第二章 系统安全分析-危险性和可操作性研究

2.5 危险性和可操作性研究

危险性与可操作性研究是英国帝国化学工业公司（ICI）于1974 年开发的，用于热力－水力系统安全分析的方法。它应用系统的审查方法来审查新设计或已有工厂的生产工艺和工程总图，以评价因装置、设备的个别部分的误操作或机械故障引起的潜在危险，并评价其对整个工厂的影响。危险性与可操作性研究，尤其适合于类似化学工业系统的安全分析。

危险性与可操作性研究与其他系统安全分析方法不同，这种方法由多人组成的小组来完成。通常，小组成员包括各相关领域的专家，采用头脑风暴法（Brainstorming）来进行创造性的工作。

2.5.1 基本概念和术语

进行危险性与可操作性研究时，应全面地、系统地审查工艺过程，不放过任何可能偏离设计意图的情况，分析其产生原因及其后果，以便有的放矢采取控制措施。

危险性和可操作性研究常用的术语如下：

（1）意图（Intention）。工艺某一部分完成的功能，一般情况下用流程图表示。

（2）偏离（Deviation）。与设计意图的情况不一致，在分析中运用引导词系统地审查工艺参数来发现偏离。

（3）原因。产生偏离的原因，通常是物的故障、人失误、意外的工艺状态（如成分的变化）或外界破坏等原因引起。

（4）后果。偏离设计意图所造成的后果（如有毒物质泄漏等）。

（5）引导词（Guide words）。在危险源辨识的过程中，为了启发人的思维，对设计意图定性或定量描述的简单词语。表2-11 为危险性与可操作性研究的引

导词。

（6）工艺参数。生产工艺的物理或化学特性，一般性能如反应、混合、浓度、PH值等；特殊性能，如温度、压力、相态、流量等。

当某个工艺参数偏离了设计意图时，则会使系统的运行状态发生变化，甚至造成故障或事故。

表 2-11 危险性与可操作性研究的引导词

运用引导词如“不（没有）”、“大”、“小”等进行危险性与可操作性研究时，分析生产工艺部分或操作过程出现了由引导词与工艺参数相结合而构成的与意图的偏离，如“没压力”、“压力过大”等。这样便可详细地分析出偏离的可能原因，以及可能造成的后果，从而采取相应措施防止产生偏离。

进行危险性与可操作性表2-12应用引导词与工艺参数设想偏离研究时常用的生产工艺参数有：流量、压力、温度、液位、时间、成分、PH值、速度、频率、粘度、浓度、典雅、混合、添加、分离和反应。

表 2-12 列出了引导词与工艺参数相结合设想偏离的例子。

表2-12 应用引导词与工艺参数设想偏离

2.5.2 研究步骤

1．研究准备

（1）研究目的、对象和范围

进行危险性与可操作性研究时，对所研究的对象要有明确的目的。其目的是查找危险源，保证系统安全运行或审查现行的指令、规程是否完善等，防止操作失误同时要明确研究对象的边界、研究的深入程度等。

（2）建立研究小组

开展危险性与可操作性研究的小组成员一般由5～7 人组成，包括有关各领域专家、对象系统的设计者等，以便发挥和利用集体的智慧和经验。

（3）资料收集

危险性和可操作性研究资料包括各种设计图纸、流程图、工厂平面图、等比例图和装配图，以及操作指令、设备控制顺序图、逻辑图或计算机程序，有时还需要工厂或设备的操作规程和说明书等。

（4）制定研究计划

在广泛收集资料的基础上，组织者要制定研究计划。在对每个生产工艺部分或操作步骤进行分析时，要计划好所花费的时间和研究的内容。

2，进行审查

对生产工艺的每个部分或每个操作步骤进行审查时，应采取多种形式引导和启发各位专家，对可能出现的偏离、偏离的原因、后果及应采取的措施充分发表意见。审查程序如图2-3 所示。

图2-3 危险性与可操作性研究程序

2.5.3 应用实例

1．DAP 工艺系统危险性与可操作性研究

考察图2-4 所示的DAP 工艺系统。

DAP 是磷酸氢二铵（Diammonium Phosphate）的英文缩写。DAP 由氨水与磷

酸反应生成。生产过程中调节氨水储罐与反应釜之间管线上的阀门A，磷酸储罐与反应釜之间管线上的阀门B，分别控制进入反应釜的氨和磷酸的速率。

表 2-14 DAP 工艺危险性与可操作性研究（部分）

当磷酸进入反应釜速率相对氨进入速率高时，会生成另一种不需要的物质，但没有危险。当磷酸和氨两者进入反应釜速率都高于额定速率时，反应释放能量增加，反应釜可能承受不了温度和压力的迅速增加。当氨进入反应釜速率相对磷酸进入速率高时，过剩的氨可能随DAP 进入敞口的储罐，挥发的氨可能伤害人员。

这里选择磷酸储罐与反应釜之间的管线部分为分析对象，则该部分的设计意

图是向反应釜输送一定量的磷酸，其工艺参数是流量。把7个引导词与工艺参数“流量”相结合，设想各种可能出现的偏离。

表 2-14 为该工艺部分危险性与可操作性研究的结果。