危险和可操作性分析HAZOP

,工艺危害分析方法之,危险和可操作性研究（HAZOP),杜邦工艺安全管理系统,目录,HAZOP简介,HAZOP的基本原理,HAZOP基本概念和术语,HAZOP分析方法步骤,为什么要进行HAZOP分析,HAZOP练习,1,2,3,4,5,6,为什么要进行HAZOP分析,1,设计满足规范要求，并不代表设计是最优化，规范通常只是最低标准,设计所采用的安全手段尚不能满足实际安全生产的要求，并不满足业主对安全的需求,设计通常考虑实现各种工况下的设计意图，但有可能忽视某些可能出现的非正常操作所导致的极端后果或影响,设计中的安全问题，根据统计：,80%95%的设计问题可以通过安全分析发现和解决5%20%的设计中的安全隐患没有被发现，只不过大部分隐患尚未造成事故MARS（欧洲重大事故报告系统，2004）事后的补救措施中，39%的设计问题被改进,因此，设计阶段的HAZOP分析至关重要,HAZOP分析的好处,提高设计安全水平的同时解决可能存在的操作问题,是工厂或装置全生命周期内工艺过程安全管理的一部分，为后续的风险控制和工艺安全管理（PSM）提供必要输入,使参与HAZOP分析的人员有机会充分了解设计意图，以及偏离设计意图可能产生的问题或危险,HAZOP分析在完善设计的同时，也可用来编制、完善操作规程，同时为操作培训提供了很好的素材,1,2,3,4,HAZOP分析的好处,HAZOP分析所研究的状态参数都是操作人员需要控制的参数或指标，针对性强，有助于提高安全操作水平,有助于发现在役装置的安全隐患，提供隐患整改、节能减排、优化工艺流程的机会,对在役装置进行阶段性的回顾性分析，可以发现由于各种微小改动所累积而成的对系统的影响，并尽早地予以控制或消除。,HAZOP方法易于掌握，其系统的、引导词引导方法，即避免了分析漫无边际、遗漏重点，又有助于启发思路、集思广益,5,6,7,8,2,HAZOP简介,名词,1,HAZOP,HazardandOperabilityStudy,Hazard,Operability,Study,HAZOP,危险,可操作性,分析,研究,危险与可操作性分析/研究,在开展工艺危害分析工作中所运用到的，通过使用“引导词”分析工艺过程中偏离正常工况的各种情形，从而发现危害源和操作问题的一种系统性方法。HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法。,定义,2,方法由来,3,1960年代发展起来，英国帝国化学工业公司(ICI)依据失效模式和影响分析(FMEA)的思路开发了HAZOP分析方法，应用于连续的化工过程。,1974年，英国化学工程师协会第一次提出HAZOP方法，1977年出版了HAZOP研究导则。,目前是石油化工行业应用最广泛的危害分析方法,4,HAZOP方法特点,可全面挖掘工艺过程从开车、检维修、运行和停车等各个阶段中存在的危险及操作问题;对各物料系统从上游到下游进行各专业综合分析。,系统性,全面性,可同时分析危险和可操作性问题，一般审查发现:危害性问题安全隐患(40%)可操作性问题稳定性、质量问题(60),危险与可操作性分析应用导则IEC61882:2002Hazardandoperabilitystudies(HAZOPstudies)-ApplicationGuide。美国联邦法规（CFR）第29篇第1910部分（29CFR1910）,国际相关标准,有关标准,中石油,QSY1362-2011工艺危害分析管理规范QSY1364-2011危险与可操作性分析技术指南,5,HAZOP分析的成功，很大程度上依赖于小组组长的领导力、小组成员的知识、经验和合作程度HAZOP分析只基于现有的设计图纸，不考虑设计图纸未说明的行动或操作任何一种风险分析技术都不能保证能辨识出所有的危险源和风险，HAZOP分析也是如此工艺安全管理有10个要素，PHA只是其中的1/10，而HAZOP分析只是PHA分析的方法之一，所以HAZOP分析不可能替代整个工艺过程的安全管理对复杂的工艺流程，HAZOP分析应与其他风险分析方法联合使用，才有助于实现全面、有效的工艺危险分析，进而推进工艺安全管理,HAZOP分析的局限性,6,没有人能保证进行了HAZOP分析的装置就不会发生事故,分析研究所依据的图纸及有关数据的准确性小组成员的专业技术水平和洞察能力（经验）小组成员运用HAZOP方法分析偏差、原因和后果的能力小组成员对事故风险的分析能力：对已指出的偏差，在评估其可能性、严重性时能依据风险评价矩阵对偏差可能引起的事故的可能性、严重性的大小进行判定；小组成员参与的热情和程度取决于分析后建议措施的跟踪落实，如果建议措施不能得到切实响应，并在设计或操作过程中进行实质性修改或调整，原有的风险将依然存在，事故就有可能发生。,HAZOP分析的成败关键,7,3,HAZOP的基本原理,1,危险来源于对设计意图的偏离,如果一切按照设计意图进行生产和操作，就不大可能有危险。现实中装置完全按照设计意图运行的很少,HAZOP是在一个训练有素，经验丰富的评价组长的指导下执行的,组长必须用逻辑的，分析的思想保证对分析系统的全面把握。分析领导最好有记录员帮助，记录员记录辨识的危险和/或操作干扰以备进一步评估和分析。,2,各个专业、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。,通过引导词引出那些具有潜在危险的偏差,使用引导词就是为了保证对所有工艺参数的偏差都进行分析，并分析它们的可能原因、后果和已有安全保护措施等，同时提出应该采取的安全保护措施。,4,5,HAZOP研究的侧重点是工艺部分或操作步骤的各种具体值,HAZOP的基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态（参数）可能出现的变化（偏差）加以分析，找出其可能导致的危害。,原因,后果,偏差,4,HAZOP基本概念和术语,分析节点,即工艺单元，指具有确定边界的设备单元，对单元内工艺参数的偏差进行分析。,1,分析节点划分的基本原则如下:,从进入的P&ID管线开始,一继续直至设计意图的改变，或,一继续直至工艺条件的改变，或,一继续直至下一个设备,工艺参数,与工艺过程有关的物理和化学特性，是单元定性或定量的特征,2,设计意图,工艺流程的设计思路、目的和设计运行状态或工作范围。,3,设计功能,运行参数,设计意图,在危险源辨识的过程中，为了启发人的思维，对设计意图定性或定量描述的简单词语,引导词,4,No,空白,Less,减量,More,过量,Partof,部分,AsWellAs,伴随,Reverse,OtherThan,相逆,异常,引导词及其含义,4,引导词,与时间和顺序或序列有关的引导词,4,引导词,偏差,与设计意图的情况不一样。分析小组使用引导词系统的对节点工艺参数进行分析发现的系列偏离工艺指标的情况；,偏差=引导词+工艺参数,5,引导词,工艺参数,偏差,MORE（过量）,PRESSURE（压力）,HIGHPRESSURE（高压力）,OTHERTHAN（异常）,OPERATION（操作）,MAINTENANCE（维修）,常用HAZOP偏差,5,偏差,发生偏差的原因；这些原因可能是设备故障、人为失误、不可预料的工艺状态、外界干扰等,原因,常见的原因,6,设备故障,操作失误,设备腐蚀,疲劳,组成改变,电源故障,常见原因,偏离设计意图所造成的结果。后果分析时假定发生偏差时已有的安全保护系统全部失效；不考虑细小与安全无关的后果。,后果,7,火灾,有毒气体泄漏,爆炸,污染,指设计的工程系统或调节控制系统，用以避免或减轻偏差发生时所造成的后果。,保护措施,硬件控制措施，如报警、联锁安全阀、爆破片等软控制措施(取样分析、巡检、作业许可等),8,5,HAZOP分析方法步骤,分析流程,分析的准备,构建偏差矩阵,划分节点,HAZOP分析会议,编制分析结果,追踪落实,分析的准备,（1）制定章程,明确了解领导对工作组的工作期望确定分析工作的范围、要求完成的时间确定PHA工作组已有何种资源、向何处求助、以及如何解决优先的矛盾等制定一个分析的工作计划，包括工作组成员任务、完成计划的总体时间表,1,最少由4人组成，一般57人是比较理想的。,主持人记录员工艺、设备、仪表、电气、HSE、操作等人员,HAZOP分析组,（2）组建小组,分析的准备,1,物料危害数据资料MSDS每种危险品最大库存量物料反应矩阵,分析的准备,1,（3）准备资料,a)物料的危害信息,b)设备设计资料,设备的设计基础资料（包括设计依据、制造标准、设备结构图、安装图及操作维护手册或说明书等）；设备数据表（包括设计温度、设计压力、制造材质、壁厚、腐蚀余量等设计参数）；设备的平面布置图；管道系统图；安全阀和控制阀的计算书和相关文件；自控系统的联锁配置资料或相关的说明文件；安全设施资料,c)工艺设计资料,装置的工艺流程图（PFD图）；装置的工艺管道及仪表流程图（P&ID图）；装置的工艺流程说明和工艺技术路线的说明；装置的平面布置图；自控系统的联锁逻辑图及说明文件；紧急停车系统(ESD)的因果示意图；爆炸危险区域划分图；消防系统的设计依据及说明；废弃物的处理说明；排污放空系统及公用工程系统的设计依据及说明；其他相关的工艺技术信息资料。,d)装置运行信息,装置历次分析评价的报告；相关的技改、技措等变更记录和检维修记录；装置历次事故记录及调查报告；装置的现行操作规程和规章制度；其他的资料。,e）操作规程,装置工艺技术规程装置安全技术规程作业指导书或操作规程装置维护手册（检维修规程）与工艺安全有关的管理制度工艺报警联锁装置管理制度可燃气体和有毒气体报警装置管理制度应急救援预案应急救援设备、设施的配备及位置等信息,（4）HAZOP培训,分析的准备,1,在HAZOP分析工作开始前，分析小组主持人应对小组人员进行HAZOP分析相关知识培训。,HAZOP分析原理和方法,分析对象的情况及工作范围,HAZOP分析工作计划,分析工作的相关纪律和要求,（4）会场准备,分析的准备,1,会议室,投影仪,计算机和备份磁盘,荧光笔或记号笔,签到簿,分析用的资料,构建偏差矩阵,压力低,压力高,负压,温度低,温度高,无流量流量小流量大含量不足污染物逆流物质错误,缺少步骤,时间太短,时间偏长,遗漏部分操作,进行额外操作,步骤做反,错误时间地点,2,划分节点,3,从进入的P&ID管线开始,一继续直至设计意图的改变，或,一继续直至工艺条件的改变，或,一继续直至下一个设备,分析节点划分的基本原则如下:,1,2,3,4,划分节点的注意事项,3,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,同一节点尽量在一张流程图内,每个节点应能执行某一具体工艺功能,节点划分没有错与对，只有大与小的问题,划分节点,3,选择节点的大小可依赖于系统的复杂度和危险的严重度,在复杂系统或者那些显现有高危险的节点可能范围很小,在简单系统或者显现低危险的系统中，采用将节点的范围扩大能加速分析,划分节点,常见节点类型,3,划分节点,划分节点示例,3,划分节点,HAZOP分析会议,4,选择节点或操作步骤,描述此节点的设计意图,选择某工艺参数或引导词,确定有意义的偏差,分析偏差后果（假设所有保护失效）,列出偏差的可能原因,识别已有避免偏差的保护装置,根据后果、原因及保护措施评估风险,提出措施,重复所有的引导词,沿着节点工艺流程的走向，用简练的语言按照顺序依次描述主要设备、设施、安全附件、主要仪表控制阀等。同时应将节点内其他管件等尽量描述清楚。,4,（1）节点描述,设计意图,列出本节点内所有有控制要求的工艺参数详细描述本节点的设计功用和意图由工艺专家做一次讲解与解释确保小组中的每个成员都知道设计意图,HAZOP分析会议,（2）后果分析,4,分析可能产生的各种后果，重点是对安全、环境或可操作性方面产生的影响偏差可能导致的工艺危害后果应考虑全局（在不考虑任何保护措施前提下)。后果重点在节点内，特殊情况下，可以扩展到本节点前后的2-3台设备。,原因是引起偏差发生的原因；偏差的原因在本节点内找；原因可能是设备故障、人为失误、物料变化、外部干扰（停电）等。,（3）原因分析,HAZOP分析会议,推测可能引起偏差的原因,可能引起偏差的原因,4,（4）识别保护措施,从根除偏差的角度考虑出发，设置的保护措施能彻底杜绝偏差产生条件。从监测和预防角度出发，寻找节点内工艺流程中的监控仪表和报警等。从控制和降低偏差引起的危害出发，遇到某些偏差无法避免的情况，应需寻找有效地防护措施,HAZOP分析会议,4,评估严重性(C),不考虑任何保护措施起作用下的工艺危害。如，火灾，爆炸，中毒等工艺危害,后果评估矩阵（节选）,风险评价,HAZOP分析会议,考虑现有的保护措施完全发挥其作用后，发生工艺危害的综合可能性,可能性(F）分析,可能性评估矩阵（节选）,4,HAZOP分析会议,人的失误概率,1,必然的失误,在日常工作场所检测错误,非日常，在紧急情况下复杂操作,非日常，同时还有其他职责,日常操作，需要注意,日常，简单,没有失误,0.5,0.25,0.1,0.01,0.001,0,评估风险等级,可能性,严重性,风险等级划分标准,（6）建议措施,消除原因,建议举例：“建议原油进入脱水脱烃前进行脱酸处理”预防和监测.建议举例：“建议增加注水管线的在线腐蚀监测。”控制和降低危害后果,建议举例：“建议增加人体静电消除仪”,4,HAZOP分析会议,注意事项,、残余风险必须提出建议措施或者研究方向,提出的建议应能降低残余风险等级,应注意建议增加的保护措施是否可能存在对后续或前端工艺流程和系统的安全性有带来不安全的隐患问题,当需要提出建议，而HAZOP小组成员由于自身能力和技术等原因无法准确提出时，建议措施内容应以研究方向等类似的形式出现，而勿勉强。,1,2,3,4,编制分析结果,5,HAZOP分析小组人员信息,目录,正文（至少包括以下内容）,1,2,3,3.2概工艺描述3.3技术资料3.4风险标准说明3.5节点信息3.6方法及分析人员说明3.7分析结论,4,附件：分析记录表,工作组章程危险化学品危险特性表HAZOP分析方法简介定性风险评估规则分析记录表建议措施确认表图纸（P&ID图）,追踪落实,在HAZOP分析结束后，分析小组应将HAZOP分析报告初稿提交委托方进行沟通和交流，向委托方说明整个HAZOP分析过程和所提出建议措施的依据,征询委托方方面的意见，并对HAZOP分析报告初稿进行进一步的修改、完善。HAZOP分析报告作为工艺危害分析工作的成果之一，委托方应按照工艺危害分析管理规范（Q/SY1362-2011）中的第4.10.4条沟通中的要求，将HAZOP分析报告的相关内容与受影响的所有人员进行沟通，必要时进行培训。,6,沟通和交流,追踪落实,6,评审,评审的主要内容包括：,分析小组人员组成是否合理,分析所用技术资料的完整性和准确性,分析方法的应用是否正确,分析报告的准确性和可理解程度,建议措施的可行性,1,2,3,4,5,追踪落实,6,指定责任人,预计完成日期,出现下述情况可拒绝接受建议方案,建议方案基于错误事实不需要保护人员的安全和健康技术上不可行不足以减轻危险,实施跟踪,6,HAZOP主持人技巧,经过培训能保持独立性(不受潜在进度或成本的影响)领导