新版HAZOP方法简介

1、危险与可操作性分析（HAZOP）方法简介2013.11.202一、消防及安全所处位置： 6楼培训室安全通道一：厕所旁安全通道二：出门往左转计财部旁边3消防通道示意图片图图4二、培训安排危险与可操作性分析（HAZOP）方法简介2013.12.186目的1 了解HAZOP2 利用HAZOP分析发现的典型问题并解决问题7课件内容1 HAZOP起源与应用2 方法简介3 分析流程4 HAZOP分析发现的典型问题第8页Hazard and Operability Analysis（Study） 危险与可操作性分析（研究）二十世纪六十年代中期，HAZOP起源于英国帝国化学公司（ICI）的 “关键审查” 技术

2、。开始不叫“HAZOP” ：早期（60年代）：“关键审查”， 寻找“工艺偏差”和“替代措施” ；中期（70年代初）： “可操作性研究和危险分析” ；后期（70年代末）： “危险性与可操作性分析” 。1 HAZOP起源与应用第9页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”HAZOP之父T. 克莱兹Trevor Kletz1 HAZOP起源与应用第10页中国石化安全工程研究院偏差原因后果已有保护措施保护措施是否足够提出建议措施HAZOP方法分析原理简单而又复杂的一种方法1 HAZOP起源与应用第11页中国石化安全工程研究院二十世纪六十年代 过程工业

3、逐步大型化 越来越多的有毒和易燃化学品的使用新工艺的复杂程度越来越高事故的规模变得越来越难以承受从事故中汲取经验教训的方法开始变得难以接受采取传统的基于设备的方法已无法系统全面的辨识危险急需一种系统化的工艺危害分析方法 设计阶段对将来潜在的危险有一个预先的认知 采取基于工艺的方法来辨识危险1 HAZOP起源与应用第12页中国石化安全工程研究院国际上知名石油化工公司都采用HAZOP分析国外有关企业1 HAZOP起源与应用第13页中国石化安全工程研究院国家安监局危险化学品建设项目安全评价细则（试行）（安监总危化2007255号）：对国内首次采用新技术、工艺的建设项目，除选择其它安全评价方法外，尽可

4、能选择危险与可操作性研究法进行 国务院安全生产委员会国务院委员会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产指导工作的指导意见（安委办200826号）：组织有条件的中央企业应用危险与可操作性分析技术（HAZOP），提高化工生产装置潜在风险辨识能力国内有关规定1 HAZOP起源与应用第14页中国石化安全工程研究院 2010年11月4日，国家安全监管总局与工业和信息化部发布了“关于危险化学品企业贯彻落实国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知的实施意见” ：企业要积极利用危险与可操作性分析（HAZOP）等先进科学的风险评估方法，全面排查本单位的事故隐患，提高安全生产水平；大型和采用危险化工工艺的装置在

5、初步设计完成后要进行HAZOP分析。 国内有关规定1 HAZOP起源与应用第15页中国石化安全工程研究院2011年6月20日，国家安全监管总局发布了危险化学品从业单位安全生产标准化评审标准（安监总管三201193号）:一级企业涉及危险化工工艺和重点监管危险化学品的化工生产装置进行过危险与可操作性分析（HAZOP），并定期应用先进的工艺（过程）安全分析技术开展工艺（过程）安全分析。国内有关规定1 HAZOP起源与应用第16页中国石化安全工程研究院2012年7月，国家局发布的危险化学品企业事故隐患排查治理实施导则中明确要求，涉及“两重点一重大”（重点危险工艺、重点监管危化品和重大危险源）的危险化学

6、品生产、储存企业应每五年至少开展一次危险与可操作性分析（HAZOP）。国内有关规定1 HAZOP起源与应用第17页中国石化安全工程研究院2013年6月20日,国家安全监管总局、住房城乡建设部关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知中要求，建设单位在建设项目设计合同中应主动要求设计单位对设计进行危险与可操作性（HAZOP）审查，并派遣有生产操作经验的人员参加审查，对HAZOP审查报告进行审核。涉及“两重点一重大”和首次工业化设计的建设项目，必须在基础设计阶段开展HAZOP分析。国内有关规定1 HAZOP起源与应用第18页目录1 HAZOP起源与应用2 方法简介3 分析流程4 HAZOP

7、分析发现的典型问题第19页中国石化安全工程研究院Brain Storming（头脑风暴）特点： HAZOP分析过程由各专业人员组成的分析组以一系列会议的形式对装置工艺过程的危险和操作性问题进行分析。HAZOP方法是一种用于辩识工艺设计缺陷、工艺过程危险及操作性问题的定性分析方法。2 方法简介第20页中国石化安全工程研究院应用对象 不仅适用于对石油、化工、制药等过程进行危险性分析，对其他过程（如航天、兵器、国防、核工业等）也可使用 可用于连续或间歇生产过程的分析，也可用于开停车、操作程序等的分析。2 方法简介第21页中国石化安全工程研究院应用阶段2 方法简介第22页中国石化安全工程研究院全面检查

8、设计的安全设施本质安全设计基本过程控制系统关键报警和人员干预安全仪表功能物理保护释放后物理保护应急响应为何在设计阶段开展HAZOP2 方法简介第23页中国石化安全工程研究院HAZOP分析最主要的分析对象是工艺设计的管道和仪表流程图即P&ID。P&ID图几乎包含了洋葱模型的所有安全措施，显示了所有的设备、管道、工艺控制系统、安全联锁系统、物料互供关系、设备尺寸、设计温度、设计压力、管线尺寸、材料类型和等级、安全泄放系统、公用工程管线等关于工艺装置的关键信息。 因此通过分析P&ID,几乎可以分析所有安全措施的充分性，检查强制性标准规范在设计中的落实情况。 为何在设计阶段开展HAZOP2 方法简介第

9、24页中国石化安全工程研究院1全面检查设计的安全设施为何在设计阶段开展HAZOP2 方法简介LNGBOG主要工艺流程： 通过低温泵和卸车增压器将槽车运来的LNG卸入LNG低温储罐，再通过低温泵和增压器将LNG调至汽车使用的饱合压力，由低温泵将LNG送入加气机，通过加气机将LNG加至LNG车辆储罐。LNG加注站工艺流程及设备 LNG加注站主要设备： LNG储罐、LNG低温泵、LNG计量装置、售气系统、控制系统和安全系统等。 第25页中国石化安全工程研究院1全面检查设计的安全设施为何在设计阶段开展HAZOP2 方法简介LNG储罐安全阀和放空阀设置（下一页）LNG储罐紧急切断阀设置（25页）LNG储

10、罐仪表设置防火堤设置可燃气体报警器设置。第26页 储罐的正常使用前应检查各阀门是否处于以下状态：所有与安全阀进口相连的阀门为常开阀门，安全阀旁通管路中阀门为常闭阀门；所有压力表和压力变送器前的阀门均为常开阀门；所有液位计和液位变送器前阀门为常开状态，液位平衡阀处于关闭状态；贮槽根部阀门均处于常开状态，三通阀手柄打向一边，使安全阀处于一开一备状态；自动升压阀和自动降压阀前后阀门均保持常开状态，对应旁通阀保持常闭状态；或者自动升压阀和自动降压阀前后阀门均保持常闭状态，对应旁通阀保持常开状态；主调压器和BOG调压器前后阀门均保持常开状态，对应旁通阀保持常闭状态；流量计前后阀门均保持常开状态，旁通阀处

11、于常闭状态；所有预留口前阀门均处于关闭状态。2 方法简介为何在设计阶段开展HAZOP（返回23）第27页2 方法简介为何在设计阶段开展HAZOP第28页地上LNG储罐等设备的设置，应符合下列规定：（18页）1 、LNG储罐之间的净距不应小于相邻较大罐的直径的1/2，且不应小于2 m。2 、LNG储罐组四周应设防护堤，堤内的有效容量不应小于其中1个最大LNG储罐的容量。防护堤内地面应至少低于周边地面0.1m，防护堤顶面应至少高出堤内地面0.8m，且应至少高出堤外地面0.4m。防护堤内堤脚线至LNG储罐外壁的净距不应小于2m。防护堤应采用不燃烧实体材料建造，应能承受所容纳液体的静压及温度变化的影响

12、，且不应渗漏。防护堤的雨水排放口应有封堵措施。3 、防护堤内不应设置其他可燃液体储罐、CNG储气瓶组或储气井。非明火气化器和LNG泵可设置在防护堤内。2 方法简介为何在设计阶段开展HAZOP第29页中国石化安全工程研究院2011年2月8日晚19时07分，江苏徐州市二环西路北首沈场立交桥西南侧的加气站LNG储罐发生泄漏引发大火。国内某LNG加气站LNG储罐火灾爆炸事故LNG储罐及其附件第30页中国石化安全工程研究院大火起因分析1.燃烧区域集中在LNG 贮罐底部的阀门管道区域2.大火从8日19时07分开始，9日16时30分扑灭，历时21小时20分钟，最高火焰高度达到20余米。分析：在LNG 贮罐区

13、域着火应有两个条件，一是泄漏，二是点火源，从现场情况可知，失火前，贮罐底部区域出现LNG 泄漏，但是没有天然气泄漏报警。因贮罐底部区域内不存在明火及非防爆电气，所以点火源可能是外来的火种，当时正值正月初六，居民燃放的烟花炮竹是可能的外来火种。外来火种点燃了贮罐底部泄漏的天然气，引发大火。第31页中国石化安全工程研究院引发火灾在设备方面的原因分析1. LNG 贮罐区域天然气泄漏报警器安装位置不当或者是报警器灵敏度不够，在发生天然气泄漏的情况下，没有及时报警2. LNG 贮罐底部管道系统的液相管上没见到“紧急切断阀”，因此没有实施：“泄漏-报警-关闭出液管路”的自动切断功能。3. LNG 贮罐区域

14、没有“紧急切断按钮”，在发生危险时，不能人为启动紧急切断系统4.LNG 贮罐底部管路系统中有多组“法兰联接”件，它是LNG 站中最大的泄漏点，尤其在火灾情况下，更容易发生泄漏。5.贮罐的自增压器直接放在贮罐下部也存在泄漏的隐患，应当与贮罐保护一定的距离LNG储罐及其附件第32页中国石化安全工程研究院管路系统大量采用易泄漏的“法兰联接件”无紧急切断阀法兰连接LNG储罐及其附件第33页中国石化安全工程研究院增压器在贮罐下部LNG储罐及其附件第34页中国石化安全工程研究院过火后的立式LNG罐体下方的装置LNG储罐及其附件第35页东莞新奥车用燃气LNG加气站紧急停机按钮第36页东莞新奥车用燃气LNG加

15、气站加热器气动阀第37页中国石化安全工程研究院2 费用方面为何在设计阶段开展HAZOP2 方法简介第38页中国石化安全工程研究院系统识别在役装置风险为操作规程的修改完善提供依据为操作人员的培训提供教材为隐患治理提供依据完善工艺安全信息为何对在役装置开展HAZOP2 方法简介中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故LNG是以甲烷为主要组分的烃类混合物，含有少量的乙烷、丙烷、氮等其他组分。LNG危险主要来源于其3个重要性质:低温性：其沸点在大气压力下约为160 ，在这一温度条件下， 蒸发气密度高于周围空气的密度扩散性：极少量的LNG液体可以转变为很大体积的气体。1个体积的LNG液体可以转变为约6

16、00个体积的气体可燃性：类似于其他气态烃类化合物，LNG蒸汽（天然气）易燃，LFL-UFL为5% - 15%123第40页中国石化安全工程研究院低温翻滚蒸发扩散火灾爆炸快速相变LNG危险特性与事故第41页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温翻滚蒸发扩散火灾爆炸快速相变第42页中国石化安全工程研究院LNG储存温度162 ，泄漏后液体、射流或冷蒸气云，会使所接触的一些材料变脆、易碎。特别是对LNG储罐可能会引起外罐脆裂或变形，导致真空失效，绝热破坏LNG泄漏时，LNG液体粘度小、流动性强，泄漏的液体会四处流散、蔓延，流经过的地面、防火堤、设备基础等因冷冻而强度大大降低，甚至发生坍塌事故低

17、温脆断/裂LNG危险特性与事故低温第43页中国石化安全工程研究院事故地点：美国克利夫兰LNG调峰站（1-#3储罐为球罐，#4立式圆柱形储罐（1942年建成）事故经过：1944年10月20日下午2:30，4#LNG储罐仅仅运行了几个月就突然破裂，溢出4542m3的LNG。20分钟后3#球罐发生坍塌。LNG流进街道和下水道，在下水道气化引起爆炸。部分低温天然气渗透到附近住宅地下室，被热水器点火器引爆，将房子炸坏。火海覆盖了20个街区案例 克利夫兰LNG火灾爆炸事故LNG危险特性与事故低温第44页中国石化安全工程研究院火灾爆炸范围：接近1平方英里（其中30亩完全摧毁）事故损失：死亡131人、伤 22

18、5人、爆炸波及14个街区，财产损失巨大，其中有200辆轿车完全毁坏案例 克利夫兰LNG火灾爆炸事故LNG危险特性与事故低温第45页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温第46页中国石化安全工程研究院对新生的LNG工业负面影响很大地面储罐发展停滞约20年促进了LNG规范、标准的研究和执行LNG危险特性与事故低温第47页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温第48页中国石化安全工程研究院冷收缩危害LNG危险特性与事故低温用于LNG设施的大多数低温深冷装置将承受从周围环境温度到LNG温度的快速冷却。在此冷却过程中产生的温度梯度将产生热应力，该热应力是瞬态的、周期性的，而且其值在与LN

19、G直接接触的容器壁为最大这种应力随着材料厚度的增加而增加，当其厚度超过约10mm时，应力值将很大第49页中国石化安全工程研究院冷收缩危害致使管材、焊缝、管件受损产生泄漏冷热应力对管道造成的破坏LNG危险特性与事故低温中国石化安全工程研究院防止冷收缩措施LNG危险特性与事故低温（1）设计施工阶段充分考虑LNG低温性造成的管道收缩，采取合理的补偿方式以及在合理的管段设置补偿点；（2）运行过程中严格执行设备预冷制度，严禁热态直接进液；（3）低温设备、管线采用低温截止阀等行程较长类型阀门，避免开启速度过快。第51页中国石化安全工程研究院泄漏后形成的低温环境危害 LNG危险特性与事故低温LNG泄漏后，将

20、在地表产生低温环境。过冷液体或气体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害泄漏后LNG的射流或冷蒸气云使抢险人员不能靠近，致使事故范围扩大第52页中国石化安全工程研究院1、LNG储罐及低温管道材质应有优良的抗低温性能2、全容式储罐或设置拦蓄区或集液池。集液池与外部排水管道之间无直接联系，防止LNG流入市政排水管道3、站内工艺设施的基础，如储罐、低温泵、加气机基础及防护堤应采用抗冻性能好的混凝土，储罐钢支座作耐低温处理LNG危险特性与事故低温低温危害特性的安全技术措施第53页中国石化安全工程研究院4、配管设计要进行柔性计算，低温管道考虑冷收缩，要进行补偿，补偿尽量采用自然补偿式，采用滑动支架，适当采用

21、导向支架，减少固定支架5、配置低温环境下的应急抢险装备：防冻服、防冻手套、面罩或头罩、安全护目镜、防寒耳罩等防寒保护装备和便携式可燃气检测仪等LNG危险特性与事故低温低温危害特性的安全技术措施第54页中国石化安全工程研究院低温伤害的劳动保护1、有可能接触LNG的操作人员应穿长袖工装，穿长裤并把裤脚放在靴子外面可能接触LNG的操作人员应配备防冻手套、防冻服装、防冻 面罩或头罩、防寒耳塞等劳动防护用品人体未受保护部分不得接触未经隔离装有LNG的管道和容器LNG危险特性与事故低温第55页中国石化安全工程研究院2、当皮肤接触到LNG时，应迅速侵入大量温水中（水温在40至42之间），禁止使用热水。在皮肤

22、温度恢复之前和之后都绝不可搓揉冻伤的部位。如果大面积冻伤，应脱去衣物用温水冲洗，并立即就医当眼睛接触到LNG时，应立即用缓和的水流冲洗眼睛至少15min，严禁使用热水。如仍感不适，立即就医治疗当防护服被寒冷的LNG液体或蒸气附着后，穿用者在进人狭窄的空间或接近火源之前应对其做通风处理低温伤害的劳动保护（建议配防冻膏和容器）LNG危险特性与事故低温第56页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温翻滚蒸发扩散火灾爆炸快速相变第57页中国石化安全工程研究院翻滚现象是指两层不同密度的LNG 在储罐内迅速上下翻动混合，瞬间产生大量气化气的现象。罐内LNG 的气化量可达到平时自然蒸发量的00多倍，将

23、导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力，使储罐出现超压现象。LNG危险特性与事故翻滚第58页中国石化安全工程研究院当储罐内LNG 产生分层后，随着外部热量的导入，底层LNG 温度升高，密度变小；顶层LNG 由于BOG 的挥发而变重。经过传质，下部LNG上升到上部，压力减小，成为过饱和液体，积蓄的能量迅速释放，产生大量的BOG ，即产生翻滚现象。密度差大，产生翻滚的时间长，积蓄的能量多，BOG产生的量大。如果密度差很小，很短时间就会产生翻滚，但BOG产生量小，翻滚不严重。LNG危险特性与事故翻滚第59页中国石化安全工程研究院时间：1971年8月21日地点：意大利SNAM的LNG终端接收站，

24、S-1储罐。事故类型：在LNG储罐内有存液时，快速充装大量密度较重的LNG，充装18h后发生翻滚案例：意大利La Spezia，SNAM的LNG接收站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚第60页中国石化安全工程研究院事故经过：Esso Brega号装载容量39747m3LNG，在卸载前已经停泊了一个多月，卸载时船上LNG的密度和温度均有上升SNAM-LNG终端站站内有2座LNG储槽：S-1和S-2，双层罐，内壁为9Ni钢，外壳为碳钢。每座储罐顶上有8只安全阀，总计可排放LNG蒸发气58t/h。罐顶设有DN600蒸发气放散口，可排放LNG蒸发气36.32t/h充装时间为18小时，充装前存液高度为5.

25、12m，充装后储槽液位为22.8m，充装LNG33620m3。充装完毕后18h发生翻滚事故。大量LNG蒸发气使S-1罐内压力迅速上升。在压力达到57.3kPa时8只安全释放阀打开，最高压力冲至94.7kPa排放，历时1.25hS-1储罐排放LNG181.44t案例：意大利La Spezia，SNAM的LNG接收站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚第61页中国石化安全工程研究院事故原因：充装的新LNG的密度比存液的密度大，密度差为3.8kg/m3，形成分层充装的新LNG的温度比存液的温度高（相差3.9K），带入较多热量，促进层间混合充装量比存液量大得多，存液为9182m3，而新装33620m3充装

26、时间短，仅为18h在翻滚发生前4h，由于控制阀的故障使槽压突然下降，增加了上层的蒸发量，使上层的密度加大，促进了两层的混合加快案例：意大利La Spezia，SNAM的LNG接收站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚中国石化安全工程研究院防范措施：因此为了防止LNG 储罐发生分层及翻滚情况，主要的防范措施有：（1)采用定期内部搅拌或输出部分液体的方法来消除分层；（2)控制装入储罐LNG 组分和密度的变化范围；（3）尽量使用一个储罐仅储存同一气源的LNG；（4）设置安全放散口、放散火炬、BOG 回收系统等，防止LNG 蒸发、翻滚造成储罐超压。案例：意大利La Spezia，SNAM的LNG接收站翻滚

27、事故LNG危险特性与事故翻滚第63页中国石化安全工程研究院时间：1993年10月地点：英国BG公司的Partington LNG调峰站LNG储罐。事故类型：在LNG储罐内有存液时，以每天不到150t的较慢速度充装密度较轻的LNG，在充装完毕后68天突然发生翻滚事故 案例：英国BG公司的Partington LNG调峰站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚第64页中国石化安全工程研究院事故经过：该站有2套天然气液化装置。4座5104m3LNG储罐。充装前LNG储罐有存液17266t。在第1阶段加新液的过程中，液化装置的原料气和生产工艺基本没有变化，因此生产出的LNG同储罐内较一致，密度差为3kg/m

28、3，共计加液11天，新液加入量1533t由于北海的新气田投产，原来向管线供气的气田关闭。北海新气田中含氮量少致使生产的LNG密度下降；又由于新原料气的二氧化碳和重烃含量较高，所以液化生产工艺中新增的脱碳装置和重烃提取塔同时投产，使生产的LNG中的乙烷含量只有2，生产出的LNG密度仅为433kg/m3，同存液的密度差高达13kg/m3。共计加液13天，低密度LNG加液量为1900t案例：英国BG公司的Partington LNG调峰站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚第65页中国石化安全工程研究院事故经过：充装完毕后的最初58天中，只蒸发掉160tLNG，而不是预计的350t。充装完毕后的68天，

29、突然发生翻滚，储罐压力迅速上升，工艺排放阀和紧急排放阀全部打开，整个过程持续2h翻滚排入大气的LNG约为150t，排放的小时平均量为75t/h。因储槽排放LNG的总能力为123.4t/h，可以满足75t/h的排放，储槽本身没有受到损坏。正常LNG排放量为0.25t/h，因此翻滚的排放量超过正常排放量的300倍案例：英国BG公司的Partington LNG调峰站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚第66页中国石化安全工程研究院事故原因：新LNG液的密度比存液轻13kg/m3，形成了分层上进液，轻LNG积聚在上层而盖满了表层，压制了下层液的蒸发。Partington站是调峰型操作，充装后在长达68天

30、的储存时间中，使形成两层的密度趋于一致有了足够的时间，为翻滚创造了条件案例：英国BG公司的Partington LNG调峰站翻滚事故LNG危险特性与事故翻滚第67页中国石化安全工程研究院预防翻滚事故的措施不让密度差和温度差相差过大的LNG进入有存液存在的LNG槽。密度差会形成分层，而分层是引发翻滚的第一步。在购入LNG时，可要求供应方LNG密度差不超过10kg/m3严密监测LNG储槽内垂直方向的密度和温度来确定是否存在分层（一套LTD（液位-温度-密度） ）。当分层液体之间的温差大于0.2K，密度差大于0.5kg/m3时，即认为发生了分层。探测到确已形成分层后，可采用内部搅拌或输出部分液体的方

31、法来消除分层正确选择上进液或下进液的方式，以应对密度高的或密度低的LNG分别正确进入储罐控制LNG的含氮量在1以下保证安全放散阀在翻滚时全部打开，防止储罐超压破坏 LNG危险特性与事故翻滚第68页中国石化安全工程研究院对于不同来源、不同组分的LNG，应尽可能存放在不同的储罐中。如不具备条件，可根据来液密度制定合理的卸液流程，较重的LNG从上部进入，较轻的LNG从下部进入对较长时间储存LNG且不向外加液的储罐，应定期倒罐或利用低温泵使罐内LNG从下部循环到上部应对储罐的日蒸发率进行密切监控预防翻滚事故的措施加气站LNG危险特性与事故翻滚第69页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温翻滚蒸

32、发扩散火灾爆炸快速相变第70页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故蒸发扩散容器内LNG蒸发特性泄漏到环境中的LNG蒸发特性LNG蒸发气扩散特性123第71页中国石化安全工程研究院容器内LNG蒸发特性LNG作为一种沸腾液体，大量的储存于绝热储罐或充满管道中，任何热传导或作业中的热量都会导致系统中的一些液体蒸发为气体，同时使液体受热膨胀，从一个饱和状态到新的饱和状态。热膨胀和热蒸发性使系统压力升高因为这些特性，所以不希望外界热量带入和传入系统，不希望自身在输送过程中产生热量LNG危险特性与事故蒸发扩散第72页中国石化安全工程研究院LNG加气站热量的来源绝热系统由于冷损使漏热传入LNG槽车和车

33、载储气瓶的气相部分的热量在卸车和加气时又回到加气站系统输送过程中的摩擦热卸车或加气时，作业需要的增压气体的热量绝热破坏时的热膨胀和热蒸发火灾事故时的热辐射容器内LNG蒸发特性LNG危险特性与事故蒸发扩散第73页中国石化安全工程研究院容器内LNG蒸发特性危害低温容器管道因热膨胀、热蒸发超压而发生的爆裂事故由于系统中气体的存在，LNG低温泵可能发生气蚀现象管道中的两相流与管道振动：LNG的液相管道由于受热部分液体气化。这种有相变的两相流因流体的体积发生突然的变化，流体的流型和流动状态也受到扰动，管子内的压力增大，这种情况可能激发管道振动BOG气体损耗、污染环境（采用泵和增压器联合卸车的LNG加气站

34、，卸1台40m3槽车，产生增压气体约200Nm3，放空气体损失约18万元）LNG危险特性与事故蒸发扩散第74页中国石化安全工程研究院预防容器内LNG蒸发的技术措施保冷设计与保冷材料（关键因素之一，如关键LNG管道选用真空绝热管道）避免两相流出现，如尽量选择直通式阀门避免设备超压的设计（如合理的设计压力、储罐设置冗余安全阀；液相管道两个阀门之间设置安全阀；气相管道上也设置安全阀；超压时自动放散。同时设置人工放散阀。安全阀的泄放量要满足超压泄放要求，安全阀要有全天候的热备用系统）LNG危险特性与事故蒸发扩散第75页中国石化安全工程研究院泄漏到环境中LNG蒸发特性当LNG倾倒至地面上时(例如事故溢出

35、)，最初会猛烈沸腾，然后蒸发速率将迅速衰减至一个固定值当溢出发生在水上时，水中的对流非常强烈，足以使所涉及范围内的蒸发速率保持不变LNG危险特性与事故蒸发扩散第76页中国石化安全工程研究院LNG低温蒸气扩散特性液池蒸发扩散：初始蒸发气体的温度几乎与LNG的温度一样，密度比周围空气的密度大。低温气体沿地面扩散。在扩散的过程中，大气中水蒸气的冷凝作用将产生“雾”云。“雾”云显示蒸发气体的运动喷射闪蒸扩散：在压力容器或管道发生泄漏时，LNG将以喷射流的方式洒到大气中，且同时发生节流(膨胀)和蒸发LNG危险特性与事故蒸发扩散第77页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故蒸发扩散第78页中国石化安全

36、工程研究院LNG危险特性与事故蒸发扩散LNG在水中的扩散现场试验第79页中国石化安全工程研究院NFPA59A LNG储罐拦蓄区距离建筑物红线的安全距离要求：进行定量的扩散评估限制的安全边界是空气中甲烷浓度应不超出LFL的50选择风速和大气稳定度时，应当考虑其计算的下风向扩散的安全距离最大，风速和大气稳定度的同时出现的几率应大于10%Pasquill-Gifford 大气稳定度为F，风速为2m/s应当考虑实际气体特性、最大的LNG 泄漏流速和减缓措施。例如：拦蓄区表面绝热、防护堤、水幕、防爆墙等措施LNG危险特性与事故蒸发扩散第80页中国石化安全工程研究院泄漏到环境中LNG蒸发特性抑制LNG泄漏

37、到环境中蒸发扩散的措施采取防止泄漏的本质安全设计设置可燃气体检测、低温气体检测系统和紧急切断系统合理设计排水系统，及时排水设置高倍数泡沫系统拦蓄区内铺设绝热材料设置一定高度的防护堤设置有效的水幕系统LNG危险特性与事故蒸发扩散第81页中国石化安全工程研究院设置一定高度的防护堤LNG危险特性与事故蒸发扩散第82页中国石化安全工程研究院1987年 美国DOT和GRI进行Falcon系列大尺寸试验试验地点-劳仑斯 利弗莫尔实验室LLNLLNG危险特性与事故蒸发扩散第83页中国石化安全工程研究院防护堤对LNG扩散的抑制作用试验中LFL最大距离为380m。Test1中2.5%气云扩散距离为240m试验表

38、明在进行扩散计算时需要考虑围堤中LNG蒸汽与空气的混合，此外围堤对LNG扩散有一定的抑制作用 LNG危险特性与事故蒸发扩散第84页中国石化安全工程研究院防护堤高度对0.5LFL的影响（3min泄漏，泄漏量）LNG危险特性与事故蒸发扩散第85页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温翻滚蒸发扩散火灾爆炸快速相变第86页中国石化安全工程研究院LNG池火、喷射火：LNG大量泄漏后将形成液池，遇点火源形成池火。直径大于10m的LNG池火，火焰的表面辐射功率(SEP)非常高。此外LNG在一定压力下泄漏，立即点火也可能形成喷射火LNG危险特性与事故火灾爆炸第87页中国石化安全工程研究院NFPA59A

39、-2009要求储罐布置除满足最小间距外（0.4D），双容罐和全容罐设计时要考虑LNG储罐火灾1、外罐应能容纳火灾期间的LNG2、在内罐或临近LNG储罐发生火灾的情况下，外罐应保持足够的结构完整性以避免坍塌3、一个储罐或拦蓄区发生火灾时不会使邻近储罐顶部、罐壁或其拦蓄区结构因温度升高，材料强度降低而失去结构完整性。 储罐完全破裂物料泄漏至拦蓄区的火灾 储罐中液体的整个表面火灾，假设罐顶完全失效LNG危险特性与事故火灾爆炸按照要求在布置LNG储罐时应进行火灾安全评估第88页中国石化安全工程研究院爆炸：没有约束的天然气云以低速燃烧时，在气体云团中产生小于5kPa的低超压。在拥挤的或受限制的区域(如密

40、集的设备和建筑物)，可以产生较高的压力。LNG危险特性与事故火灾爆炸第89页中国石化安全工程研究院火灾爆炸的减缓措施防止泄漏，防止出现点火源设置高倍数泡沫系统和干粉灭火系统LNG站场应进行火灾爆炸定量评估，根据评估结果合理布置建构筑物和防火防爆设计所有混凝土及钢构架、管架、支座等施工完毕后应涂覆耐火层承台式LNG储罐宜进行承台下部受约束空间的爆炸安全评估LNG危险特性与事故火灾爆炸第90页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故低温翻滚蒸发扩散火灾爆炸快速相变中国石化安全工程研究院当温度不同的两种液体在一定条件下接触时，可产生爆炸力。当 LNG 大量泄漏遇到水的情况下（集液池中的雨水），LN

41、G 的密度比水小，因此LNG 浮在水面上，由于水与LNG 之间有非常高的热传递速率，水与LNG 间的接触面激烈地蒸发，其蒸发速率达0.18m3/s，几乎不受时间的影响，使得其接触面压力迅速升高发生冷爆炸RTP的危害可能是严重的，但危害的区域主要集中在泄漏液池区或附近LNG危险特性与事故快速相变在场站管理中如遇到储罐区大量的LNG 泄漏，严禁用水直接喷淋到LNG 或LNG 蒸气上第92页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故快速相变第93页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故快速相变第94页中国石化安全工程研究院LNG危险特性与事故快速相变Burro-9 RTP 现场试验结果试验地点：

42、Naval Weapons Center, China Lake LNG组分：甲烷83.1乙烷13.9丙烷3.0释放LNG体积：24.2m3释放速率：18.4m3/min直接将LNG释放到水中第95页中国石化安全工程研究院对于LNG船尤其要关注RTP危害。LNG船舶的储罐设计压力较低，且储罐压力释放系统不能充分快速的泄掉RTP引发的大量蒸发气LNG危险特性与事故快速相变第96页中国石化安全工程研究院引导词工艺参数偏差 分析节点 原因 后果 安全措施 建议措施HAZOP术语2 方法简介第97页中国石化安全工程研究院引导词：定性或定量的简单词语，引导识别工艺过程的偏离基本引导词HAZOP术语2 方

43、法简介第98页中国石化安全工程研究院偏差：分析组使用引导词系统地对每个分析节点的参数（如流量、压力等）进行分析发现的对指标的偏离；偏差的形式通常是“引导词+参数”。引导词 + 参数 = 偏差 无 流量 无流量 多 压力 压力高伴随 浓度 含有其他物料 早 操作 操作超前 HAZOP术语2 方法简介第99页中国石化安全工程研究院HAZOP分析中常用的偏差2 方法简介第100页中国石化安全工程研究院分析节点：当前分析的对象，该对象是分析系统的一个部分。HAZOP术语2 方法简介第101页中国石化安全工程研究院后果：偏差所造成的结果。后果分析时假定发生偏差时已有安全保护系统失效。火灾爆炸污染有毒气体

44、泄漏原因：偏差发生的缘由。 原因可以是：设备失效、人为失误或外部事件。 HAZOP术语2 方法简介第102页中国石化安全工程研究院 现有的安全措施：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，分为：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）通常不将消防系统或应急救援系统视为安全保障如果没有正式的书面材料，口头阐述的安全措施不可靠如某个控制回路发生故障是造成偏离正常状态的原因，从该控制回路获得信号的仪表或报警不能视为安全保障HAZOP术语2 方法简介第103页中国石化安全工程研究院 HAZOP术语2 方法简介第104页中国石化安

45、全工程研究院建议措施：修改设计、操作规程、或者进一步进行分析研究（如增加压力报警、改变操作步骤的顺序）的建议。充分运用工程经验并结合工厂的实践改进措施不等于解决问题的具体方案分析小组成员需要对提出的改进措施达成一致意见避免将注意力和精力放在细小的作业安全危害上（如摔倒、坠落和滑倒等）HAZOP术语2 方法简介第105页中国石化安全工程研究院对设计进行更改 增加仪表、报警或联锁 增加安全装置 改进防火或防爆措施 增加可隔离系统的措施建议措施举例程序与培训 编制或修订操作程序 编制预防性维修程序 改进应急反应程序 增加培训项目对设计本身另行详细审查建议更详细的评估（定量分析）HAZOP术语2 方法

46、简介第106页中国石化安全工程研究院最终不利后果火灾爆炸人员中毒后果直接原因设备故障操作失误组成改变原因偏差储罐+多+液位=储罐液位高现有安全措施建议措施+HAZOP术语2 方法简介第107页中国石化安全工程研究院1.分析准备2.分析会议 3.报告编制 4.方案落实2 方法简介第108页目录1 HAZOP起源与应用2 方法简介3 分析流程4 HAZOP分析发现的典型问题第109页中国石化安全工程研究院在开展HAZOP分析前，企业应完成以下准备工作：a）确定企业建设项目和在役装置HAZOP分析的管理部门及主管领导；b）确定风险评估标准；c）建立HAZOP分析结果的整改关闭及风险分级管理机制。企业

47、应完成的准备工作3 分析流程第110页中国石化安全工程研究院分析启动分析通常由企业HAZOP分析项目负责人（或项目经理）启动。项目负责人的职责包括：a）确定开展分析的时间；b）确定HAZOP分析组长，并提供开展分析必需的资料与人员等资源；c）明确分析的范围和目标，确定分析小组成员；d）按照企业风险分级管理机制，协调落实HAZOP分析结果的整改关闭。分析启动3 分析流程第111页中国石化安全工程研究院分析程序HAZOP分析基本流程包括：a）分析界定；b）分析准备；c）分析会议；d）分析报告；e）后续跟踪和审核。分析程序3 分析流程第112页中国石化安全工程研究院组建HAZOP分析小组HAZOP分

48、析小组根据需要，可由下列人员组成，包括：a）HAZOP主席（组长）；b）记录员；c）设计人员；d）工艺工程师；e）设备工程师；f）仪表工程师；g）安全工程师；h）有经验的操作人员等。分析界定3 分析流程第113页中国石化安全工程研究院组建HAZOP分析小组根据需要，可要求以下人员参加HAZOP分析：a）工艺包供应商；b）成套工艺设备供应商；c）公用工程工程师；d）电气工程师；e）管道/机械/电气/催化剂工程师；f）其他专业工程师。分析界定3 分析流程第114页中国石化安全工程研究院组建HAZOP分析小组对于LNG加气站：a）总工；b）站长；c）操作工；d）安全人员；e）其他人员。分析界定3 分

49、析流程第115页中国石化安全工程研究院组建HAZOP分析小组分析小组的要求a）HAZOP主席（组长）宜由第三方人员担任；b）在整个分析过程中，小组成员宜保持不变；c）对于建设项目，应要求项目工艺设计人员参加分析；d）对于在役装置，小组成员应包括具体负责装置的工艺、设备、仪表、操作、安全等技术人员。分析界定3 分析流程第116页中国石化安全工程研究院组建HAZOP分析小组分析小组人员职责主要包括：a）主席制定分析计划；进行分析准备；协助项目负责人/项目经理确定分析小组成员；对小组成员开展分析方法培训；主持分析会议；编写分析报告；与分析项目负责人/项目经理沟通。分析界定3 分析流程第117页中国石

50、化安全工程研究院组建HAZOP分析小组分析小组人员职责主要包括：b）记录员协助主席进行分析工作准备；完整、准确地记录分析结果；协助主席编写分析报告。分析界定3 分析流程第118页中国石化安全工程研究院组建HAZOP分析小组分析小组人员职责主要包括：c）其他人员的职责主要包括：接受HAZOP分析方法培训；参加HAZOP会议，从各自专业的角度提出偏差产生的原因、导致的后果，识别安全措施，评估风险，并提出建议措施；与小组全体人员就HAZOP分析结论达成一致意见。分析界定3 分析流程第119页中国石化安全工程研究院制定分析计划分析组长负责制定HAZOP分析计划，主要包括以下内容：a）分析目标和范围；b

51、）分析小组成员的名单；c）分析资料清单；d）HAZOP会议日程，包括日期、时间和地点；f）要求的记录形式；g）分析中可能使用的模板等。分析准备3 分析流程第120页中国石化安全工程研究院资料准备对于新、改、扩建项目，开展HAZOP分析所需资料包括但不限于：a） 建设项目自然条件；b）危险化学品安全技术说明书（MSDS）数据；c）工艺设计资料；d）设备设计资料。分析准备3 分析流程第121页中国石化安全工程研究院资料准备工艺设计资料：工艺流程图（PFD）；工艺管道及仪表流程图（P&ID）；工艺流程说明；工艺操作规程；装置界区条件表；装置的平面布置图；爆炸危险区域划分图；自控系统的联锁逻辑图及说明

52、文件；泄压、通风和排污系统及公用工程系统的设计依据及说明；工艺参数的安全操作范围；对设计所依据的各项标准或引用资料的说明；同类装置事故案例；其他相关的工艺技术信息资料。分析准备3 分析流程第122页中国石化安全工程研究院资料准备设备设计资料：设备和管道数据表；安全阀、爆破片等安全附件的规格书和相关文件；自控系统的联锁配置资料或相关的说明文件；安全设施设计资料（包括安全检测仪器、消防设施、防雷防静电设施、安全防护用具等的相关资料和文件）；设备抗震和抗自然灾害设计资料；其他相关资料。分析准备3 分析流程第123页中国石化安全工程研究院资料准备对于在役装置，除了以上资料外，开展HAZOP分析还需要以

53、下资料：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；本装置或同类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。应确保分析使用的资料是最新版的资料，资料应准确可靠分析准备3 分析流程第124页中国石化安全工程研究院资料准备对于LNG加气站：工艺流程图；管道和仪表流程图（P&ID）；设备和管道数据表；安全设施设计资料；其他的资料。应确保分析使用的资料是最新版的资料，资料应准确可靠分析准备3 分析流程第125页中国石化安全工程研究院分析培训在HAZOP分析工作开始前，主席应对小组人员进行HAZOP分析相关知识培训。分析项目负责人/项目经理和相关领导层宜参加

54、HAZOP分析培训。其他准备工作分析准备3 分析流程第126页中国石化安全工程研究院 基本程序HAZOP分析会议基本程序主要包括：a）分析项目概况介绍；b）划分节点；c）节点设计目的描述；d）确定偏差；e）分析偏差产生的原因；f）分析偏差导致的后果；g）分析现有的保护措施；h）评估风险等级；i）提出建议措施；j）重复步骤e）i）直到该节点所有偏差分析完毕；然后重复步骤c）i）直到所有节点分析完毕。分析会议3 分析流程第127页中国石化安全工程研究院项目概况在分析会议开始时，主席应介绍分析项目概况，包括：a）分析目标和分析范围；b）分析对象的具体工艺流程；c）分析所使用的记录形式和记录表格等。分

55、析会议3 分析流程第128页中国石化安全工程研究院划分节点 连续流程的节点划分一般按工艺流程顺序进行，在划分节点应考虑：a）单元的目的与功能；b）工艺过程中物料状态的变化；c）过程参数的变化；d）隔离/切断点；e）主要设备的变化等。分析会议3 分析流程第129页中国石化安全工程研究院划分节点间歇过程的节点划分一般按照关键步骤的次序，把每一个间歇操作步骤作为一个节点。在划分节点时应注意：a）划分节点的大小取决于系统的复杂程度，分析对象的危险程度和分析人员的经验等；b）节点的划分原则在整个分析过程中宜保持一致；c）不同的节点宜用不同颜色在P&ID图上进行标注。HAZOP分析节点宜由主席在会前进行初

56、步划分，具体分析时与分析小组成员讨论确定。分析会议3 分析流程第130页中国石化安全工程研究院划分节点的一些指南划分节点无所谓“对”与“错”通常依照工艺流程的自然顺序相同功能的部分一般划分在同一节点内充分考虑HAZOP小组成员的实践经验用不同的颜色在PID图中加以区别3 分析流程第131页中国石化安全工程研究院3 分析流程LNG加气站节点划分第132页中国石化安全工程研究院节点设计目的描述对每一个节点，在开始分析前，工艺或设计人员应对该节点的设计目的进行描述，包括工艺和设备设计参数、物料危险性、控制过程、理想工况等。分析会议3 分析流程第133页中国石化安全工程研究院确定偏差可采用引导词法或经

57、验法确定HAZOP分析偏差。在下列情况下，宜采用引导词法确定偏差：a）采用新工艺、新技术的工艺装置；b）企业未开展过HAZOP分析的工艺装置；c）发生较大损失的安全生产事故，特别是火灾、爆炸和泄漏等事故的工艺装置。分析会议3 分析流程第134页中国石化安全工程研究院分析偏差产生的原因 原因一般包括外部事件、设备故障和人员行为失效。分析偏差产生的原因时应注意：a）不宜深入探究偏差产生的根原因，如人员培训不完善，设备不完善测试和维护不当等；b）应考虑可信的原因，不考虑发生概率极低的原因，如地震，陨石坠落等；c）应在本节点范围内分析原因。分析会议3 分析流程第135页中国石化安全工程研究院分析偏差导

58、致的后果分析偏差导致的后果时，应从人员、财产和环境等多个方面进行考虑。分析后果时应不考虑已有的安全保护（如安全阀、联锁、报警、紧停按钮、放空等），以及相关的管理措施（如作业票制度、巡检等），此时所导致的最严重的结果。后果分析不应局限在本节点之内，应考虑该偏差对整个系统的影响。分析会议3 分析流程第136页中国石化安全工程研究院分析现有的保护措施在考虑现有的保护措施时，应从偏差原因的预防（如仪表和设备维护、安全锁闭设施等）与检测（如基本过程控制系统、报警、化验分析等）和后果的控制与减缓（如安全联锁、安全阀、消防设施等）两个方面进行识别。分析会议3 分析流程第137页中国石化安全工程研究院分析现有

59、的保护措施 在分析现有保护措施时应注意：a）现有保护措施应是实际投用的措施b）实际执行的措施，应有书面材料证明其可发挥作用；c）保护措施应独立于偏差产生的原因。如某个流量控制回路发生故障是造成流量高的原因，从该控制回路获得信号的仪表或报警不能视为安全措施；d）应优先考虑硬件保护措施，如基本过程控制系统、报警和人员响应、安全仪表系统、安全阀和爆破片、防火堤等。分析会议3 分析流程第138页中国石化安全工程研究院评估风险等级应根据后果的严重程度和发生的可能性，使用定量数值风险标准、风险矩阵等形式确定风险等级。对于偏差导致的每一种后果，都应进行风险等级评估。分析会议3 分析流程第139页中国石化安全

60、工程研究院分析会议3 分析流程第140页中国石化安全工程研究院 提出建议措施应根据风险等级评估结果及现有的保护措施，确定是否提出建议措施。对于评估出的高后果或高风险危害事件，应开展LOPA分析和安全仪表功能的SIL评估。在提出建议措施应注意：a）措施应能降低风险并具有可操作性；b）对于某些需深入研究的问题也应进行记录；c）措施应得到整个小组成员的共同认可。提出建议措施后，应确定相应的责任人和完成时间。分析会议3 分析流程第141页中国石化安全工程研究院建议措施的描述分析会议3 分析流程第142页中国石化安全工程研究院分析记录在分析过程中，记录员应完整准确地记录HAZOP分析结果。在记录过程中，