危险与可操作性分析HAZOP 精髓课件.ppt

1 危险与可操作性分析 HAZOP 2 课程目的 了解HAZOP的基本要求 了解节点划分方法 了解偏差的选择 了解原因的寻找原则 了解后果的寻找原则 了解现有保护措施的原则 了解建议的原则 了解HAZOP有点与缺点 3 T2反应器简图 4 救援 事故后俯视图 6 完整工艺事故链 原因 偏差 后果 反应过快 产生过量氢气 R 循环水流量减少 反应釜温度高 循环水供中断 反应釜压力高 D D D 7 工艺事故的分类 1 1 非完整工艺事故链 没有偏差 由原因一步到事故 例如 A 泵填料损坏 引起物料外漏 导致事故 B 维修作业时 能量隔离失效 物料从上游进入维修点 导致事故 C 管线 设备腐蚀 引起物料外漏 导致事故 8 工艺事故的分类 2 对于非完整事故链的工艺事故主要由以下工具防止 A 许可证制度 JSA 挂牌上锁 B 设备完整性 MI 与质量保证 QA 9 工艺事故的分类 3 2 完整工艺事故链包括 事故原因 偏差 后果 以及切断事故链发展的保护措施共四部分组成 10 防止完整工艺事故链的事故 洋葱模型 工艺设计 基本控制 关键报警 操作人员干预 安全仪表 物理保护 泄压装置 泄漏后的物理保护 围堤 工厂应急反应 社区应急反应 11 防止完整工艺事故链的事故 瑞士奶酪模型 危害 保护层 保护层失效 事故 12 防止完整工艺事故链关键 挖掘 1 完整事故链隐藏在流程图中 对于人工间歇生产的事故链 还隐含在操作步骤中 需要把事故链挖掘出来 加以分析 并对薄弱环节进行控制 以降低工艺事故的发生 如何挖掘 谁来挖掘 1 从前往后 原因偏差后果 2 从后往前 后果偏差原因 3 从中间向两头 原因偏差后果 13 防止完整工艺事故链关键 挖掘 2 从前往后 原因偏差后果 法的缺点 A 不同专业人员很难一起讨论 B 不同专业有不同的原因 所有可能原因讨论完后 耗时过长 C 依据经验 只挑选重要原因 又有遗漏 常见工具为 故障假设 检查表法 JSA FMEA 14 防止完整工艺事故链关键 挖掘 3 从后往前 后果偏差原因 法缺点 A 先预测有何后果 才开始讨论 会遗漏事故链 B 逻辑符号复杂 不利于普通员工理解样例 事故树 15 防止完整工艺事故链关键 挖掘 4 从中间向两头 原因偏差后果 法 HAZOP方法 16 什么是HAZOP 1 HAZOP HazardandOperabilityStudy 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 17 什么是HAZOP分析 2 针对P ID图纸 或操作步序 小组成员通过偏差作为头脑风暴的提醒词 大家共同讨论 从偏差开始 找出完整事故链 原因 偏差 后果 现有防护 评估风险的大小 并提出改进意见的审核会议 18 HAZOP的前提 相信 相信工艺系统在正常工况下是安全的 但在出现偏差的时候 可能不安全 相信设施的制造与安装质量是可信的 但仍然会有失效概率 相信设施在运行期间会得到合理的维护 但仍然会有失效概率 相信员工得到合理的培训 但仍然会有范错误概率 19 HAZOP是怎么来的 HAZOP之父T 克莱兹TrevorKletz 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 20 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 CriticalExamination 中期 可操作性研究 OperabilityAnalysis 后期 危险性分析 HazardAnalysis 21 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 22 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 方法简单 报告容易理解 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 23 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 BrainStorming 24 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 ASWELLAS 相 PHASE 两相早 EARLY 操作 OPERATION 操作超前 魅力之二 偏差提醒 引导词 参数 偏差 25 偏差是打开创新思维的 引导词偏差双向分析 魅力之二 偏差提醒 续 找到偏差的危险原因 找到偏差的不利后果 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 26 PHA小组 组成 5 8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 27 HAZOP组长职责 准备和组织HAZOP会议具体领导HAZOP工作 HAZOP准备 成立小组 工作计划 主持HAZOP会议指导记录员的记录工作编制和分发HAZOP报告 28 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 29 其它参加人员职责与要求 熟悉本专业 讨论过程中 发挥本专业的作用 尊重他人的发言 合理推断 不走极端 积极参与 30 会前材料准备 电脑 内有HAZOP模板或PHA软件 投影仪一套电子版 PDF 详细工艺流程图 P ID 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 31 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 列出导致偏差的原因 以及偏差的后果 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 32 图纸介绍 熟悉工艺人员先用流程简图 PFD 简单介绍需要分析的装置 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 四个步骤 整个张图的设计意图 主设备介绍 流程介绍 控制参数介绍 相关人员对流程图进行提问 工艺人员对问题进行澄清 通常一张P ID图纸基本限制在30分钟以内 33 HAZOP步骤1划分节点 划分节点 34 划分节点 1 定义 工艺流程图的一部分叫节点划分的目的 节点内找偏差划分原则 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 35 当前流行的有三种划分节点的方法 1 传统派画法 以工艺介质流向为核心 每一工艺介质为一个节点 2 实战派画法 以设备为核心 且设备组合 以达到一个完整的工艺目的 3 理论派画法 没有原则 根据主持人对流程的理解 随意画 小到一个管线 大到一张图纸 划分节点 2 36 划分节点 3 节点划分建议 1 3台主设备 加附属管线 仪表 管件 且至少包括一个完整的工艺意图 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 37 划分节点 4 节点画法 描图法和圈图法描图法 使用不同的记号笔 描绘设备外形 管线 阀门 管件 并用同种颜色的笔 标注节点号 但不包括仪表线圈图法 使用不同颜色的记号笔 把不同节点圈在一个圈内 并标注节点号 38 示例 为工艺系统划分节点 1 39 示例 为工艺系统划分节点 2 40 示例 为工艺系统划分节点 3 41 划分节点后的缺陷 节点划分后 节点与事故链的四个关系 1 整个事故链条在节点内 2 原因和偏差在节点内 后果在节点外 3 后果和偏差在节点内 原因在节点外 4 偏差在节点内 原因和后果在节点外 42 节点划分要点 1 节点划分不可过小 例如一条管线 一个换热器 一个转液泵 这样的缺陷是事故链的两头在外 现有的保护措施大多也在外 分析质量差 同时到分析下个节点时 还要重复分析 节点划分不可过大 例如蒸馏塔加几个进液罐 几个出液罐 再沸器 冷凝器 这样的缺陷是节点内包含的事故链过多 容易遗漏 43 节点划分要点 2 牢记 划分节点后的目的不是分析节点内的事故 而是通过节点内的偏差 挖掘出整个事故链 加以分析 44 HAZOP步骤2 看中间 偏差选择 偏差选择 45 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 2020 1 29 46 可编辑 47 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 48 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 49 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 50 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 51 偏差矩阵实例 实例 52 偏差与详细偏差 目前的偏差已经多达100多条 所以要从中选择需要分析的偏差 详细偏差 偏差是提醒HAZOP讨论者思考 详细偏差才是需要分析的偏差 53 详细偏差选择原则 4 1 1 节点内可能产生的偏差 2 有安全后果的偏差 3 至少一头在内的偏差 3 优先靠近后果的偏差 1 描述清楚 流量到线 压力 温度到点 操作到步骤 液位到设备 详细偏差描述的时候 应加上设备名称和位号 54 偏差举例说明 不好的例子 1 55 偏差举例说明 不好的例子 2 56 好的例子 好的例子 57 HAZOP步骤3 看左面 偏差的原因 偏差的原因 58 偏差的原因原则 8 1 设备仪表故障操作失误原料错误环境影响 假如原因过于复杂 又跨越节点时 可以使用偏差做原因设计错误公用工程不足界区外来料偏差 1个书写规则 要把从偏差的直接原因到选择的详细偏差之间的中间偏差写清楚 以表达完整事故链条 59 偏差原因解释 8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中间偏差描述清楚 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 60 常见偏差的主要原因 参见偏差原因解释 61 HAZOP步骤4 看右面 偏差的后果 偏差的后果 62 后果原则 8 1 8个后果 人员 财产 物料泄漏 环境污染 生产中断 质量问题 社会影响 出界区物料偏差 后果描述 要把从选择的偏差到后果的中间偏差描述清楚 63 后果的三个路径 1 D1 C1 C3 偏1 偏2 偏3 后果1 后果3 D2 偏4 偏5 C4 后果4 C2 后果2 原因1 原因2 64 后果的三个路径 2 1 选择后果的时候 不考虑现有的保护措施 2 假如现有保护措施启动后 有EHS的连带后果时 需要考虑 例如 安全阀启动后 排放位置不合适 洗涤系统没有考虑极端情况的洗涤量3 是偏差的直接后果 而不是原因的另外偏差的后果 65 不好的例子 原因导致结果 66 HAZOP步骤5 看链条 现有的保护措施 现有的保护措施 67 什么是现有保护措施 现有的保护措施是 针对特定的事故链 已经存在的可能切断事故链向后传播的硬件或行政措施 68 保护措施的分类 完全有效 独立保护层 洋葱模型的1 6层 可能有效 非独立保护层 止回阀 消防措施 PPE 通用性的保固措施 巡检 培训 维护 安装质量检查 应急 操作规程等注意 所谓有效 一定要考虑特定的事故链 69 现有保护措施 3原则 先写独立保护层 按照保护层发挥作用的先后顺序书写 2 然后写非独立保护层 3 不要写通用的保护措施 可以写针对此事故链的特定的保护措施 70 洋葱模型 工艺设计 基本控制 关键报警 操作人员干预 安全仪表 物理保护 泄压装置 泄漏后的物理保护 围堤 工厂应急反应 社区应急反应 71 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 72 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 73 独立保护层的瑞士奶酪模型 74 常见独立保护层的失效概率 75 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 76 现有保护措施 不好的例子 偏差后果原因现有的防护措施 77 现有保护措施 好的例子 78 HAZOP步骤6 风险评估 79 评估现有的保护措施后的风险 严重性 看后果的严重性可能性 看保护措施发挥作用后 后果发生的综合可能性风险等级 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 80 风险矩阵举例 81 HAZOP步骤7 看链条 建议措施 建议措施 82 建议措施