2.危险与可操作性分析技术(HAZOP)

报告编制与分发
建议项跟踪落实
5.HAZOP分析过程
（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5～7
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，3~4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：
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。
－T. 克莱兹 （1999）
特点之三：“系统化与结构化审查”
引导词 偏离 双向分析
查找事故的 完整传播路径
偏离是故障 传播的推动力
“HAZOP是一种技术，它提供给人们机会，使他们的想象力能 自由地发挥，以便考虑所有的危险或可操作问题。由于已经通 过系统化的方法对每一个管线以及每一个危险源都依次考虑过 了，从而减少了某事物出错的机会。” － T. 克莱兹 （1999）
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。
（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；
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
① 分析节点：DAP反应器； ② 设计工艺指标：在一定的温度和压力 下搅拌反应； ③ 选择引导词：NO（空白）； ④ 工艺参数：搅拌； ⑤ 偏差：空白+搅拌=无搅拌； ⑥ 后果：未反应的氨带入DAP贮槽并释 放到封闭的工作区域。
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。
基本概念说明：
工艺参数
流量 时间 频率 混合 温度 pH值 电压 分离 压力 组成 粘度 添加剂 液位 速度 信号 反应
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）
原
因：
①搅拌器电动机故障； ②搅拌器机械联接故障；
③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：
① 考虑安装反应器无搅拌时的报警／停 车系统； ② 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）
特点之一：“集体智慧”

实施关键：
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、危险与可操作性分析技术(HAZOP)
（一）什么是HAZOP技术 （二）HAZOP分析方法 （三）HAZOP技术的优缺点
（四）HAZOP技术发展方向
（五）标准化要求
（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。
博帕尔（Bhopal）事件
To VCS RWH Line To VGS and FVH MRS MIC 反应系统 RVVH 泄压阀排放口 PVH 工艺阀排放口 VGS 尾气洗涤塔 FVH 火炬排放口 水进入的路线
PI
FVH Line
Jumper Line 跨线
N 2 头道隔离阀
安全阀
To VCS
这里必须 设置盲板
通过审查会议的方 法实现集体智慧；
头脑风暴（Brain Storming）

依据和基础：
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。
特点之二：“引导词激发创新思维”
常用引导词：无、增加、减少、早、晚、先、 后、伴随、部分、逆向、异常 …… 常见参数： 流量、液位、压力、温度、组成、 时间、速度、转速、频率 …… 化工HAZOP偏离句法（组合法得到合理偏离）:
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
① 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；
保持小组数据的审核； 停止和提交已完成的项目。
② 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。
人工HAZOP分析步骤
发起阶段
• • • • 工作范围 报告的编制要求 各参与方的职责 组建分析团队
准备阶段
• • • •
所需时间估计 工作日程安排 准备图纸文件 会议召集/行政准备（会议室等）
会议阶段
• 团队会议 • 危害识别及建议 • 记录会议内容 • 报告起草 • 报告审阅 • 报告分发 • 行动计划 • 跟踪完成建议项 • 说明完成情况的记录
爆炸
吉林石化分公司双苯厂“11.13”爆炸事故
实施HAZOP分析的必要性
引发危险事故的原因具有多样性，发生事故的可能性无处 不在，无时不有； 传统安全设计技术存在缺陷； 运行装置存在多种事故隐患„ 重大事故时有发生
必须在事故发生之前识别出潜在危险！
解决之道：对系统进行HAZOP分析
HAZOP分析可以帮助设计人员找到设计方案中的缺陷，提 出建议措施，从设计方案上降低系统的风险； HAZOP分析可以帮助生产运行的企业系统、全面地查找潜 在事故隐患，并采取措施予以消除；修正操作规程中的缺 陷；是企业排查事故，预防重大事故的一种重要方法
HAZOP分析方法的基础
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。
基本概念说明：
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
引导词 ＋参数 ＝ 偏离
例如： 无（NO） ＋ 流量 （FLOW） ＝ 无流量 增加（MORE） ＋ 压力（PRESSURE） ＝ 压力高 伴随（AS WELL AS）＋ 相（ PHASE） ＝ 两相 早（EARLY） ＋ 操作（OPERATION ）＝ 操作超前
特点之三：“系统化与结构化审查”
选择一条管线 选择偏离（例如流量小）
至反应器调节装置 混凝土地下坑 Educator
最后水进入罐
博帕尔（Bhopal）事件
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。
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： ①硬件控制措施（如报警、联锁、安全阀、爆破片等）； ②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。
系统化审查 步骤示意图
考虑其它流 量小的原因
否
是
还有新的 偏离吗？
否
流量小可能吗？
是
有危险吗？或妨碍了有效操作吗？
否
否
过程的什么变 化应告诉他们？
是
操作工是否知道这种流量小的情况？
是
有何防止偏离和减缓后果的措施
通过双重循环审 查，实现“遍历 ”和“用尽”
措施成本合理吗？
否
考虑其
它措施
是
确定安全措施
跟踪措施的落实
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。
③ 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。
（2）技术资料准备
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 工艺流程图（PFD）； 管道和仪表图（P&ID）； 物料流说明 组分物性 装置结构 操作说明 运行数据 故障与原因模式 变量影响关系
（二）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
让水进入的阀门
PI 爆破片
来自制冷系统
40 PSI
来自MIC精馏系统 制冷单元
水 来源 区域
Quench- Filter pressure safety valve lines (at ground level) Phosphene Stripping Still Filter - pressure safety valve lines (at ground level) Water Drain Tank No. 610 储罐 No. 610