的、对象和范围必须确定，一般在分析组的组织者协助下，由装置或项目的负责人确定。的负责人确定。分析（评价）组的组成分析（评价）组的组成组成人员应具有组成人员应具有HAZOP研究经验，最少研究经验，最少4人，包括组织者、记录员、人，包括组织者、记录员、2名熟名熟悉过程设计和操作人员，悉过程设计和操作人员，57人较为理想。人较为理想。所要获取的必要资料所要获取的必要资料基础数据、工艺流程、操作规程、计算机程序、逻辑图、流程图、配管图、基础数据、工艺流程、操作规程、计算机程序、逻辑图、流程图、配管图、设备图、过程控制模拟等设备图、过程控制模拟等将资料转换成适当的表格并拟定分析顺序将资料转换
7、成适当的表格并拟定分析顺序一般根据图纸确定分析节点（工艺单元或操作步骤），并制定详细的计划。一般根据图纸确定分析节点（工艺单元或操作步骤），并制定详细的计划。安排会议次数和时间安排会议次数和时间一般来说，一个分析节点平均需要一般来说，一个分析节点平均需要2030min。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 选择节点或操作步骤选择节点或操作步骤解释工艺指标或操作步骤解释工艺指标或操作步骤选择某工艺参数任务选择某工艺参数任务使用引导词于工艺参数或任务使用引导词于工艺参数或任务建立有意义的偏差建立有意义的偏差分析偏差后果分析偏差后果（假设所有保护失败）（假设所有保护失败）列出偏差的可能原
8、因列出偏差的可能原因解释工艺指标解释工艺指标或操作步骤或操作步骤下一个工艺参数下一个工艺参数下一个引导词下一个引导词提出措施提出措施根据后果、原因及根据后果、原因及保护估计风险保护估计风险识别已有避免偏差的保护装置识别已有避免偏差的保护装置图图2-11 HAZOP分析流程图分析流程图（2）完成分析）完成分析2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 划分节点（或称单元分区）划分节点（或称单元分区）将系统划分成节点时应注意以下因素：将系统划分成节点时应注意以下因素：单元的目的与功能；单元的目的与功能；单元的物料（体积或质量）；单元的物料（体积或质量）；合理的隔离合理的隔离/切断点；切断点；
9、划分方法的一致性。划分方法的一致性。解释工艺指标或操作步骤解释工艺指标或操作步骤 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，并确保小参数，如设备的设计能力、温度和压力、结构规格等，并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。做一次讲解与解释。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 确定有意义的偏差确定有意义的偏差引导词法引导词法：为确定偏差的通用方法，即对每个分析节点的工艺参：为确定
10、偏差的通用方法，即对每个分析节点的工艺参数由引导词进行结构化，确定具有实际意义的偏差。引导词法能数由引导词进行结构化，确定具有实际意义的偏差。引导词法能确保不遗漏偏差，缺点是浪费时间。确保不遗漏偏差，缺点是浪费时间。基于偏差库的方法基于偏差库的方法：一般是在：一般是在HAZOP分析会议之前，由分析会议之前，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。步骤的哪些偏差是适当的，形成要进行分析的偏差库。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 对偏差进行分析对偏差进
11、行分析分析组按确定的程序对每个节点或操作步骤的偏差进行分析。分析分析组按确定的程序对每个节点或操作步骤的偏差进行分析。分析得到一系列的结果：偏差的原因、后果、安全措施、采取行动等得到一系列的结果：偏差的原因、后果、安全措施、采取行动等.（3）编制）编制HAZOP分析表分析表 建立建立HAZOP分析表，如表分析表，如表2-17所示，将各分析结果填入表中。所示，将各分析结果填入表中。车间车间/工段：工段：车间车间/工段工段系系 统统：任任 务务：日日 期：期：代代 号：号：页页 码码：设计设计者：者：审审核者：核者：引引导词导词偏差偏差可能的原因可能的原因后果后果必要的必要的对对策策表表2-17
12、HAZOP分析记录表分析记录表2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 4）应用举例）应用举例考察考察DAP(磷酸氢二铵磷酸氢二铵Diammonium Phosphate)系统。系统。DAP由氨水与磷酸由氨水与磷酸反应生成。生产过程中调节氨水储罐与反应釜之间管线上的阀门反应生成。生产过程中调节氨水储罐与反应釜之间管线上的阀门A,磷酸储罐磷酸储罐与反应釜之间管线上的阀门与反应釜之间管线上的阀门B,分别控制进入反应釜的氨和磷酸的速率。分别控制进入反应釜的氨和磷酸的速率。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 系统分析系统分析 当磷酸进入反应釜速率相对氨进入速率高时当磷酸进入反应釜
13、速率相对氨进入速率高时,会生成另一会生成另一种不需要的物质种不需要的物质,但没有危险。当磷酸和氨两者进入反应釜速率但没有危险。当磷酸和氨两者进入反应釜速率都高于额定速率时都高于额定速率时,反应释放能量增加反应释放能量增加,反应釜可能承受不了温度反应釜可能承受不了温度和压力的迅速增加。当氨进入反应釜速率相对磷酸进入速率高时和压力的迅速增加。当氨进入反应釜速率相对磷酸进入速率高时,过剩的氨可能随过剩的氨可能随DAP进入敞口的储罐进入敞口的储罐,挥发的氨可能伤害人员。挥发的氨可能伤害人员。这里选择磷酸储罐与反应釜之间的管线部分为分析对象这里选择磷酸储罐与反应釜之间的管线部分为分析对象,则该则该部分的
14、设计意图是向反应釜输送一定量的磷酸部分的设计意图是向反应釜输送一定量的磷酸,其工艺参数是流其工艺参数是流量。把量。把7个引导词与工艺参数个引导词与工艺参数流量流量相结合相结合,设想各种可能出现的设想各种可能出现的偏离。偏离。2.7 危险性和可操作性研究危险性和可操作性研究 引引导词导词偏离偏离后果后果可能原因可能原因措施措施没有没有没有流量没有流量反应釜中氨过量而进入反应釜中氨过量而进入DAP储罐并挥发到工作区域储罐并挥发到工作区域磷酸储罐中无料磷酸储罐中无料流量计故障流量计故障(指示偏离指示偏离操作者调节磷酸量为零操作者调节磷酸量为零阀门阀门B故障而关闭故障而关闭管线堵塞管线堵塞管线泄漏或破
15、裂管线泄漏或破裂定期维修和检查阅门定期维修和检查阅门B定期维护流量计定期维护流量计安装氨检测器和报警器安装氨检测器和报警器安流量监控报警紧急停车安流量监控报警紧急停车系统系统工作区域通风工作区域通风采用封闭式储罐采用封闭式储罐多多流量大流量大反应釜中磷酸过量反应釜中磷酸过量若氨量也大则反应释放大量热若氨量也大则反应释放大量热生成不需要的物质生成不需要的物质DAP储罐液位过高储罐液位过高阔门阔门B故障故障流量计故障流量计故障(指示偏低指示偏低)操作者调节磷酸量过大操作者调节磷酸量过大定期维护和检查阀门定期维护和检查阀门B定期维护流量计定期维护流量计安装液位监控报警、紧急停车安装液位监控报警、紧急
16、停车系统系统少少流量小流量小同同没有流量没有流量的后果的后果阀门阀门B故障故障流量计故障流量计故障(指示偏高指示偏高)操作者调节磷酸量过小操作者调节磷酸量过小同同没有流量没有流量的措施的措施伴随伴随输送磷酸和输送磷酸和其他物质其他物质生成不需要的物质生成不需要的物质混人物或生成物可能有害混人物或生成物可能有害原料不纯原料不纯原料人口处混入其他物质原料人口处混入其他物质定期检查原料成分定期检查原料成分定期维护和检查管路系统定期维护和检查管路系统部分部分磷酸含量磷酸含量不足不足生成不需要的物质生成不需要的物质混入物或生成物可能有害混入物或生成物可能有害原料不纯原料不纯定期检查原料成分定期检查原料成分反向反向反向输送反向输送磷酸溢出磷酸溢出反应釜泄放口堵塞反应釜泄放口堵塞定期维护和检查反应釜定期维护和检查反应釜异常异常送送入入的不的不是磷酸是磷酸可能发生意外反应可能发生意外反应可能带来潜在危险可能带来潜在危险可能使反应釜中氨过量可能使反应釜中氨过量磷酸储罐中物料不是磷酸磷酸储罐中物料不是磷酸定期检查原料成分定期检查原料成分