危险与可操作性研究-HAZO.ppt

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1、危险与可操作性研究（HAZOP）5/27/2023 0第1页第一部分第一部分 概述概述第二部分第二部分 基本概念和术语基本概念和术语第三部分第三部分 分析工作程序分析工作程序第四部分第四部分 其他形式的其他形式的HAZOPHAZOP分析方法分析方法第五部分第五部分 举例举例第六部分第六部分 课堂练习课堂练习5/27/2023 1第2页第一部分 概 述 5/27/2023 2第3页一、名称 HAZOP Haz Hazard and ard and Op Operability Study erability Study 危险（性）与可操作性研究 危险（性）与可操作性研究 Haz Hazard a

2、nd ard and Op Operability Analysis erability Analysis 危险（性）与可操作性分析 危险（性）与可操作性分析5/27/2023 3第4页二、方法由来 HAZOP HAZOP分析方法是 分析方法是英国帝国化学工业公司（英国帝国化学工业公司（ICI ICI）为解决除 为解决除草剂制造过程中的危害于 草剂制造过程中的危害于1960 1960年代 年代发展起来的一套以引导词 发展起来的一套以引导词（Guide Words Guide Words）为主体的危害分析方法，用来检查设计的安）为主体的危害分析方法，用来检查设计的安全以及危害的因果来源。全以及危

3、害的因果来源。5/27/2023 4第5页HAZOP HAZOP分析方法是用来识别和估计过程的安全方面的危险以 分析方法是用来识别和估计过程的安全方面的危险以及操作性问题，虽然这些操作性问题可能没有什么危险性，及操作性问题，虽然这些操作性问题可能没有什么危险性，但通过可操作性分析以保证装置达到设计能力。该分析方法 但通过可操作性分析以保证装置达到设计能力。该分析方法最初是为缺乏预报危险和操作性问题经验的分析组设计的，最初是为缺乏预报危险和操作性问题经验的分析组设计的，但发现该方法同样适用于已投入运行的工艺过程。但发现该方法同样适用于已投入运行的工艺过程。5/27/2023 5第6页三、方法的基

4、础 方法是基于这样一个基本概念，方法是基于这样一个基本概念，即各个专业、具有不同知识 即各个专业、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 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 作更具有创造性与系统性，能识别更多的问题。Brain Storming（头脑风暴）5/27/2023 6第7页ICI ICI对 对HAZOP HAZOP分 分析 析的 的最 最初 初定 定义 义是 是：HAZOP HAZOP分 分析 析是 是各 各专 专业 业人 人员 员组 组成 成的 的分 分析 析组 组对 对工 工艺 艺过 过程 程的

5、的危 危险 险和 和操 操作 作性 性问 问题 题进 进行 行分 分析 析，这 这些问题实际上是一系列的 些问题实际上是一系列的“偏差 偏差”偏离设计工艺条件 偏离设计工艺条件。虽然可能一个人也能完成整个过程的 虽然可能一个人也能完成整个过程的HAZOP HAZOP分析，但这种分析不能被称 分析，但这种分析不能被称为 为HAZOP HAZOP分析。分析。5/27/2023 7第8页四、适用范围 它通过系统分析新设计或已有工厂的生产工艺流程和工艺功 它通过系统分析新设计或已有工厂的生产工艺流程和工艺功能，来评价设备、装置的个别部位因误操作或机械故障而引 能，来评价设备、装置的个别部位因误操作或机

6、械故障而引起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响。起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响。特别适合于 特别适合于化学工业系统 化学工业系统的风险评价。的风险评价。5/27/2023 8第9页五、分析的目的 HAZOP HAZOP分析的目的是 分析的目的是系统、详细地对工艺过程和操作进行检 系统、详细地对工艺过程和操作进行检查，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果。查，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果。该方法可用 该方法可用于 于连续 连续或 或间歇 间歇过程，还可以对拟订的 过程，还可以对拟订的操作规程 操作规程进行分析。进行分析。HAZOP HAZOP分析组将列出引起偏差的原因、后果，以

7、及针对这些 分析组将列出引起偏差的原因、后果，以及针对这些偏差及后果已使用的安全装置，当分析组确信对这些偏差的 偏差及后果已使用的安全装置，当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时，将提出相应的改进措施。保护措施不当时，将提出相应的改进措施。5/27/2023 9第10页六、该分析方法的优点 相互促进、开拓思路因 因此 此，成 成功 功的 的HAZOP HAZOP分 分析 析需 需要 要所 所有 有参 参加 加人 人员 员自 自由 由地 地陈 陈述 述他 他们 们各 各自 自的 的观 观点 点，不 不允 允许 许成 成员 员之 之间 间的 的批 批评 评或 或指 指责 责以 以免 免压 压制 制

8、这 这种 种创 创造 造性 性过 过程 程。但 但是 是，为 为了 了让 让HAZOP HAZOP分 分析 析过 过程 程高 高效 效率 率和 和高 高质 质量 量，整个分析过程必须有一个系统的规则、按一定的程序进行。整个分析过程必须有一个系统的规则、按一定的程序进行。5/27/2023 10第11 页七、分析的成败关键 分析研究所依据的制造过程图表及有关数据；分析研究所依据的制造过程图表及有关数据；小组成员的专业技术和洞察能力；小组成员的专业技术和洞察能力；小组成员运用此方法帮助其想象动作偏离、原因和后果的透 小组成员运用此方法帮助其想象动作偏离、原因和后果的透 视能力；视能力；小组成员具备

9、事故严重性分析能力，尤其是对已指出的危害，小组成员具备事故严重性分析能力，尤其是对已指出的危害，在评估其严重性之时能对危害可能引起的严重性大小，具有 在评估其严重性之时能对危害可能引起的严重性大小，具有 衡量其轻重之感。衡量其轻重之感。5/27/2023 11第12页第二部分 基本概念和术语 5/27/2023 12第13页一、常用HAZOP分析术语5/27/2023 13第14页 5/27/2023 14第15页二、HAZOP分析引导词及其意义5/27/2023 15第16页三、常用HAZOP分析工艺参数 引导词 引导词 工艺参数 工艺参数 偏差 偏差 NONE NONE（空白）（空白）FL

10、OW FLOW（流量）（流量）NONE FLOW NONE FLOW（无流量）（无流量）MORE MORE（过量）（过量）PRESSURE PRESSURE（压力）（压力）HIGH PRESSURE HIGH PRESSURE（压力高）（压力高）AS WELL AS AS WELL AS（伴随）（伴随）ONE PHASE ONE PHASE（一相）（一相）TWO PHASE TWO PHASE（两相）（两相）OTHER THAN OTHER THAN（异常）（异常）OPERATION OPERATION（操作）（操作）MAINTENANCE MAINTENANCE（维修）（维修）5/27/20

11、23 16第17页四、使用引导词时的注意事项引导词用于两类工艺参数：引导词用于两类工艺参数：一类是 一类是概念性的工艺参数 概念性的工艺参数如反应、混合；如反应、混合；另一类是 另一类是具体的工艺参数 具体的工艺参数如压力、温度。如压力、温度。parametersguide wordsguide wordsguide wordsguide words5/27/2023 17第18页对于 对于概念性的工艺参数 概念性的工艺参数，当与引导词组合成偏差时，常发生歧义，当与引导词组合成偏差时，常发生歧义，如 如“过量 过量+反应 反应”可能是指反应速度快，或者是指生成了大量的产 可能是指反应速度快，或

12、者是指生成了大量的产品。此外有些引导词与工艺参数组合后可能无意义或不能称之为 品。此外有些引导词与工艺参数组合后可能无意义或不能称之为“偏差 偏差”，如，如“伴随 伴随+压力 压力”。对 对具体的工艺参数 具体的工艺参数，有必要对一些引导词进行修改。此外，分析人，有必要对一些引导词进行修改。此外，分析人员可能发现有些偏差的物理意义不确切。例如，当考虑 员可能发现有些偏差的物理意义不确切。例如，当考虑“温度 温度”这 这个工艺参数时，一般只能选取 个工艺参数时，一般只能选取“过量 过量”和 和“减量 减量”这两个引导词，这两个引导词，而偏差就变成 而偏差就变成“过量十温度 过量十温度”或 或“减

13、量十温度 减量十温度”，显然其物理意义，显然其物理意义就不确切。就不确切。5/27/2023 18第19页引导词的外延和内涵的拓展，如：引导词的外延和内涵的拓展，如：对 对“时间 时间”而言，引导词 而言，引导词“异常 异常”就是指 就是指“快 快”或 或“慢 慢”；对 对“位 位置 置”、“来 来源 源”、“目 目的 的”而 而言 言，引 引导 导词 词“异 异常 常”就 就是 是指 指“另 另 一个 一个”；对 对“液 液位 位”、“温 温度 度”、“压 压力 力”而 而言 言，引 引导 导词 词“过 过量 量”就 就是 是指 指“高 高”和 和“低 低”。5/27/2023 19引导词工

14、艺参数偏差空白 流量过量 流量减量 流量伴随 流量部分 流量相逆 流量异常 流量无流量流量大流量小输送过程中有其他物质物质含量不足反向输送输送的不是该物质课堂练习课堂练习5/27/2023 205/27/2023 21第22页第三部分 分析工作程序 5/27/2023 22第23页一、分析的基本步骤 分析的准备；分析的准备；完成分析；完成分析；编制分析结果报告。编制分析结果报告。5/27/2023 23第24页 5/27/2023 24第25页二、分析的准备1、分析组的组成 危险分析组的组织者应当负责组成有适当人数且有经验的HAZOP分析组。HAZOP分析组最少由4人组成，包括组织者、记录员、

15、两名熟悉过程设计和操作的人员。虽然对简单、危险情况较少的过程而言，规模较小的分析组可能更有效率，但57人的分析组是比较理想的。如果分析组规模太小，则由于参加人员的知识和经验的限制将可能得不到高质量的分析结果。小组召集人应具备工业安全及实际进行危害分析及实际进行危害及可操作性分析经验的资深工程师担任。生产工程师：熟悉基本设计、程序模拟；系统工程师：熟悉生产线及仪器图及基本设计规范；品质工程师：熟悉标准操作步骤及标准；仪控工程师：具备设备及控制系统选择经验；安全工程师：了解安全标准、法规、安全管理等；其他专业人员：工业卫生专业人员、电机工程师、维修工程师等。5/27/2023 25第26页2、确定

16、分析的目的、对象和范围分析的目的、对象和范围必须尽可能的明确。分析对象通常是由装置或项目的负责人确定的，并得到HAZOP分析组的组织者的帮助。应当按照正确的方向和既定目标开展分析工作，而且要确定应当考虑到哪些危险后果。5/27/2023 26第27页3、获得必要的资料在进行HAZOP分析工作之前，必须收集下列资料或数据：流程图、管线及仪表图、设计标准 流程说明、质能平衡、生产计划、生产目标 设备规格、设备布置图 公共及支援设施说明 操作步骤及维修计划5/27/2023 27第28页4、将资料变成适当的表格并拟定分析顺序为了让分析过程有条不紊，分析组的组织者通常在分析会议开始之前要制定详细的计划

17、，必须花一定的时间根据特定的分析对象确定最佳的分析程序。连续过程：已更新的图纸，初步偏差目录，工作表间歇过程：操作程序5/27/2023 28第29页5、安排会议次数和时间 每个分析节点平均需2030分钟 每个设备分配23小时 每次会议持续时间不要超过46小时（最好安排在上午），而且分析会议应连续举行。最好把装置划分成几个相对独立的区域，每个区域讨论完毕后，会议组作适当修整，再进行下一区域的分析讨论。对于大型装置或工艺过程，可以考虑组成多个分析组同时进行，由某个分析组的组织者担任协调员，协调员首先将过程分成相对独立的若干部分，然后分配给各个组去完成。5/27/2023 29第30页三、完成分析

18、 HAZOP分析需要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步骤，然后用引导词找出过程的危险。得到的结果为：偏差的原因、后果、保护装置、建议措施；需要更多的资料才能对偏差进行进一步的 分析。5/27/2023 30第31页会议组织者应注意的问题HAZOP分析的组织者把握分析会议上所提出的问题的解决程度很重要，为尽量减少那些悬而未决的问题，他应当：每个偏差的分析及建议措施完成之后再进行下一偏差的分析；在考虑采取某种措施以提高安全性之前应对与分析节点有关的所有危险进行分析。为保证会议的高效率，组织者必须牢记以下几点：不要与分析组成员对抗；认真听取所有成员的意见；在会议进行过程中，不允许任何人有抵触；

19、必要的休息以保持旺盛的精力。5/27/2023 31第32页四、编制分析结果文件5/27/2023 32第33页示例5/27/2023 33第34页第三部分 其他形式的HAZOP分析方法5/27/2023 34第35页对基于引导词的HAZOP分析方法有两种基本的变化：（l）分析组识别偏差的方式不同；（2）编制HAZOP分析结果文件的方式不同。5/27/2023 35第36页一、偏差的识别1、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。在HAZOP分析会议之前，HAZOP组织者或记录员应该对标准偏差库进行调查，以确定每个节点或操作步骤的偏差是恰当的。此外，不取决于组织者或记录员

20、划分分析节点的熟练程度，如果分析人员确信某些偏差在节点的上游或下游可以分析它们的影响，则在该节点不分析这些偏差。5/27/2023 36第37页 5/27/2023 37第38页2、基于知识的方法 基于知识的方法是一种特殊的基于引导词的HAZOP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的检查表。这种知识库用来对当前设计与根据以往装置经验建立的并形成文件的基本设计实践相比较，这种HAZOP分析的前提是分析组成员对大量的设计标准非常熟悉，这种方法的优点是过去的经验转化为实践，而且在装置的设计和建设过程的各个阶段都可使用。5/27/2023 38第39页二、编制分析结果文件的方法1、偏

21、差到偏差的HAZOP表 在偏差到偏差（DBD）方法中，所有的原因、后果、保护装置及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，换句话说某偏差的原因后果保护设施之间没有对应关系。例如，蒸汽流量高和外部着火均能导致温度升高，但喷淋系统只对着火起安全保护作用。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。DBD方法应用较多，主要是因 为 所 需 时 间 少 而 且 其 长 度 与 其 他 方 法 相 比 也 少 得 多。5/27/2023 3

22、9第40页2、原因到原因的HAZOP表 在原因到原因（CBC）方法中，表中原因、后果、保护设施及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，每个原因单独对应着某个（或几个）后果以及保护设施。例如对偏差“泵泄漏”，第一个原因是由于密封故障，表中将列出所有与密封故障有关的后果、安全设施及建议措施，然后再分析其他原因，可能是泵壳法兰故障。因此，CBC处理的数据比DBD准确得多，而且CBC能减少歧义。例如，液位控制器失效可能导致高液位，但是同一个液位控制器也许就是对付高流量引发高液位的安全保护装置，按照DBD的方式，同一项目既是原因又是安全保护装置将引起混淆。因此，为准确起见，最好

23、使用CBC方式。5/27/2023 40第41页3、只有异常情况的HAZOP表 在这种方法中，表中只包含那些分析组认为原因可靠、后果严重的偏差，这种方法的优点是分析时间和表格长度大大缩短；但缺点也是明显的，最大的缺点是这样的分析几乎不可能完整，如果这份报告是提交给有关安全管理机构的话显然是不行的。这种方法可与CBC和DBD一起使用。5/27/2023 41第42页4、只有建议措施的HAZOP表 这种方法被认为能最大地减少HAZOP分析文件的长度，这种方法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。这种方式能节省大量时间，但无法显示分析的质量。5/27/2023 42

24、5/27/2023 43第44页第四部分 举 例5/27/2023 44第45页一、工艺流程简介右图所示为磷酸氢二铵（DAP）生产的工艺流程图。在该工艺中，磷酸溶液与氨水溶液加入到带夹套的搅拌反应釜中，磷酸与氨反应生成DAP，DAP是无任何危险的产品。所生成的DAP放入一敞开贮槽中。在氨水溶液贮槽、磷酸溶液贮槽及反应釜上都安装了安全阀。5/27/2023 45第46页二、分析过程将引导词用于工艺参数，对连接DAP反应器的磷酸溶液进料管线进行分析：分析节点：连接DAP反应器的 磷酸溶液进料管线设计工艺指标：磷酸以某规定 流量进入DAP反应器引导词：空白工艺参数：流量偏差：空白+流量=无流量后果：

25、1.反应器中氨过量，导致2.未反应的氨进入DAP贮槽，结果是3.未反应的氨从DAP贮槽中逸 出到封闭的工作区域4.损失DAP产品原因：1.磷酸贮槽中无原料 2.流量指示器控制器因故障显示值高 3.操作人员将流量控制器设置过低 4.磷酸流量控制阀因故障关闭 5.管道堵塞 6.管道泄漏或破裂安全保护：定期维护阀门B建议措施：1.考虑安装当进入反应器的磷酸流量低 时报警停车系统 2.保证定时检查和维护阀门B 3.考虑使用DAP封闭贮槽，并连接洗涤 系统5/27/2023 46第47页三、分析结果表5/27/2023 47第48页 5/27/2023 48第49页 5/27/2023 49第50页 5

26、/27/2023 50第51页 5/27/2023 51第52页 5/27/2023 52第53页 5/27/2023 53第54页四、间歇过程的HAZOP分析方法5/27/2023 545/27/2023 55第56页第五部分 课堂练习5/27/2023 56第57页针对 针对DAP DAP工艺过程中 工艺过程中连接 连接DAP DAP反应器的磷酸溶液进料管线 反应器的磷酸溶液进料管线分析节 分析节点分组进行 点分组进行HAZOP HAZOP分析，并将分析结果填入下表：分析，并将分析结果填入下表：5/27/2023 57第58页国家安全生产监督管理局安全科学技术研究中心5/27/2023 58第59页谢 谢！5/27/2023 59