工程建设项目安全设计和PHA应用

1、1 2 工程建设项目工程建设项目 安全设计与安全设计与PHA应用应用 2012年年7月月 3 目目 录录 安全设计安全设计 过程危险源分析过程危险源分析PHA 安全设计与安全设计与PHA的应用的应用 4 高危行业的安全隐患高危行业的安全隐患 炼化行业工艺具有内在的高风险性，炼化行业工艺具有内在的高风险性，其固有其固有 危险因素危险因素如下：如下： 危险物料危险物料 （易燃易爆、高反应活性、毒性、放射性、（易燃易爆、高反应活性、毒性、放射性、 腐蚀性腐蚀性） 工艺过程（危险能量）工艺过程（危险能量） （高温、高压、低温、反应（高温、高压、低温、反应） 高风险意味着不安全的状态高风险意味着不安全的

2、状态 5 控制风险需要安全设计控制风险需要安全设计 高风险注定其高风险注定其本质安全设计本质安全设计的需求的需求 安全设计涉及：安全设计涉及： 工艺工艺流程、泄压排放、紧急切断流程、泄压排放、紧急切断/ /停车（安全停车（安全仪表仪表 系统）、系统）、总图总图布置、布置、电气电气安全安全/ /危险区域划分、危险区域划分、设设 备备/ /管道管道设计、设计、建筑建筑防火防爆、采防火防爆、采暖通暖通风空调、风空调、消消 防防系统设计、耐火保护、可燃气体检测和报警、系统设计、耐火保护、可燃气体检测和报警、 通讯通讯通信通信设施、污染水收集和排放、个人安全防设施、污染水收集和排放、个人安全防 护设施等

3、护设施等 6 常规安全设计的依据常规安全设计的依据 建设地的法律法规、设计标准和规范建设地的法律法规、设计标准和规范 行业内普遍、推荐的做法行业内普遍、推荐的做法 合同要求合同要求 项目工程规定项目工程规定 常规安全设计不足以保证设计产品常规安全设计不足以保证设计产品100%安全安全 7 常规安全设计的缺陷原因常规安全设计的缺陷原因 现代化装置的大型化、复杂化和一体化；现代化装置的大型化、复杂化和一体化； 设计标准规范的滞后、缺失；设计标准规范的滞后、缺失； 设计者知识、经验的局限；设计者知识、经验的局限； 设计专业的限制，无法系统、完整的把握设计专业的限制，无法系统、完整的把握 或保证整体安

4、全。或保证整体安全。 8 国内外安全设计的异同国内外安全设计的异同 相同点：相同点：遵规守法遵规守法 不同点：不同点： 国外工程设计规范多是指导、推荐性，鼓励国外工程设计规范多是指导、推荐性，鼓励性性 能化设计能化设计（如（如EN1473）。多推荐根据项目自身）。多推荐根据项目自身 特点、工程经验和风险分析的结果，确定具体的特点、工程经验和风险分析的结果，确定具体的 安全措施。安全措施。 国内工程设计所遵循的规范多为明确规定型，国内工程设计所遵循的规范多为明确规定型， 以一根尺子为标准。以一根尺子为标准。 国外工程公司在上世纪国外工程公司在上世纪90年代初即建立了基于年代初即建立了基于 PHA

5、的安全设计审查程序和的安全设计审查程序和HSE管理系统（管理系统（PSM） 9 国内外安全设计的异同国内外安全设计的异同 国外工程公司系统安全设计国外工程公司系统安全设计 建立科学系统的化工过程安全设计体系，引入建立科学系统的化工过程安全设计体系，引入 系统的过程危险源分析的技术和方法系统的过程危险源分析的技术和方法 已将系统的危险源辨识和安全审查作为化工安已将系统的危险源辨识和安全审查作为化工安 全设计的基础和惯例。全设计的基础和惯例。 国外工程公司国外工程公司HSE管理体系示例管理体系示例 1010 全生命周期的全生命周期的HSE风险管理风险管理 项目项目 前期前期 可研可研 工艺工艺 包

6、包 基础基础 工程工程 设计设计 或或 初步初步 设计设计 开车开车采购采购 施工施工 详细详细 工程工程 设计设计 投产投产 运行运行 停车停车 检修检修 退役退役 HAZID QRA. HAZIDHAZOPSILFHAQRA平面布置审查平面布置审查爆炸危险爆炸危险 区域划分审查区域划分审查 HAZOP、3D模型审查、人机工程学审查模型审查、人机工程学审查 JSAPSSRHAZIDHAZOPQRA HSE变更管理贯穿始终变更管理贯穿始终 11 初始事件初始事件 设计错误设计错误 管理系统缺陷管理系统缺陷 人为错误人为错误 外部事件外部事件 事故结果事故结果 泄放、火灾、爆炸、射弹泄放、火灾、

7、爆炸、射弹 后继事件后继事件 设备故障设备故障 安全系统故障安全系统故障 点火源点火源 管理系统缺陷管理系统缺陷 人为错误人为错误 外部贡献（如天气）外部贡献（如天气） 事故影响事故影响 毒性（急性和慢性）、毒性（急性和慢性）、 热辐射、超压、放射性、热辐射、超压、放射性、 污染污染 损失评估损失评估 雇员、周围社区、环境、雇员、周围社区、环境、 产品、公司资产、公司产品、公司资产、公司 声誉、公司负债声誉、公司负债 风险分析过程图解风险分析过程图解 12 风险分析方法风险分析方法 常用方法：常用方法： 定性风险分析（多指过程危险源分析定性风险分析（多指过程危险源分析PHA）: 危险源预分析危

8、险源预分析PrHA、检查表法、检查表法Checklist、故、故 障假设障假设/检查表法检查表法WHAT-IF/Checklist、危、危 险和可操作性研究险和可操作性研究HAZOP、故障类型及影响、故障类型及影响 分析分析FMEA、故障树、故障树FTA、事件树、事件树ETA 定量风险分析（包括后果分析定量风险分析（包括后果分析CA，频率分析，频率分析 FA，定量风险分析，定量风险分析QRA）:故障树故障树FTA、事件、事件 树树ETA 13 过程危险源分析过程危险源分析 Process Hazard Analysis （工艺危害分析）（工艺危害分析） 14 PHA的由来的由来 p过程危险源分

9、析过程危险源分析Process Hazard Analysis PHA的概念，最先见于美国石油协会的概念，最先见于美国石油协会 (American Petroleum Institute, API) 1990年颁布的年颁布的API RP 750 “Management of Process Hazard” ，其目的是为了预防重大事，其目的是为了预防重大事 故的发生，或减轻事故后果程度，为过程危险故的发生，或减轻事故后果程度，为过程危险 源的管理提供支持源的管理提供支持 15 PHA的由来的由来 p美国职业安全、健康协会（美国职业安全、健康协会（OSHA）为规范高度危险化学）为规范高度危险化学

10、品的过程安全管理（品的过程安全管理（Process Safety Management， PSM），），1992年编制了年编制了OSHA 29 CFR Part 1910.119 “Process Safety Management of Highly Hazardous Chemicals”，将，将API中推荐的过程危险源管理理念上升中推荐的过程危险源管理理念上升 为过程安全管理要求，并作为联邦法律加以推广，旨在加为过程安全管理要求，并作为联邦法律加以推广，旨在加 强高危化学品的管理，预防危险化学品重大事故或将事故强高危化学品的管理，预防危险化学品重大事故或将事故 后果影响降至最小后果影响降

11、至最小 p过程危险源管理过程危险源管理PHA作为作为PSM的有机组成部分，也被加的有机组成部分，也被加 以强调以强调 16 PHA的由来的由来 p2002年，年，中华人民共和国安全生产法中华人民共和国安全生产法 p2007年，年，关于做好关于做好2007年危险化学品和烟花爆竹安年危险化学品和烟花爆竹安 全监督管理工作的通知全监督管理工作的通知 p近年来的重大、特大安全事故近年来的重大、特大安全事故 p安全意识和要求的提升安全意识和要求的提升 p2010年，年，化工建设项目安全设计管理导则化工建设项目安全设计管理导则（AQ/T 3033-2010 ） p2010年，年，化工企业工艺安全管理实施导

12、则化工企业工艺安全管理实施导则（AQ/T 3034-2010） p2002年公布，年公布，2011年修订，年修订，危险化学品安全管理条危险化学品安全管理条 例例 p2012年，年，危险化学品建设项目安全监督管理办法危险化学品建设项目安全监督管理办法 安监总局安监总局45号令号令 17 相关要求相关要求 45号令要求：号令要求：“设计单位应当根据有关安全生产的法设计单位应当根据有关安全生产的法 律、法规、规章和国家标准、行业标准以及建设项目律、法规、规章和国家标准、行业标准以及建设项目 安全条件审查意见书，按照安全条件审查意见书，按照化工建设项目安全设计化工建设项目安全设计 管理导则管理导则（A

13、Q/T3033），对建设项目安全设施进），对建设项目安全设施进 行设计，并编制建设项目安全设施设计专篇。建设项行设计，并编制建设项目安全设施设计专篇。建设项 目安全设施设计专篇应当符合目安全设施设计专篇应当符合危险化学品建设项目危险化学品建设项目 安全设施设计专篇编制导则安全设施设计专篇编制导则的要求。的要求。 ”。 AQ/T3033-2010，将过程危险源分析，将过程危险源分析PHA作为安全作为安全 设计程序中必须执行的一个步骤，加以强调。该导则设计程序中必须执行的一个步骤，加以强调。该导则 适用于适用于新建、改建、扩建新建、改建、扩建危险化学品危险化学品生产、储存装置生产、储存装置 和设施

14、和设施，以及，以及伴有伴有危险化学品危险化学品使用或产生使用或产生的的化学品生化学品生 产装置和设施的建设项目产装置和设施的建设项目。 1818 p国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国（国 发【发【2010】23号号 p“关于危险化学品企业贯彻落实关于危险化学品企业贯彻落实国务院关于进一步加强国务院关于进一步加强 企业安全生产工作的通知企业安全生产工作的通知的实施意见的实施意见”，安监总管三，安监总管三 【2010】186号文号文 p2010年，中石油年，中石油关于进一步加强工艺安全管理的通关于进一步加强工艺安全管理的通 知知、集团公司危险与

15、可操作性分析工作管理规定集团公司危险与可操作性分析工作管理规定 pQ/SY 1362-2010 工艺危害分析管理规范工艺危害分析管理规范 pQ/SY 1363-2010 工艺安全信息管理规范工艺安全信息管理规范 pQ/SY 1364-2010 危险与可操作性分析技术指南危险与可操作性分析技术指南 相关要求相关要求 19 PHA的定义的定义 p 什么是过程危险源分析（什么是过程危险源分析（PHA）? AQ/T 3033导则导则定义：定义： 过程危险源分析，是过程危险源分析，是辨识辨识过程危险源过程危险源并对并对 其产生的其产生的原因原因及其及其后果后果进行进行分析分析的一种的一种有组织有组织 的

16、、系统的的、系统的安全设计审查安全设计审查 导则导则所推行的所推行的PHA与与API、OSHA的要的要 求原则一致。求原则一致。 20 PHA的方法的方法 AQ/T-3033推荐的推荐的PHA方法：方法： 预先危险源分析预先危险源分析(PrHA) 故障假设分析故障假设分析(What-If) 安全检查表分析安全检查表分析(Checklist) 故障假设故障假设/安全检查表分析安全检查表分析(What-If/Checklist) 危险与可操作性研究危险与可操作性研究(HAZOP) 故障类型和影响分析故障类型和影响分析(FMEA) 故障树分析故障树分析(FTA) 1.其他适用的方法其他适用的方法 2

17、1 （1）前期前期工作工作PHA的重点的重点 ： 对来自于过程中使用的危险化学物质进行分析；对来自于过程中使用的危险化学物质进行分析； 对来自于加工和处理过程潜在的危险源进行分析；对来自于加工和处理过程潜在的危险源进行分析； 对建设项目的可行性进行分析。对建设项目的可行性进行分析。 （2）基础基础工程工程设计设计PHA： 专业过程危险源分析；专业过程危险源分析； 系统过程危险源分析。系统过程危险源分析。 设计阶段设计阶段PHAPHA的重点的重点 22 （3）详细详细工程工程设计设计过程危险源分析的重点过程危险源分析的重点 基础工程设计过程危险源分析对详细工程设基础工程设计过程危险源分析对详细工

18、程设 计的建议；计的建议； 基础工程设计过程危险源分析的遗留问题；基础工程设计过程危险源分析的遗留问题； 因设计方案调整、成套设备厂家文件的确定因设计方案调整、成套设备厂家文件的确定 等各种原因而导致的设计变更；等各种原因而导致的设计变更； 业主或相关监督管理机构要求对项目的某部业主或相关监督管理机构要求对项目的某部 分或全部实施的分或全部实施的HAZOP分析分析。 设计阶段设计阶段PHA的重点的重点 23 过程危险源分析的应用案例过程危险源分析的应用案例 前期工作前期工作 PHA工程应用工程应用 24 过程危险源分析的应用案例过程危险源分析的应用案例 前期工作的过程危险源分析：前期工作的过程

19、危险源分析： 评价危险化学品、工艺方案和技术路线的风险程度，审评价危险化学品、工艺方案和技术路线的风险程度，审 查其安全性查其安全性 审查选址、总图布置审查选址、总图布置 确认缺失的重要信息，提示下一级确认缺失的重要信息，提示下一级PHA的注意点的注意点 分析程序：准备分析程序：准备-辨识辨识-分析评价分析评价-建议建议-报告报告-跟踪与再分跟踪与再分 析析 1.由于此阶段可利用资料有限，多采用由于此阶段可利用资料有限，多采用PrHA、 HAZID、 安全检查表法、故障假设等方法安全检查表法、故障假设等方法 25 过程危险源分析的应用案例过程危险源分析的应用案例 基础工程设计基础工程设计 PH

20、A工程应用工程应用 26 过程危险源分析的应用案例过程危险源分析的应用案例 基础工程设计的过程危险源分析：基础工程设计的过程危险源分析： 识别和评价项目可交付物所采取的安全设施和措施是否识别和评价项目可交付物所采取的安全设施和措施是否 充分、可靠、合规充分、可靠、合规 审查前期工作过程危险源分析的执行结果，对未关闭的审查前期工作过程危险源分析的执行结果，对未关闭的 问题纳入本级审查问题纳入本级审查 提出改进建议，促进安全设施设计的完善提出改进建议，促进安全设施设计的完善 分析程序：准备分析程序：准备-辨识辨识-分析评价分析评价-建议建议-报告报告-跟踪与再跟踪与再 分析分析 1.多采用多采用H

21、AZOP、What-If/Checklist、FMEA等方法等方法 27 过程危险源分析的应用案例过程危险源分析的应用案例 详细工程设计详细工程设计 PHA工程应用工程应用 28 过程危险源分析的应用案例 详细工程设计的过程危险源分析（详细工程设计的过程危险源分析（举例举例）：）： 基础工程设计过程危险源分析对详细工程设计的建议基础工程设计过程危险源分析对详细工程设计的建议 基础工程设计过程危险源分析的遗留问题基础工程设计过程危险源分析的遗留问题 因设计方案调整、成套设备厂家文件的确定等各种原因因设计方案调整、成套设备厂家文件的确定等各种原因 而导致的设计变更而导致的设计变更 分析程序：准备分

22、析程序：准备-辨识辨识-分析评价分析评价-建议建议-报告报告-跟踪与再跟踪与再 分析分析 1.多采用多采用HAZOP、What-If/Checklist、FMEA等方法等方法 29 寰球风险管理项目案例寰球风险管理项目案例 2001-2003扬巴一体化项目的安全审查扬巴一体化项目的安全审查 2003-2004南海壳牌大乙烯项目南海壳牌大乙烯项目 2005-2007独山子独山子100万吨万吨/年乙烯项目年乙烯项目 2007-2009年广西钦州年广西钦州PP、宁煤、宁煤PP项目项目 2008-至今至今 大连、江苏、唐山、深圳大连、江苏、唐山、深圳LNG项目项目 2009-至今至今 台州炼化一体化可

23、研项目台州炼化一体化可研项目 2009-至今至今 安塞液化项目安塞液化项目 2009-至今至今 大庆乙烯、四川乙烯项目大庆乙烯、四川乙烯项目 2010-至今至今 古巴石油炼厂项目古巴石油炼厂项目 2010-至今至今 云南炼油总体设计云南炼油总体设计 2011 克拉玛依石化克拉玛依石化HAZOP分析分析 2011 大庆轻烃改造项目大庆轻烃改造项目HAZOP分析分析 30 寰球寰球HSE管理体系要求管理体系要求 HQCM-HSEc-0100-01-2010 危害因素辨识、风险评价和风险控制的策划程序危害因素辨识、风险评价和风险控制的策划程序 基础设计阶段：基础设计阶段： 采用专业设计者自查、专家审

24、查、专业组审查等方式，采用专业设计者自查、专家审查、专业组审查等方式， 在前期设计阶段危险源分析和在前期设计阶段危险源分析和项目设立安全评价报告项目设立安全评价报告 的基础上，开展专业过程危险源分析；的基础上，开展专业过程危险源分析； 采用危险及可操作性研究（采用危险及可操作性研究（HZAOP）、安全仪表系统）、安全仪表系统 （SIS）审查、安全检查表（）审查、安全检查表（checklist）、故障假设分）、故障假设分 析（析（what-if）、故障假设分析）、故障假设分析/安全检查表安全检查表(what- if/checklist)、故障类型和影响分析（、故障类型和影响分析（FMEA）、故障

25、）、故障 树分析（树分析（FTA）以及爆炸火灾扩散模拟定量分析计算）以及爆炸火灾扩散模拟定量分析计算 （DNV/FLACS）等分析方法对项目装置进行多专业、）等分析方法对项目装置进行多专业、 系统的、详细的系统过程危险源分析和过程安全设计审系统的、详细的系统过程危险源分析和过程安全设计审 查，其中查，其中HAZOP是公司项目必须进行的分析和审查，是公司项目必须进行的分析和审查， 其它方法的分析和审查可根据项目特点或合同要求选择其它方法的分析和审查可根据项目特点或合同要求选择 进行进行 31 工程建设项目工程建设项目HSE风险管理过程风险管理过程 项目启动项目启动 合同合同HSE要求要求 项目开工会项目开工会 项目项目HSE计划计划 HSE风险管理活动时间表风险管理活动时间表 项目执行：项目执行： 设计、采购、