安监局HAZOP培训讲义-110319

1、1HAZOP 培训中国石化工程建设公司2011-3-22 2HAZOP培训目录 1 概述 2 基本方法3 设计原则与案例分析4 HAZOP审查注意的问题3一. 概述HAZOPHAZard and OPerability Study 定义： 危险和可操作性研究的缩写， 是通过分析可能出现的工艺偏差，确定潜在工艺过程危险和运行问题的一种系统方法，是工艺危害分析 （PHA）的方法之一。目的：发现可能存在的工艺危险和操作问题，并从根源上提出控制措施。意义：根除过程危险是预防事故的最佳途径，在项目设计阶段开展HAZOP 审查是防止生产阶段发生事故的最佳途径之一;实现本质安全设计是获得项目全生命周期事故风

2、险最小化和经济效益最大化的最佳途径之一。本质安全 什么是本质安全 （inherent safety） 采用无危险性物料和工艺条件来消除危险，而不是依靠控制系统、联锁、报警和工作程序来终止初始事件。什么决定工艺本质安全性工艺技术决定工艺过程的本质安全性。45实现本质安全的主要途径最小化（Minimize） 最大限度地减小系统中危险物质或能量的数量如：减少中间储存环节，限制换热器流体温度防止过热，而不是依赖温度联锁装置，强化反应，以降低反应器容量。替代 （Substitute） 用危险性较小的物料代替，或用危险性较小的化学过程代替危险的化学过程。如：使用不燃或不易燃的物料、低毒性的溶剂；采用低危险

3、的反应工艺替代；但注意替代也可能引入新的危险源和风险。6实现本质安全的主要途径缓解（Moderate）在危险性较小的状态或条件下（例如低温和低压）处理物料，以削减过程危险源。如稀 释；缓解苛刻的过程条件；用冷冻液体的形式储存氨、氯气和LPG，在低于其沸点以下的压力而不是在大气压力下储存。简化（Simplify） 简化操作的复杂性。消除不必要的复杂操作，使装置操作更简单，更人性化，以减少人为失误和错误操作。71963年英国ICI公司试图对新设计的一个装置进行研究，后来演变成了对偏差的分析，并逐步发展形成了ICI公司的危害分析程序之一。1974年化学工程师协会(IChemE)在安全课程中第一次提出

4、HAZOP方法，1977年出版了HAZOP研究导则。三十多年来，HAZOP方法在世界范围内得到广泛的应用和推广，被认为是石油化工行业、化工行业和核工业应用最广泛的危害分析方法。7HAZOP 的应用发展8工艺装置的复杂性和高科技难度的增加，要求危险性分析具有以下特点：正规性、系统性、全面性、关键性让大家获得协同合作技巧HAZOP 不是花费，而是投资。保证装置长期安全平稳运行是最直接的经济效益。提高设计本质安全性，确保建设项目的优生发现安全隐患和可操作性问题，显著降低企业的风险水平为安全管理决策提供技术支持HAZOP 的必要性9国内HAZOP 审查体会有利于设计的规范化和标准化，统一安全设计原则满

5、足不同业主的安全要求 提高设计人员的安全设计水平, 加强各专业间的协调促进业主与设计人员的沟通 尽可能在设计阶段解决“隐患”问题HAZOP只是一种审查方法，完善的安全管理体系才是项目最主要的安全保障。10国内HAZOP审查存在的问题业主需求对HAZOP审查必要性的认可，外方业主已从向进度、投资要效益发展为向安全、稳定要效益。设计进度审查和修改设计需要一定的设计周期，而国内项目多是进度驱动型；人工时投入设计、生产操作、项目管理等投入安全设计标准审查需要项目统一的标准和规定投资费用影响投资的是设计标准，HAZOP仅仅是依据标准检查设计，验证设计。主持人经验、水平和组织能力影响审查质量管理程序审查意

6、见的关闭过程贯穿项目全生命期11HAZOP审查基本原理自1960年起，一系列广为人知的工业事故发生，提醒人们需要开发更好的风险控制方法。避免事故的方法之一是“记住”教训吸取我们和他人的经验与教训项目标准是文件化的经验 项目标准提供了完整的工艺设计要求，包括基本的工艺危险控制利用标准进行设计、施工、操作和维修根据标准进行工艺过程偏差分析、判断和审查12HAZOP相关标准与实施国内标准危险与可操作性分析（HAZOP分析）应用导则(AQ/T-XXXXX)国际标准危险与可操作性分析指南 IEC61882:2002 Hazard and operability studies (HAZOP studie

7、s)- Application Guide。美国职业健康安全局（OHSA） PSM标准29CFR1910.119自从OHSA标准颁布以来，美国大型石化企业已经对现役装置进行了23轮的HAZOP研究。13OSHA对HAZOP的要求HAZOP必须对人员进行方法培训HAZOP审查组必须有了解工艺和HAZOP方法的人员参加HAZOP的审查结果必须由业主发布HAZOP审查记录必须在装置的生命周期内一直保存每5年要重新进行一次HAZOP审查14影响HAZOP审查有效性的关键因素经验合适的团队沟通，尤其是有经验的操作人员参与讨论管理层的态度强有力的技术支持，完善的设计规定积极的人性化环境行之有效的管理程序1

8、5（二）基本方法What? 什么是危险和可操作性审查？ 是对装置设计进行系统的和全面的分析。Why? 为什么要进行HAZOP审查？ 为了找出会导致安全和运行问题的设计缺陷。 When? 何时进行HAZOP审查？一般需要进行几次?基础设计阶段后期或详细设计阶段初期详细设计阶段后期竣工装置进行预投料试车研究装置稳定运行进行开车后研究投产后每5年要重新进行一次HAZOP1616 HAZOP审查的投入人工时投入审查会需要多方面人员的投入设计单位：工艺、安全、自控等多 专业人员建设单位：经验丰富的生产操作人员独立第三方：审查主持人、记录员相关方：专利商、设备供应商时间进度的投入审查会一般至少需要12周，

9、大装置可能需要12月 HAZOP关闭工作需要大量人工时费用的投入国外HAZOP主持人的费用要价很高审查建议增加安全设施的投入17HAZOP审查方法HAZOP常用的二种方法（1）引导词法（ Parametric Deviation Based HAZOP）： 通过使用一系列引导词来发现参数偏离的传统审查方法。优点：系统性分析，有助于缺乏经验的技术人员分析问题；记录完整，对措施不足的设计工况提出建议修改，对已设有足够安全措施的设计工况记录备案。缺点：耗时长，重复工作较多，过于程式化。适用性：适合新开发项目，已工业化但从没有做过 HAZOP的项目。18引导词表（Guide Words） 引导词 设计

10、参数无None较多More 较少less也As well as部分Partly相反Reverse除此以外Other than流量压力温度组成液位 相态（汽相）19引导词法用于对设计进行定量或定性分析，激发头脑风暴来发现设计偏差。每个引导词用于被审查的每一个节点的工艺变量。重复多次进行，直到全部工艺审核完毕。引导词法分析步骤确定发生的所有原因，如出现无流量的可能原因。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发现每个后果设计是否已采取的安全措施 判断已有安全措施是否适用或是否足够如果不适用或不足够，应提出建议措施确定完成此措施的责任方和完成时间HAZOP审查法（一) 引导

11、词法20引导词法工作表（举例）设备参数偏差原因后果安全措施建议P-11005压力压力过低过滤器堵塞流量低定期清理过滤器压力过高泵出口阀门关闭泵损坏泵出口安全阀液位液位低TK11002液位低泵损坏低液位报警液位高上游流量过大物料溢流，可能引发火灾、爆炸或环境污染事故高液位报警增加高高液位联锁停车21HAZOP审查法（二）知识经验法知识经验法（Knowledge /Experience Based HAZOP)： 基于知识或经验发现参数偏离的审查方法，常辅以检查表。优点：效率高，可节省大约一半的时间，针对性强。缺点：要求审查成员有丰富的同类装置设计和操作经 验，缺乏系统性，记录不够完整。适用性：不

12、适于新开发的工艺流程，适合成熟工艺项 目，有完整的设计标准和管理程序，已进行过 HAZOP审查的项目。22知识经验法特点是引导词法的专业化发展，依靠团队的知识和专门的检查表代替引导词。根据实际经验，用已选定的项目标准与设计图纸进行比较。根据需要，可有选择性的采用某些引导词。知识是以项目标准为基础的。必须保证掌握最新知识和标准。HAZOP审查法（二）知识经验法2323HAZOP审查方法HAZOP方法特点系统性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审查，并对界区接口审查确认。全面性可同时审查危险和可操作性问题，一般审查发

13、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%）及时性在设计阶段开展，有时间修改完善图纸。 项目主持人SEI承担1南海PMC项目壳牌公司参加公用工程及辅助设施部分区块的HAZOP审查及参与管理，并关闭HAZOP报告2赛科项目BP公司落实SEI负责的HAZOP建议项3扬巴项目BASF公司落实SEI负责的HAZOP建议项4茂名乙烯项目专利商HDPE/LLDPE装置，关闭SEI负责的HAZOP建议项。5福建炼油乙烯项目EXXON参加主装置及公用工程辅助设施的HAZOP审查及参与管理，关闭HAZOP报告6独山子项目业主/第三方提供技术服务，参与部分HAZOP审查及管理，关闭SEI

14、负责装置的HAZOP建议项7天津项目SEI主持部分主装置HAZOP审查，关闭HAZOP报告8镇海项目SEI主持部分主装置HAZOP审查，关闭HAZOP报告9四川天然气脱硫第三方SEI参与并关闭HAZOP建议项2424SEI参与的一些HAZOP项目25HAZOP审查基本步骤制定HAZOP审查计划准备审查文件召开审查会编制和发布审查报告。执行审查意见，跟踪审查的意见/建议落实交付关闭报告26HAZOP需要准备的文件管道和仪表控制流程图纸（P&IDs）工艺流程图（PFD）工艺流程说明因果图及控制联锁系统说明危险物料安全数据表（MSDS）设备数据表HAZOP审查程序其他必要的参考文件，如：操作手册、管

15、道规格书、安全阀计算书、项目标准等。27审查主持人/组长记录秘书工艺工程师及工艺控制工程师仪表工程师设备/机械工程师安全工程师生产操作/维修代表（一般来自业主）专利商（根据需要）供货商等（根据需要）典型的HAZOP审查组成员28审查组人员的责任主持人：独立于项目组之外的第三方经验丰富,工作重点在于识别危险，不能更改设计。HAZOP审查是团队工作，不允许组员受控于他人。避免长时间讨论，未解决问题可记录下来以后解决。注意劳逸结合，工作人员精力旺盛。主持会议，控制审查节奏，成熟老练。审查组成员：要知无不言，敢于提“傻问题” 不允许开小会29审查会管理审查会每天会议时间4-6小时每隔1-1.5小时休息

16、10分钟团队成员要从始至终参加会议30HAZOP审查会后续工作实施审查提出的建议方案 指定责任人和计划完成日期 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不足以减轻危险不能因为费用的原因而拒绝接受建议方案及时修改，实施跟踪审查报告及关闭报告的发布存挡31（三）设计原则与案例分析工艺危险源工艺物料易燃、易爆、有毒、腐蚀、氧化性、不稳定特别注意的物料：蒸汽、H2、CL2、H2S、N2、O2（20% O2的爆炸像炮弹）工艺操作条件高温、高压、低温、低压（真空）吸热、放热（氧化、裂解、聚合、加氢等）3132工艺危险（Process Hazard)重大危险源重点设备，

17、如高压容器、转动设备冷凝，如透平机失控可能的释放源与点火源密集的设备布置会引发重大爆炸工艺危害后果火灾、爆炸、毒物泄漏33危险控制技术外因控制特性（附加控制)总是涉及到投资费用影响事件发生的频率或后果，或影响两者。举例: SIS 安全仪表系统，反应器自动停车。程序控制特性通常成本最低需频繁操作，否则效果不好，一般每月1- 2次，。无效程序举例: 超压手动停车、“紧急停车程序“步骤不止一项。本质控制特性（消除或降低危险)成本可能增加或减少将事故频率或后果降低为零举例： 增加设计压力/温度、提高材料等级、改变催化剂形式。34紧急切断阀EBV Emergency Block Valves危险物料贮量

18、 泄漏/着火 EBV紧急切断阀 EBV阀用于紧急情况下设备与物料泄漏源之间的隔断及设备的减压。35需要安装EBV阀的典型设备： 机泵 压缩机 大容量设备 有毒气体/液体的流量或储量 氧气 燃料 酸性气体/液体 装置界区 薄弱设备 高低压力系统紧急切断阀EBV Emergency Block Valves36紧急切断阀石油化工企业设计防火规范GB50160-20085.5.13条 因物料爆聚、分解造成超温、超压，可能引起火灾、爆炸的反应设备应设报警信号和泄压排放设施，以及自动或手动遥控的紧急切断进料设施。7.2.15条 液化烃设备抽出管道应在靠近设备根部设置切断阀。容积超过50m3的液化烃设备与

19、其抽出泵的间距小于15m时，该切断阀应为带手动功能的遥控阀，遥控阀就地操作按钮距抽出泵的间距不应小于15m。37HSE 关键项 HSE主要关键设备 安全泄压阀和爆破片 大多数反应中和器/反应终止系统 影响安全泄压能力的限流装置 消防水泵、消火栓、消防水炮、雨淋系统 紧急切断阀HSE关键仪表 当发生故障或失灵会造成火灾、爆炸或防御功能减弱的仪表，或者由于不能报警而造成事故。大部分联锁控制 可燃或有毒气体探测器 放热失控反应的早期报警 38HSE关键项HSE关键项优先等级第一级：本质的（通过修改设计消除危险） 第二级：外在的（可以是被动的或主动的） 被动的、外在控制措施，如：围堤、耐火保护 主动的

20、、外在控制措施，如：安全阀、爆破膜或仪表 第三级：程序化（总是主动性的） 39HSE重要程序 为什么60%以上的事故和未遂事件归于“未执行规定的程 序” ？事故统计分析如下：事故因素是存在的，是有意发生的 节省时间，走捷径 逞能 利润压力 想搞恶作剧 事故因素是存在的，但不是故意发生的 程序特殊或被忘记 程序被误解 疏忽性错误 程序不可能执行 程序不适用 401.是否给用户带来额外的风险？ 2. 重大危害是否被正确识别和给予解释？ 3.是否正确识别了未能履行某一程序步骤的后果？ 4. 某一程序是否适当，或者是否应通过某一设备来控制危险？ 5. 是否该程序能足够控制此危险？HSE重要程序416.此程序的执行是否考虑了性能调整因素，例如： 任务的复杂性？ 操作工的经验水平？ 执行任务的可用时间？工作压力的程度? 系统的错误容忍度？ 任务的重要程度？ 执行任务的频次？ 7. 是否程序书写的措辞遵循了人为因素的原则？ HSE重要程序42人为因素人为误差类型 疏忽：一个任务或整个任务的一个步骤被忽略