化工課件-危險與可操作性(HAZOP)分析及審查方法要點

系列化工課件（精選）危險與可操作性（HAZOP）分析/審查方法1.什么是HAZOP基本原理如果一個設備在其預期的或者設計的狀態(tài)范圍內運行，就不會處于危險狀態(tài)，導致不期望的事件或事故發(fā)生；反之，如果運行中某些狀態(tài)指標超出了設計范圍，系統(tǒng)很可能處于危險狀態(tài)，導致危險事件或事故發(fā)生，造成設備和環(huán)境破壞、人員和財產(chǎn)損失。HAZOP分析要成立一個涵蓋相關專業(yè)人員的小組，包括項目經(jīng)理、工藝負責人、HSE負責人、專業(yè)工程師和生產(chǎn)操作專家，借助他們的豐富經(jīng)驗，通過小組會議自由討論方式，指出所有潛在問題，尋求解決機會以減少損失。定義通過分析/審查可能出現(xiàn)的工藝偏差，確定潛在工藝過程危險和運行問題的一種系統(tǒng)方法。是工藝危害分析（PHA）的方法之一。目的

辨識工藝設計缺陷、工藝過程危險及操作性問題。識別出生產(chǎn)裝置設計、操作及維護程序中可能存在的危害，對已有生產(chǎn)裝置中設計和操作中的防范措施提出意見或建議，以提高工藝過程的安全性和可操作性。方法

HAZOP是以多專業(yè)團隊人員集體討論的方式，在有經(jīng)驗的“主持人”主持下，采用標準化“引導詞”對裝置工藝過程中系統(tǒng)的中間變量設定“偏離”，沿偏離在系統(tǒng)中反向查找非正常“原因”和不利“后果”，對照已有的安全措施，提出整改或新的安全措施建議。

意義

消除工藝過程潛在的危險是預防事故的根本途徑。在石油石化生產(chǎn)裝置設計階段運用HAZOP進行審查時，防止生產(chǎn)階段發(fā)生事故的行之有效的方法。在石油石化生產(chǎn)裝置運行階段運用HAZOP進行分析，糾正設計階段遺漏的不安全問題和變更（檢維修、技術改造）后可能帶來的安全隱患。國外廣泛應用于石油化工裝置工藝過程危險性分析/審查的方法。

2.HAZOP的起源與發(fā)展1963年英國ICI公司的有機化學部門在共同研究一個新的苯酚工程的設計中，三人小組在四個月中，每周開會三次對其使用一種嚴格的審查技術，尋找過程中所出現(xiàn)的偏差。以后逐步發(fā)展形成了ICI公司的危害分析程序。1974年在英國企業(yè)（己內酰胺）一次事故發(fā)生后，開始被化學過程工業(yè)界廣泛使用。歐洲化學工程師協(xié)會（ICemE）在安全課程中第一次提出HAZOP方法，1977年化學工業(yè)學會出版了HAZOP研究導則。英國事故是一起化學爆炸事故，造成28人死亡，波及鄰近住宅區(qū)，一英里范圍內，1800棟建筑受到影響。工藝過程涉及環(huán)己烷在六個反應爐進行一系列氧化。事故前兩個月，第五反應爐出現(xiàn)一個裂縫，為了維持運行，在進行維修的同時，臨時安裝了一個直徑50公分的旁路，繞過有問題的反應爐。爆炸發(fā)生在這根臨時管線。導管破裂的原因是一次系統(tǒng)壓力激增的過程中，出現(xiàn)了沒有預見的橫回應力。設計人員之前沒有高壓管道計算經(jīng)驗（沒有進行計算管道壓力）。管道在投用前沒有進行壓力測試。安裝在臨時棚架桿上，允許管道在壓力作用下扭曲。設計、操作人員是無所不能的嗎？

經(jīng)驗所限理解偏差（認知程度）規(guī)范內容的缺失標準規(guī)定的不確定性（經(jīng)費、爭論、妥協(xié)）

新工藝、新設備環(huán)境、原料、設備的變化（變更）

最大的隱患是不知道隱患在哪里3.國外應用和相關標準情況美國

職業(yè)健康安全局（OSHA）PSM標準29CFR1910.119頒布以來，大型石化企業(yè)每5年左右要對在役生產(chǎn)裝置進行一次HAZOP審查。目前已進行2—3輪。歐盟

SevesoII推薦采用HAZOP分析方法進行工藝危害分析德國

拜耳公司1997年制定《過程與工廠安全指導》中規(guī)定：其下屬工廠必須進行HAZOP分析并形成安全評估報告。英國

bp公司要求從項目的設計階段就要進行HAZOP分析、QRA（定量風險評估）、SIL（安全完整性水平分析）。法國

羅迪亞公司把HAZOP方法列為公司識別危險的三種方法之一（如果—怎么樣，預風險分析法）。陶氏采用層進式風險評估。在第一層工廠危害分析中對所有對象、重要項目和變更使用HAZOP等5種方法。殼牌

在其危害識別及管理體系中規(guī)定采用HAZOP方法挪威船級社（DNV）

在其復合式風險評估中針對5種情況，規(guī)定分別用HAZOP結合另外3種方法進行對其中3種情況進行分析《危險與可操作性分析應用導則》

美國聯(lián)邦法規(guī)第29篇第1901部分《危害識別技術選擇》

英國健康安全管理局（HSE）2000年《危害與可操作性分析指南》

英國化學工業(yè)協(xié)會(CIA)1993年《危害識別方法》

歐洲官員安全協(xié)會(EPSC)2003年《危害與可操作性分析—最佳實踐指南》

歐洲化學工程師協(xié)會（IChemE)2000年《危害評估程序指南—第三版》

美國化學工程師協(xié)會化工官員安全中心（CCPS）

陶氏化學、BP、巴斯夫、?？松梨?、殼牌等大型石油石化公司均要求新建或改造建設項目在設計階段要進行HAZOP審查，?？松梨趯υ谝垩b置規(guī)定每5年也要進行一次全面的HAZOP審查。4.國家有關部門的要求化工建設項目安全設計管理導則

（AQ/T3033--2010）

其中規(guī)定：設計單位應采用下列一種或多種適用于過程危險源分析方法，用于過程危險源的分析：預先危險源分析、危險與可操作性分析、故障假設分析、故障類型和影響分析、安全檢查表分析、故障樹分析、故障假設/安全檢查表分析\其他合適的方法。國務院安委辦組織有條件的中央企業(yè)用危險與可操作性分析技術（HAZOP),提高化工生產(chǎn)裝置潛在分析辨識能力

國務院安委會辦公室《關于進一步加強危險化學品安全生產(chǎn)指導工作的指導意見》（安委辦【2008】26號）工信部、國家安監(jiān)總局2010年7月19日國務院發(fā)出《關于建議加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》【2010國發(fā)23號】，提出了九個方面32條具體要求。2010年工信部會同國家安監(jiān)總局發(fā)出《關于危險化學品企業(yè)貫徹落實國務院“關于建議加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知”實施意見》【安監(jiān)總管三（2010）186號】，具體提出了九個方面38條具體實施意見。

在第一方面“強化安全生產(chǎn)體制、機制假設，建立健全企業(yè)全員安全生產(chǎn)責任體系”中的第五條“及時排查事故隱患”中，要求：企業(yè)要積極利用危險與可操作性分析（HZAOP）等先進科學的風險評估方法，全面排查本單位的事故隱患，提高安全生產(chǎn)水平。在第二方面“強化關于工藝過程安全管理。提升本質安全水平”中的第八條“加強建設項目安全管理”中，要求：大型和參與危險化工工藝的裝置，在初步設計完成后，要進行HAZOP分析。國家安監(jiān)總局《危險化學品建設項目安全安全評價細則（試行）》（安監(jiān)總?；?007】255號）要求：對國內首次參與新技術、工藝的建設項目，除選擇其他安全評價方法外，盡可能選擇危險與可操作性研究方法。5.中國石化應用HAZOP情況

2002年以來，隨著南海殼牌乙烯、揚巴、賽科等大型獨資、合資石油化工項目的建設，由于殼牌、巴斯夫和BP公司對項目安全管理的要求，HAZOP作為設計環(huán)節(jié)中不可缺少的部分，已用于上述項目設計階段的安全審查。HAZOP分析多由獨立的外方第三方主持，合資公司安全管理、工藝操作等專業(yè)人員及項目設計人員參加，HAZOP分析為確保設計成品的安全性，將生產(chǎn)上可能出現(xiàn)的安全隱患消滅在設計階段，減少因設計原因造成施工變更等發(fā)揮了積極作用。

截至目前，SEI、洛陽院、上海工程公司、南京工程公司等設計單位已參與完成了揚巴、賽科、福建一體化等十余個合資項目的HAZOP分析。同時，自主完成了天津、鎮(zhèn)海乙烯項目部分主裝置的HAZOP分析。各設計單位對承擔的系統(tǒng)外部分石油化工建設項目，也根據(jù)業(yè)主要求開展了HAZOP分析。從新建建設項目的HAZOP分析工作開展情況看，HAZOP主要集中在合資企業(yè)或外資企業(yè)，且多由外方主持，國內項目開展得很少。

2010年中國石化在武漢乙烯項目的乙烯、聚丙烯、制氫、加氫裂化、芳烴等十余套裝置的設計階段開展了HAZOP分析工作。

2007年1月，巴陵石化氨肟化裝置反應器發(fā)生爆炸事故，事故分析認為主要原因是設計階段對雙氧水、氨氣不完全反應帶來的危險性考慮不周造成。為此青島安工院對巴陵石化氨肟化工藝包進行HAZOP分析，提出整改建議，對氨肟化工藝包進行了完善。

2008年2月，南化公司合成氨部煤氣化裝置發(fā)生爆炸，事故分析中專家指出，中國石化引進的殼牌煤氣化工藝技術本身存在缺陷，增加了裝置安全隱患。為此，青島安工院對南化、金陵水煤漿氣化工藝包開展HAZOP分析研究，提出了改進工藝包的安全措施，對裝置現(xiàn)場安全管理也提出了整改要求。

福建石油化工聯(lián)合有限責任公司在外方要求下也對全廠工藝裝置進行了HAZOP分析。

2009年6月，國家安全監(jiān)督管理總局監(jiān)管三司召開了“危險與可操作性分析（HAZOP）在中央企業(yè)推廣應用工作研討會”，會議要求積極開展在役裝置HAZOP分析，探索大面積推廣該技術的可行性。為此，青島安工院對天津分公司大芳烴、PTA和乙二醇三套在役裝置進行了HAZOP分析試點工作。共計查找949個偏差，提出安全對策和建議48條。通過此次HAZOP分析，參與人員全面梳理了三套裝置，從工藝安全角度對三套裝置的工藝、設備、儀表等進行了系統(tǒng)的評估，提高了企業(yè)對化工生產(chǎn)裝置潛在風險的辨識能力。6.HAZOP的主要優(yōu)勢

新建項目

(1)．有利于提高裝置設施的本質(2)．有利于發(fā)現(xiàn)問題(3)．有利于問題的及時解決(4)．有利于明確各方責任

在役裝置(1)．有利于提高員工安全意識(2)．為隱患治理工作提供了依據(jù)

但是：HAZOP只是一個工具。完善的安全管理體系、標準體系、質量體系、工藝經(jīng)驗的積累以及工藝安全技術的應用才是最主要的安全保障。

7.HAZOP分析/審查介紹

HAZOP分析/審查術語對主持人的要求

8個HAZOP術語（1）引導詞（2）工藝參數(shù)（3）偏差（4）分析/審查節(jié)點（5）原因（6）后果（7）安全措施（8）建議措施用于定性或定量設計工藝指標的簡單詞語，引導識別工藝過程的危險的7個引導詞（1）No(無)

對設計意圖的否定，即設計或操作要求的指標或事件完全不發(fā)生。Less(較少)

數(shù)量減少，即同標準值比較數(shù)值偏小。More(較多)

數(shù)量增加，即同標準值比較數(shù)值偏大。Part(部分)

質的減少，即只完成既定功能的一部分AsWerse(伴隨)

質的增加，即在完成既定功能的同時，伴隨多余事件發(fā)生。Reverse(相逆)

設計意圖的邏輯反面，即出現(xiàn)與設計意圖完全相反的事或物。OtherThan(異常)

完全代替即出現(xiàn)與設計意圖不相同的事物。與過程有關的物理和化學特性，包括概念性的項目和具體性的項目的工藝參數(shù)（2）

反應、混合、濃度、分離、組成溫度、壓力、流量、液位、速度使用引導詞，系統(tǒng)的對分析/審查對象（節(jié)點）偏離工藝指標的情況的描述，即偏差（3）No(無)Less(較少)More(較多)Part(部分)AsWerse(伴隨)Reverse(相逆)OtherThan(異常)溫度流量壓力液位組成相態(tài)有具體并確定邊界的設備組成的單元或系統(tǒng)就是HAZOP分析/審查的節(jié)點(4)分析/審查節(jié)點的劃分需要考慮：系統(tǒng)的復雜程度、危害的嚴重程度、邊界點/隔離點。節(jié)點可大可小可以是管線、容器，也可以是設備、儀表。引起偏差發(fā)生的起始事件就是HAZOP分析/審查中的原因(5)一旦找到發(fā)生偏差的原因，就意味著找到了解決的方法和手段。這些原因可能是：設備故障、操作失誤、控制失效、腐蝕、疲勞、工藝變化、原料改變、外力作用（洪水、地震、雷電）假定偏差發(fā)生時控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)失效，可能發(fā)生的情況就是HAZOP分析/審查中所稱的后果(6)

安全措施(7)：硬件（報警、聯(lián)鎖、檢測）、軟件（作業(yè)許可、巡檢、培訓）建議措施(8)：修改設計、修改操作規(guī)程、檢維修、降溫降壓、應急響應、更新設備等對主持人的要求：有相關分析、審查對象HAZOP的經(jīng)驗；最理想的是獨立于分析、審查對象的第三方；具備良好的工作經(jīng)驗和專業(yè)經(jīng)驗；有較好的組織和掌控能力。8.HAZOP分析/審查的步驟與方法1、制定計劃2、準備文件3、召開會議4、編制、發(fā)布分析/審查報告5、執(zhí)行分析/審查意見，跟蹤落實情況6、交付關閉報告HAZOP分析/審查方法HAZOP主要有兩種類型：引導詞法HAZOP（ParametricDeviationBasedHAZOP）基于知識或經(jīng)驗的HAZOP（Knowledge/ExperienceBasedHAZOP)，常輔以檢查表。HAZOP分析/審查方法引導詞表：指導詞參數(shù)無較多較少象…一樣部分相反除此以外流量√√√√√√√壓力√√√溫度√√√組成√√液位√√√√相態(tài)（汽相）√√√√HAZOP分析/審查方法引導詞法--工作流程HAZOP分析/審查方法設備參數(shù)偏差原因后果安全措施建議P-11005壓力壓力過低過濾器堵塞流量低定期清理過濾器壓力過低泵機械故障Z－11001A/BPH值升高。報警后手動切換備用泵。壓力過高泵出口閥門關閉泵損壞泵出口安全閥設備布置設備布置硫酸溢出化學灼傷安全淋浴和洗眼器硫酸泄露灼傷現(xiàn)場人員，腐蝕設備圍堰，安全淋浴和洗眼器。液位液位低TK11002液位低泵損壞低液位報警21.增加低低報警引導詞法--工作表基于經(jīng)驗的HAZOP分析/審查方法有時候代替引導詞法HAZOP，應用的前提條件：有完善的設計標準和管理程序。審查組成員有豐富的同類裝置的設計和操作經(jīng)驗。即將進行HAZOP審查的工藝是成熟的。檢查表法--工作流程

HAZOP分析/審查方法

HAZOP分析/審查方法圖號設備/管線號

危險原因

潛在后果建議改正/防范措施負責人落實情況0005B-2EA-003物料殘留堵塞管道EA-003走旁路時，需要倒空。建議增加一套沖洗倒空線去地罐（合適的地罐）。工藝已修改1505C-2FC-151A/B/C壓力設備無安全閥火災工況超壓三臺過濾器同開同停，過濾器進出口閥要求CSO，PSV-15926/5閥計算應考慮FD-152A/B/C火災工況時的排放量。工藝已考慮，但是火災工況不是控制工況，檢查表法--工作表兩種方法的特點引導詞法：優(yōu)點：使用一系列引導詞去發(fā)現(xiàn)參數(shù)偏離并分析預測后果并采取措施的審查方法。具有系統(tǒng)分析、記錄完整的特點。對措施不足的設計工況提出建議修改，對已設有足夠安全措施的設計工況記錄備案。缺點，耗時長，重復工作較多，過于程式化。適用性：更適合新開發(fā)項目，已工業(yè)化的但是從沒有做過HAZOP的項目。引導詞法對設計/在役的裝置進行定量/定性分析，重復多次，直到全部工藝審查完畢。即：確定偏差發(fā)生的所有原因----分析可能產(chǎn)生的各種后果----檢查每個后果是否已采取安全措施----判斷已采取的安全措施是否足夠或適用----如果存在問題應提出建議措施----確定完成整改的責任方和完成時間。兩種方法的特點檢查表法：優(yōu)點：效率高，對成熟的工藝裝置來說，可節(jié)省時間。針對性強，只記錄需要更改或需關注的項目。缺點：對HAZOP分析成員的要求較高，要對分析的領域要有豐富的經(jīng)驗。紀錄不夠詳細，分析結果依賴于分析團隊的水平。適用性：適合成熟工藝的項目，多次進行過HAZOP的項目。檢查表法是引導詞法的專業(yè)化發(fā)展，依靠為基礎的團隊的知識和專用檢查表代替引導詞。根據(jù)實際經(jīng)驗，用選定的項目標準與設計圖紙進行比較。根據(jù)需要，可有選擇的采用某些引導詞。由于團隊的知識是以項目標準為基礎，所以必須保證掌握最新知識和標準。一般情況下，基于經(jīng)驗的方法至少可以節(jié)省一半的時間。如果參加會議的人員能夠事先準備，速度會更快。兩種方法用時比較新工藝采用引導詞法比較合適；對于已有工藝可以采用引導詞法和基于經(jīng)驗/知識的方法。選擇適合的HAZOP方法審查階段：工藝包階段：主要解決本質安全問題，主要對工藝問題進行探討，比如：極限操作溫度，極限操作壓力的討論，聯(lián)鎖控制方案，緊急泄壓方案，高風險問題占較高比例。討論小組：以工藝研發(fā)，工藝設計人員為主。在基礎設計后期：對PID整體審查，主要解決工程設計問題，主要檢查規(guī)范性的滿足，開停車等操作問題。中度風險問題占較高比例。討論小組：以工藝設計人員，操作人員為主。詳細設計后期：詳細設計中對PID修改部分進行審查。討論小組：以工藝設計人員，操作人員，供貨商代表為主。HAZOP在不同設計階段起的作用HAZOP人力需求HAZOP審查是一項耗費人力的工作，HAZOP審查會需要數(shù)人參加，包括：工藝、安全、自控、操作等多方面人員，還包括主持人、記錄員等。拿乙烯裝置為例，引導詞法進行HAZOP需100多個工作日（例如：賽科乙烯裝置，業(yè)主BP）。檢查表法需32個工作日（福建乙烯裝置，業(yè)主EXXON）。同時HAZOP主持人的要求較高，需要經(jīng)驗豐富的人，國外HAZOP主持人的費用要價很高。HAZOP關閉工作需要大量的人工時。HAZOP審查的作用

(1).HAZOP不僅限于用規(guī)范檢查工藝流程，而是根據(jù)需要來檢查流程。規(guī)范是根據(jù)以往經(jīng)驗為基礎，代表不同群體希望達成的一致意見，是最低的要求。規(guī)范往往不能為新技術的應用提供指導，也不考慮超出其規(guī)范意圖外的設計目的，具體情況和現(xiàn)場環(huán)境。因此，HAZOP是對規(guī)范之外安全措施的補充。細致性

標準化

(2).HAZOP修改項可大可小，大到修改火炬氣排放方案，材質選型，小到閥門墊片的選型，儀表，閥門的安裝位置，手動按鈕的權限，警示牌的位置等等。HAZOP對PID的審查足夠細致，每次審查都能提出數(shù)百個建議或提示。但每次審查問題的重要性是不同的。