危险与可操作性分析技术(HAZOP)介绍课件.ppt
危险与可操作性分析技术（HAZOP）介绍,主要内容,一、什么是HAZOP技术二、HAZOP技术在我国的应用三、HAZOP分析方法四、HAZOP技术的优缺点五、HAZOP技术发展方向,一、什么是HAZOP技术,HAZard and OPerability Study 危险与可操作性研究HAZard and OPerability Analysis 危险与可操作性分析由英国帝国化学（ICI）公司1974年开发，广泛用于化学工业、核工业，石油化工厂和近海石油钻井平台等领域的安全管理。,HAZOP是从分析化工装置的参数、状态可能出现的各种偏离入手，分析这些偏离可能导致的危险后果，从而全面发现安全隐患，采取补救措施（增加安全设施或加强管理）.HAZOP工作小组必须由非常熟悉化工装置的工程技术人员任组长，组员要由有经验的装置操作、工艺、设备、仪表、电气、安全、环境等专业的人员组成。,二、HAZOP技术在我国的应用,事故案例：吉林石化分公司双苯厂“11.13”爆炸事故,事故简要经过：2005年11月13日，硝基苯精制岗位外操人员违反操作规程，在停止粗硝基苯进料后，1小时10分未关闭预热器蒸气阀门，导致预热器内物料汽化；恢复硝基苯精制单元生产时，操作人员违反操作规程先开启预热器蒸气阀门加热，后开启粗硝基苯进料泵进料，引起突沸，使预热器法兰松动，空气吸入系统，导致T101塔发生爆炸，并引起连锁爆炸。,事故重要教训之一：安全联锁保护措施不够。,爆炸,吉林石化分公司双苯厂“11.13”爆炸事故,“危险化学品建设项目安全评价细则”（试行）2007年12月12日印发,安监总危化2007255号6.4.2.2安全评价方法的确定 可选择国际、国内通行的安全评价方法。对国内首次采用新技术、工艺的建设项目的工艺安全性分析，除选择其它安全评价方法外，尽可能选择危险和可操作性研究法(HAZOP)进行。,2008年8月26日6时44分,广西维尼纶集团有限责任公司所属广西广维化工股份有限公司（以下简称“广维集团”）有机厂发生爆炸,广西维尼纶厂“8.26”爆炸事故,厂区附近3km范围18个村屯及工厂职工、家属共11500多名群众疏散,事故造成21人死亡、59受伤，直接经济损失7586万元,第16条：组织有条件的中央企业应用危险与可操作性分析技术（HAZOP），提高化工生产装置潜在风险辨识能力。,第5条：企业要积极利用危险与可操作性分析（HAZOP）等先进科学的风险评估方法，全面排查本单位的事故隐患，提高安全生产水平。,三、HAZOP分析方法,1.HAZOP分析方法应用现状能够预期分析、发现问题，将危险消灭在最初阶段是人们最想得到的结果。这就是安全评价所要解决的主要问题。危险与可操作性分析方法以其分析全面、系统、细致等突出优势成为目前危险性分析领域最盛行的分析方法之一。,英国石化有限公司制定的健康、安全和环境标准与程序（HSE8）中明确规定在项目设计阶段必须进行设计方案的HAZOP分析；德国拜尔公司1997年制定过程与工厂安全指导中规定，其所属工厂必须进行HAZOP分析并形成安全评估报告；美国政府颁布的高度危险化学品处理过程的安全管理（PSM）法规中也建议采用HAZOP方法对石油化工装置进行危险评估。,2.HAZOP分析使用范围,HAZOP分析既适用于设计阶段，又适用于现有的生产装置。同时，对于连续生产过程和间歇生产过程都可以采用HAZOP分析。,3.HAZOP分析的作用,（1）尽可能将危险消灭在项目实施早期识别设计、操作程序和设备中的潜在危险，将项目中的危险尽可能消灭在项目实施的早期阶段，节省投资。HAZOP分析组应包括设计者和操作人员等，采用系统分析的研究方法，以便能够识别出设计中存在的潜在危险。HAZOP既适用于新建装置，也适用于在役装置。,HAZOP生成的记录，为企业提供危险分析证明，并应用于项目实施过程。HAZOP提供早期的措施与实际采取措施偏差之间的因果关系，以消除或降低风险。HAZOP只是识别技术，不是解决问题的方法。HAZOP不能看做纯粹的设计功能检查。HAZOP的优点是系统检查整套装置，而不是像设计人员那样只检查他们自己感兴趣的区域。,（2）为操作指导提供有用的参考资料HAZOP分析为企业提供系统危险程度证明，并应用于项目实施过程。对许多操作，HAZOP分析可提供满足法规要求的安全保障。HAZOP分析确定需采取措施，以消除或降低风险。,HAZOP能够为包括操作指导在内的文件提供大量有用的参考资料，因此应将HAZOP的结果全部告知操作人员和安全管理人员。HAZOP可以减少较大比例设计原因和操作原因的事故。,4.HAZOP分析方法简介,HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法，方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中，由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统的研究每一个单元（即分析节点），分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。,头脑风暴（Brain Storming）相关的多种专业、具有不同知识背景（装置操作、工艺、设备、仪表、电气、安全、环境等）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。,HAZOP分析方法的基础,工艺参数：与过程有关的物理和化学特性，包括概念性的项目如反应、混合、浓度、PH值及具体项目如温度、压力、相数及流量等。偏差：分析组使用引导词系统地对每个分析节点的工艺参数（如流量、压力等）进行分析发现的系列偏离工艺指标的情况；偏差的形式通常是“引导词+工艺参数”。引导词+工艺参数=偏差,基本概念说明：,引导词 工艺参数 偏差NONE（空白）FLOW（流量）NONE FLOW（无流量）MORE（过量）PRESSURE（压力）HIGH PRESSURE（压力高）AS WELL AS（伴随）ONE PHASE（一相）TWO PHASE（两相）OTHER THAN（异常）OPERATION（操作）MAINTENANCE（维修）,工艺参数,基本概念说明：,安全措施：指设计的工程系统或调节控制系统，用以避免或减轻偏差发生时所造成的后果，分为：硬件控制措施（如报警、联锁、安全阀、爆破片等）；软控制措施（取样分析、巡检、作业许可等）。建议措施：修改设计、操作规程、或者进一步进行分析研究（如增加压力报警、改变操作步骤的顺序）的建议。,基本概念说明：,HAZOP分析示例,氨与磷酸混合反应生成磷酸氢二铵（DAP）HAZOP分析,DAP工艺流程简图,分析节点：DAP反应器；设计工艺指标：在一定的温度和压力下搅拌反应；选择引导词：NO（空白）；工艺参数：搅拌；偏差：空白+搅拌=无搅拌；后果：未反应的氨带入DAP贮槽并释放到封闭的工作区域。,原因：,搅拌器电动机故障；搅拌器机械联接故障；操作人员未启动搅拌。安全保护：定期维护氨检测器和报警器。,建议措施：,考虑安装反应器无搅拌时的报警停车系统；确保工作区域通风良好，或者使用封闭的DAP贮槽。,DAP工艺过程HAZOP分析结果表（部分）,人工HAZOP分析步骤,确定分析目标；组成HAZOP小组，确定组长；技术资料准备；小组会议；HAZOP分析培训；开展HAZOP分析；完成HAZOP分析报告。,（1）选择分析小组,对于大型的、复杂的工艺过程，分析组一般由57人组成较为理想，包括设计、工艺或工程、操作、维修、仪表、电气、公用工程等。对相对较小的工艺过程，34人的分析组就可以了。HAZOP组长、工艺技术人员和设备技术人员的职责：,5.HAZOP分析过程,HAZOP组长,是所分析装置设备的管理者；小组领导的职责是：明确组员的职责；与工厂其他相关部门进行协调；保持小组的分析工作的方向；控制工作进度；实施质量检查和数据的审核；停止和提交已完成的项目。,工艺技术人员,装置HAZOP分析节点的划分；确定系统和设备的工艺操作条件；根据设备的工艺条件、环境、材质和使用年限等评价失效机理的类型、敏感性和对设备的破坏程度。,设备技术人员,职责是确定设备的条件数据和历史数据；提供所需的装置和设备的设计数据和规范；提供对必要的历史检测数据的比较；分析偏差的设备方面的原因、后果和措施等。,(1)工艺流程图（PFD）；(2)管道和仪表图（P&ID）；(3)物料流说明(4)组分物性(5)装置结构(6)操作说明(7)运行数据(8)故障与原因模式(9)变量影响关系,（2）技术资料准备,（3）小组会议,一旦资料收集齐全时，小组领导就负责组织会议，合理制定会议计划。通常需要估算整个过程所需的时间，然后组织者可以开始安排会议的地点、次数和时间，以保证会议高效率。,（4）HAZOP分析培训,培训不仅是为了使工作人员具备实施HAZOP项目所需要的能力，使之能担负责任，而且还是一个企业与HAZOP技术服务商进一步沟通的机会。第一阶段培训的对象是企业的管理层和参与HAZOP项目的有关部门和人员，培训内容主要对HAZOP方法的理解和项目的管理和控制方面，希望使企业的管理层和各职能部门能够认可HAZOP方法和了解自己在整个项目中的职责；,第二阶段的培训主要是面向HAZOP项目的具体参与者，即HAZOP工作组的人员。培训主要是具体的HAZOP的工作要求和流程，明确HAZOP小组成员在这个团队中的角色，培训完成指定工作所需要的技能。,培训的内容：,HAZOP原理；HAZOP风险评估的原理及所采用HAZOP方法的介绍；HAZOP工作组的组成和职责；数据的采集；数据的审核和缺失数据的处理。,（5）开展HAZOP分析,HAZOP分析需要将工艺图或操作程序划分为若干分析节点或工艺单元，分析组对每个节点使用所有引导词依次进行分析，得到一系列结果：偏差原因、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。HAZOP分析过程中重要操作如下：,划分节点,划分节点时应注意以下因素：单元的目的与功能；单元的物料；合理的隔离切断点；划分方法的一致性。,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参数，并确保小组中的每一个成员都知道设计意图。,确定有意义的偏差,根据引导词法、基于偏差库的方法和基于知识的方法等三种偏差确定方法，结合具体的分析设备确定出有实际意义的分析偏差。,对偏差进行分析,基于引导词法的HAZOP分析流程图,HAZOP分析流程图的意义：,一次选择一个节点进行分析；选择该节点的一个工艺参数；使用引导词建立有意义的偏差；分析偏差后果、列出可能的原因、提出措施。,为尽量减少那些悬而未决的问题，一般的原则为：,在一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。HAZOP分析的主要目的是发现危险或问题，而不是解决危险或问题。,（6）完成HAZOP分析报告,HAZOP分析结果应由秘书精确地记录下来。HAZOP分析使用许多的表格，可以采用计算机化的系统产生报告。会议记录是HAZOP分析的一个重要组成部分，会议记录人员将分析讨论过程中所有重要的内容精确地记录在事先设计好的工作表内。,附：HAZOP会议记录表,分析人员：图纸号：会议日期：版本号：,通过HAZOP分析可以提出一些装置改进的安全措施,IEC61882化工HAZOP案例,IEC61882-HAZOP分析结果表案例,6.HAZOP风险评估,作为隐患辨识的主要方法，HAZOP分析可以找出装置在设计中存在的隐患。而随着风险技术发展，将风险矩阵应用于HAZOP分析成为了可能，并形成了一种新的分析方法HAZOP风险评估。利用事故的后果严重等级和事故发生频率等级在57风险矩阵中计算事故的风险等级。,（1）确定事故后果等级,后果等级分类表,（2）确定事故频率等级,）不考虑保护措施的事故频率（Fu）事故频率（Fu）由初始原因事件频率和促使原因事件发展为后果事件的条件事件发生的概率决定。事故频率（Fu）计算如下：Fu=FP1P2 式中Fu事故发生的频率；F初始原因事件频率；P1、P2条件事故发生的概率;(条件1,条件2,),）考虑保护措施的事故频率（Fm）,保护措施是指可以独立的行使安全保护功能而不受其他保护措施失效影响的安全保护措施：自动行动的安全联锁系统 基本控制、报警系统 安全仪表系统 固有的安全设计特征 操作人员的干预 压力释放系统 公众紧急响应 工厂紧急响应 常用的保护措施及失效概率统计数据下表：,常用的保护措施及失效概率统计数据,保护措施总失效概率（TPFDTotal PFD）：TPFD=PFD1PFD2 事故频率（Fm）计算如下：Fm=FuTPFD 式中Fm考虑保护措施的事故频率；Fu不考虑保护措施的事故频率；TPFD保护措施总失效概率。,）事故频率等级分类,事故频率等级（L）分类表,（3）确定事故风险等级,风险是事故后果严重程度与发生频率的结合。只考虑被动安全防护的潜在风险（RRu）；同时考虑保护措施和被动安全防护的剩余风险（RRm）。结合确定的事故后果等级和事故频率（Fu或Fm）等级，在如下图所示57风险矩阵中就可以查出事故的潜在风险和剩余风险。,风险等级矩阵图,微后果,很高后果,低后果,中后果,高后果,（4）风险分析,风险等级说明,（5）HAZOP风险分析表格形式,事故风险分析表,1.HAZOP技术的优点,通过对工艺危险进行系统而有序的审查，树立更完整的危险意识；协助管理人员的风险决策；提高安全业绩，减少对公众、员工、资产和环境的风险；确保符合法律法规；最大程度上减少生产经营的中断；为寻求提高运行可靠性、减少故障、提高产品质量的机会提供论据；改善与公众和员工的关系。,四、HAZOP技术的优缺点,对新装置：,预测危害并将预防方法结合到设计中去的极好工具；提高工艺装置按照设计意图进行运行的可能性；顺利开车，缩短达到设计产能的时间；减少设计和开车后费用高昂的设计修改；为编写操作程序提供完整可靠的信息；使所有人员对工艺做到更好的了解。,2.HAZOP成功的依赖因素,对资料和数据把握的正确性；HAZOP组长的经验和洞察能力；分析小组运用HAZOP方法识别偏离、原因及后果的能力；分析小组对识别对象的感知和程度的把握，特别是对不利后果严重程度的评估。,3.HAZOP分析易出现的问题,费时；分析的结论太多，重点不突出；分析小组进入无休止的过细的讨论之中；少数成员支配了讨论。,1.近年来HAZOP应用领域的扩展,HAZOP是面向过程工业系统所开发的安全技术。近年来，应用范围扩大了，例如将HAZOP用于：有关可编程电子系统；有关道路、铁路等运输系统；检查操作顺序和规程；评价工业管理规程；评价特殊系统，如航空、航天、核能、军事设施、医疗设备；突发事件分析；软件和信息系统危险分析（2008）。,五、HAZOP技术发展方向,2.计算机辅助HAZOP分析,（1）人工HAZOP安全评价技术的弱点：,人工难于处理大规模的数据、信息和计算；人工分析大规模系统无法得到完备的结果；口头讨论方式不严格，讨论时易出现概念混乱；人工评价得出的文本（说明）不规范，事后难于看懂；人工评价费时、费力、成本高。,（2）智能化计算机辅助HAZOP分析方法。,谢谢大家！,
