危險和可操作性分析

1、工藝過程危險性分析各工藝裝置在詳細設計階段中或詳細設計完成之后，有必要用危險與可操作性分析（HazzardandOperabityAnalysis,以下簡稱HAZOP）方法對工藝設計過程的危險和操作性問題進行分析。常用HAZOP分析術(shù)語工藝單元或分析點具有確定邊界的設備（如兩容器之間的管線）單元,對單元內(nèi)工藝參數(shù)的偏差進行分析；對位于PID圖上的工業(yè)參數(shù)及性能偏差分析。操作步驟一間隙過程的不連續(xù)動作，或者是由HAZOP分析組分析的操作步驟；可能是手動、自動或計算機自動控制的操作,間隙過程沒一步使用的偏差可能與連續(xù)過程不同。工藝指示一確定裝置如何按照希望的操作而不發(fā)生偏差，及工藝過程的正常操作條

2、件；采用一系列的表格，用文字或圖表進行說明，如工藝說明、流程圖、管線圖、PID圖等。引導詞一用于定性或定量設計工藝指標的簡單詞語，引導識別工藝過程的危險。工藝參數(shù)一與過程有關(guān)的物理和化學特性，包括概念性的項目，如反應、混合、濃度、PH值及具體項目如溫度、壓力、相數(shù)及流量。偏差一分析組實驗引導詞系統(tǒng)對每個分析節(jié)點的工藝參數(shù)（如流量、壓力等）進行分析發(fā)現(xiàn)的一系列偏差工業(yè)指標的情況（如無流量、壓力高等）；偏差的形式通常是“引導詞+工藝參數(shù)”。原因一發(fā)生偏差的原因；一旦找到發(fā)生偏差的原因，就意味著找到了對付偏差的方法和手段，這些原因可能是設備故障、人為失誤、不可預見的工藝狀態(tài)（如組成改變），來自外部的

3、破壞（如電源故障），等等。后果一偏差所造成的結(jié)果（如釋放出有毒物質(zhì)）；分析組長假定發(fā)生偏差是已有安全保護系統(tǒng)失效；不考慮哪些細小的與安全無關(guān)的后果。安全保護一指設計的工程系統(tǒng)或調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用以避免或減輕偏差發(fā)生時所造成的后果（如報警、聯(lián)鎖、操作規(guī)程等）。措施或建議修改設計、操作規(guī)程、或者進一步進行分析研究（如增加壓力報警、改變操作步驟的順序）的建議。HAZOP分析引導詞及其意義（參考GB13548-92）引導詞意義NONE（空白）設計或操作要求的指標和事件完全不發(fā)生；如無流量，催化劑MORE（過量）冋標準值相比，數(shù)值偏大；如溫度、壓力、流量等數(shù)值偏高LESS（減量）同標準值相比，數(shù)值偏??；如溫度

4、、壓力、流量等數(shù)值偏低ASWELLAS（伴隨）在完成既定功能的同時，伴隨多余時間發(fā)生；如物料在輸送過程中發(fā)生組分及相變化PARTOF（部分）只完成既定功能的一部分；如組分的比例發(fā)生變化，無某些組分REVERSE（相逆）出現(xiàn)和設計要求完全相反的事或物；如流體反向流動，加熱而不是冷卻，反應向相反的方向進行OTHERTHAN（異常）出現(xiàn)和設計要求不相同的事或物；如發(fā)生異常事件或狀態(tài)、開停車、維修、改變操作模式常用HAZOP分析工藝參數(shù)流量時間頻率混合壓力組成黏度添加劑溫度PH值電壓分離液位速度信號反應危險與可操作性分析方法說明危險與可操作性分析方法是用來識別和估計過程的安全方面的危險以及操作性問題，

5、雖然這些操作性問題可能并沒有什么危險，但通過可操作性分析以保證裝置達到設計能力。HAZOP分析方法的本質(zhì)就是通過系列的分析會議對工業(yè)圖紙和操作規(guī)程進行分析。HAZOP適用于詳細設計階段工藝設計和正常操作時對過程進行分析，建議在工藝設計基本確定之后最好進行一次HAZOP分析。正確使用HAZOP分析技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)設計、生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的危險，并提出改進措施，這樣可以大大的提高過程的安全性。HAZOP分析，是由各專業(yè)、學科組成的分析組運用創(chuàng)造性的、系統(tǒng)的方法識別由于偏離過程設計要求（稱為偏差）而引起的危險與操作性問題。一般地，HAZOP分析對工藝或操作的特殊點進行分析，這些特殊的點稱為“分析節(jié)點”

6、，或工藝單元，或操作步驟。HAZOP分析組分析每個工藝單元或操作步驟，識別出那些具有潛在危險的偏差，這些偏差通過引導詞（也成為關(guān)鍵詞）引出。使用引導詞的一個目的就是為了保證對所有供應參數(shù)的偏差都進行分析。有時，分析組隊每個工藝單元或操作步驟可能會提出很多偏差，對分析他們的可能原因和后果，通常對指定工藝單元或操作步驟的所有偏差在繼續(xù)下面的分析之前必須全部分析完畢。作為分析組的組織者應使用安全檢查表或?qū)^程的經(jīng)驗，為分析組在提供在HAZOP分析會議上必須討論的偏差項目。然后分析組隊引起偏差的原因、后果、為防止這種偏差所使用的安全裝置或措施進行討論。如果原因和后果比較重要，而且安全裝置或措施也不適當

7、，則分析組應當提出相應的措施給管理或修改人員考慮。某些情況下，分析組分析到了某種偏差的原因，但不知道將發(fā)生什么樣的后果，此時應當提出進一步分析以確定可能的后果。危險與可操作性分析目的HAZOP分析的目的是系統(tǒng)、詳細地對工藝過程和操作進行檢查，以確定過程的偏差是否導致不希望的后果。該方法可用于連續(xù)或間隙過程，還可以對擬定的操作過程進行分析。HAZOP分析組將列出引起偏差的原因、后果，以及針對這些偏差及后果已使用的安全裝置，當分析組確信對這些偏差的保護措施不當時，將提出相應的改進措施。危險與可操作性分析結(jié)果HAZOP分析結(jié)果是分析組經(jīng)分析會議討論確定。它包括對危險與操作性問題的識別、對設計及操作規(guī)

8、程等的修改意見、系統(tǒng)的改進、對那些暫時因缺乏資料而未作出結(jié)論的問題作進一步分析研究的建議。分析組對過程的每個節(jié)點或單元的偏差原因、后果、安全裝置、改進措施的討論結(jié)果應以表格的形式逐項記錄。危險與可操作性分析所需資料HAZOP分析需要準確、最新的PID圖和相關(guān)圖紙，以及詳細工藝資料，如操作規(guī)程。HAZOP分析還需要工藝、儀表及操作等方面的資料，所有這些資料通常由分析組成員提供，因為他們都是某一方面的專家或?qū)I(yè)人員。此外，訓練有素、富有經(jīng)驗的分析組的組織者是有效的、高質(zhì)量的HAZOP分析的重要因素。HAZOP分析方法對分析組，由負責該裝置（單元）的設計單位結(jié)合工藝過程的復雜程度選用具體的分析方法和

9、組織分析組，建議采用故障樹和事件樹分析方法，對某一個或幾個特定的分析對象進行定性或定量分析。HAZOP分析組可由57人組成，包括工藝設計、管道布置、儀表、電氣、公用工程等方面的人員。對相對較小的工藝過程，34人的分析組就可以，但都應富有經(jīng)驗。HAZOP分析所需時間見表。表1：HAZOP分析所需時間范圍準備分析報告簡單/較小系統(tǒng)812小時13天26天復雜/較大系統(tǒng)24天13周26周安全評價詳細設計階段工藝過程危險性分析的基礎(chǔ)上又必要對工藝及系統(tǒng)進行客觀的、定性的或定量的安全性評價。1）安全評價及其內(nèi)容（1）對過去工作狀態(tài)的安全評價這種安全評價，一般是將以往事故的統(tǒng)計資料綜合分析后作出的一個歷史資

10、料性的安全評價。它的主要作用是使工藝人員了解負責設計的裝置（單元）部分的危險源，以便尋求對策，降低部門的危險程度。（2）對系統(tǒng)設計階段的安全評價這是安全評價的主要內(nèi)容，主要是在設計階段（從基礎(chǔ)設計到詳細設計的各個階段）就能識別出系統(tǒng)可能發(fā)生事故的危險程度，這樣在設計過程中通過改變工藝路線、增加安全設施、減少危險物質(zhì)在過程的貯存量等將發(fā)生事故的可能性消除或?qū)⒌阶畹汀＃?）對已投入運行的工業(yè)過程和生產(chǎn)裝置的安全評價（有必要時）。安全評價的目的就是根據(jù)評價結(jié)果、對系統(tǒng)進行調(diào)整，加強薄弱環(huán)節(jié)，消除潛在危險，讓系統(tǒng)達到最優(yōu)化和安全運行。2）安全評價的工作程序目前，安全評價工作在危險因素較大的大型建設項目

11、中廣泛開展，為使安全評價符合質(zhì)量要求，必須建立評價工作程序，評價工作有以下主要程序。（1）在正式開展評價工作之前應編制評價大綱（或評價方案）。評價大綱是安全評價報告的總體設計和指南，也是保證安全評價報告質(zhì)量的關(guān)鍵。評價大綱一般應由建設工程項目的概況、開展評價工作的主要依據(jù)、建設項目的主要危險因素，評價工作范圍和評價單元的劃分、評價方法的選擇、評價工作計劃和進度等方面內(nèi)容組成。（2）根據(jù)評價大綱所確定的評價方法，對主要危險因素開展評價工作。評價工作內(nèi)容一般包括資料收集、對同類型的現(xiàn)有生產(chǎn)裝置的安全狀況調(diào)查和現(xiàn)場測試、資料整理和數(shù)據(jù)處理以及編撰安全評價報告等步驟。安全評價報告除評價大綱中的一些主要

12、內(nèi)容外，還應包括提出安全對策措施、評價結(jié)論等方面的內(nèi)容。（3）由業(yè)主和有關(guān)部門組織專家進行評審，組織評審要明確評審要點。對評價大綱的評審要點有；目的性是否明確，評價范圍和單元的確定是否合理，主要危險因素分析是否確切，監(jiān)測的周期和采樣點是否有代表性，評價方法的選擇是否恰當、適用，預測工作的深度是否能滿足評價要求等方面的內(nèi)客。當安全評價報告編撰完成后，應再次組織專家進行審定，對評價報告的評審要點有：評價報告是否完整，數(shù)據(jù)是否可靠，內(nèi)容是否全面，論證是否科學，提供的各項安全對策是否依據(jù)充分和切實可行，結(jié)論是否確切、公正等，最后由專家提出全面審定意見。工藝過程危險性分析的基本內(nèi)容危險性分析應考慮以下問

13、題：1）工藝物料的性質(zhì)和工藝過程1）是否有危險無聊的品種（如原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品、廢物、事故反應產(chǎn)品、燃燒產(chǎn)品）（2）工藝物料的性質(zhì)1）物理性質(zhì)2）劇毒物質(zhì)的性質(zhì)及暴露極限（如IDLH、LD50）3）慢性有毒物質(zhì)的性質(zhì)及暴露極限（如TLV、PEL）；4）反應性質(zhì)（如不相容或腐蝕性物質(zhì)、聚合）；5）燃燒性質(zhì)（如閃點、自燃溫度）；6）環(huán)境性質(zhì)（如生物降解性，對水生物的毒性、氣味）；（3）造成危險反應或分解到因素，如：1）貯存不當；2）擠壓或震動；3）外來物質(zhì)；4）非正常工藝條件（如溫度、PH值）；5）非正常流速；6）無某組分、或反應物比例不當、或使用的催化劑不當；7）機械故障（如泵關(guān)閉、攪拌停止）

14、或操作不當（如開始過早、遲、或順序不對）；8）設備突然或逐漸堵塞或堆積；9）設備中（如底部）的殘留物過熱；10）公用系統(tǒng)故障（如惰性氣體）；（4）物質(zhì)的反應或分解速度及熱效應數(shù)據(jù)；（5）當失控反應時如何降低反應速度、如何將反應停止、如何快速放空；（6）需要時如何迅速使反應物不參與反應或進行處理的方法；（7）對拌熱設備，如一路或多路流體流動停止時保持溫度控制的方法；（8）某些化合物（如硫化鐵）從溶液中取出或溶液干燥后會自然或?qū)D壓或震動敏感的因素；（9）工藝物料貯存方式的因素；（10）貯存的物質(zhì)與其他化學物質(zhì)不相容（不能配裝）的因素；（11）要保證對原料的鑒別和質(zhì)量控制，要考慮與水與空氣、油、清

15、洗劑或金屬接觸會產(chǎn)生的危險；（12）極端氣候條件對原料或工藝物料將產(chǎn)生的不良影響；（13）消除危險物質(zhì)的方法，如采用低毒、或低反應活性、或不易燃的原料、中間產(chǎn)品、或副產(chǎn)品的工藝路線；（14）采用降低工藝過程中產(chǎn)生威脅物量的方法；（15）工藝過程必須在安全條件下完成；（16）采用危險廢物量降到最小的方法（17）設備的材質(zhì)能與危險物料配裝；（18）根據(jù)已進行的安全分析修改對工藝或操作參數(shù)；（19）根據(jù)原料、中間物、或產(chǎn)品的組成改變工藝以適應這些變化；（20）根據(jù)上一次安全分析所作的工藝修改，檢查下列設備的尺寸和系統(tǒng)1）其它工藝設備2）減壓閥和報警系統(tǒng)3）放空和排污系統(tǒng)（21）分析改變設計或操作（如

16、減少投資、增加能力、提高質(zhì)量、改變產(chǎn)品）降低安全裕度的因素；（22）分析沒有某股進料已經(jīng)同時沒有兩股或多股進料將會產(chǎn)生的危險；（23）分析某個公用系統(tǒng)發(fā)生故障，已經(jīng)兩個或多個公用系統(tǒng)同時發(fā)生故障將會產(chǎn)生的危險如：1）電2）工藝空氣3）高、中、低壓蒸汽4）冷卻水5）儀表空氣6）致冷劑或鹽水7）惰性氣體8）去離子水9）燃燒氣或燃料油10）通風11）天然氣或點火氣12）工藝，排污或處理系統(tǒng)（24）要分析可能發(fā)生的最嚴重的事故（最壞的情況同時發(fā)生）；（25）要分析產(chǎn)生危險的工藝條件；（26）要分析總結(jié)對工藝過程積累的經(jīng)驗，如果經(jīng)驗有限，要總結(jié)有相似裝置的經(jīng)驗；（27）分析找出關(guān)鍵性設備，這些設備停車影

17、響其它設備的程度；2）壓力和真空安全閥（1）分析設計的設備能承受工藝波動產(chǎn)生的最大壓力；（2）針對緊急減壓設備（如排氣孔、安全閥、爆破片、液封）分析這些裝置的尺寸大小的依據(jù)（如公用系統(tǒng)故障、外部起火、閥的位置不對、失控反應、熱膨脹、管道破裂）；（3）分析減壓系統(tǒng)的流相（單相流/兩相流）（4）針對有未安裝安全法保護但在操作時又可能因為工藝故障而超壓的設備要進行分析；（5）分析爆破片和安全閥串聯(lián)安裝的部位；（6）分析用爆破片來放空爆炸產(chǎn)生的高壓（如過氧化物的分解）的部位，分析其尺寸與容器的容量和設計的適應性；（7）分析安全閥的壓力設置和尺寸的正確性；（8）分析泄放裝置的輸入輸出管道是否適當；（9）

18、分析放空、安全閥、爆破片的排放位置能否避免對設備和人員造成危險已經(jīng)以及泄壓裝置的放空（如爆破片和安全閥之間）是否處于安全位置；是否安裝了滅火器；（10）泄壓裝置所處的位置，當它打開是工藝流體是否能繼續(xù)使關(guān)鍵設備冷卻（如蒸汽過熱器）；（11）分析火炬、燃燒爐、熱氧化器聯(lián)鎖或熄滅后有何影響，如果火炬氣體壓縮機被聯(lián)鎖會有什么后果；12）檢查有否可靠的火炬熄滅檢測裝置和可靠的點火系統(tǒng)；13）分析火炬、燃燒爐、熱氧化器或洗滌器停止運行需要采取的措施和使排放量最小直到系統(tǒng)恢復的操作程序；（14）分析火炬、泄料、排氣系統(tǒng)經(jīng)過置換、密封或其他保護以防止空氣進入的措施；（15）泄放裝置能否承受放出物質(zhì)或其他物質(zhì)

19、（如腐蝕、自冷作用、變脆）的破壞作用；是否在泄放裝置內(nèi)部導致堵塞；（16）檢查拆除、測試和替換放空、真空調(diào)節(jié)閥、安全閥和爆破片時規(guī)定和要求；（17）檢查一個或多個泄放裝置。失效后的操作有無規(guī)定和措施（如拆除、替換、或修理）；（18）檢查火炬、泄料、排放系統(tǒng)能否對付過壓的情況（包括公用系統(tǒng)失效）及并分析工藝過程排放到這些系統(tǒng)的最壞情況；（19）檢查是否是獨立的冷卻和增濕泄放系統(tǒng)；安全閥是否直接排放到合適的系統(tǒng)；3）管道和閥門（1）管道是否符合工藝條件的要求，考慮：1）與工藝物料和其它物料的相容性（如腐蝕和防腐）；2）與清洗劑和清洗方法相容性；3）正常壓力和溫度；4）過壓（如熱膨脹、液體氣化、泵出

20、口關(guān)閉、壓力調(diào)節(jié)閥故障）；5）高溫（如上游冷卻器走旁路）；6）低溫（如冬天、使用冷卻劑）；7）循環(huán)條件（如振動、溫度、壓力）；8）管道特別易受外部腐蝕（如管道材質(zhì)、管道保冷）、位置（如浸在水池中）或環(huán)境（如鹽水噴淋）；（2）分析在正常和非正常操作條件下促使管道發(fā)生故障的特殊因素；（3）能否減小管道的尺寸或長度使其中的危險物的量最小；（4）分析安裝在管道上的泄放裝置當其中的流體發(fā)生熱膨脹（如氯）時會使法蘭分開或損壞墊片的可行性；（5）管道系統(tǒng)是否有防凍保護，特別是冷水管道、儀表連接、一端不流動的管道（如備用泵的管道）；管道系統(tǒng)中的物料能否完全排盡；（6）檢查有否熱膨脹和振動對管道系統(tǒng)的強度和移動

21、進行的分析和管道系統(tǒng)的支撐和指示的合適程度；（7）檢查分析用橡膠管和其他可彎曲管道連結(jié)的系統(tǒng)和軟連結(jié)的強度能否滿足使用條件；（8）檢查蒸汽管道的疏水和排空；（9）檢查可能會堵塞的管道并分析這些管道的堵塞會產(chǎn)生的危險；（10）檢查開、停車過程中對那些管道進行沖洗和置換；（11）要確認對哪些流經(jīng)管道的物料必須進行檢查；（12）放空或排污系統(tǒng)是否還能用作其他用途;如果能，需要分析能否產(chǎn)生其他危險；（13）檢查所有連結(jié)公用系統(tǒng)的工藝管道對可能存在的危險物流是否采取了適當?shù)谋Ｗo措施；1）檢查有止逆閥或其他裝置能否有效防止流體倒流回公用系統(tǒng)；2）檢查對臨時使用或不經(jīng)常使用的與公用系統(tǒng)的連結(jié)，使用后有無可靠

22、的斷開或置換措施；3）檢查與公用系統(tǒng)的永久連結(jié)有無雙重切斷；（14）檢查管道法蘭處是否安裝了防噴射裝置以免噴射泄漏傷害操作工或著火；（15）檢查塑料或與塑料連結(jié)的管道系統(tǒng)位置是否適當以避免靜壓升高；（16）檢查組想設備或貯槽進料的輔助管道上有無遠距離關(guān)閉裝置；（17）管路布置能否是操作工能迅速打開旁路閥（控制閥或其他元件）；（18）檢查關(guān)鍵閥門如何控制；（如釋放裝置下面的切斷閥、設備的隔聲閥、排污閥等）；（19）檢查圖紙上關(guān)鍵閥門有無明顯標記（如緊急隔離閥、切斷閥）；（20）檢查必要的切斷閥或雙重切斷閥及其安裝位置；（21）檢查關(guān)鍵閥門的執(zhí)行機構(gòu)，確保其即使在最壞的情況下也能使閥門關(guān)閉；（22

23、）檢查閥門安裝位置，尤其是關(guān)鍵閥門的方便操作和拆卸檢修安裝；（23）檢查無控制介質(zhì)或信號時控制閥將采取的措施；（24）控制閥故障時將導致設備或管道超過其設計極限的可能性；（25）對簡單控制閥可能發(fā)生的故障，是否從設計上采取了哪些防范措施；（26）對整個裝置或整個設備而言，若無控制介質(zhì)或信號，某些閥門的故障位置將與他們通常的故障位置不同有無解決的措施；（27）在設備運行過程中每個自控閥門能否運行安全功能測試；4）泵（1）泵的出口壓力能否超過泵殼的設計壓力；（2）泵的出口壓力能否超過下游設備或管道的設計壓力；（3）對并行的多臺泵，因為壓力過高，備用泵的單向閥能否發(fā)生泄漏；（4）工況能否超過泵的設計

24、溫度；（5）緊急情況下泵能否與迸料隔離；（6）工藝流體泄漏到電動機里對泵是否有危險；5壓縮機（1）壓縮機的出口壓力能否超過殼體的設計壓力；（2）壓縮機的出口壓力能否超過下游設備或管道的設計壓力；（3）壓縮機進口管道或中間設備是否有適當?shù)姆肋^壓保護；（4）工況能否會超過壓縮機的設計溫度；（5）對可能破壞壓縮機的波動是否有適當?shù)谋Ｗo措施；（6）緊急情況下壓縮機能否與易燃物質(zhì)隔離；（7）空氣壓縮機能否適應自潤滑元件或非易燃合成潤滑劑防止爆炸；（8）空氣壓縮機吸入口是否有防污染保護（雨水、易燃氣體等）設施；（9）如果壓縮機在封閉的建筑物內(nèi)，是否安裝有氣體檢測設備和通風設備；6）容器（貯槽、罐、塔等）（1）是否需要定期對所有容器進行檢查及壓力測試；（X射線、超聲波）所有采用的檢查方法能否發(fā)現(xiàn)破損位置、所有壓力容器是否符合相應的標準、是否作了登記、是否審查了壓力容器的歷史記錄、最近一次檢查時什么時間等；2）容器的壓力釋放是否適當；（3）容器中的工藝條件發(fā)生波動是否會使下游設備超壓；（4）如果不進行置換或吹掃，或者未用惰性氣體進行保護將會導致的后果進行分析；（5）向貯