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危险与可操作性分析 hazop 什么是hazop(1) hazophazard and operability study (analysis) hazard危险 operability可操作性 study分析、研究 hazop危险与可操作性分析/研究 hazop 样例 什么是hazop分析(2) 是针对pid图纸和设计资料,召集工艺 /生产/安全/仪表/维修等各专业的工程师以 及操作人员,在组长引导下,利用偏差作为 头脑风暴的提醒词,大家共同讨论,识别每 一个工艺系统可能出现的偏差,并分析产生 这些偏差的原因、以及偏差导致的后果、现 有的控制措施,评估风险的大小,并提出改 进意见的审核会议。 hazop是怎么来的? hazop之父 t. 克莱兹 trevor kletz (1922-至今) 现为美国德克萨斯州 a&m大学资深教授 2005年美国德克萨斯 bp炼油厂事故发言, 化工企业应以工艺安 全为核心 hazop是怎么来的?(续 ) 诞生在英国,由化学工程师t.克莱兹在41岁时发明; 1963年,首次在帝国蒙德化学公司(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; 开始不叫“hazop”,其应用在ici公司经历了三个阶段: 早期: “关键审查”,寻找“工艺偏差”和“替代措施” ( critical examination); 中期: “可操作性研究” (operability analysis); 后期: “危险性分析” (hazard analysis)。 hazop是怎么来的?(续) 1974年,英国化学工程师协会(icheme)举办过多次“可 操作性研究和危险分析”技术的培训和推广 1977年,英国化学工业协会(cia)首次发布“可操作性研 究和危险分析实施技术指南” 1983年,t. 克莱兹在英国化学工程师协会(icheme)培训 课上首次命名为“hazop”(危险与可操作性分析) 1983年之后,hazop是英国 化学工程专业学位的必修课之一 hazop为何会在世界范围内快速发展 1. 美国psm 法规: 29cfr1910.119-1992年 2. 欧盟seveso ii法案-1996年 3. 化工企业工艺安全管理实施导则-aq/t3034-2010 4. 化工建设项目安全设计管理导则-aq/t3033-2010 经过实践检验,hazop获得广泛认同! hazop 全世界已完成约数全世界已完成约数1000000010000000个个hazophazop分析项目!分析项目! hazop的好处 系统化和逻辑化 兼顾生产问题 用逻辑推理的方法,对设计缺陷和操作失误 都可以识别 使生产人员充分理解设计意图,既能完善设 计,又可以修订操作规程 hazop报告也是很好的培训工具 魅力之一:集体智慧 实施关键: 讨论研究的方法 利用集体智慧; 依据和基础: 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。 头脑风暴(brain storming) 常用引导词:无、增加、减少、早、晚、先、 后、伴随、部分、逆向、异常 常见参数: 流量、液位、压力、温度、组成、 时间、速度、转速、频率 化工hazop偏差句法(组合法得到合理偏差): 例如: 无(no) 流量 (flow) 无流量 增加(more) 压力(pressure) 压力高 伴随(as well as) 相( phase) 两相 早(early) 操作(operation ) 操作超 前 魅力之二:偏差激发创新 引导词 参数 偏差 偏差是打开创新思维的: 引导词 偏差 双向分析 魅力之二:偏差激发创新(续) 找到偏差的危险原因; 找到危险不利后果; 揭示安全措施作用; 找到事故发生的完整路径;偏差是故障 传播的推动力 查找事故的 完整传播路径 hazop不足之处 费时间 定性分析 相信在正常情况下,设计和维护是没问题的,例如相信设 计者选择安全阀的大小是合适的,相信设计人员已经对管 道选型做过计算,火炬系统的设计能力做过核算,维护人 员会定期校准的等等 严重依赖参加hazop讨论人员的能力、责任性、判断力,人 的质量决定hazop的质量 有时很难达成一致意见 pha 小组 组成:58人最好,组长精通hazop方法,至少有一人 非常熟悉系统的操作,每一个人对目标装置本专业内 都非常熟悉 组长 记录员 (设计人员) 工艺人员 机电仪人员 (安全代表) 其他专家 hazop组长职责 准备和组织hazop会议 具体领导hazop工作: l hazop准备(成立小组,工作计划) l 主持hazop会议 l 指导记录员的记录工作 l 编制和分发hazop报告 组长的要求 具有亲和力,在讨论过程中,培养民主气氛,鼓励小 组人员参与 精通hazop方法,熟悉化工工艺知识 不可过于强势 引导而不是指导,更不是教导 维护他人的尊严 幽默感与平衡 最好是独立于小组之外的中立人员 其它参加人员职责与要求 熟悉本专业; 尊重他人的发言; 合理推断, 不走极端; 积极参与; 会前材料准备 电脑(内有hazop模板或pha软件),投影仪 一套a0的工艺流程图,及挂图板和夹子 参加人员人手一套a3流程图(注:必须和现场一致)和 一支铅笔 一块白板,及油笔 记录员应至少有三种不同颜色的记号笔 一本操作规程(内有操作范围表、安全阀设定值) 一本仪表控制逻辑图 其他工艺安全信息(看需要):例如设备资料、msds等 最好有咖啡,茶等提神饮料 针对一个节点的工作流程简图 划分节点 完成hazop分析表头 部分 选择相关参数 使用引导词 列出详细偏差以及偏差可 能导致的后果 列出导致偏差的原因 列出现有的安全措施 评估发生后果的危害等级 使用了所有的引导词? 使用了所有的参数? 否 是 否 是 建议改进措施 图纸介绍 图纸介绍 pha小组按照工艺流程顺序选择流程图 熟悉工艺的人员介绍流程图 相关人员对流程图进行提问 工艺人员对问题进行澄清 划分节点 定义:工艺流程的一部分叫节点 划分的目的:把复杂的事情化小,使得讨论者关注点集 中。 划分原则:所有设备,管线都要化到节点内, 同一台设备 要化在同一节点内,管线除外,如: 换热器,反应罐,塔 等,同时要考虑流程图中无法显示的部分,如设备距离, 围堰,探头,按钮位置,排放口位置,是否方便取样,阀 门位置,等等。 节点划分建议:1-3台主设备,加附属管线,仪表,管件, 同一节点尽量在一张流程图内。 节点划分没有错与对,只有大与小的问题。要用不同颜色 的笔把节点先画出来,并标注节点号,最后含有节点号的 流程图要扫描后存档,打印报告中要有含节点号的流程 图。 示例:为工艺系统划分节点-1 示例:为工艺系统划分节点-2 节点划分练习 完成hazop分析表头部分 写节点号 节点描述:写出本节点的主要设备 设计意图:本节点的主要设计意图 图号 会议日期 参加人员 参数(1) 泄漏 流量 温度 压力 液位 相位 腐蚀/磨损 作业安全 ph 沉淀 结晶 颗粒 速度 参数(2) 组分 相 浓度 混合 搅拌 反应 添加剂 重量 放空 取样 振动 开车 停车 维修 公用工程 参数的分类 具体参数: 例如,压力、温度、液位、流量、组成、转 速、时间等; 概念参数: 例如,反应、混合、汽化、结晶、吸收、萃 取,取样, 维修,搅拌等 引导词 没有 过多 过少 部分 伴随(额外) 相反 过迟 过早 过快 过慢 先 后 缺失 偏差/详细偏差 参数引导词偏差 注意:只有有意义的组合才是偏差 详细偏差:适用于本节点内,需要详细展开讨 论的偏差。 偏差矩阵实例 l 实例 选择偏差(1) 根据实际工况以及物料情况完善和修改连续性偏差矩阵和 间歇性偏差矩阵,并固化,通常不建议减少条款,即使固 化后的偏差中某偏差不适合本节点,在讨论时仍然保留( 注明不适用或没有安全后果问题) 在选择详细偏差时要选择尽可能靠近后果的偏差 ,参见 偏差选择指导。 写详细偏差时候,要明确清晰,要让没有参加讨论的人, 理解描述的是哪个点的偏差,例如:不能只写压力偏高, 要写出哪个点的压力偏高;没有流量,也要写出哪条线没 有流量。要做到流量到线, 压力、温度到点, 要把设备 名称和位号写清楚 详细偏差的原则 详细偏差写节点内的偏差 在选择详细偏差的时候,写偏离设计意图的偏差 例如:对于换热器来说,不要写每条进出换热器介 质流量的偏差,因为换热器的设计意图是换热, 介质流 量的变化会引起介质温度的偏差, 所以写介质出换热器 后温度偏差。 例如: 对于储罐来说,呼吸阀气体流量的大小不是 设计意图, 但罐的超压或负压是我们的设计意图, 可以 选择罐压的高压、低压作为偏差较好。 在选择详细偏差的时候, 通常只选择主流线上的偏差, 对于开停车线,通常不讨论 偏差举例说明-不好的例子(1) 偏差举例说明-不好的例子(2) 好的例子 好的例子 详细偏差选择及描述练习 偏差的原因 合理原因,偏差的直接原因,而不要写管理原因 6个直接原因: 设备仪表故障 操作失误 物料错误 环境影响 设计错误 公用工程不足 偏差原因 写原因的时候, 要把6个方面的直接原因描述清 楚 例如: 操作工在加甲醇的时候, 误加酒精,而 不要只写操作失误 写原因的时候要把从直接原因到详细偏差的逻辑 关系写清楚 例如:在t2反应釜事故的hazop分析中,反应釜 压力高的一个原因为循环水供应阀故障导致循环 水供应量减少引起反应釜温度升高,从而导致反 应釜反应过快,产生过量蒸汽,引起反应釜压力 偏高。 要把从直接原因到详细偏差的逻辑关系写清楚 尽可能在节点内找原因 常见偏差的主要原因 偏差原因解释 原因描述练习 后果 是偏差造成的后果,而不是原因造成的 写后果时先不要考虑现有的防护措施 后果可以是节点内,也可以是节点外,重点是节点内,可 以扩展到相连一到两个节点,假如后果的节点距离偏差的 节点过远,可以讨论后果节点时讨论。 后果是造成的hse损失,包括:安全,健康,环境,财产( 产量,质量,生产,设备损坏),社会不良影响,而不要 把偏差当成后果。 写后果时要把从选择的详细偏差到后果的逻辑关系描述清 楚 例如:液位高导致溢流,溢流出的液体在遇到点火源的 时候,可能导致着火爆炸,不要只是在结果内只写着火 爆炸 实验室反应釜事故 “树形危险传播”综合表达方法 原因 偏差 后果 反应 过快 产生过量蒸汽 r 循环水流 量减少 反应釜 温度高 循环水供 应阀故障 反应釜压力高 举例说明 实例: 最容易犯的错误是;原因 后果 例如:偏差是:没有流量,其中一个 原因:管道破裂,后果:着火、爆炸 不好的例子原因导致结果 结果练习 现有保护措施(1) 1.在书写保护措施时候,按照下列的顺序书写, 及洋葱模型从里往外写 消除原因 纠正偏差 防止后果 减轻后果 现有保护措施(2) 2. 尽可能写独立保护层(ipl) ipl的含义: a. 独立性 b.有效性 c. 可审核性 3. 尽量不要写管理系统, 例如:巡检,培训,操作规程, 应急, 等等。 4.针对每一后果要有防护措施,一般情况下不超过三条。 注意:保护措施可以在节点内,也可以在节点外,重点在 节点内,可以扩展到相邻12个节点, 假如是行政措施 , 必须明确可执行 独立保护层的洋葱模型 工艺设计 独立保护层解释 主动保护层分为: 工艺设计 材料的选择,设备型号选择,压力等级确定等工艺设计 可以预防事故 例如:选择316l不锈钢可以防止氢脆,选择磁力泵可以 防止物料从磁力泵泄漏 基本工艺控制系统 例如用液位信号控制进料阀门开度,用温度信号控制 循环水冷却水进料; 报警和人员的干预(有报警信号,且人员有10分钟以上的 反应时间才可以作为独立保护层); 安全仪表系统 例如高液位连锁停泵,氢气压缩机入口处设置氧含量 探头,氧含量高时压缩机停机。 安全阀和爆破片 独立保护层解释 被动保护层分为: 围堰 收集池(消防废水池) 防火涂层 防爆墙 阻火器 洗涤器,辐射探测,水幕等 独立保护层的瑞士奶酪模型 常见独立保护层的失效概率 其他非独立防护层举例 消防系统(消防栓、消防炮、消防泡沫、灭火器) 消防系统通常不作为独立的保护层,但也可以作为 现有保护。 其他,如下情况不是独立保护层,可以写进现有保 护: ppe 巡检 培训 加强监测 操作规程 应急 现有保护措施-不好的例子 偏差 后果 原因 现有的防护措施 现有保护措施-好的例子 现有保护措施描述练习 评估现有的保护措施后的风险 严重性:看后果的严重性(15级) 可能性:看保护措施发挥作用后,后果发生 的综合可能性(低中高) 风险等级:综合严重性和可能性,对照风险 矩阵确定风险等级,已决定是否需要建议 风险矩阵 建议措施(1) 在选择建议措施时候,按照以下优先顺序选择,尽量选 择独立防护层 消除原因 纠正偏差 防止后果 减轻后果 尽量写一个人(组)独立可以完成,可以衡量的建议措 施,假如建议措施一个人(组)无法独立完成,需要把 建议措施拆分为多个建议措施 注意:建议措施可以在节点内,也可以在节点外,重点 在节点内,可以扩展到相邻12个节点 建议措施(2) 审查小组成员需要对提出的改进措施达成一致意见, 而不是组长个人意见,组长的职责是引导大家得出一 致意见,在意见实在不统一的时候,建议在会后,成 立专题小组进行研究后再决定如何解决,不要把hazop 会议开成长时间的争论会; 在提出建议的时候,要三思后行,不要为了建议多而 提建议; 建议是提出需要做什么,而不是怎么做,不要把hazop 研讨会,变成工程设计会。 建议措施(3) 尽量准确描述提出的改进措施,让没参加讨论的人尽量能 在不看hazop记录表的情况下,知道做什么; 提出的改进措施未必一定要解决审查中发现的问题,可以 提出改进方向,或建议成立专家组,另行研究; 避免将注意力和精力放在细小的危害上(如摔到、坠落和 滑倒等); 建议措施是基于技术上考虑,关于成本、时间的考虑,应 由管理层平衡。 建议措施举例 不好好 增加压力表在储罐v-101北侧增加一个就地压力表 供操作人员监控 确认安全阀的尺寸确认是否根据周围着火条件计算储罐v -102上安全阀psv-11的尺寸 检查溢流罐的液位修改操作程序x-123,要求每天确认溢 流罐t-105的液位在25以内 增加对工艺单元的维修修改维修计划q-50,将引擎qm350a/b 的润滑油更换周期从两个月一次改为 每月一次 检查确认该阀门为“故障关 ” 现场确认掉电后esd阀门v-5是否处于 关闭状态 建议措施描述练习 hazop 几个推荐原则-节点内外 1.节点内外原则见下表 hazop 几个推荐原则-编号与书写 1.偏差三级编号 2.建议两级编号,以#开头 3.所有详细偏差分行书写 4.所有原因分行书写 5.所有后果分行书写 6.针对一个后果的所有现有保护措施一行 内书写 7.所有建议分行书写 hazop 管理-建议的回复与完成 项目经理或区域负责人负责对所有建议

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