危险与可操作性分析培训(HAZOP分析)

Insertpicture(s)here危险与可操作性分析(HAZOP)2工艺安全分析危险识别(Hazid)：识别项目整体风险，作为设计输入；危险和可操作性分析(HAZOP)：针对P&ID，识别工艺、控制……等风险；SIS安全等级评估(SIL)：识别工艺和SIS系统可靠性。HAZOP历史3时间：20世纪60年代；提出：ICI公司TrevorKletz；发表：杂志“ChemicalEngineer”目的：解决除草剂装置工艺隐患采用引导词，分析化工系统潜在事故的原因，后果，控制措施，并探讨改进意见的一种设计审核方法HAZOP在中国4•90年代末期进入中国；•兴盛于2000年后；•通过南海石化等外资项目1.国家安全监管总局工业和信息化部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--安监总管三2010-186号；2.AQT3033-2011安全设计导则。•中石化已经普遍推广使用•中石油正在推广；•外企普遍使用。法规现状进入HAZOP的意义5大连漏油事故（7.16）1时间：2010年7月16日地点：大连新港码头事故：油库爆炸后果：原油泄漏，海洋严重污染渤海漏油事故优点系统、详细地检查设计里存在的遗漏和错误；优化工艺和提高系统可靠性；多专业汇聚；头脑风暴；定性分析强。6HAZOP分析的局限性仅“检查”图纸，不能事先“策划”全厂性的问题；--必须与其他安全分析组合。局限性7HAZOP分析的局限性局限性仅考虑一种“失效”工况；耗时长，对项目进度有影响；侧重技术，易忽视人为失误；容易忽略“可能性低但后果严重”的隐患；定量分析不足。波帕尔毒气事故MIC储罐安全起跳的时候•夜班换班后,交接混乱；•储罐冷冻系统不动作；•光气洗涤系统不动作；•光气火炬焚烧系统熄火；Insertpicture(s)here什么是HAZOP?8危险和可操作性分析9偏差（事故状态）•指一个工艺系统里，工艺参数偏离正常值的波动范围。•例如：过高或过低的流量/温度/压力/液位/组分等。定义偏差=引导词+工艺参数什么是HAZOP？10压力容器火炬放空阀基本工艺控制系统紧急停车系统偏差原因后果现有措施建议负责1进料高流量液位控制回路失效1.1容器高液位、压力上升并有超压破裂危险；1.1.1高压报警，人工干预；1.1.2ESD联锁，停止进料；1.1.3放空阀泄压至火炬。1.容器顶部增加安全阀；2.对系统进行SIL评估，确定SIS冗余。工艺仪表1.2液体进入火炬系统导致潜在“火雨”。1.2.1同1.1.1和1.1.2；1.2.2火炬系统分液罐。2放空管高流量放空调节回路失效………………………………•右图闪蒸罐闪蒸后，气体从顶部送火炬，液体从下部进入下游工艺系统。•液位调节回路控制液位；•罐内压力过高将报警和SIS切断进料。请对此系统进行HAZOP分析HAZOP举例11小练习1.高流量2.低流量3.高液位4.低液位5.维护等偏差1.那些原因会引起下列偏差？2.每个原因会有那些后果？3.如何通过避免事故的发生？问题请对低流量、低液位进行分析12火灾生产紧急备用设备安全pH值黏度粒径反应转移混和搅拌附加分离速度信号开车停车操作维修公用工程通讯时间测量控制顺序腐蚀泄放紧急泄放静电取样更多的偏差S/N低高并逆向除了流量压力温度液位组分相生产操作偏差=引导词+工艺参数工艺参数13是针对设计PID图纸和设计资料，召集工艺/生产/安全等各专业的工程师，在组长引导下，识别每一个工艺系统可能出现潜在事故，并分析产生这些事故的原因、后果、控制措施，并提出改进意见的审核会议。什么是HAZOP?HAZOP定义14HAZOP•HAZOP组长；•技术秘书；•业主代表（工艺/生产/安全/仪表/设备等）；•设计院代表（一般为工艺）•专利商代表（一般为工艺）；•其他兼职专业工程师（来自HAZOP进行地点所在单位）；取决于项目实际情况（现役装置，或设计阶段装置等）HAZOP参加人员HAZOP分析流程151.假设控制措施不存在；2.识别潜在偏差和原因；3.识别潜在后果（假设没有措施）；4.风险分析（发生可能性，和后果严重性）；5.识别出现有控制措施；6.进行残余风险分析；7.评估现有措施是否足够，是否需要改进意见。Slide16偏差原因后果风险现有措施残余风险建议负责HAZOP记录格式备注1.HAZOP记录可采用EXCEL，并有各公司定义格式；2.可采用国际通用软件，DYADEM公司的PHA–Pro8。HAZOP练习117火炬进料液位联锁信号失效关火炬气体到下游工艺系统手动排污管线(间歇)连续进料管线(现有)界面界面罐A罐BHAZOP练习118压力为3.0MPaG，温度为45oC的甲醇溶液，进入罐A闪蒸。闪蒸后的驰放气送往下游压缩机系统，进行回收。闪蒸后的甲醇溶液，通过液位控制回路调节，进入下游压力为0.2MPaG的甲醇收集罐B。罐A和罐B的距离约为500米。甲醇从罐A送往罐B的管路上，与另外一股并联系统过来的甲醇混合，同时进入罐B进行收集。罐A和罐B容器的顶部，均安装有按照最坏泄放工况设计的安全阀。当罐A的液位“高高”时，独立的联锁信号LSHH将会报警，并联锁停下驰放气下游的压缩机。试对此系统进行HAZOP分析。HAZOP分析的注意问题19•硬件上：设备，管道，仪表，设计，施工，材料；•软件上：程序，工作指令，技术参数；•人为失误：领导，操作工，维护工；•外部因素：公用工程，自然灾害，故意破坏等。出现偏差的潜在原因HAZOP分析的注意问题20•自由讨论：避免人身攻击，或自我防卫；•时间控制：严重性和发生可能性低的后果，避免浪费时间；•风险分析：通过发生的可能性和后果严重性，确定现有控制措施是否足够后果和控制措施HAZOP分析的注意问题21DCS系统改进意见•控制系统：串级、比值、分程、选择、均匀、前馈、反馈；•变送器冗余和设定值：最大、最少、平均、中间值等；•变送器类型、精度、量程、补偿、直管、压降、设定值；•调节阀安全失效位置、压力等级、类型、扭矩、材料、泄漏、流量特性、噪音/振动、手轮、Cv值等；HAZOP分析的注意问题22SIS系统改进意见•冗余：生产连续性和安全性；•SIS和DCS分开、共享要求；•SIL等级和SIS设计；•SIS增加和删除；•HIPS和火炬设计；•破管保护；•SIS安全技术参数：设定值，动作时间，安全失效状态等；•仪表（变送器、阀门等）技术要求。1.风险很难降低到零；2.风险越低，投资将越大；3.人们的“可接受风险”，与事故后果的“严重性”相关。ALARP最低合理可行原则高于10-3小于10-610-3~10-6HAZOP分析的注意问题风险发生频率不可接受可以忽略ALARPHAZOP分析的注意问题风险分析25•每一个后果，进行两次风险评估；•残余风险落在不可接受区域的，必须考虑改进意见；•“措施”和“意见”，分析是降低“可能性”还是“严重性”。采用控制措施后，风险落在可接受区域，可以不用改进意见采用控制措施后，风险没有落在可接受区域，必须改进HAZOP分析的注意问题风险分析26•改进系统设计–降低危险发生可能性、后果严重性；•培训、程序、行政措施–消除认为错误；•不能解决的严重问题，建议会后专门研究。避免HAZOP变成设计会议：HAZOP只提出问题，不解决问题PRVLSHHFICLSHLAHChemical=AMaterial=BPressure=XTemp.=YVolume=ZPRVLSHHFICLSHLAHChemical=AMaterial=BPressure=XTemp.=YVolume=ZHAZOP分析的注意问题改进意见和行动Insertpicture(s)hereHAZOP节点划分27HAZOP分析的节点划分问题•右图可分为几个节点？划分原因•HAZOP是非常耗时和具体的“检查”工作；•必须把装置分解成更小系统进行HAZOP。划分流派•按照管线和设备划分；•按照工艺系统划分。29HAZOP分析的节点划分按照管线和设备划分•把每一根管线作为节点；•把每一个设备作为一个节点。优点：•HAZOP研究非常详细缺点：•节点多，HAZOP报告可读性差•原因/后果/措施/建议等问题讨论，经常在节点外。30HAZOP分析的节点划分按照工艺系统划分•把一个工艺系统作为节点；•如蒸馏，压缩机，吸收，合成等系统优点：•HAZOP都在一个工艺系统内探讨问题。•节点少，报告可读性强。缺点：•HAZOP组员需要对该系统工艺很熟悉。•易遗漏一部分重要性低的管线。蒸馏系统HAZOP分析的节点划分•把其中一个工艺系统作为节点，进行HAZOP分析；•完成一个工艺系统后，在考虑几个系统并联后，可能产生的问题。并联工艺系统HAZOP分析的节点划分•管道/设备/仪表工程师，把节点看成一根根管线、一个个设备、和一个个仪表回路；•只有工艺工程师，把HAZOP节点看成一个工艺系统。•节点的一个偏差讨论完后，再进行另一个偏差；HAZOP节点一般问题HAZOP分析的节点划分•对其他系统造成后果的，应在该系统的节点讨论；•详细设计的小变更，和系统界面之间HAZOP，节点可考虑按管线划分；•如工艺系统非常复杂，组员对工艺不熟悉，可把工艺系统划成更细的工艺系统。HAZOP节点一般问题34PTPGPICLHPSAPSV+PSV+PV+LOLOLOLOUSFIFICFYFTFTPICFTFYLFS(3)LO混合器FCFCPVFVPSVXV+LCLO高压氮气液化石油气PICPT+低压蒸汽PYLHPIPT1PV21112221423311112321113333LG1LT11LSALH1LI2US3US火炬TI1低压蒸汽凝液收集火炬TI1气化炉1气化炉2气化炉3气化炉4气化炉5凝液收集缓冲罐LPG蒸发器乙二醇蒸发器N2加热器如下LPG混合气制备系统，可以分成多少个节点？HAZOP分析的节点划分35HAZOP分析的节点划分Insertpicture(s)hereHAZOP策略3637HAZOP分析对象和时间•现役装置•改、扩建项目•新建项目初步设计•新建项目详细设计分析对象•现役装置改动很困难•工艺包阶段资料不全•初步设计商对工艺不了解•详细设计会延误进度时间难点38HAZOP对象和时间P&ID定稿后。或基础设计审查前。新系统、成套设备、变更、界面等资料具备时。或批准作为施工前。随时进行。由变更管理程序，确定HAZOP。初步设计阶段详细设计阶段现役装置39HAZOP对象和时间1.HAZOP策略难点：承包商和正确时间点的选择专利商和初步设计承包商为不同公司专利商和初步设计承包商为同一公司原始设计现役装置工艺包设计阶段初步设计阶段初步设计阶段生产阶段资料潜在不全承包商潜在抵制专利商参与，但设计潜在混乱改动困难，无专利商，容易忽略原设计意图40HAZOP需要的资料•工艺说明;•工艺流程图(PFD);•物料平衡表;•工艺管道及仪表流程图(PID);•仪表控制系统因果图;•和安全仪表系统的逻辑图;•数据表(设备、仪表、安全阀等);•操作手册………….资料411.组建HAZOP队伍2.HAZOP准备工作HAZOP程序3.进行HAZOP分析4.记录5.完成HAZOP报告6.跟踪42HAZOP程序1.1运营装置HAZOP--组长；--技术秘书；--工艺工程师；--生产/维护工程师；--工艺安全工程师；--仪表工程师；--其他专业兼职工程师。1.2设计装置HAZOP--组长；--技术秘书；--业主代表（生产、安全、维护等）；--设计院代表（工艺、仪表等）；--专利商代表（工艺）；--其他专业兼职工程师。a)现役装置、工艺包、BED、DED等不同阶段，将影响HAZOP队伍组成；b)不同的项目架构，也将影响HAZOP队伍组成。1.组建HAZOP队伍432.HAZOP准备工作HAZOP程序2.1硬件方面--工艺说明；--工艺流程图PFD--带控制点管道仪表图P&IDs；--因果图；--设备/仪表/安全阀等数据表；--工厂/设备布局图；--会议室；--投影