3[1].4 危险和可操作性研究(HAZOP)

3.4危险和可操作性研究（HAZOP）3.4.1方法简介该方法是由有经验的跨专业的专家小组对装置的设计和操作提出有关安全上的问题，共同讨论解决问题的方法。研究中，连续的工艺流程分成许多片段，根据相关的设计参数指导词，对工艺或操作上可能出现的与设计标准参数偏离的情况来提出问题，组长引导小组成员寻找产生偏离的原因，如果该偏离导致危险发生，小组成员将对该危险做出简单的描述、评估安全措施是否充分，并可为设计和操作推荐更为有效的安全保障措施。如此对每段工艺反复使用该方法进行分析，直到每段工艺或设备都被讨论过后，HAZOP分析工作才算完成。HAZOP研究的侧重点是工艺部分或操作步骤各种具体值，它的基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态的变化（偏差）加以确定，找出装置及过程中存在的危害。引导词的主要目的之一是能够使所有相关偏差的工艺参数得到评价。建设项目及在役装置均可以使用HAZOP方法。对于新建项目，当工艺设计要求很严格时，使用HAZOP方法最为有效。一般需要提供带控制点的工艺流程图P&IDS，以便评价小组能够对HAZOP要求中提出的问题给以系统的有效的回答。同样，它可以在主要费用变动不大的情况下对设计进行变动，在工艺操作的初期阶段使用HAZOP，只要有适当的工艺和操作规程方面的资料，评价人员可以依据它进行分析。但HAZOP的分析并不能完全替代设计审查。3.4.2常见术语及关键词确定需要评价的工艺过程，则每个引导词都是与相关工艺参数结合在一起的，并应用于每一点上（研究节点、工艺部分（阶段）或操作步骤）。下面就是用引导词和工艺参数结合成“偏差”的例子。引导词参数偏差NONE（空白）＋FLOW（流量）＝（无流量）NONEFLOWMORE高（多）＋PRESSURE（压力）＝（压力过高）HIHGHPRESSUREASWELLAS（伴随）＋PHASE（单相）＝（两相）TWOPHASEOTHERTHAN（异常）＋OPERATION（操作运行）＝（维修）MAINTENCEHAZOP分析引导词和含意引导词含意NONE空白设计或操作要求的指标和事件完全不发生；如无流量。LESS低（少）同标准值相比，数值偏大，如：温度、压力。MORE高（多）同标准值相比，数值偏小；如温度、压力值偏低PARTOF部分在完成既定的功能的同时，伴随多余时间发生；ASWELLAS伴随只完成既定功能的一部分，如组分的比例发生变化。无某些组分REVERSE相逆出现和设计要求完全相反的事或物，如流体反向流动OTHERTHAN异常出现和设计要求不相同的事或物。通常的HAZOP分析工艺参数流量时间次数混合压力组分粘度副产（副反应）温度PH值电压分离液位速率数据反应常用的HAZOP分析术语项目定义工艺单元（或研究节点）具有规定界限之内的设备（如两个容器之间的管道）单元，研究设备内可能发生偏差的参数。对流程图P&IDS上标明的参数分析偏差（如反应器）操作步骤在间断性工艺中（或由HAZOP分析组分析）的操作步骤。可能是手动的、自动的或计算机控制的操作。间歇过程每一步使用的偏差与连续过程不同。目的确定在偏差情况下如何进行操作，采用一系列形式，或用说明书或用图形表示（例：工艺说明、流程图、管道流程图、P&IDS)用简单的词定性或定量设计意图，去指导和启发发现工艺中危险性。工艺参数与工艺过程有关的物理或化学特性，一般包括反应性、混合性、浓度、PH值和具体参数如压力、温度、相、流量。偏差使用关键词系统地对每个节点的工艺参数进行研究发生一系列偏离工艺指标的情况；偏差的通常形式为“引导词+工艺参数”原因偏差为什么发生的原因，一旦偏差表示具有可信的原因，就意味着找到偏差处理方法，这些原因可能是硬件故障，人为失误，未预料到的工艺状态（例：组分的改变），内部干扰（例：动力损耗）等。后果偏差的结果（如毒物泄漏）。一般都假定因防护系统故障动作而引起。不考虑那些细小的与安全无关的后果。安全保护为防止各种偏差产生或由偏差造成后果而设计的工程系统和控制系统。（例：工艺报警、联锁、程序）对策（或建议措施）设计变更、工艺规程变更或进一步研究方面的建议（例：增加冗余的压力报警仪或修正两个操作步骤的顺序）常用的HAZOP分析工艺参数、偏差及可能原因工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能原因流量过量（MORE）·泵的能力增加·进口压力增加·输送压头降低·换热器管程泄漏·未安装流量限制孔板·系统互串·控制故障·控制阀进行调整·启动了多台泵流量空白（NONE）·输送线路错误·堵塞·滑板不对·单向阀装反了·管道或容器破裂·大量泄漏·设备失效·错误隔离·压差不对·气缚减量（LESS）·障碍·输送线路错误·过滤器堵塞·泵损坏·容器、阀门、孔板堵塞·密度、粘度发生变化·气蚀·排污管泄漏·阀门未全开相逆（REVERSE）·单向阀装反了·虹吸现象·压力差不对·双向流动·紧急放空·误操作·内嵌备用设备·泵的故障·泵反转液位过量（MORE）·出口被封死或堵塞·因控制故障引起进口流量大于出口流量·液位测量器故障·液泛·压力湍动·腐蚀·污泥液位减量（LESS）相当于低·无进入流体·泄漏·出口流量大于进口流量·控制故障·液位测量故障··液泛·压力湍动·腐蚀·污泥工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能原因压力过量（MORE）相当于高·堵塞问题·连接到高压设备·气体进入·放空容积不当·设置的放空压力不对·安全阀被封死·因加热而超压·控制阀因故障打开·沸腾·冻结·化学击穿·结构·发泡·冷凝·沉淀·气体释放·起爆·爆炸·爆聚·外部起火·天气条件·锤击·粘度或密度发生变化·无进入流体·泄漏·出口流量大于进口流量·控制故障·液位测量故障··液泛·压力湍动·腐蚀减量（LESS）相当于低·结构·起泡·气体释放·起爆·爆炸·爆聚·着火条件·天气条件·粘度或密度发生变化工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能原因温度过量（MORE）·环境条件·换热器列管淤塞或缺陷·着火情况·冷却水出现故障·控制阀失效·加热器控制失效·内部着火·反应控制失效·加热介质泄入工艺中·仪表和控制故障温度物质不对·原料不对或不符合要求·操作错误·提供的物质不对·浓度不对·隔离阀泄漏·换喏器裂管漏·原料规格不对·过程控制波动·反应生成副产品·来自高压系统的水、蒸气、燃料、润滑油、腐蚀性产品进入·气体进入减量（LESS）·环境条件·压力降低·换喏器列管淤塞或故障·无加热·液化气吸热使压力降低杂质·换热器列管泄漏·隔离阀泄漏·系统操作失误·系统互串·开停车时空气进入，海拔高度系统的水、蒸气、燃料气、润滑油、腐蚀性物质进入。·气体进入·进料物流不纯粘度过量·物质或组成不对·温度不对·固体含量高·浆料沉降公用工程·高压水·电力·供水·通讯·PLC或DCS·防火减量相当于低·物质组成不对·温度不对·加入溶剂非正常操作·置换·冲洗·开车·正常开车安全释放系统·释放原理·释放装置的类型工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能原因和可靠性·释放阀放空位置·是否会成为污染源·两相流动·能力低（进口和出口）·紧急停车·紧急操作·运行机器的检查·机器保养腐蚀或磨蚀·装有阴极保护（内部和外部）·采用涂层·腐蚀监测方法和频率·材料规格·镀锌·腐蚀应力破裂·流体流速·酸性介质·溅射范围扩大维修规程·隔离方案·排污·置换·清洗·干燥·进入·救援计划维修规程·训练·压力检测·工作条件许可·条件监视·升举和手工处理公用系统故障·仪表空气·蒸气·氮气·冷却水静电·以接地·容器隔离工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能原因静电·低导电流体·容器溅射充数·过滤器和阀元件隔离·产生尘·处理固体·电力分类·火焰捕获器·热工作场所·热的表面·自动产生火花或自动燃烧行动·不完全·违反规定·错误行动资料·迷惑·不恰当·遗漏·只有一部分·资料错误·数量不够顺序·操作太早·操作太迟·脱岗·向相反方向操作备用设备·已安装或未安装工艺参数偏差可能原因工艺参数偏差可能原因·可得到备用设备·贮存备用·备用设备分类·有多余动作·操作未完成·操作中动作错误取样规程·取样规程·分析结果的时间·自动取样器的校验·结果诊断安全系统·火灾和气体检测与报警·紧急停车系统·灭火预案·应对紧急情况训练·工艺物料阈限值·急救或医疗设施·蒸气和流出物的扩散·安全设备的检测·与国家标准吻合·时间·太长·太短·错误行动·过多·低估·过多·低估·无·相反地理环境·设备布置·气象条件人为因素暴露的相临设备引导词用于两类工艺参数：1、概念性的参数（例：反应、混合），2、另一类比较具体的参数（例：压力、温度）。对于概念性的参数，由引导词合成偏差，有时容易发生歧义。例：“反应过快”可能指的是反应速率过快，或是有大量的产物生成。另一方面，有些引导词和参数在一起将组合出不合理的偏差（例：“伴随”+“压力”）。对于具体参数而言，有必要对引导词进行某种改动，此外，评价时常常发现组合出的某些“偏差”是不切题的。例如，如果是考虑温度，则只有“多（高）”或“少（低）”这两个引导词可用。（将其它引导词与“温度”进行组合，得出的东西毫无意义。）下面是用于替代引导词的一些常用的代替词：·对于“伴随”——当考虑时间时，可用“立刻”、“后来”等代替之；·对于“伴随”——当考虑的是位置、源头、地点时，可用“哪里”（何处）代替。·对于“多”和“少”——当考虑的是液位、温度所需的资料：基本的资料应有：带控制点工艺流程图PIDS；现有流程图PFD、装置布置图；操作规程；仪表控制图、逻辑图、计算机程序工厂操作规程设备制造手册。通常进行HAZOP评价研究，资料情况大体如此，考虑到HAZOP研究中的工艺过程不同，所需资料不同，进行HAZOP分析必须要有工艺过程流程图及工艺过程详细资料，正常情况下，只有在设计的最后阶段才能提供上述资料，因此在HAZOP分析之前对过程固有危险的主要风险做全面的评价。一般工艺过程（间歇、连续化）的HAZOP分析所需资料常规间歇反应过程PLC等控制的间歇反应过程连续反应过程基础数据√√√工艺√××操作规程√√√计算机程序、逻辑图×√√流程图√√√配管图、设备图√√√过程控制模拟×√√注：“×”不需要，“√”需要3.4.3HAZOP分析步骤及技术关键HAZOP分析方法可按如下步骤进行：1)分析的准备；2)完成分析；3)编制分析结果报告。下图所示为HAZOP分析的整个过程。值得注意的是，分析步骤可交替进行，如分析组在完成某个分析节点后（不是全部），可将结果提交给设计人员，让设计人员着手对原设计进行修改。HAZOP分析全过程1）分析的准备：准备工作在HAZOP分析中非常重要（1）确定分析的目的、对象和范围分析的目的、对象和范围必须尽可能的明确。分析对象通常是由装置或项目的负责人确定的，并得到HAZOP分析组的组织者的帮助。应当按照正确的方向和既定目标开展分析的工作，而且要确定应当考虑到哪些危险后果。例如，如果要求HAZOP分析确定装置建在什么地方才能使对公众安全的影响减到最小，这种情况下，HAZOP分析应着重分析偏差所造成的后果对装置界区外部的影响。2）评价组的组成评价组人员中应大多具有HAZOP研究经验，HAZOP分析组最少由4人组成，包括组织者、记录员、两名熟悉过程设计和操作的人员。偏差原因后果安全保护建议措施准备态度会议组织知识/经验HAZOP分析经验分析资料(PID,PFD)分析组进行HAZOP分析分析结果文件分析结果处理/实施表格一般5～7人是比较理想的。如果评价组的规模太小，由于参加人员的知识和经验的限制，评价的水平不会太高。评价组成员应由不同专业背景中挑选，包括不同生产单位。小组召集人应具备工业安全及实际进行危害及实际进行危害及操作分析经验的资深工程师担任，参与分析人员至少应具备下列背景：1)生产工艺、工程设计师：熟悉基本设计、程序仿真。2)系统工程设计师：熟悉生产线及仪器图及基本设计规范。3)质量标准专业人员：熟悉标准操作步骤及标准。4)仪控工程师：具设备及控统选择经验。5)安全管理专业人员：了解安全标准、法规、安全管理等。6)其它专业人员：工业卫生专业人员、电机工程师、维修工程师研究小组成员中