危险与可操作性分析 综述

4、管理流程 5、HAZOP与其它分析方法的关系 6、设计阶段与生产运行阶段的HAZOP分析 7、计算机辅助HAZOP软件 8、结束语
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1、HAZOP的意义及作用
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博帕尔（Bhopal）事件
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2000年以来国内石化企业重大事故
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HAZOP分析的必要性
由于引发危险事故的原因具有多样性，导致发 生危险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；处于生产运行阶段的装置存 在多种事故隐患。以上危险因素导致了重大事故时 有发生。 历史教训使人们深刻地认识到：必须在事故发 生之前识别出潜在危险！如果能够预先识别出问题 所在，就能防止事故的发生！ 这种危险分析方法是存在的，HAZOP分析方法 就是得到全世界认可的、有效的危险识别和分析方 法之一。
危险与可操作性分析综述 （HAZOP）
HAZOP培训
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提纲
1、HAZOP的意义与作用 2、HAZOP基本原理 3、分析流程
（1）节点 （2）偏离、参数、引导词 （3）原因和后果分析 （4）安全措施 （5）风险矩阵及风险等级的确定 （6）提出建议措施等
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物料A和物料B 通过泵连续地从 各自的供料罐输 送至反应器，在 反应器中合成并 生成产品C。假 定为了避免爆炸 危险，在反应器 中A总是多于B。 该装置中待分析 的部分用粗线条 表示。 偏离 无流量 原因 后果 安全措施 无 建议措施 安装低液位报 警及流量报警， 以及连锁停泵B
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结束
否
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（1）节点 节点（Nodes）：在开展HAZOP分析时，通常将复杂 的工艺系统分解成若干“子系统”，每个子系统 称作一个“节点”。这样做可以将复杂的系统简 化，也有助于分析团队集中精力参与讨论。各节 点的设计意图应能充分定义。
一经出现，广泛采用！
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头脑风暴（Brain Storming） 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。
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Consequences of Any existing the cause and the devices that deviation itself prevent the cause or make its consequeces less painful
消除原因或 减缓的行动
Actions to remove the cause or mitigate the consequences
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博帕尔（Bhopal）事件
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1984年，美国联合碳化物公司印度博帕尔农药厂45 吨甲基异氰酸酯几乎全部泄漏。20万人中毒，2万人死 亡。全厂被毁，遗址几十年内无法用于任何用途。
重大工艺过程事故教训
1974年，英国弗里克斯堡(Flixborough)一套环己烷氧化反应装置发生泄漏，物料形成的蒸 汽云爆炸，28人死亡，108人受伤
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Flixborough – 工艺系统变更
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连续过程：
① ② ③ ④ ⑤ 节点为流程的一部分，可能为工艺单元； 可以是一条线，也可以是一台设备； 也可以根据经验将一些管线和一些设备合并成一个节点； 可以根据功能将复杂设备分成不同节点； 应根据工艺的变化，划分不同的节点。
间歇过程：HAZOP节点可能为操作步骤。
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节点划分（续） -- 节点范围大与小的问题
节点的大小取决于系统的复杂性和危险的严重 程度。复杂或高危险系统可分成较小的节点， 简单或低危险系统可分成较大的节点。
节点划分过大，分析对象关系复杂，难于理解， 忽略、疏漏的问题较多； 节点划分过小，节点过小重复讨论的问题较多， 影响分析进度；
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―偏离”可以激发创新思维； “偏离”便于完备地揭示事故剧情。
方法：从偏离（被分析的假定的危险事件）出发， 反向检查分析偏离原因，从该事件正向检查分析 偏离的不利后果。
无流量
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3、HAZOP分析流程
（1）节点 （2）偏离、参数、引导词 （3）原因和后果分析 （4）安全措施 （5）风险矩阵 （6）建议措施
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HAZOP分析工作流程
对于新建和在役工厂,HAZOP的目标是 识别潜在的那些由偏离设计目的的偏差所引 起的危险和操作性问题
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HAZOP起源：
诞生在英国，由化学工程师T.克莱兹在41岁时发明；
1963年，首次在英国帝国化学工业集团（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。
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HAZOP分析的必要性（续）
HAZOP分析可以帮助企业准确地识别潜在的事 故原因；帮助设计人员找到设计方案中的缺陷，并 且提出安全措施建议，从设计方案上降低工艺系统 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，识别现有安全措施是否足够， 提出建议措施预防潜在事故。此外还能帮助修正操 作规程中的缺陷。是企业排查事故隐患，预防重大 事故的一种重要方法。 在世界范围内，HAZOP分析已经被化工和工程 建设公司视为确保设计和运行完整性的标准设计惯 例。很多国家要求将HAZOP分析作为预防重大事故 计划的一个重要部分。
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节点划分示例3 -- 一台设备分为多个节点
工艺流程说明 PFD PID
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节点描述与设计意图
节点描述：1）起止范围：从哪里到哪里；2）包括哪些 管道和设备。 如：从盛有物料A的供料罐到反应器之间的管道，包括 泵A 设计意图：1）输入什么 2）做何处理 3）输出什么 并可以用参数（温度、压力、流量、液位、组分等） 的具体数值说明设计意图。 如：连续地把物料A从罐中输送到反应器，A物料的输 送速率（流量）应大于B物料的输送速率

采用CAH软件记录HAZOP分析结果
图中的黄色盾牌表示已有安全措施，绿色盾牌表示建议措施，数字代表安全措施或 建议措施的条数
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序 偏离 号
原因
后果
安全措施
S
L R R
建议措施
1
甲醛储 1.在将废液送 罐压力 入废液罐时， /过高 阀门B发生内 漏或关闭不严 2.操作工在打 开阀门A时误 将阀门B打开
c) 继续直到下一个设备。
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节点划分示例1 -- 常规节点划分
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节点划分示例2 -- 一条线作为节点
例2 一条线作为节点 工艺流程说明 PFD PID
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全面系统提升企业生产的安全性
• 执行HAZOP分析是企业实现“生产安全，预防为 主”理念的有效措施。 • 在设计阶段实施HAZOP分析，可以为企业建造一 个本质上更安全的装置系统。 • 在生产运行阶段实施HAZOP分析，可以减小操作 失误或由于操作失误而导致的损失； • 可以全面识别和分析工厂潜在的事故； • 完善针对潜在重大事故的预防性安全措施，相当 于把安全防线提前。
传统的节点划分
划分节点的前提是读懂P&ID P&ID（Process and Instrument Diagram）即 管道及仪表流程图、管道仪表流程图。 传统的节点划分方法是：
一般按照工艺流程的自然顺序进行，从进 入的P&ID管线开始：
a) 继续直到设计意图的改变，或
b) 继续直到工艺条件的改变，或
从偏离出发，反向检查分析偏离原因，正向检查分析偏离的不利后果
Deviation
偏离
Cause
原因
Consequence Safeguards
后果
安全措施
建议措施
Action
例如： 无流量
E.g. Flow/No
潜在的产生 偏离的原因
Potential cause of the deviation
原因以及偏离 现有安全措 导致的后果 施

1. A供料罐是空的； 没有A流入反应 2. 泵A停止； 器；爆炸 3. 管路堵塞
中国化学品安全协会案例2：一个事故案例源自中国化学品安全协会
案例2：简化工艺流程
阀门A
阀门B
废液罐
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甲醛罐
1.有毒物料蒸 汽被释放到大 气，人员中毒 2.甲醛是易燃 物料，发生闪 燃 3.液态物料大 量泄漏 4.在甲醛储罐 处发生火灾
表格方式下信息隐 含、信息缺失、阅 读困难、难以表达 事件链
1.甲醛储罐安装 S1 L4 4R 1.1 铁锈作为化学反应的催化剂，更 有压力指示，并 换甲醛储罐的材质，使装置运行中不 设置了压力高报 产生铁锈 2.在甲醛储罐上 1.2 更改设计，各自单独的管线分别 安装有安全阀 通往废液罐和甲醛罐 1.3 确认在操作规程中有明确的规定， 何时开启阀门A和阀门B 1.4 确认阀门A和阀门B有清晰的标识， 并在现场设置警示牌 1.5 在阀门B处加装盲板，以实现绝 对隔离，或将阀门B进行双阀设置 1.6 在甲醛储罐的适当位置设置液体 泄漏检测报警仪 1.7 甲醛储罐按要求设置防火堤 1.8 在甲醛储罐处设置消防灭火系统 1.9 建立针对甲醛储罐泄漏及火灾发 生时的应急预案，并定期（一年）进 行反事故演练 1.10 在甲醛储罐的适当位置安装气体 检测报警仪 1.11 甲醛储罐安装喷水冷却系统 1.12 提高甲醛储罐的设计压力 到??Mpa
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英国ICI执行HAZOP分析的效果
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2、HAZOP原理
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HAZard and OPerability Studies 危险（害）与可操作性研究 HAZard and OPerability Analysis 危险（害）与可操作性分析
分析流程
HAZOP 分析团队 设备参数 P&ID 物性数据
HAZOP分析工作流程
从P&ID中选一个节点 生成一个过程偏离 识别导致该偏离的原因 确定该偏离所能产生的后果
安全保护 设施是否足够?
是 Yes 是 还有过程偏离吗？ 否 还有另外的节点吗？
否
给出能够减缓这些后果的建议
循环次数：几百次到几千次！