工艺过程危险有害因素辨识的研究
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第 1 7卷 第 9期 2 0 0 7 年 9月
中 国安 全 科学 学 报 Ch ina Sa fety Sc ience Journa l
V o l. 1 7N o. 9 Sep . 2 0 0 7
工艺过程危险有害因素辨识的研究*
李丽霞 讲师 王明贤 副教授
(江苏大学环境学院, 镇江 212013)
211 相关资料的搜集
进行危险有害因素识别所应获取的资料信息包 括: ¹ 生产过程中所涉及到的物料 (包括原料、中间 产品、副产品、产品、助剂和催化剂 ) 种类, 及其理化 特性; º 工艺流程图; » 工艺过程各个阶段操作参数 的数值, 如温度、压力、流速、液位、物质状态等; ¼所 有化学反应、副反应以及过反应的机理和特性; ½ 安 全操作规程; ¾设备制造手册, 设备设计、生产、安 装、使用相应的资质证书或许可证, 检测检验合格证 书等; ¿ 其他相关专著文献信息资料, 例如以往类似 生产事故数据等。
所以对于某一具体的化学反应, 首先应分析该 反应的反应机理、特性, 结合工艺流 程了解反应工 艺、加料顺序等; 然后以反应为中心, 分析各反应参 数变化对反应的影响及其可能引发的次生事故, 并
且按工艺线路分析造成参数变动的可能原因, 直至 分析出最根本原因事件为止, 将整个过程对应的记 录下来。
其次, 进行化工单元操作的偏差分析, 单元操作 过程中的危险性主要是由所处理物料的危险性决定 的。典型的单元操作如蒸馏、蒸发、冷凝、过滤、萃取 等过程的危险、有害因素已经归纳总结在许多手册、 规范、规程和规定中, 可以借鉴其中所分析得出的结 果, 结合实际情况对具体的生产过程进行危险、有害 因素辨识。
项, 而且对辨识人员的经验要求比较高。笔者对此 做了比较全面深入的了解和研究, 在前人研究成果 的基础上 [ 1) 2] , 对于化工企业工艺过程危险、有害因 素建议在直观经验分析法和系统安全分析法的基础
上, 结合危险和可操作性研究 ( HAZOP, H azard and Operability Study)的思想来进行辨识。
1) 科学性。进行危险、有害因素辨识, 要以科 学的安全理论作指导, 使之能真正地揭示系统的安 全状况, 危险、有害因素存在的部位、方式、事故发生 的途径及变化的规律, 并予以准确描述, 以定性、定 量的概念清楚地显示出来, 用严密的合乎逻辑的理 论予以解释清楚。
2) 系统性。危险、有害因素存在于工艺过程的 各个方面, 因此, 要对整个工艺过程进行全面、详细 的剖析, 研究系统和系统及子系统之间的相关和约 束关系, 分清主要危险、有害因素及其相关的危险、 有害性。
113 辨识的原则
在实际生产中, 一个完整的工艺过程往往涉及 到很多的内容, 复杂而烦琐, 危险因素各种各样, 数
量种类繁多, 在进行危险因素辨识的过程中, 可能会 因为考虑不周到, 遗漏某项重要的危险因素, 或者考 虑的内容太多束缚人们的手脚, 阻碍人们正确进行 分析辨识, 所以工艺过程危险因素辨识, 首先要遵循 一定的原则:
Study on Iden tification o f D angers and H azards in T echno log ica l Process
L I L -i xia, L ecturer W ANG M ing-xian, A ssoc. Prof. ( Schoo l o f Env ironm enta,l Jiangsu Un iversity, Zhen jiang 212013, Ch ina)
Ab stract: In v iew of the characteristics o f technolog ical process in chem ical plants, it is suggested that the ident ificat ion of hazards and dangers in th is k ind o f plants should be ach ieved by com bin ing the m ethod of HAZOP ( hazard and operability study ) on the basis of direc-t view ing and emp irical analysis and system safety ana lysis. In the paper, som e related definitions, ident ification m ethods and analysis procedures about HAZOP are introduced and explained. Spec ific contents about HAZOP are d issected respectively from product ion process ( including chem ical reaction, operat ing un its and m ateria l transfer) and technolog ica l equipm ent and insta llat ions. F inally, an exam ple of electroplat ing process is g iven to illustrate th is m ethod. Result show s that this m ethod is very helpfu l for the safety technicians in chem ical plants to identify hazards in technolog ica l process. K ey words: danger factor; hazard factor; HAZOP ( hazard and operab ility study) ; identif ication;
3) 全面性。识别危险、有害因素时不要发生遗 漏, 以免留下隐患, 要按照工艺流程、生产设备装置 一一进行分析和识别。
4) 抓主要矛盾。不考虑那些细小的与安全无 关的后果或因素; 发生的可能性非常小的事件, 认为 其不会发生。
2 工艺过程危险、有害因素辨识程序
工艺过程危险有害因素分析过程如下: ¹ 确定 研究的对象、范围; º 进行相关资料的搜集; » 划分 工艺单元, 并进行工艺流程图标识; ¼工艺单元偏差 分析; ½ 汇总分析结果; ¾归纳、总结分析结果。
HAZOP是一种行之有效的安全评价方法, 在国外
* 文章编号: 1003- 3033( 2007) 09 - 0135- 05; 收稿日期: 2007- 04- 03; 修稿日期: 2007- 08 - 31
# 136#
中国 安 全 科 学 学 报 China Safety Sc ience Journal
第 17卷 2 0 0 7年
安全评价工作中被广泛应用, 它是根据工艺部分或操 作步骤各种具体值, 以引导词为引导, 对过程中工艺状 态的变化加以确定, 找出装置及过程中存在的危害, 并 提出相应的对策措施。
1 工艺过程危险、有害因素辨识方法
111 有关术语
1) 工艺单元: 具有规定界限之内的生产 ( 如两 个容器之间的管道 ) 单元, 研究设备内生产可能发 生偏差的参数。如果遇到比较复杂的装置, 可以将 其再细分为相对独立的几个区域; 对于有共性的单 元, 比如性质相似物质的输送, 在不影响结果的前提 下, 可以合并为一个单元进行分析。
112 辨识方法
按工艺顺序, 以每个工艺单元为研究对象, 对工 艺单元内部涉及到的每个工艺参数分别进行偏差分 析, 结合已有资料, 找出可能的后果和相应的原因及 对策措施, 每一个工艺单元分析完后, 对结果进行汇 总; 最后对整个工艺过程的分析结果进行归纳总结, 得出该工艺过程中危险有害因素及其形成的原因和 建议措施。如果需要, 可以进一步分析各种危险有 害因素的危险性和发生的可能性, 以便后续工作。
2) 工艺参数: 与工艺有关的参数, 一般包括温 度、压力、流量、相、pH 值、浓度、杂质含量、液位、物 质状态等, 具体要根据实际的工艺查取。
3) 偏差: 实际工艺参数与 正常值 ( 或设 定值 ) 之间的偏差, 偏差的形式一般为某参数比正常值多 ( 高 )、少 (低 ) 、异常等, 具体偏差形式还可以根据经 验资料及现场调研结果确定, 具体的偏差值暂定为 大于等于其工艺允许偏差值。
学科分类与代码: 620. 5020
中图分 类号: X937
文献标识码:Baidu NhomakorabeaA
基金项目: 江苏大学高级人才科研启动基 金资助 ( 1283000180)。
=摘 要 > 鉴于化工企业工艺过程的特殊性, 笔者建议其危险、有害因素的辨识可以在直观经验分
析法和系统安全分析法的基础上, 结合危险和可操作性研究 ( HAZOP) 的思想来进行辨识。笔者尝
4) 偏差原因: 偏差发生的原因, 包括硬件故障 (如设备 ) 、反应物料的多少及差异、人为失误、未预 料到的其他原因。
5) 偏差后果: 偏差的结果 ( 如毒物泄漏 ) , 不考 虑那些细小的与安全无关的后果。
6) 对策: 为避免可能出现的事故而采取的对策 措施, 包括设计变更、工艺规程变更或进一步研究方 面的建议。
一般可以将工业生产过程分为 4大部分, 即原 料的净化和原料物理状态的改变 ( 化工单元操作 ) 、 化学反应、产物的分离和净化 (化工单元操作 ) 以及 整个过程中的物料输送, 如下图所示。
生产过程示意图
首先, 进行化学反应的偏差分析, 其主要内容为 分析操作参数正负偏差和参数波动幅度对反应的影 响, 及其影响后果。任何一个化学反应都伴随有一 定的热效应, 每一个化学反应都有其最佳反应温度, 应根据具体化学反应系统的能量分析来确定该反应 的最佳反应温度 ( 或温度范围 ) 。一般来讲, 反应温 度过低, 反应速度很低, 甚至反应中止; 反应温度过 高, 副反应增加, 反应的选择性降低, 影响产品质量, 而且对于强放热反应, 反应容易失控, 造成爆炸、燃 烧、中毒等事故。温度波动幅度超过允许值, 例如: 升温过快, 反应器内反应产生热量的速率远大于系 统热量传递的速率, 设备内部温度过高, 容易出现物 料泄漏, 甚至爆炸等事故; 降温过快, 反应器内物料 来不及反应, 待再次恢复 温度后, 反 应物料浓度过 高, 反应速度过快, 容易失控, 发生事故。
213 工艺单元偏差分析
工艺单元偏差分析为危险有害因素识别的主要 和重要的部分。工业生产过程一般由形形色色各种 各样的工艺设备、装置以及在工艺设备、装置中进行 的化学反应、物理操作单元和物料输送等组成。
从安全的角度来看两者是紧密联系, 相辅相成的 统一体; 在进行危险有害因素分析的时候, 应该同时 进行, 但是侧重点及考虑的内容也不尽相同, 下面将 作出具体的说明。 21311 生产过程中的偏差分析 [ 3) 4]
212 工艺流程图标识
在工艺流程图上 标注工艺单元。对于在 役工 艺, 根据所获取的资料 ( 如安全操作规程等 ) 或实际
第 9期
李 丽 霞 等: 工 艺 过 程 危 险 有 害 因 素 辨 识 的 研 究
# 137#
调研资料, 将操作参数、条件标注在流程图上; 对于 在设计或暂停工艺, 参考设计说明书、相关专著资料 信息以及操作说明书等, 将操作参数、操作条件标注 在流程图上。然后就在流程图上表明的参数进行偏 差分析。
试性地给出了相关术语的说明、介绍辨识方法和操作程序, 并分别从生产过程 (包括化学反应、化工
操作单元和物料输送 )和工艺设备、装置角度, 对其中的所包含的具体内容进行剖析, 最后以电解过
程举例说明, 该方法可用于化工企业进行危险性因素辨识。
=关键词 > 危险因素; 有害因素; 危险和可操作性研究 ( HAZOP ) ; 辨识; 工艺过程
techno log ica l process
0引 言
危险、有害因素识别是开展安全工作的前提, 所 以应进行科学、全面、有效的危险、有害因素识别。 常用的危险、有害因素分析方法有直观经验分析法 和系统安全分析法 ( 如事故树、故障树等 ), 但这些 方法属于定性或半定量方法, 系统性差, 容易出现漏
中 国安 全 科学 学 报 Ch ina Sa fety Sc ience Journa l
V o l. 1 7N o. 9 Sep . 2 0 0 7
工艺过程危险有害因素辨识的研究*
李丽霞 讲师 王明贤 副教授
(江苏大学环境学院, 镇江 212013)
211 相关资料的搜集
进行危险有害因素识别所应获取的资料信息包 括: ¹ 生产过程中所涉及到的物料 (包括原料、中间 产品、副产品、产品、助剂和催化剂 ) 种类, 及其理化 特性; º 工艺流程图; » 工艺过程各个阶段操作参数 的数值, 如温度、压力、流速、液位、物质状态等; ¼所 有化学反应、副反应以及过反应的机理和特性; ½ 安 全操作规程; ¾设备制造手册, 设备设计、生产、安 装、使用相应的资质证书或许可证, 检测检验合格证 书等; ¿ 其他相关专著文献信息资料, 例如以往类似 生产事故数据等。
所以对于某一具体的化学反应, 首先应分析该 反应的反应机理、特性, 结合工艺流 程了解反应工 艺、加料顺序等; 然后以反应为中心, 分析各反应参 数变化对反应的影响及其可能引发的次生事故, 并
且按工艺线路分析造成参数变动的可能原因, 直至 分析出最根本原因事件为止, 将整个过程对应的记 录下来。
其次, 进行化工单元操作的偏差分析, 单元操作 过程中的危险性主要是由所处理物料的危险性决定 的。典型的单元操作如蒸馏、蒸发、冷凝、过滤、萃取 等过程的危险、有害因素已经归纳总结在许多手册、 规范、规程和规定中, 可以借鉴其中所分析得出的结 果, 结合实际情况对具体的生产过程进行危险、有害 因素辨识。
项, 而且对辨识人员的经验要求比较高。笔者对此 做了比较全面深入的了解和研究, 在前人研究成果 的基础上 [ 1) 2] , 对于化工企业工艺过程危险、有害因 素建议在直观经验分析法和系统安全分析法的基础
上, 结合危险和可操作性研究 ( HAZOP, H azard and Operability Study)的思想来进行辨识。
1) 科学性。进行危险、有害因素辨识, 要以科 学的安全理论作指导, 使之能真正地揭示系统的安 全状况, 危险、有害因素存在的部位、方式、事故发生 的途径及变化的规律, 并予以准确描述, 以定性、定 量的概念清楚地显示出来, 用严密的合乎逻辑的理 论予以解释清楚。
2) 系统性。危险、有害因素存在于工艺过程的 各个方面, 因此, 要对整个工艺过程进行全面、详细 的剖析, 研究系统和系统及子系统之间的相关和约 束关系, 分清主要危险、有害因素及其相关的危险、 有害性。
113 辨识的原则
在实际生产中, 一个完整的工艺过程往往涉及 到很多的内容, 复杂而烦琐, 危险因素各种各样, 数
量种类繁多, 在进行危险因素辨识的过程中, 可能会 因为考虑不周到, 遗漏某项重要的危险因素, 或者考 虑的内容太多束缚人们的手脚, 阻碍人们正确进行 分析辨识, 所以工艺过程危险因素辨识, 首先要遵循 一定的原则:
Study on Iden tification o f D angers and H azards in T echno log ica l Process
L I L -i xia, L ecturer W ANG M ing-xian, A ssoc. Prof. ( Schoo l o f Env ironm enta,l Jiangsu Un iversity, Zhen jiang 212013, Ch ina)
Ab stract: In v iew of the characteristics o f technolog ical process in chem ical plants, it is suggested that the ident ificat ion of hazards and dangers in th is k ind o f plants should be ach ieved by com bin ing the m ethod of HAZOP ( hazard and operability study ) on the basis of direc-t view ing and emp irical analysis and system safety ana lysis. In the paper, som e related definitions, ident ification m ethods and analysis procedures about HAZOP are introduced and explained. Spec ific contents about HAZOP are d issected respectively from product ion process ( including chem ical reaction, operat ing un its and m ateria l transfer) and technolog ica l equipm ent and insta llat ions. F inally, an exam ple of electroplat ing process is g iven to illustrate th is m ethod. Result show s that this m ethod is very helpfu l for the safety technicians in chem ical plants to identify hazards in technolog ica l process. K ey words: danger factor; hazard factor; HAZOP ( hazard and operab ility study) ; identif ication;
3) 全面性。识别危险、有害因素时不要发生遗 漏, 以免留下隐患, 要按照工艺流程、生产设备装置 一一进行分析和识别。
4) 抓主要矛盾。不考虑那些细小的与安全无 关的后果或因素; 发生的可能性非常小的事件, 认为 其不会发生。
2 工艺过程危险、有害因素辨识程序
工艺过程危险有害因素分析过程如下: ¹ 确定 研究的对象、范围; º 进行相关资料的搜集; » 划分 工艺单元, 并进行工艺流程图标识; ¼工艺单元偏差 分析; ½ 汇总分析结果; ¾归纳、总结分析结果。
HAZOP是一种行之有效的安全评价方法, 在国外
* 文章编号: 1003- 3033( 2007) 09 - 0135- 05; 收稿日期: 2007- 04- 03; 修稿日期: 2007- 08 - 31
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中国 安 全 科 学 学 报 China Safety Sc ience Journal
第 17卷 2 0 0 7年
安全评价工作中被广泛应用, 它是根据工艺部分或操 作步骤各种具体值, 以引导词为引导, 对过程中工艺状 态的变化加以确定, 找出装置及过程中存在的危害, 并 提出相应的对策措施。
1 工艺过程危险、有害因素辨识方法
111 有关术语
1) 工艺单元: 具有规定界限之内的生产 ( 如两 个容器之间的管道 ) 单元, 研究设备内生产可能发 生偏差的参数。如果遇到比较复杂的装置, 可以将 其再细分为相对独立的几个区域; 对于有共性的单 元, 比如性质相似物质的输送, 在不影响结果的前提 下, 可以合并为一个单元进行分析。
112 辨识方法
按工艺顺序, 以每个工艺单元为研究对象, 对工 艺单元内部涉及到的每个工艺参数分别进行偏差分 析, 结合已有资料, 找出可能的后果和相应的原因及 对策措施, 每一个工艺单元分析完后, 对结果进行汇 总; 最后对整个工艺过程的分析结果进行归纳总结, 得出该工艺过程中危险有害因素及其形成的原因和 建议措施。如果需要, 可以进一步分析各种危险有 害因素的危险性和发生的可能性, 以便后续工作。
2) 工艺参数: 与工艺有关的参数, 一般包括温 度、压力、流量、相、pH 值、浓度、杂质含量、液位、物 质状态等, 具体要根据实际的工艺查取。
3) 偏差: 实际工艺参数与 正常值 ( 或设 定值 ) 之间的偏差, 偏差的形式一般为某参数比正常值多 ( 高 )、少 (低 ) 、异常等, 具体偏差形式还可以根据经 验资料及现场调研结果确定, 具体的偏差值暂定为 大于等于其工艺允许偏差值。
学科分类与代码: 620. 5020
中图分 类号: X937
文献标识码:Baidu NhomakorabeaA
基金项目: 江苏大学高级人才科研启动基 金资助 ( 1283000180)。
=摘 要 > 鉴于化工企业工艺过程的特殊性, 笔者建议其危险、有害因素的辨识可以在直观经验分
析法和系统安全分析法的基础上, 结合危险和可操作性研究 ( HAZOP) 的思想来进行辨识。笔者尝
4) 偏差原因: 偏差发生的原因, 包括硬件故障 (如设备 ) 、反应物料的多少及差异、人为失误、未预 料到的其他原因。
5) 偏差后果: 偏差的结果 ( 如毒物泄漏 ) , 不考 虑那些细小的与安全无关的后果。
6) 对策: 为避免可能出现的事故而采取的对策 措施, 包括设计变更、工艺规程变更或进一步研究方 面的建议。
一般可以将工业生产过程分为 4大部分, 即原 料的净化和原料物理状态的改变 ( 化工单元操作 ) 、 化学反应、产物的分离和净化 (化工单元操作 ) 以及 整个过程中的物料输送, 如下图所示。
生产过程示意图
首先, 进行化学反应的偏差分析, 其主要内容为 分析操作参数正负偏差和参数波动幅度对反应的影 响, 及其影响后果。任何一个化学反应都伴随有一 定的热效应, 每一个化学反应都有其最佳反应温度, 应根据具体化学反应系统的能量分析来确定该反应 的最佳反应温度 ( 或温度范围 ) 。一般来讲, 反应温 度过低, 反应速度很低, 甚至反应中止; 反应温度过 高, 副反应增加, 反应的选择性降低, 影响产品质量, 而且对于强放热反应, 反应容易失控, 造成爆炸、燃 烧、中毒等事故。温度波动幅度超过允许值, 例如: 升温过快, 反应器内反应产生热量的速率远大于系 统热量传递的速率, 设备内部温度过高, 容易出现物 料泄漏, 甚至爆炸等事故; 降温过快, 反应器内物料 来不及反应, 待再次恢复 温度后, 反 应物料浓度过 高, 反应速度过快, 容易失控, 发生事故。
213 工艺单元偏差分析
工艺单元偏差分析为危险有害因素识别的主要 和重要的部分。工业生产过程一般由形形色色各种 各样的工艺设备、装置以及在工艺设备、装置中进行 的化学反应、物理操作单元和物料输送等组成。
从安全的角度来看两者是紧密联系, 相辅相成的 统一体; 在进行危险有害因素分析的时候, 应该同时 进行, 但是侧重点及考虑的内容也不尽相同, 下面将 作出具体的说明。 21311 生产过程中的偏差分析 [ 3) 4]
212 工艺流程图标识
在工艺流程图上 标注工艺单元。对于在 役工 艺, 根据所获取的资料 ( 如安全操作规程等 ) 或实际
第 9期
李 丽 霞 等: 工 艺 过 程 危 险 有 害 因 素 辨 识 的 研 究
# 137#
调研资料, 将操作参数、条件标注在流程图上; 对于 在设计或暂停工艺, 参考设计说明书、相关专著资料 信息以及操作说明书等, 将操作参数、操作条件标注 在流程图上。然后就在流程图上表明的参数进行偏 差分析。
试性地给出了相关术语的说明、介绍辨识方法和操作程序, 并分别从生产过程 (包括化学反应、化工
操作单元和物料输送 )和工艺设备、装置角度, 对其中的所包含的具体内容进行剖析, 最后以电解过
程举例说明, 该方法可用于化工企业进行危险性因素辨识。
=关键词 > 危险因素; 有害因素; 危险和可操作性研究 ( HAZOP ) ; 辨识; 工艺过程
techno log ica l process
0引 言
危险、有害因素识别是开展安全工作的前提, 所 以应进行科学、全面、有效的危险、有害因素识别。 常用的危险、有害因素分析方法有直观经验分析法 和系统安全分析法 ( 如事故树、故障树等 ), 但这些 方法属于定性或半定量方法, 系统性差, 容易出现漏