第4章安全评价方法.ppt

第4章安全评价方法 4 1安全评价方法概述 4 2安全检查表分析法 4 3专家评议法 4 4预先危险分析法 4 5故障假设分析法 4 6危险与可操作性研究法 4 7故障树分析法 4 8事件树分析法 4 9日本化工企业六阶段安全评价法 4 10道化学火灾 爆炸危险指数评价法 4 11ICI蒙德火灾 爆炸毒性指标评价法 思考题 4 1安全评价方法分类 1 按评价结果的量化程度分类法 1 定性安全评价方法 定性安全评价方法主要是借助于对事物的经验知识及其发展变化规律了解 通过直观判断对生产系统的工艺 设备 设施 环境 人员和管理等方面的状况进行科学的定性分析 判断的一类方法 评价的结果是一些定性的指标 依据评价结果 可从技术上 管理上对危险和危害因素提出对策措施加以控制 达到使系统处于安全状态的目的 常用的定性安全评价方法有 安全检查法 SafetyReview SR 安全检查表分析法 SafetyChecklistAnalysis SCA 专家评议法 预先危险性分析 PreliminaryHazardAnalysis PHA 作业条件危险性评价法 LEC 故障类型及影响分析 FailureModeEffectsAnalysis FMEA 故障假设分析法 What If WI 危险和可操作性研究 HazardandOperabilityStudy HAZOP 人的可靠性分析 HumanReliabilityAnalysis HRA 等 定性安全评价方法的特点是容易理解 便于掌握 评价过程简单 目前定性安全评价方法在国内外企业安全管理工作中被广泛使用 但定性安全评价方法往往依靠经验判断 带有一定的局限性 2 定量安全评价方法定量安全评价方法是运用基于大量的实验结果和广泛的事故资料统计分析获得的指标或规律 数学模型 对生产系统的工艺 设备 设施 环境 人员和管理等方面的状况 按有关标准 应用科学的方法构造数学模型 进行定量评价的一类方法 评价的结果是一些定量的指标 如事故发生的概率 事故的伤害 或破坏 范围 定量的危险性 事故致因因素的关联度或重要度等 定量安全评价主要有以下两种类型 以可靠性 安全性为基础 以物质系数为基础 以可靠性 安全性为基础 先查明系统中存在的隐患并求出其损失率 有害因素的种类及其危害程度 然后再与国家规定的有关标准进行比较 量化 常用的方法有 故障树分析法 FaultTreeAnalysis FTA 事件树分析法 EventTreeAnalysis ETA 模糊数学综合评价法层次分析法作业条件危险性分析法 LEC 机械工厂固有危险性评价法 原因后果分析法 Cause CD 2 ConsequenceAnalysis CCA 等 以物质系数为基础 采用综合评价的危险度分级方法 常用的方法有 美国道化学公司的 火灾 爆炸危险指数评价法 DowHazardIndeX DOW 英国ICI公司蒙德部的 火灾 爆炸 毒性指数法 MondIndeX ICI 日本劳动省的 化工企业六阶段法 单元危险指数快速排序法 按照定量结果类别的不同 定量安全评价方法还可以分为概率风险评价法 伤害 或破坏 范围评价法和危险指数评价法 HazardIndeX HI 2 按评价的推理过程分类法 按照安全评价的逻辑推理过程 安全评价方法可分为归纳推理评价法和演绎推理评价法 归纳推理评价法是从事故原因推论结果的评价方法 即从最基本的危险危害因素开始 逐渐分析导致事故发生的直接因素 最终分析出可能导致的事故 事件树分析是使用归纳法演绎推理评价法是从结果推论原因的评价方法 即从事故开始 推论导致事故发生的直接因素 再分析与直接因素相关的间接因素 最终分析和查找出导致事故发生的最基本的危险危害因素 故障树分析是使用演绎法 掌握 3 按评价的目的分类法 事故致因因素安全评价方法危险性分级安全评价方法事故后果安全评价方法 4 按评价的系统性质分类法 分为设备 设施或工艺 故障率评价法人员失误率评价法物质系数评价法系统危险性评价法 1安全检查表的定义 按照相关的法律 法规和标准等利用检查条款对已知的危险类别 设计缺陷以及与一般工艺设备 操作 管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查 通常安全检查表被称为是一种法律 法规和标准的符合性审查 2安全检查表的作用 能及时了解和掌握系统的安全工作情况 查找物的不安全状态和人的不安全行为 采取措施加以改进 总结经验 指导工作 是安全工作人员或企业安全管理部门防止事故发生 保护职工安全与健康的好方法 一 安全检查表的定义及作用 4 2安全检查表法 1安全检查表的优点 1 能够事先编制 有充分的时间组织有经验的人员来编写 做到系统化 完整化 不至于遗漏能导致危险的关键因素 2 安全检查表可根据现有的规章制度 法律 法规和标准规范等检查执行情况 评价结果客观 准确 评价内容规范客观 3 安全检查表采用提问的方式 有问有答 给人的印象深刻 能使人知道如何做才是正确的 可起到安全教育的作用 4 编制安全检查表的过程本身就是一个系统安全分析的过程 使检查人员对系统的认识更深刻 更便于发现危险因素 二 安全检查表的优缺点 4 2安全检查表法 1安全检查表的缺点 1 安全检查表只能进行定性评价 不能进行定量评价 2 安全检查表的质量受编制人员的知识水平和经验影响 二 安全检查表的优缺点 4 2安全检查表法 1适用于项目建设 运行过程的各个阶段2可以评价物质 设备和工艺3可以用于专门设计的评价4可用于新工艺的早期开发阶段 判定和估测危险5对运行多年的在役装置的危险进行检查在安评中 它常用于验收 现状 专项评价 很少用于安全预评价 有时在企业选址 平面布局预评价中可以使用 三 安全检查表的应用范围 4 2安全检查表法 为系统地找出系统中的不安全因素 安全检查表把系统加以剖析 查出各层次的不安全因素 确定检查项目 以提问的方式把检查项目按系统的组成顺序编制成表 以便进行检查或评审 安全检查表编制步骤如下 1 熟悉系统 包括结构 功能 工艺流程 设备 安全设施等 2 搜集资料 安全法律法规 标准 制度及过去的事故资料 3 划分单元 按功能或结构将系统划分成子系统或单元 逐个分析潜在的危险因素 4 编制检查表 针对危险因素 依据有关法律法规 标准规定 参考过去事故的教训和经验确定安全检查表的检查要点 内容和为达到安全指标应采取的措施 四 安全检查表的编制步骤 4 2安全检查表法 4 2安全检查表法 不同的安全检查表格式不一样 常用的如表 五 常用安全检查表的格式 安全检查表常用格式 被检查单位检查日期检查人签字被检查单位负责人签字 4 2安全检查表法 在常用格式的基础上 可以变换成打分模式的安检表 五 常用安全检查表的格式 气柜安全评价检查表 4 2安全检查表法 一般来说评价导则或评价实施细则中规范的检查表 安全评价人员可以直接引用 某电子有限公司厂房装修工程项目验收评价安全检查表中的总体布局及常规设施 措施单元安全检查表 六 安全检查表应用实例分析 4 2安全检查表法 总体布局及常规设施 措施单元安全检查表 简略 六 安全检查表应用实例分析 4 2安全检查表法 放射性射线探伤作业安全检查表 几种典型的安全检查表 提问型安全检查表 半定量打分法的安全检查表 安全检查表举例 顶板安全管理水平检查表 船舶涂装作业安全检查表 4 3专家评议法 4 3 1专家评议法概述 专家评议法是一种吸收专家参加 根据事物的过去 现在及发展趋势 进行积极的创造性思维活动 对事物的未来进行分析 预测的方法 专家评议法有下列两种方式 1 专家评议 专家评议法是根据一定规则 组织相关专家进行积极的创造性思维 对具体问题通过共同讨论 集思广益进行解决的一种专家评价方法 2 专家质疑 专家质疑法需要先后进行两次会议 第一次会议是专家对具体问题进行直接讨论 第二次会议则是专家对第一次会议提出的设想进行质疑 主要是 研究讨论有碍设想实现的问题 论证已提出的设想实现的可能性 讨论设想的限制因素并提出排除限制因素的建议 在质疑过程中 也可能会有新的建设性的可行性设想提出 最后由分析小组对专家直接讨论及质疑的结果进行分析 编写一个评价意见一览表 并对质疑过程中提出的评价意见进行评价 形成实际可行的最终设想一览表 采用专家评议法进行安全评价 预测有以下四个步骤 1 明确分析评价 预测的具体问题 2 组成专家评议分析 预测小组 小组应由预测专家 专业领域专家 推断思维能力强的演绎专家以及专业分析专家等组成 3 举行专家会议 对所提出的具体问题进行分析 预测 组织专家会议时 应遵守以下几个原则 分析 预测的问题要具体明确 并且要限制范围 参加会议的专家要注意力集中 发言要言简意赅 要即席发言 不能照稿宣读 鼓励任何设想 鼓励对已提出的设想进行补充改进和综合 鼓励提出不同意见 观点 提倡自由讨论 充分激发专家的积极性和创造性 4 分析 归纳出专家会议的结果 4 3 2专家评议法步骤 4 3 4专家评议法应用实例对某钢厂增建1台VD VOD装置 运用专家评议法进行危险 有害因素分析 评价和预测 1 评议步骤 1 明确问题 分析评价 预测的具体问题是该钢厂增加的1台VD VOD装置的危险和危害因素 2 成立专家组 专家组由具有丰富实践经验和理论知识的VOD设备专家 生产工艺专家 劳动安全专家 VOD操作人员 安全评价专家及逻辑专家共6人组成 3 专家评议 举行专家会议 对VOD装置进行分析 类比和预测 2 评议结论 由专家组综合分析 归纳得出如下结论 1 该钢厂为了淘汰技术落后 消耗高 产品市场竞争力日趋萎缩的长线产品 调整现有生产结构 实现技术更新 生产超低碳奥氏体不锈钢 轴承钢 高速齿轮钢等 以提高产品质量 增强企业的市场竞争力 需要对电炉特钢系统新增加一台VOD精炼装置 2 在吹氧 真空脱气过程中 VOD装置可能发生的较为严重的事故是钢水遇水的爆炸事故 因为水遇到1600 左右的钢水时 会瞬间汽化 使分子间距增大10 11 4倍 体积增大约1500倍 而此膨胀过程在极短时间内发生 所以会在有限空间内形成爆炸 若真空罐冷却系统及其他水冷设施泄漏 则遇钢水会发生爆炸 所以 各水冷设施需要经常检漏 真空罐底部有积水 水冷系统和炉体等耐火材料损坏 坍塌等均存在着发生爆炸事故的可能性 3 钢包在吊运过程中 钢包钢水口因多次使用 受钢水侵蚀 冲刷 可能发生钢水泄漏事故 钢包装载超量或吊装不当 会发生钢水溢漏事故 这些都会造成人员灼 烫伤 损坏设备 设施及引发火灾爆炸事故 4 氧气是强氧化剂 在由氧气站通过管路接至VOD精炼炉顶氧枪过程中 可能存在下列危险 在氧气输送过程中 管道或阀门中残留的金属屑 焊渣 焊瘤 可燃物等杂质会引起燃烧 将管壁烧红 引发火灾 灼烫事故 氧气泄漏有引发火灾 爆炸事故的可能 氧气泄漏时 如人员吸入高浓度氧气 40 会发生氧中毒 若氧枪插入位置不当 冷却水管冷却效果不良 会损坏氧枪水冷系统 造成漏水 水遇钢水会发生爆炸 5 惰性组分氮 氩 用作底吹搅拌 均匀温度和调节成分 系统如发生管线或阀门泄漏 有可能发生窒息中毒事故 6 VOD精炼炉的起重 吊装作业特点是重量大 仅钢水约100 120t 钢包总重约有160 170t 温度高 1600 左右 频率高 存放钢水的钢包吊入 精炼后将钢包吊出等 因而存在着钢包漏钢的危险性 一般 漏钢要吊至漏钢事故坑 否则如遇积水或潮湿会发生爆炸 而且吊索和吊具受高温烘烤 强度下降 易损坏 有可能造成重大事故 正是由于钢包的起重 吊装 运输作业中危险性大 所以吊钩 吊索等吊具要确保完好 挂钩和吊装的运行要稳妥 牢靠 吊索和吊具要定期更换 以严防钢包脱落造成重大事故 7 VOD装置中的液动 气动 电动 计算机控制等系统 应确保安全 可靠 要防止因系统失灵 失控及操作失误而引发事故 对于计算机系统要防止病毒侵入 不但要防直接雷 而且要防间接雷 有一钢厂近年计算机系统曾遭到感应雷的袭击 8 在VOD装置的生产过程中 同样还存在着触电 高处坠落 机械伤害 物体打击的可能性 不能忽视 9 VOD炉是引进设备 自动化程度较高 要求严格管理 作业人员要具有较高的文化素质和技术水平以及良好的心理素质 作业时应精心操作 10 要防止因电缆老化或电路短路而引发火灾事故 4 4预先危险分析法 预先危险分析法 PreliminaryHazardAnalysis PHA 又称初步危险分析是一项为实现系统安全而进行的危害分析的初始工作 常用在对潜在危险了解较少和无法凭经验觉察其危险因素的工艺项目的初步设计或工艺装置的研究和开发中 或用于在危险物质和项目装置的主要工艺区域的初期开发阶段 包括设计 施工和生产前 对物料 装置 工艺过程以及能量等失控时可能出现的危险性类别 出现条件及可能导致的后果 作宏观的概略分析 掌握 1 大体识别与系统有关的主要危险2 鉴别产生危险的原因3 估计事故出现对人体及系统产生的影响4 判定已识别的危险性等级 并提出消除或控制危险的措施辨识系统中存在的潜在危险 确定其危险等级 防止危险发展成事故 一 预先危险性分析法的目的 4 4预先危险分析法 1 能识别可能的危险 用较少的费用或时间就能进行改正2 能帮助项目开发组分析和设计操作指南3 不受行业限制 任何行业都可以使用4 方法简单易行 经济 有效 二 预先危险性分析法的优缺点 1 预先危险性分析法的优点 2 预先危险性分析法的缺点 是定性方法 评估危险等级的分析结果受人的主观影响较大 4 4预先危险分析法 适用于各类系统设计 施工 生产 维修前的概略分析和评价 也用于固有系统中采取新的方法 接触新的物料 设备和设施的危险性评价 该法一般在项目的发展初期使用 一般在项目的发展初期使用 三 预先危险性分析法的适用范围 4 4预先危险分析法 1 确定危险源 经验判断 技术诊断或其他方法 2 查找能够造成系统故障 物质损失和人员伤亡的危险性 分析事故的可能类型 依据经验及同行类比 3 对确定的危险源分类 制成预先危险性分析表4 研究转化条件 危险因素 危险状态 事故 并寻求对策措施 检验对策措施的有效性 5 进行危险性分级 排出轻 重 缓 急次序 以便处理 6 制定事故的预防性对策措施 四 预先危险性分析法的编制步骤 4 4预先危险分析法 危险性等级划分表 四 预先危险性分析法的编制步骤 4 4预先危险分析法 目前使用的预先危险性分析表种类多 大部分内容都相似 五 预先危险性分析法常用的表格格式 PHA工作表格 PHA工作的典型格式表 PHA表通用格式 4 4预先危险分析法 六 预先危险性分析法应用实例 空气压缩机及压缩空气储罐爆炸预先危险性评价表 4 4预先危险分析法 40 六 预先危险性分析法应用实例 煤气热水器结构示意图 4 4预先危险分析法 41 六 预先危险性分析法应用实例 煤气热水器预先危险性分析表 4 4预先危险分析法 PHA分析结果记录表格 4 4预先危险分析法 H2S系统PHA部分分析结果 区域 H2S工艺会议日期 月 日 年图纸号 无分析人员 XXX 4 4预先危险分析法 4 5故障假设分析法 故障假设分析法 What IfAnalysis 方法是对某一生产工艺过程或操作过程创造性的分析方法 使用该方法的人员应对工艺熟悉 通过提出一系列 如果 怎么办 的问题 故障假设 发现可能和潜在的事故隐患 从而对系统进行彻底的检查 在分析会上围绕所确定的安全分析项目对工艺过程或操作进行分析 鼓励每个分析人员对假定的故障问题发表不同看法 如果分析人员富有经验 则该方法是一种强有力的分析方法 否则 其结果可能是不完整的 对一个相对简单的系统 故障假设分析只需要一两个分析人员就能进行 对复杂系统则需要组织较大规模的分析组 需较长时间或多次会议才能完成 一 故障假设分析法定义 灵活 适用范围广 任何阶段故障假设鼓励思考潜在事故和后果 SCL使前者更系统化 可以发挥各自优点分析系统完整 操作简单方便 二 故障假设分析法特点及应用范围 1 优点 2 缺点 只能定性不能定量要求评价人员对工艺规程熟知故障假设分析很少单独适用 一般需要和SCL结合使用 适用于工程 系统的任何阶段 一般用于分析主要的事故情况及其可能后果 是一种粗略的较大层面上的分析 二 故障假设分析法特点及应用范围 3 应用范围 三 故障假设分析法的常用格式 故障假设分析法常用格式表 1分析准备 人员组成 确定分析目标 资料准备 2构建一系列的故障假设问题和项目3使用安全检查表进行补充4分析每一个问题和项目5编制分析结果文件 四 故障假设分析法分析步骤 故障假设分析法步骤 故障假设分析法由三个步骤组成 即分析准备 完成分析 编制分析结果文件 1 分析准备 1 人员组成 进行这项分析应由2 3名专业人员组成小组 小组成员要熟悉生产工艺 有评价危险性的经验并了解分析结果的意义 最好有现场班组长和工程技术人员参加 2 确定分析目标 首先要考虑以取得什么样的结果作为目标 对目标又可进一步加以限定 目标确定之后就要确定分析哪些系统 如物料系统 生产工艺等 分析某一系统时应注意与其他系统的相互作用 避免漏掉危险性 如果是对正在运行的装置进行分析 分析组应与操作 维修 公用系统或其他服务系统的负责人座谈 此外 如果分析会议讨论设备的布置问题 还应当到现场掌握系统的布置 安装及操作情况 因此 在分析开始之前 应拟定访问现场以及和有关人员座谈的日程 3 准备资料 故障假设分析法所需资料见表4 5 危险分析组最好在分析会议开始之前得到这些资料 表4 5故障假设分析法所需资料 4 准备基本问题 它们是分析会议的 种子 如果以前进行过故障假设分析 或者是对装置改造后的分析 则可以使用以前分析报告中所列的问题 对新的装置或第一次进行故障假设分析的装置 分析组成员在会议之前应当拟定一些基本的问题 其他各种危险分析方法对原因和后果的分析也可以作为故障假设分析的问题 2 完成分析 1 了解情况 准备故障假设问题 分析会议一开始 应该首先由熟悉整个装置和工艺的人员阐述生产情况和工艺过程 包括原有的安全设备及措施 这些人员主要是分析组所分析区域的有关专业人员 分析人员还应说明装置的安全防范 安全设备 卫生控制规程 分析人员要向现场操作人员提问 然后对所分析的工艺过程提出有关安全方面的问题 但是分析人员不应受所准备的故障假设问题的限制或者仅局限于对这些问题的回答 而是应当利用他们的综合专业知识和分析组的相互启发 提出他们认为必须分析的问题 以保证分析的完整 分析进度不能太快也不能太慢 每天最好不要超过4 6h 连续分析不要超过一周 分析过程有两种会议方式可采用 一种方式是列出所有的安全项目和问题 然后进行分析 一种方式是提出一个问题讨论一个问题 即对所提出的某个问题的各个方面进行分析后再对分析组提出的下一个问题 分析对象 进行讨论 两种方式都可以 但通常最好是在分析之前列出所有的问题 以免打断分析组的创造性思维 如果过程比较复杂 可以分成几部分 这样不至于让分析组花上几天时间来列出所有问题 2 按照准备好的问题 从工艺进料开始 一直进行到成品产出为止 逐一提出如果发生某种情况 操作人员应该怎么办的问题 分别得出正确答案 填入分析表中 常见的故障假设分析法分析表形式如表4 6所示 表4 6故障假设分析法分析表 3 将提出的问题及正确答案加以整理 找出危险 可能产生的后果 已有安全和措施 可能的解决方法等汇总后报相关部门 以便采取相应措施 在分析过程中 可以补充任何新的故障假设问题 3 编制分析结果文件 编制分析结果文件是将分析人员的发现变为消除或减少危险的措施的关键 表4 8即是一份故障假设分析结果报告式样 分析组还应根据分析结果提出提高过程安全性的建议 根据对象的不同要求可对表格内容进行调整 用故障假设分析方法 对磷酸氢二铵 DAP 系统的反应工段进行分析 表4 7列出了将在分析会议上讨论的问题 表4 7对生产DAP的过程进行故障假设分析所提的问题 故障假设分析法应用实例 DAP工艺流程简图 对第一个问题 分析人员需要考虑哪些物质与氨混合可发生危险 如果清楚是哪种物质 就要注意是装置中存在该物质 还是原料供应商提供的原料本来就有问题 也可能是原料标签有误 如果物料的错误搭配对操作人员和环境有危害 分析人员要识别这种危害 并且还应分析已有的安全保护措施是否能避免这种危害的发生 建议原料分析中心在磷酸送入装置前对其进行分析检验 分析人员按照这种方式逐一分析 回答其他问题并记录下来 表4 8列出了本例的结果分析文件 表4 8DAP工艺过程的故障假设结果分析文件 四 故障假设分析方法事例某化工有限公司是美国一家大型联合化工企业 生产氯 烧碱 硫酸 盐酸等许多化学品 某公司享有极高的安全信誉 在过去的59年里 保持着安全生产 并且某公司的许多技术人员都被国际上公认的化工产品生产和加工方面的专家 基于这众多原因 某公司决定将氯乙烯单体的生产能力扩建 某公司决定在美国Anyuhere厂建一条工艺生产状况具有世界先进水平的VCM生产线 公司专门成立一个职能部门 筹建处 负责这项带有风险的三年投资计划 做为公司安全生产管理的一部分 某公司将在适当的时间内 组织完成该装置的操作的安全评价研究工作 业务小组的领导者决定 为进一步识别和评价安全危险性必须对氯乙烯单体产品的生产进行安全评价 63 故障假设分析 研究与开发阶段故障假设假设分析结果 HAZOP起源 HazardandOperabilityAnalysis 危害与可操作性分析 是20世纪60年代ICI 英国帝国化学工业公司 开发的 1974年英国化学工业协会 CIA 对外发布 危险与可操作性研究法 HazardandOperabilityAnalysis HAZOP 是以系统工程为基础 主要针对化工装置而开发的一种定性的危险性评价方法 HAZOP分析方法可用于装置从设计至退役的工艺危害分析工 HAZOP分析方法背景 4 6危险与可操作性研究法 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP分析方法背景 IEC61882 2001Hazardandoperabilitystudies HAZOPstudies Applicationguide危险和可操作性分析 HAZOP分析 应用导则 国际上使用HAZOP技术的主要依据之一 4 6危险与可操作性研究法 国家安全生产监督管理总局 安监总危化 2007 第255号文 危险化学品建设项目安全评价细则 试行 第6 4 2 2条 对国内首次采用新技术 新工艺的建设项目的工艺安全性分析 除选择其它安全评价方法外 尽可能选择危险与可操作性研究法进行 国内法律法规和相关标准 国务院安委会办公室 关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见 安委办 2008 26号文 第16条 积极推动安全生产科技进步工作 指导有关中央企业开展风险评估 提高事故风险控制管理水平 组织有条件的中央企业应用危险与可操作性分析技术 HAZOP 提高生产装置的潜在风险辨识能力 HAZOP分析方法背景 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP分析方法背景 国家局于2011年正式下达标准制定计划 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP分析方法背景 经过多次广泛征求意见和修改完善 2011年10月21日 标准正式通过化学品分标委组织的审查 正处在最后报批过程中 很快将发布实施 4 6危险与可操作性研究法 危险与可操作性分析 HAZOP分析 应用导则 等同采用 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP分析方法背景 该标准属于推荐性 安全生产行业标准 AQ T 前言引言1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 HAZOP分析原则5 HAZOP的应用6 HAZOP分析程序7 审查附录 报告方法 示例 参考文献 标准内容 一 适用范围 二 分析原则 三 HAZOP应用 四 分析程序 五 报告要求 六 后续跟踪 七 审查 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP分析方法背景 应用阶段 首先要在初步设计形成后开始进行HAZOP分析 这是HAZOP分析的最佳阶段 从初步设计之后到详细设计 施工图设计 阶段 可能会出现设计变更 对于这种设计变更 必须要开展HAZOP分析 装置在运行阶段 对于出现的工艺变更要开展HAZOP分析 即使没有变更 也需要3 5年开展一次HAZOP分析工作 HAZOP分析方法简介 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP分析的原理 工艺参数偏差 偏差原因 偏差后果 风险评估矩阵 设计已有控制措施 风险大小程度 已有措施是否足够 提出新的建议 后果严重程度 原因发生可能性 HAZOP分析方法简介 4 6危险与可操作性研究法 危害分析方法的逻辑图 4 6危险与可操作性研究法 HAZOP采用双向推理机制进行分析 溯因推理 HAZOP基于定性方法 综合FTA和FMEA两种推理模式 有利于识别全部危险剧情 易于推广应用 是HAZOP生命力所在 4 6危险与可操作性研究法 故障模式与影响分析 FMEA 采用演绎法推理 故障树分析 FTA 采用归纳法推理 危险与可操作性研究示意图 表4 9常用HAZOP分析术语及其定义 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号 工艺流程和控制方案确定后 根据工艺设计给出的流程图 按其流程顺序标注出相应的测量点 控制点 控制系统及自动信号与联锁保护系统等 便成了工艺管道及控制流程图 PID图 示例 在工艺流程图上标出控制方案 表4 10HAZOP分析常用引导词及其意义 参考GB13548 92 参数 引导词 偏差 引导词七要素 无 量增 量减 质增 质减 反向 导常 HAZOP分析常用工艺参数及句法 流量 液位 压力 温度 组成 PH 时间 速度 转速 频率 化工HAZOP句法 组合偏离 引导词 工艺参数 偏离 例如 NO 空白 FLOW 流量 无流量MORE 过量 PRESSURE 压力 压力高ASWELLAS 伴随 ONEPHASE 一相 两相EARLY 超前 OPERATION 操作 操作超前 主要引导词的进一步说明 No否对原设计意图的全部消除或没有实现 组合偏离例 流量 否无流量压力 否无压力Less 定量 减少参数的值比预期的少 小 低 组合偏离例 流量 少流量小压力 少压力低More 定量 增加参数的值比预期的多 大 高 组合偏离例 温度 增温度高压力 增压力高 主要引导词的进一步说明 Reverse反向对于原设计意图相反的方向 组合偏离例 流量 反向流量反向Other其它原设计意图实现 但实现的方法不同 组合偏离例 流量 其它不期望的流量组成 其它不期望的比份Early 时间 早原设计意图出现得过早 组合偏离例 流量 早流量产生过早稳定 早预期的温度 高或低 取得过早 主要引导词的进一步说明 Late晚引导词早的对立面 组合偏离例 液位 晚预期容器中的液位 高或低 建立过晚Also 局部 异常原设计意图正常 但有局部异常 额外物 组合偏离例 流量 异常流量污染液位 异常容器中有不期望的物质Fluctuation 变动 波动原设计意图只在部分时间内实现 组合偏离例 流量 波动流量时有时无温度 波动温度时高时低 流量无减少增加其它反向压力减少增加波动温度减少增加波动液位无减少增加波动分离无减少腐蚀增加隔离无排液无少其它排气 置换无少其它采样无其它 偏离词选定 HAZOP程序示意图 4 6危险与可操作性研究法 建立偏差库 HAZOP分析流程图 HAZOP分析报告 表4 11HAZOP分析记录表 HAZOP分析过程 建立分析小组 准备技术资料和风险标准 召开小组会议应用分析方法 提出建议提交HAZOP分析报告采取纠正措施 HAZOP分析步骤 HAZOP方法应用的运作机制 HAZOP分析是由多个专业 具有不同知识背景的人员所组成的分析小组一起共同工作进行分析 需要由专业的工艺危害分析人员提供方法支持 4 6危险与可操作性研究法 图4 2DAP工艺流程简图 危险与可操作性研究法应用实例 1 分析节点 连接DAP反应器的磷酸溶液进料管线 2 设计工艺指标 磷酸以一定流量进入DAP反应器 3 引导词 空白 4 工艺参数 流量 5 偏差 空白 流量 无流量 6 后果 反应器中氨过量 导致事故 未反应的氨进入DAP储槽 结果是氨从储槽逸出弥散到封闭的工作区域 损失DAP产品 7 原因 磷酸储槽中无原料 流量指示器 控制器因发生故障而显示值偏高 操作人员将流量控制器流量值设置得过低 磷酸流量控制阀因故障关闭 管道堵塞 管道泄漏或破裂 8 安全保护 定期维护阀门B 9 建议措施 考虑安装报警 停车系统 保证定时检查和维护阀门B 考虑使用DAP封闭储槽 并连接洗涤系统 4 6危险与可操作性研究法 表4 12用HAZOP法分析DAP工艺过程部分结果 表4 12用HAZOP法分析DAP工艺过程部分结果 表4 12用HAZOP法分析DAP工艺过程部分结果 IEC61882化工HAZOP案例 IEC61882 HAZOP分析结果表案例 HAZOP成功的因素 对资料和数据把握的正确性 HAZOP组长的经验和洞察能力 分析小组运用HAZOP方法识别偏离 原因及后果的能力 分析小组对识别对象的感知和程度的把握 特别是对不利后果严重程度的评估 HAZOP分析易出现的问题 费时 分析的结论太多 重点不突出 分析小组进入无休止的过细的讨论之中 少数成员支配了讨论 近年来HAZOP应用领域的扩展 HAZOP是面向过程工业系统所开发的安全技术 近年来 应用范围扩大了 例如将HAZOP用于 有关可编程电子系统 有关道路 铁路等运输系统 检查操作顺序和规程 评价工业管理规程 评价特殊系统 如航空 航天 核能 军事设施 医疗设备 突发事件分析 软件和信息系统危险分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 可编程电子系统HAZOP分析 测量点 控制点 控制系统及自动信号与联锁保护系统 示例 在PID图上标出控制方案 近年来HAZOP应用领域的扩展 海上钻井及采油平台HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 撞船事故HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 天然气工程HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 美国通用公司海底供电系统HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 德国 汽车驾驶系统HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 美国 英国等海陆空三军军事设施HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 核电站HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 航空系统HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 航天设施HAZOP分析 近年来HAZOP应用领域的扩展 突发事件HAZOP分析 人工HAZOP安全评价的不足 人工难于处理大规模的数据 信息和计算 人工分析大规模系统无法得到完备的结果 即使有专家参与也难免出现漏评 思维惯性 口头讨论方式不严格 讨论时易出现概念混乱 人工评价得出的报告不规范 事后难于看懂 人工评价不考虑危险剧情 人工评价一般不考虑控制系统 人工评价一般是一次性 无法反复进行 人工评价不考虑全流程分析 只考虑到相邻设备 人工评价费时 费力 成本高 现场技术人员经验的重要性 人工HAZOP存在弱点 绝不是否认专家 有经验的现场技术人员及评价专业技术人员的极其重要的作用 而是强调以上人员应在计算机和新的安全评价技术的辅助下 方能实施深度的 完备的 高效的 符合国际规范的安全评价 只有完成深度高完备性的HAZOP 才能进一步实现LOPA SIL SIS和在线HAZOP 计算机辅助HAZOP国外进展 美国普渡大学以V Venkatasubramanian教授为首的过程系统研究室的研究群体对SDG方法的完善和工业化应用作出了显著成绩 成功地将SDG方法应用于化工过程危险与可操作性 HAZOP 分析 基于SDG模型和规则的专家系统是一个50万条C 计算机程序 通过了20多个化工过程实例的测试 在美国著名制药公司辉瑞公司 礼来公司 空气产品与化学公司得到了广泛应用 计算机辅助HAZOP国外进展 HAZOP VHAZOPManagerV6 0HAZOPswww rsc orgPHA PHaziDPackV6 0HAZID HAZOPModuSpecUML HAZOP 基于人工智能技术的计算机自动HAZOP安全评价步骤 1 确定评价目标和范围 2 详细调查和收集评价对象信息和资料 3 确定HAZOP专家小组和组长 4 对系统进行定性建模 SDG 和验模 5 实施计算机高速定性推理自动获取危险剧情 6 专家小组对计算机结论进行筛选 7 自动生成HAZOP报表和技术文件 计算机评价原理和人工安全评价完全相同 完全遵照国际标准IEC61882 SDG HAZOP与人工的比较 计算机辅助HAZOP分析和人工HAZOP分析相比 主要有以下几个方面的优点 1 完备性高 获得危险剧情 2 系统性好3 推理深度深 全流程 4 时间 人工和费用省5 结果表达标准化 我国SDG HAZOP软件平台 石油化工SDG HAZOP模型举例 基于局域网和实时数据库的CAD HAZOP软件平台 康安CAH 2 0 新功能 新特点简明 实用 快捷易懂 易学 易用资料调查与自动建模一体化引导词扩展为11个增加自动LOPA分析 计算机辅助HAZOP会议 大型在线HAZOP系统 康安CAH 3 0 概述 风险矩阵分析法常用于进行风险估算 此分析法是将决定危险事件风险的两种因素 即危险事件的严重性和危险事件发生的可能性 按其特点相对地划分等级 形成一种风险评价矩阵 并赋以一定的加权值定性衡量风险的大小 4 7风险矩阵分析法 分析过程 R PS P S R 1 红色区域 则应该不惜成本阻止其发生 如果成本大于可接受范围 则放弃该项目 2 橘红色区域 应安排合理的费用来阻止其发生 3 黄色区域 应采取一些合理的步骤来阻止其发生或尽可能减小其发生后造成的影响 4 绿色区域 应准备应急计划 该部分的问题是反应型 即发生后再采取措施 而前三类则是预防型 4 7风险矩阵分析法 决策过程 根据矩阵中的风险评估指数取得不同类别的决策结果 确定风险等级1 18 20 安全的 不需评审即可接受 2 10 17 临界的 处于事故状态边缘 暂时还不会造成人员伤亡或财产损失 是控制接受的危险 应予排除或采取措施 3 6 9 危险的 会造成人员伤亡或财产损失 是不希望的危险 要立即采取措施 4 1 5 不可接受的危险 会造成灾难性事故 必须立即进行排除 4 7风险矩阵分析法 概述 美国安全生产领域专家K J Graham认为影响危险性的主要因素一般有3个 分别为 事故或危险事件发生的可能性 暴露于危险环境的概率 发生事故或暴露事件的可能后果 用这3个指标值之积来评价系统危险性的大小 将所得的作业条件风险值与规定的作业条件危险性等级相比较 从而确定作业条件的危险程度 这种方法称之为作业条件危险性评价法 4 8作业条件危险性评价法 LEC 分析过程 D L E C L C E D 4 8作业条件危险性评价法 LEC LEC评价法诺模图 4 8作业条件危险性评价法 LEC 应用情况 广泛应用在煤矿 金属矿山 非金属矿山 化工 石油 建筑 电力等各行业 部分企业制定了作业条件危险性评价法的相关管理文件 包括 1 中交广州航道局有限公司 危险源辨识 风险评价及风险控制策划控制程序 2 宜宾金世界化学有限公司 风险评价准则 4 8作业条件危险性评价法 LEC 概述 MES评价法是对LEC评价法的改进 是国家安全监督管理局安全科学技术研究中心提出的一种以多因素分值的乘积作为危险分级依据的评价方法 该方法将LEC评价法中事故发生的可能性L改为了控制措施的状态M 将事故后果C中的人员伤害程度 财产损失情况进行了调整 并将其用S表示 同时增加了职业病发病状况 环境影响状况两项影响因素 并制定了其取值标准 4 8作业条件危险性评价法 LEC 分析过程 R MES E M S R 4 8作业条件危险性评价法 LEC 应用情况 MES方法是对LEC评价法的改进 由国家安全监督管理局安全生产科学技术研究中心在2000年左右提出的一种以多因素分值的乘积作为危险分级依据的评价方法 该方法相比LEC评价法考虑了安全补偿系数 控制措施对事故发生的抑制作用 其风险评估原理更符合风险实际 MES方法已经在我国钢铁 石油 铁路运输等行业得到应用和推广 解决了LEC方法中由于L和E的相关性问题 其评价结果相比LEC评价法更加准确和有效 4 8作业条件危险性评价法 LEC 概述 MLS评价法由中国地质大学马孝春博士设计 是对MES和LEC评价法的进一步改进 经过与MES LEC法比较 该方法的评价结果更贴近真实情况 4 8作业条件危险性评价法 LEC 应用情况 MLS法比LEC法和MES法更加贴近实际 更加易于操作 在实际评价中也取得了较好效果 该方法于2003年由马孝春博士提出 很多专家学者已经开始探索了MLS评价法在化工行业 化学品储运行业 制造业等行业的风险研究 分析过程 R MLS M L R S 4 8作业条件危险性评价法 LEC 4 9日本化工企业六阶段安全评价法 4 9 1六阶段评价法概述日本劳动省颁布的化工企业六阶段安全评价法 综合应用安全检查表 定量危险性评价 事故信息评价 故障树分析以及事件树分析等方法 分成六个阶段 采取逐步深入 定性与定量相结合以及层层筛选的方式识别 分析和评价危险 并采取措施修改设计 消除危险 日本化工企业六阶段安全评价法综合运用检查表法 定量评价法 类比法 FTA ETA反复评价 准确性高 但工作量大 它是一种周到的评价方法 除化工厂外 还可用于其他有关行业的安全评价 1 第一阶段 资料准备六阶段安全评价所需的资料主要有 建厂条件 原料和产品的物化性质以及有关法规标准 反应过程 制造工程概要 流程图 流程机械表 配管 仪表系统图 安全设备种类及设置地点 运转要点 人员配置图 安全教育训练计划等其他有关资料 4 9 2六阶段评价法步骤 2 第二阶段 定性评价应用安全检查表主要针对厂址选择 工厂内部布置 建筑设计 工艺流程和设备布置 原材料 中间体 产品的输送储存系统以及消防设施等方面进行检查 如果发现问题应改进设计 3 第三阶段 定量评价将装置划分为若干个单元 对各单元的物质 容量 温度 压力和操作等5项内容进行评价 每项又分成A B C D四个分段 对应的分值分别为10点 5点 2点和0点 其评价内容见表4 16 对单元的各项按表中规定的方法赋分 最后由5项分值之和求得各单元的危险度点数 进而评定各单元的危险度等级 见式 4 6 16点以上为 级 属高度危险 11 15点为 级 属中度危险 1 10点为 级 属低度危险 4 6 表4 16日本化工企业六阶段评价法定量评价的内容 表4 16日本化工企业六阶段评价法定量评价的内容 表4 16日本化工企业六阶段评价法定量评价的内容 4 第四阶段 制定安全对策根据各单元的危险度等级 按照方法中推荐的各评价等级应采取的措施和要求 采取相应的技术 设备和组织管理等方面的安全对策措施 5 第五阶段 用过去类似设备和装置的事故资料进行复查评价根据设计内容 参照过去同样的设备和装置的事故情报进行再评价 如果有应改进的地方 再按第四阶段的要求进一步采取措施 对于危险度为 级 级的装置 在以上评价终了之后 即可在完善设计的基础上进行中间工厂或装置的建设 对于危险度为 级的装置 最好用FTA ETA进行再评价 如果通过评价后发现有需要改进的地方 要对设计内容进行修正 然后才能建厂 6 第六阶段 再评价用故障树 FTA 事件树 ETA 进行再评价 表4 17技改和搬迁项目工程装置各单元危险度评价 表4 17技改和搬迁项目工程装置各单元危险度评价 图4 17日本化工企业六阶段安全评价程序图 掌握 4 10道化学火灾 爆炸危险指数评价法 4 10 1道化学评价法概述1964年 美国道化学公司首创了火灾 爆炸危险指数评价法 后经过不断修改 目前已发展到了第七版 该法是以过去事故的统计资料 物质的潜在能量和现行安全防灾措施的状况为依据 以单元重要危险物质在标准状态下发生火灾 爆炸或释放出危险性潜在能量的可能性大小为基础 同时考虑工艺过程的危险性 计算单元火灾 爆炸指数 F EI 确定危险等级 另外还可加上对特定物质 一般工艺及特定工艺的危险修正系数 求出火灾 爆炸指数 掌握 1 名称道化学公司火灾 爆炸危险指数法 DowChemicalCompany FireandExplosionIndex 2 创立时间1964年 第1版 1993年 第7版 3 定量依据以往事故的统计资料 物质的潜在能量和现行安全防灾措施的状况 它是定量地对工艺过程 生产装置及所含物料的潜在火灾 爆炸和反应性危险情况通过逐步推算进行客观的评价 再根据指数的大小将其分成几个等级 按等级的要求及火灾 爆炸危险的分组采取相应的安全措施的一种方法 由于该评价方法科学合理 切合实际 而且提供了评价火灾 爆炸总体危险的关键数据 可以与 化学暴露指数指南 第2版 及其他工艺数据联合使用 形成一个风险分析软件包 从而更好地剖析生产单元的潜在危险 因此 它已被世界化学工业及石油化学工业公认为最主要的危险指数评价法 道 DOW 评价方法要点示于图4 18中 图4 18道化学公司火灾 爆炸指数评价法要点 掌握 1 道七版 火灾 爆炸危险指数评价法 计算程序 道七版 火灾 爆炸危险指数评价法 计算程序图4 19 2 分析 计算 评价所需填写的表格 火灾 爆炸指数计算表 表4 18 安全措施补偿表 表4 19 工艺单元危险分析汇总表 表4 20 生产单元危险分析汇总表 表4 21 4 10 2道化学评价法评价内容 图4 19道化学公司火灾 爆炸危险指数评价法计算程序图 掌握 表4 18火灾 爆炸指数 F EI 表4 18火灾 爆炸指数 F EI 表4 18火灾 爆炸指数 F EI 表4 18火灾 爆炸指数 F EI 表4 19安全措施补偿系数 表4 20工艺单元危险分析汇总表 表4 21生产单元危险分析汇总表 3 相关参数计算由于项目预评价时工程尚处于可行性研究阶段 有关设备 物质的价值等不能准确确定 要进行这方面的精确计算较为困难 故预评价经常是确定火灾 爆炸危险等级 暴露区域半径 暴露区域面积 暴露区域内的财产损失 工作日损失 停产损失等 并提出相应的评价结论和降低危险程度的安全对策措施 1 选择工艺单元进行危险指数评价的第一步是确定评价单元 单元是装置的一个独立部分 与其他部分保持一定的距离 或用防火墙 防爆墙 防护堤等与其他部分隔开 通常 在不增加危险性潜能的情况下 可把危险性潜能类似的几个单元归并为一个较大的单元 4 10 3道化学评价法评价程序 2 确定物质系数物质系数MF是表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾 爆炸过程中所释放能量大小的内在特性 是最基础的数值 物质系数是由美国消防协会规定的NF和NR 分别代表物质的燃烧性和化学活泼性或不稳定性 决定的 通常 NF和NR是针对正常环境温度而言的 但物质发生燃烧和反应的危险性随温度上升而急剧增大 如在闪点之上的可燃性液体引起火灾的危险性就比正常环境温度下的易燃性液体大得多 反应速度也随温度上升而急剧增大 所以当物质的温度超过60 时 物质系数就要进行修正 Nr 0在燃烧条