危险和可操作性研究.ppt

系统安全分析主讲：施鹏飞第二章第二章 系统安全分析系统安全分析第一节 系统安全分析概述第二节 安全检查表第三节 预先危险性分析第四节 故障类型、影响和危险度分析第五节 危险和可操作性研究第六节 事件树分析第七节 事故树分析第八节 系统可靠性分析第九节 原因-后果分析第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究 危险和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，HAZOP）：一种基于引导词的、由多专业人员组成的研究组通过一系列的会议为实施、对系统工艺或操作过程中存在的可能导致有害后果的各种偏差加以系统识别定性分析方法。理论依据：工艺流程的状态参数（如温度、压力、流量等）一旦与设计规定的基准状态发生偏离，就会发生问题或出现危险。分类：过程HAZOP、程序HAZOP、人和软件的HAZOP。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究危险与可操作性分析是过程系统（包括流程工业）过程系统（包括流程工业）的危险(安全)分析中应用最广的评价方法。该方法全面、系统的研究系统中每一个元件，其中重要的参数偏离了指定的设计条件所导致的危险和可操作性问题。主要通过研究工艺管线和仪表图、带控制点的主要通过研究工艺管线和仪表图、带控制点的工艺流程图或工厂的仿真模型来确定工艺流程图或工厂的仿真模型来确定，应重点分析由管路和每一个设备操作所引发潜在事故的影响，应选择相关的参数，例如：应选择相关的参数，例如：流量、温度、压力和时间流量、温度、压力和时间，然后检查每一个参数偏离设计条件的检查每一个参数偏离设计条件的影响影响。采用经过挑选的关键词关键词表表，例如“大于”“小”“部分”等，来描述每一个潜在的偏离。最终应识别出所有的故障原因，得出当前的安全保护装置和安全措施。所作的评估结论包括非正常原因、不利后果和所要求的安全措施。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOP分析方法的特点1.从生产系统中的工艺参数出发来研究系统中的偏差从生产系统中的工艺参数出发来研究系统中的偏差，运用启发性引导词来研究因温度、压力、流量等状态参数的变动可能引起的各种故障的原因、存在的危险以及采取的对策。2.HAZOP分析所研究的状态参数正是操作人员控制的指标研究的状态参数正是操作人员控制的指标，针对性强，利于提高安全操作能力。3.HAZOP分析结果既可用于设计的评价，又可用于操作评价；即可用来编制、完善安全规程，又可作为可操作的安全教育材料。4.HAZOP分析方法易于掌握，使用引导词引导词进行分析，既可扩大思路，又可避免漫无边际地提出问题。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究引导词及其意义 P34引导词定 义NONE NONE 否否无，应该有但没有；例如：物流量MORE MORE 多多多、高，较所要求的任何相关物理参数在量上的增加；例如：流量过多、流速过快、压力过高、液位过高等LESS LESS 少少少、低，与MORE相反REVERSE REVERSE 相反相反 逻辑相反PART PART 部分部分系统组成不同于应该的成分AS WELL AS AS WELL AS 并且、以及并且、以及多，在质上的增加；例如：多余的成分杂质。OTHER THANOTHER THAN其他、异常其他、异常操作、设备等其他参数总代用词（正常运行以外需要发生的）；例如：启动、停机、维护、工作故障的预防措施、所需设备的备用设备和省略的设备等第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究1.成立研究组：组长、秘书、组员2.收集系统资料：工艺流程图、系统布置图、原料安全性能数据表、操作手册等3.分解系统：将研究对象划分成若干适当的部分4.选择研究节点：节点是系统的软、硬件组成单元或子系统5.明确节点功能：明确节点的设计意图（功能）和理想 状态参数6.应用引导语：依次应用所有预先给定的引导词7.提出措施8.选择下一节点，重复5-8步，直到所有节点分析完毕9.编写HAZOP报告HAZOP分析步骤第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOP分析过程PID管道及仪表流程图管道及仪表流程图Piping and instrumentation diagramPFD工艺流程图工艺流程图 process flowsheet diagram第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOPHAZOP准备步骤准备步骤 确定分析的目的、对象和范围确定分析的目的、对象和范围必须尽可能的明确分析目的、对象和范围。必须尽可能的明确分析目的、对象和范围。分析对象由装置或项目负责人和分析对象由装置或项目负责人和HAZOPHAZOP分析组共同确定分析组共同确定要按既定目标开展分析工作，并明确应考虑的危险后果要按既定目标开展分析工作，并明确应考虑的危险后果例如：若要确定装置建在何处才能使对公众安全的影响减到最例如：若要确定装置建在何处才能使对公众安全的影响减到最小，小，HAZOPHAZOP分析应着重分析偏差所造成的后果对装置界区外部的分析应着重分析偏差所造成的后果对装置界区外部的影响。影响。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOPHAZOP准备步骤准备步骤 HAZOPHAZOP分析组的组成分析组的组成应有适当人数且有经验的人员组成。应有适当人数且有经验的人员组成。最少最少4 4人：组织者、记录员、两名熟悉过程设计和操作的人员。人：组织者、记录员、两名熟悉过程设计和操作的人员。对简单、危险情况较少的过程，对简单、危险情况较少的过程，5-75-7人的分析组是比较理想的。人的分析组是比较理想的。获取必要的资料获取必要的资料最重要的是各种图纸，包括最重要的是各种图纸，包括PIDPID图（管道及仪表流程图）、图（管道及仪表流程图）、PFDPFD图图（工艺流程图）、布置图等。此外，还包括操作规程，仪表控制（工艺流程图）、布置图等。此外，还包括操作规程，仪表控制图、逻辑图，计算机程序，还应提供装置手册和设备制造手册。图、逻辑图，计算机程序，还应提供装置手册和设备制造手册。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究 资料的前处理资料的前处理将资料变成适当的表格并拟定分析顺序。会议前要使用最新的图将资料变成适当的表格并拟定分析顺序。会议前要使用最新的图纸，确定分析节点。每一位分析人员在会议上都应有这些图纸。纸，确定分析节点。每一位分析人员在会议上都应有这些图纸。确定分析会议的次数和时间确定分析会议的次数和时间确定分析会议所需时间，一般每个分析节点平均需确定分析会议所需时间，一般每个分析节点平均需20-3020-30分钟。分钟。若某容器有两个进口，两个出口，一个放空点，则需3小时左右；另外一种方法是每个设备分配2-3小时。安排会议的次数和时间，每次会议持续时间不要超过安排会议的次数和时间，每次会议持续时间不要超过4-64-6小时。小时。会议时间越长效率越低，而且分析会议应连续举行，以免因间隔太长在每次分析前重复上次内容，最好把装置分成几个相对独立的区域，每区域讨论完后，会议组作适当修整，再进行下一区的分析讨论。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究12HAZOPHAZOP实施步骤实施步骤HAZOPHAZOP分析需要将工艺图或操作分析需要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作步程序划分为分析节点或操作步骤，然后用引导词找出过程的骤，然后用引导词找出过程的危险。图危险。图2 2是是HAZOPHAZOP分析流程图。分析流程图。分析组对每个节点或操作步骤分析组对每个节点或操作步骤使用引导词进行分析，得到一使用引导词进行分析，得到一系列的结果。系列的结果。偏差的原因、偏差的原因、后果、保护装置、建议措施；后果、保护装置、建议措施；需要更多的资料才能进一步需要更多的资料才能进一步分析偏差。分析偏差。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOPHAZOP分析表分析表分析记录应根据分析讨论过程提炼出恰当的结果，为了减少编制分析记录应根据分析讨论过程提炼出恰当的结果，为了减少编制分析文件的精力，对不会产生严重后果的偏差往往不予深究或不分析文件的精力，对不会产生严重后果的偏差往往不予深究或不写入文件中，但要慎重。也可举行分析报告审核会，让分析组对写入文件中，但要慎重。也可举行分析报告审核会，让分析组对最终报告进行审核和补充。最终报告进行审核和补充。HAZOPHAZOP分析会议以表格形式记录。分析会议以表格形式记录。分析人员：分析人员：图纸号：图纸号：会议日期：会议日期：版本号：版本号：第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究常用常用HAZOPHAZOP分析工艺参数、偏差及产生原因分析工艺参数、偏差及产生原因 在对化工企业进行在对化工企业进行HAZOPHAZOP分析时，其主要分析时，其主要分析的工艺参数有：分析的工艺参数有：流量、温度、时间、频率、电压、混合、流量、温度、时间、频率、电压、混合、PHPH值、分离、压力、组成、粘度、添加剂、值、分离、压力、组成、粘度、添加剂、液位、速度、信号、反应等。液位、速度、信号、反应等。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOPHAZOP举例举例用用HAZOPHAZOP分析方法对分析方法对DAPDAP（磷酸氢二铵）（磷酸氢二铵）反应系统进行系统反应系统进行系统安全分析。安全分析。DAPDAP工艺流程简图如工艺流程简图如图所示。图所示。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOPHAZOP举例举例将引导词用于工艺参数，对连接将引导词用于工艺参数，对连接DAPDAP反应器的磷酸溶液反应器的磷酸溶液进料管线进行分析。进料管线进行分析。分析节点：连接分析节点：连接DAPDAP反应器的磷酸溶液进料管线反应器的磷酸溶液进料管线 设计工艺指标：磷酸以某规定流量进入设计工艺指标：磷酸以某规定流量进入DAPDAP反应器反应器 引导词：空白引导词：空白 工艺参数：流量工艺参数：流量 偏差：空白十流量无流量偏差：空白十流量无流量第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究HAZOPHAZOP举例举例后果：后果：反应器中氨过量，导致反应器中氨过量，导致 未反应的氨进入未反应的氨进入DAPDAP贮槽，结果是贮槽，结果是 未反应的氨从未反应的氨从DAPDAP贮槽中逸出到封闭的工作区域贮槽中逸出到封闭的工作区域 损失损失DAPDAP产品产品 第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究原因：原因：磷酸贮槽中无原料磷酸贮槽中无原料 流量指示器控制器因故障显示值高流量指示器控制器因故障显示值高 操作人员将流量控制器设置过低操作人员将流量控制器设置过低 磷酸流量控制阀因故障关闭磷酸流量控制阀因故障关闭 管道堵塞管道堵塞 管道泄漏或破裂管道泄漏或破裂 安全保护：定期维护阀门安全保护：定期维护阀门B B 第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究建议措施：建议措施：安装当进入反应器的磷酸流量低时报警停车系统安装当进入反应器的磷酸流量低时报警停车系统 保证定时检查和维护阀门保证定时检查和维护阀门B B 考虑使用考虑使用DAPDAP封闭贮槽，并连接洗涤系统封闭贮槽，并连接洗涤系统 对该过程的其他节点用对该过程的其他节点用“引导词工艺参数引导词工艺参数”的分的分析结果记录到析结果记录到HAZOPHAZOP分析表中。分析表中。第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究序号序号偏差偏差原因原因后果后果安全保安全保护护建建议议措施措施1.01.0容器容器 -液氨贮槽，在环境温度和压力下进料，如图液氨贮槽，在环境温度和压力下进料，如图3 31.11.1高液位高液位氨站来液氨量太大，氨站来液氨量太大，液氨贮槽无足够容积液氨贮槽无足够容积氨贮槽液位指示器因氨贮槽液位指示器因故障显示液位低故障显示液位低氨可能释氨可能释放到大气放到大气中中贮槽上装有贮槽上装有液位显示器液位显示器氨贮相上装氨贮相上装有安全阀有安全阀检查氨站来液氨量以保证液氨贮检查氨站来液氨量以保证液氨贮槽有足够容积槽有足够容积考虑将安全阀排出的氨气送入洗考虑将安全阀排出的氨气送入洗涤器涤器考虑在氨贮槽上安装独立的高液考虑在氨贮槽上安装独立的高液位报替器位报替器 分析人员：分析人员：HAZOP分析组分析组 图纸号：图纸号：97-OBP-57100 会议日期：会议日期：10/10/2005 版本号：版本号：3分析人分析人员员：HAZOP分析分析组组图纸图纸号：号：97-OBP-57100会会议议日期：日期：10/10/2005 版本号：版本号：3序号序号偏差偏差原因原因后果后果安全保安全保护护建建议议措施措施2.02.0管线管线 氨送入氨送入DAPDAP反应器的管线，进入反应器的氨流量为反应器的管线，进入反应器的氨流量为x kmol/hx kmol/h，压力，压力z Paz Pa2.12.1高流高流量量氨进料管线上的控制阀氨进料管线上的控制阀A A因故障打开因故障打开流量指示器因故障显示流量指示器因故障显示流量低流量低操作人员设置的氨流量操作人员设置的氨流量太高太高未反应的未反应的氨带到氨带到DAPDAP贮槽贮槽并释放到并释放到工作区域工作区域定时维护阀定时维护阀门门A A氨检侧器和氨检侧器和报警器报警器考虑增加液氨进入反应器流量高考虑增加液氨进入反应器流量高时的报警停车系统时的报警停车系统确保定时维护和检查阀门确保定时维护和检查阀门A A在工作区域确保通风良好，或者在工作区域确保通风良好，或者使用封闭的使用封闭的TAPTAP槽槽第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究石油化工典型石油化工典型HAZOPHAZOP分析检查表示例分析检查表示例 第五节第五节 危险和可操作性研究危险和可操作性研究课堂讨论及作业：1了解HAZOP分析过程 2掌握HAZOP分析的引导词的作用回答P77复习思考题8题和9题。