危险和可操作性研究 HAZOP

1、 HAZOPHAZOP是一种以系统工程为基础，针对化工装置是一种以系统工程为基础，针对化工装置 而开发的一种危险性评价方法，由英国帝国化学工业而开发的一种危险性评价方法，由英国帝国化学工业 公司（公司（ICIICI）于）于19741974年开发的，用于热力年开发的，用于热力水力系统水力系统 安全分析。安全分析。 基本过程是以基本过程是以关键词（引导词）关键词（引导词）为引导，为引导，找出系找出系 统中工艺过程或状态的变化统中工艺过程或状态的变化 （即（即偏差偏差），然后再继），然后再继 续分析造成偏差的续分析造成偏差的原因原因、后果后果及可以采取的及可以采取的对策对策。 适用阶段：适用阶段：

2、设计阶段设计阶段 现有的生产装置现有的生产装置 可操作性研究的分析步骤是：可操作性研究的分析步骤是： 建立一个有多方建立一个有多方 面专家组成的研究组，并配备行业专家作为负责人。研面专家组成的研究组，并配备行业专家作为负责人。研 究组的任务要明确，如研究的最终目的是解决系统安全究组的任务要明确，如研究的最终目的是解决系统安全 问题，还是产品问题、环境问题，或者是综合问题。问题，还是产品问题、环境问题，或者是综合问题。 将分析对象划分为若干单元，将分析对象划分为若干单元， 在连续过程中单元以管道为主，在间歇过程中单元以设在连续过程中单元以管道为主，在间歇过程中单元以设 备为主。明确各单元的功能，

3、说明其运行状态和过程。备为主。明确各单元的功能，说明其运行状态和过程。 ，按关键词分析可能产生的偏差。，按关键词分析可能产生的偏差。 分析产生偏差的分析产生偏差的。 。 关键词关键词 与基准状态的偏差与基准状态的偏差 对策对策 原因原因结果结果 故障树的故障树的 顶事件顶事件 引引 导导 词词意意 义义 NONE（空空白白） 设设计计或或操操作作要要求求的的指指标标和和事事件件完完全全不不发发生生；如如无无流流量量无无 催催化化剂剂 MORE（过过量量） 同同标标准准值值相相比比，数数值值偏偏大大；如如温温度度、压压力力、流流量量等等数数值值偏偏 高高 LESS（减减量量） 同同标标准准值值相

4、相比比，数数值值偏偏小小；如如温温度度、压压力力、流流量量等等数数值值偏偏 低低 AS WELL AS（伴伴随随） 在在完完成成既既定定功功能能的的同同时时，伴伴随随多多余余事事件件发发生生；如如物物料料在在输输 送送过过程程中中发发生生组组分分及及相相变变化化 PART OF（部部分分） 只只完完成成既既定定功功能能的的一一部部分分；如如组组分分的的比比例例发发生生变变化化，无无某某 些些组组分分 REVERSE（相相逆逆） 出出现现和和设设计计要要求求完完全全相相反反的的事事或或物物；如如流流体体反反向向流流动动，加加 热热而而不不是是冷冷却却，反反应应向向相相反反的的方方向向进进行行 O

5、THER THAN（异异常常） 出出现现和和设设计计要要求求不不相相同同的的事事或或物物；如如发发中中异异常常事事件件或或状状 态态、开开停停车车、维维修修、改改变变操操作作模模式式 v常用HAZOP分析工艺参数 n流量流量 时间时间 频率频率 混合混合 n温度温度 pH值值 电压电压 分离分离 n压力压力 组成组成 粘度粘度 添加剂添加剂 n 液位液位 速度速度 信号信号 反应反应 v 分析结果文件 v节点的选择节点的选择 n节点应以节点应以“简单简单”为原则：为原则： n可依据工艺流程进行；可依据工艺流程进行； n从进入管线开始；从进入管线开始； n直至工艺条件的重大变化；直至工艺条件的重

6、大变化； n直至下一个设备。直至下一个设备。 n常见的节点有：管线，泵，分批反应器，常见的节点有：管线，泵，分批反应器， 连续反应器，罐连续反应器，罐/槽槽/容器，塔，压缩机，容器，塔，压缩机， 鼓风机，熔炉及炉子，热交换器，软管，鼓风机，熔炉及炉子，热交换器，软管， 公用工程和服务设施及以上节点的合理公用工程和服务设施及以上节点的合理 组合。组合。 v原因分析原因分析 n从节点本身和进出系统入手如：从节点本身和进出系统入手如： 阀门关闭，控制失效，机械故障，阀门关闭，控制失效，机械故障， 操作失误，侵蚀，腐蚀，管路失操作失误，侵蚀，腐蚀，管路失 效等。效等。 v后果分析后果分析 n考虑整体，

7、想象没有安全措施及根考虑整体，想象没有安全措施及根 本的后果。主要考虑：火灾、爆炸、本的后果。主要考虑：火灾、爆炸、 毒气释放、设备损坏、产量损失，毒气释放、设备损坏、产量损失， 影响运转违反许可规定。影响运转违反许可规定。 v安全措施安全措施 n防止和减少事故后果的角度考虑。防止和减少事故后果的角度考虑。 n注意的安全措施如：报警，操作程注意的安全措施如：报警，操作程 序，保护系统，检修，检查检测，序，保护系统，检修，检查检测， 训练及合理规划。训练及合理规划。 v建议建议 n防止和减少事故后果的角度考虑。防止和减少事故后果的角度考虑。 如：训练，修改设计方案，防泄漏如：训练，修改设计方案，

8、防泄漏 系统，应急响应，操作程序，冗余系统，应急响应，操作程序，冗余 系统，更新设备，重新选址。系统，更新设备，重新选址。 n保证可操作性和合理性。保证可操作性和合理性。 某反应器系统如下图所示。某反应器系统如下图所示。 由于反应是放热的，在反应由于反应是放热的，在反应 器外面安装了夹套冷却水系器外面安装了夹套冷却水系 统。当冷却能力下降时，反统。当冷却能力下降时，反 应器温度会增加，从而导致应器温度会增加，从而导致 反应速度加快，压力增加若反应速度加快，压力增加若 压力超过反应器的承受能力压力超过反应器的承受能力 就会发生爆炸。为控制反应就会发生爆炸。为控制反应 温度，在反应器上安装了温温度

9、，在反应器上安装了温 度测量仪并与冷却水进口阀度测量仪并与冷却水进口阀 门联接，根据温度控制冷却门联接，根据温度控制冷却 水流量。水流量。 图图32 放放热热反反应应器器的的温温度度控控制制 该系统在反应中的安全性主要取决于该系统在反应中的安全性主要取决于 温度的控制，而温度又与冷却水流量有关。温度的控制，而温度又与冷却水流量有关。 此冷却水流量的控制是至关重要的。下面此冷却水流量的控制是至关重要的。下面 用关键词对冷却水流量进行用关键词对冷却水流量进行HAZOPHAZOP研究研究. . 反应器系统危险和可操作性研究反应器系统危险和可操作性研究 关键词关键词偏差偏差原因原因后果后果措施措施 N

10、0 否否 没有冷没有冷 却水却水 1控制阀失效，控制阀失效， 阀门关闭；阀门关闭； 2冷却管堵塞冷却管堵塞 ； 3冷却水源无冷却水源无 水；水； 4控制器失效控制器失效 ，阀门关闭；，阀门关闭； 5气压使阀门气压使阀门 关闭关闭 1反应器内反应器内 温度升高；温度升高； 2热量失控热量失控 ，反应器爆，反应器爆 炸炸 1安装备用控制阀或手动安装备用控制阀或手动 旁路阀；旁路阀； 2安装过滤器，防止垃圾安装过滤器，防止垃圾 进人管线；进人管线； 3设置备用冷却水源；设置备用冷却水源； 4安装备用控制器；安装备用控制器； 5安装高温报警器；安装高温报警器； 6安装高温紧急关闭系统安装高温紧急关闭系

11、统 ； 7安装冷却水流量计和低安装冷却水流量计和低 流量报警器流量报警器 MORE 多多 冷却水冷却水 流量偏流量偏 高高 1控制阀失控制阀失 效，开度过大；效，开度过大； 2控制器失控制器失 效，阀门开度效，阀门开度 过大过大 反应器冷却，反应器冷却， 反应物增加，反应物增加， 保温失控保温失控 1安装备用控制阀；安装备用控制阀； 2安装备用控制器安装备用控制器 LESS 少少 冷却水冷却水 流量偏流量偏 低低 l控制阀失效控制阀失效 而关小；而关小； 2冷却管部冷却管部 分堵塞；分堵塞； 3水源供水水源供水 不足；不足； 4控制器失控制器失 效阀门关小效阀门关小 1反应器内反应器内 温度升

12、高；温度升高； 2热量失控热量失控 ，反应器爆，反应器爆 炸炸 1安装备用控制阀或手动安装备用控制阀或手动 旁路阀；旁路阀； 2安装过滤器，防止垃圾安装过滤器，防止垃圾 进入管线；进入管线； 3设置备用冷却水源；设置备用冷却水源； 4安装备用控制器；安装备用控制器； 5安装高温报警器，警告安装高温报警器，警告 操作者；操作者； 6安装高温紧急关闭系统安装高温紧急关闭系统 ； 7安装冷却水流量计和低安装冷却水流量计和低 流量报警器流量报警器 AS WELL AS 以及以及 冷却水冷却水 进入反进入反 应器应器 反应器壁破损，反应器壁破损， 冷却水压力高冷却水压力高 于反应器压力于反应器压力 1反

13、应器内反应器内 物质被稀释；物质被稀释； 2产品报废产品报废 ； 3反应器过反应器过 满满 1安装高位和（或）压力安装高位和（或）压力 报警器；报警器； 2安装溢流装置；安装溢流装置； 3定期检查维修设备定期检查维修设备 产品进产品进 入夹套入夹套 反应器壁破损，反应器壁破损， 反应器压力高反应器压力高 于冷却水压力于冷却水压力 1产品进入产品进入 夹套而损失；夹套而损失； 2生产能力生产能力 降低；降低； 3冷却能力冷却能力 下降；下降； 4水源可能水源可能 被污染被污染 1定期检查维修设备；定期检查维修设备； 2在冷却水管上安装止逆在冷却水管上安装止逆 阀防止逆流阀防止逆流 PART OF

14、 部分部分 只有一只有一 部分冷部分冷 却水却水 同冷却水流同冷却水流 量偏低量偏低 同冷却水流同冷却水流 量偏低量偏低 同冷却水流量偏低同冷却水流量偏低 REVERS E 相反相反 冷却水冷却水 反向流反向流 动动 1水源失效水源失效 导致反向流导致反向流 动；动； 2由于背压由于背压 而倒流而倒流 冷却不正常，冷却不正常， 有可能引起有可能引起 反应失控反应失控 1在冷却水管上安装止在冷却水管上安装止 逆阀；逆阀； 2安装高温报警器，以安装高温报警器，以 警告操作者警告操作者 OTHER THAN 其它其它 除冷却除冷却 水外的水外的 其他物其他物 质质 1水源被污水源被污 染；染； 2污

15、水倒流污水倒流 冷却能力下冷却能力下 降，可能反降，可能反 应失控应失控 1隔离冷却水源；隔离冷却水源； 2安装止逆阀，防止污安装止逆阀，防止污 水倒流水倒流 3安装高温报警器安装高温报警器 （1）主要用于工程项目设计审查阶段查明）主要用于工程项目设计审查阶段查明 潜在危险源和操作难点，以便采取措施加以潜在危险源和操作难点，以便采取措施加以 控制；控制； （2）化工生产中工艺参数控制是非常重要）化工生产中工艺参数控制是非常重要 的，的，HAZOP特别适合于化工装置设计审查特别适合于化工装置设计审查 和运行过程分析；和运行过程分析； （3）危险和可操作性研究危险和可操作性研究是是FMEA的改版。的改版。 v 小结小结 评价目