HAZOP實戰(zhàn)法則與演練(2)(第8、9章)

HAZOP實戰(zhàn)法則與演練（2）HAZOP培訓(xùn)3.看左邊：原因分析3.1原因的分類初始原因：在一個事故序列（一系列與該事故關(guān)聯(lián)的事件鏈）中第一個事件稱為初始原因，初始原因就是在大多數(shù)安全評價方法中所指的原因，又稱為初始事件或觸發(fā)事件。

近年來在HAZOP分析和保護(hù)層分析領(lǐng)域?qū)⑺R別的原因明確界定為初始原因或初始事件（“安全評價方法指南”－CCPS-2008）。

任何化工過程或設(shè)施都存在著毒物泄漏、爆炸或火災(zāi)等危險（又稱惡兆），只是在通常的系統(tǒng)中沒有被觸發(fā)，其原因是受到了某些固有保護(hù)層或安全措施的抑制。然而一旦被初始原因所觸發(fā)，相當(dāng)于在抑制層出現(xiàn)了漏洞……根原因：該原因如果得到矯正，能防止由它所導(dǎo)致的事故或類似的事故再次發(fā)生。根原因不僅應(yīng)用于預(yù)防當(dāng)前事故的發(fā)生，還能適用于更廣泛的事故類別。它是最根本的原因，并且可以通過邏輯分析方法識別和通過安全措施加以糾正。

例如，有關(guān)泄漏的案例，根原因可能是管理方?jīng)]有實施有效的維修管理和控制。這種原因?qū)е旅芊獠牧鲜褂貌划?dāng)或部件預(yù)防性維修錯誤最終導(dǎo)致泄漏。在系統(tǒng)失調(diào)案例中，根原因可能是培訓(xùn)程序的問題，導(dǎo)致操作人員沒有完全熟悉操作規(guī)程。因此容易被過度的分散注意力的事情所干擾。??????????幾種常用基于圖的原因分析方法：事故及成因圖（ECFC）相互關(guān)系圖（ID）分類圖（AD）樹圖（FD）原因與影響圖（魚刺圖，CED）事件序列圖（ESD）主邏輯圖（MLD）領(lǐng)結(jié)圖（BTD）事件鏈模型（ECM）動態(tài)SDG圖在進(jìn)行HAZOP分析時，分析原因一般只找到初始原因（直接原因）在進(jìn)行事故調(diào)查時，必須追溯到確切的根原因，采用各種圖形化的原因分析方法以下情況建議HAZOP分析時在重要部位考慮根原因分析：①設(shè)計階段沒有實施過HAZOP分析的工藝過程和設(shè)施；②沒有實施過程安全管理或安全管理不完善或不規(guī)范的工藝過程和設(shè)施；③變更管理階段，對變更部位實施根原因分析；④相關(guān)人員HAZOP分析培訓(xùn)時要求分析到根原因。⑤對操作規(guī)程的HAZOP分析，要求分析到根原因。在確定原因發(fā)生頻率時，需要考慮“起作用的原因”的影響原因面臨的困難困難1，原因位置：在節(jié)點內(nèi)找原因，還是節(jié)點內(nèi)外都找原因。很多人在這點上無法達(dá)成一致意見，很多人重復(fù)選擇，也會造成整個分析多次重復(fù)。困難2，根原因查找：管理不善、維修不及時、培訓(xùn)不到位、安裝質(zhì)量不好等，這些是否可以作為偏離原因？物料偏離：來料溫度高，來料有雜質(zhì)是否可以作為原因？究竟什么情況下偏離能當(dāng)原因？3.4.5.看左面的問題1.2.沒看到頭看過頭左面在分析者的界區(qū)外左面離選擇的偏離太遠(yuǎn)從左面到選擇的偏離的中間偏離如何處理操作失誤設(shè)計錯誤設(shè)備儀表故障環(huán)境影響公用工程不足界區(qū)外來料偏離原料錯誤可以使用偏離做原因的情況： 假如原因過于復(fù)雜，又跨越節(jié)點時； 偏離還需要進(jìn)一步分析時；1個書寫規(guī)則：要把從偏離的初始原因到選擇的偏離之間的中間偏離寫清楚，以表達(dá)完整事故劇情的左側(cè)部分。8個方面的直接原因描述清楚：例如：“操作工在加甲醇的時候，誤加酒精”，而不要只寫“操作失誤”

不要寫為：閥無動作、流量表壞（一定要寫成一句完整的話，并帶上設(shè)備位號或儀表位號！）中間偏離描述清楚：例如：在T2反應(yīng)釜事故的HAZOP分析中，反應(yīng)釜

壓力高的一個原因為循環(huán)水供應(yīng)閥故障導(dǎo)致循環(huán) 水供應(yīng)量減少引起反應(yīng)釜溫度升高，從而導(dǎo)致反 應(yīng)釜反應(yīng)過快，產(chǎn)生過量蒸汽，引起反應(yīng)釜壓力 偏高。在CAH軟件中好的表達(dá)：不好的表達(dá)：3.2常見偏離的原因??????????????偏離1:流量過小/無管線堵塞（Blockage）止回閥安裝錯誤IncorrectlyfittedNRV管道破裂泄漏（BurstPipe）排污閥泄漏（DrainLeak）設(shè)備故障EquipmentFailure(隔離閥,泵,容器,etc).壓差錯誤（IncorrectPressureDifferential）物料供給不足（LossofSuction）泵汽蝕/氣縛（Cavitation/GasLocking）熱交換器泄漏（HeatExchangerLeak）管徑設(shè)計能力過小LineRestriction物料密度或粘度過大人員誤操作盲板錯安或未拆除（Incorrectslipplate）儀表誤指示偏高?????????????偏離2:流量過大泵能力過大（IncreasedPumpingCapacity）管道入口壓力過大（IncreasedSuctionPressure）流體密度偏大（GreaterFluidDensity）熱交換器列管破裂（ExchangerTubeLeaks）沒安節(jié)流孔板（RestrictionOrificePlatesDeleted）控制系統(tǒng)故障（ControlFaults）黏度變化（ViscosityChange）操作者錯誤（OperatorError）管線泄漏/管徑過大（LineFailure）閥門故障/誤操作開度過大旁路閥門內(nèi)漏或誤開啟備用泵誤啟動儀表誤指示偏低偏離3:逆流?止逆閥失效（DefectiveNRV）?虹吸效應(yīng)/位差SyphonEffect?管路出口超壓（DeliveryVessel/MainOverpressure）?雙向輸送管道控制閥門錯誤TwoWayFlow?緊急排氣（EmergencyVenting）?人員誤操作（IncorrectOperation）?泵失效/反轉(zhuǎn)????????偏離4:流量/伴隨（組成變化）隔離閥泄漏LeakingIsolationValves換熱器管泄漏LeakingExchangerTubes相變化PhaseChange錯誤的給料/規(guī)格IncorrectFeedstock/Specification質(zhì)量控制不嚴(yán)InadequateQualitycontrol過程控制程序ProcessControlProcedures腐蝕EffectofCorrosion空氣/水/蒸氣/惰性氣進(jìn)入IngressofAir/Water/Steam/Inerts?停車和啟動條件ShutdownandStartupconditions?其他Other????????????偏離5:壓力過高（高到多少？）高壓串低壓氣體爆放（排氣口過?。┬狗砰y隔離程序缺陷（泄放閥隔離失效）溫度過高（ThermalOverpressure）增壓泵安裝錯誤壓力控制閥故障（FailedopenPCV’s）外部火災(zāi)（Fire）化學(xué)反應(yīng)（反應(yīng)失控）ChemicalReaction安全閥/爆破片失效或選型不當(dāng)物料輸出管路堵塞液體閃蒸儀表誤指示偏低偏離6:壓力過低（低到多少？）?產(chǎn)生真空條件GenerationofVacuumcondition?溫度低，氣相冷凝（Condensation）?氣體溶解到液體里GasDissolvinginliquid?泵/壓縮機(jī)吸入管道尺寸?。≧estrictedPump/CompressorSuctionLine）?泄漏UndetectedLeakage?排污閥門故障或未關(guān)閉（VesselDrainage）?控制閥門故障?安全閥、爆破片壓力等級過低?儀表誤指示偏高偏離7:溫度過高（高到多少？）?環(huán)境溫度過高（AmbientConditions）?冷卻器換熱管結(jié)垢（FouledorFailedExchangerTubes）?冷卻水?dāng)嗔鳎鋮s失效?外部火災(zāi)（FireSituation）?溫度控制系統(tǒng)故障（DefectiveControl）?加熱器失控（FiredHeaterControlFailure）?容器內(nèi)部著火（InternalFires）?反應(yīng)控制失效（ReactionControlFailuresetc.）?化學(xué)反應(yīng)激烈或失控（ChemicalReaction）?溫度檢測儀表誤指示偏低偏離8:溫度過低（低到多少？）?環(huán)境溫度過低（AmbientConditions）?壓力驟降（ReducingPressure）?加熱器換熱管結(jié)垢（FouledorFailedExchangerTubes）?換熱器加熱介質(zhì)斷流?保溫失效（LossofHeating）?真空（Vacuum）?人員操作失誤?反應(yīng)速度過慢（催化劑加入量不足等）?儀表誤指示偏高偏離9:液位過高?容器入口流量過大（閥門故障開大、閥門誤操作開大、儀表誤指示偏低）?容器出口流量過?。ㄩy門故障開小、閥門誤操作開小、儀表誤指示高、出口堵塞、輸出泵故障）?液位控制系統(tǒng)故障?人員操作失誤偏離10:液位過低?容器入口流量過?。ㄈ肟诠芫€閥門故障開小、入口管線閥門誤操

作開小、流量計誤指示偏高、管路堵塞、泵

故障、管路泄漏）?容器出口流量過大（出口管線閥門故障開大、出口管線閥門誤操作開大、流量計誤指示偏低）?液位控制系統(tǒng)故障?儲罐破裂，泄漏?人員操作失誤?液體閃蒸BPTexasCity煉油爆炸和火災(zāi)-2005年3月23造成15人死亡，170多人受傷，員工賠償>26億美元，財產(chǎn)&名聲受損4.看右邊：后果分析失事點和不利后果失事點，或稱不利后果釋放點：是一個“頂部事件”，或稱“第一后果”，由系統(tǒng)內(nèi)部的危險誘發(fā)和傳播所導(dǎo)致的一個危險“釋放”處所（與裝置的三維結(jié)構(gòu)和空間分布有關(guān)）。不利后果：從危險“釋放”處導(dǎo)致的一個事件、多個事件或事件鏈。后果面臨的困難困難1，后果位置困難：節(jié)點內(nèi)找后果還是節(jié)點內(nèi)外都找后果？困難2，最終后果的查找不統(tǒng)一：例如把超壓，超溫做后果。究竟什么情況下可以把偏離當(dāng)后果？困難3，是否是可能的后果都要討論：究竟選是最嚴(yán)重的結(jié)果，還是可能性最大的結(jié)果。一個偏離通常會有許多后果，究竟選擇哪個做后果，通常意見不一致。4.看右邊的問題1.2.3.沒有看到頭右面在界區(qū)外右面太遠(yuǎn)右面有阻礙（要不要拐彎）后果原則（9+1）

9類后果：

1）人員；2）財產(chǎn)；3）物料泄漏；4）環(huán)境污染；5）生產(chǎn)中斷；6）質(zhì)量問題；7）社會影響；8）出界區(qū)物料偏離；9）偏離當(dāng)后果的情況： 后果在節(jié)點外，且離當(dāng) 前正在分析的偏離過遠(yuǎn)

時；偏離還需進(jìn)一步分

析時后果描述：要把從當(dāng)前正在分析的偏離到后果的中間偏離描述清楚（一定要寫成一句完整的話，并帶上設(shè)備位號或儀表位號，并用事件鏈勾畫清楚）后果的三個路徑1.選擇后果的時候，不考慮現(xiàn)有的保護(hù)措施；2.假如現(xiàn)有保護(hù)措施啟動后，有HSE的連帶后果時

，需要考慮；例如：安全閥啟動后，排放位置不 合適；洗滌系統(tǒng)沒有考慮極端情況的洗滌量3.是偏離的直接后果，而不是原因的另外偏離的后果后果的三個路徑原因1偏1偏2偏3C3后果3

D1原因2C1C2后果1后果2D2偏4偏5C4后果4不好的例子–原因?qū)е潞蠊?.看劇情：安全措施與建議措施評估風(fēng)險的困難。。。。。。建議措施的困難。。。。。。5.1安全措施安全措施安全措施即現(xiàn)有保護(hù)措施，是針對特定的事故劇情，已經(jīng)存在的可能切斷事故劇情向后傳播的工程措施或管理措施。

對于新建裝置，是指圖紙上已有的措施；對于在役裝置，是指裝置上已經(jīng)安裝或設(shè)置了的措施。安全措施面臨的困難困難1，有效防護(hù)與無效防護(hù)：多少防護(hù)才是足夠的？一直是困擾HAZOP分析的難題，也是爭論最大的地方，常見問題包括：巡檢、培訓(xùn)、操作規(guī)程、維護(hù)等是否可以作為現(xiàn)有防護(hù)？寫進(jìn)現(xiàn)有防護(hù)后是否可以防止后果或減輕后果？困難2，位置困難：節(jié)點內(nèi)找措施還是節(jié)點內(nèi)外找措施？困難3:

防護(hù)書寫的優(yōu)先順序：哪個防護(hù)寫前面？哪個防護(hù)寫后面？危險保護(hù)層保護(hù)層失效 事故

防止措施在初始事件發(fā)生后，過程處于非正常工況或失控狀態(tài)時介入，它的作用是當(dāng)非正常過程條件消除時，恢復(fù)控制或取得安全狀態(tài)，于是中斷了事故劇情的傳播，并且避免了失事發(fā)生。防止措施不影響初始事件的可能性，但的確影響了由該初始原因所引發(fā)的失事點發(fā)生的概率。

防止措施的目的是防止一個或更多的嚴(yán)重失事點的發(fā)生，防止措施就是這樣影響總劇情的發(fā)生頻度。防止措施也叫主動保護(hù)層，分為：工藝設(shè)計材料的選擇，設(shè)備型號選擇，壓力等級確定等工藝設(shè)計可以預(yù)防事故例如：選擇316L不銹鋼可以防止氫脆，選擇磁力泵可以

防止物料從磁力泵泄漏基本工藝控制系統(tǒng)例如用液位信號控制進(jìn)料閥門開度，用溫度信號控制循環(huán)水冷卻水進(jìn)料；報警和人員的干預(yù)（有報警信號，且人員至少有10分鐘以上的反應(yīng)時間才可能可以作為獨立保護(hù)層）；安全儀表系統(tǒng)例如高液位連鎖停泵，氫氣壓縮機(jī)入口處設(shè)置氧含量探頭，氧含量高時壓縮機(jī)停機(jī)。安全閥和爆破片減緩措施的作用是減小一個失事點的后果嚴(yán)重度，是緊跟在失事點后面的那些安全措施。減緩措施的目標(biāo)是檢測和對緊急狀態(tài)作出響應(yīng)，其對失事影響的減緩是與沒有安全措施的影響相比較而定。①密閉泄放措施，例如安全泄放閥，從而縮短危險物料直接排放到大氣后果事件的持續(xù)時間②二次儲存系統(tǒng)，例如雙層墻、二次圍護(hù)、防火堤等③抗爆墻和防火墻④火災(zāi)、泄漏探測和報警系統(tǒng)⑤自動或遠(yuǎn)程啟動的隔離閥⑥滅火器、水噴淋系統(tǒng)和消防水炮，以及水噴淋、水幕等有害物料蒸汽云抑制系統(tǒng)⑦有人建筑物的抗爆結(jié)構(gòu)設(shè)計⑧適用于特定后果事件的個體防護(hù)裝備⑨應(yīng)急響應(yīng)和應(yīng)急管理規(guī)劃失事點典型的抑制和控制方法（教材9.1中稱為典型第一級限

制系統(tǒng)類措施），不屬于HAZOP的安全措施，但是影

響著直接原因發(fā)生的頻度，是一種固有安全措施：1.2.3.4.5.6.巡檢培訓(xùn)維護(hù)安裝質(zhì)量檢查應(yīng)急操作規(guī)程以上內(nèi)容不能算“HAZOP安全措施”，除非有特殊性。 這些內(nèi)容是工藝安全管理（PSM）的其它要素要解決 的問題，本來就應(yīng)該具有的。1.先寫?yīng)毩⒈Ｗo(hù)層，按照保護(hù)層發(fā)揮作用的先后順序書寫；2.然后寫非獨立保護(hù)層；3.不要寫通用的行政保護(hù)措施（即典型的 抑制和控制方法），可以寫針對此事故 劇情的特定的行政保護(hù)措施；（注：在

建議措施中可以寫）2.3.4.5.獨立保護(hù)層（2001-CCPS）1.唯一性（unique）可用性（applicable）獨立性（independent）可信性（dependable）可查性（auditable）1.獨立性（Independence）（保護(hù)層的性能不受一個危險事件的初始原因或其它保護(hù)

層失效的影響。例如：一個儲罐物料溢出的初始原因是

液位控制回路失效，則防止溢出的保護(hù)層不能是液位控 制回路，控制回路的部件，如傳感器、控制器和控制閥 的一個失效都會導(dǎo)致本劇情失去保護(hù)層能力。）2.功能性（Functionality）（是保護(hù)功能的充分有效性。是指保護(hù)層能夠察覺危險劇 情的開始，并且及時提供適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，以防止不利后果

發(fā)生。例如一個安全閥的設(shè)計因當(dāng)使其打開的壓力足夠

低，釋放的口徑和釋放管道足夠粗，以防止容器中的壓 力超限。）3.完整性（Integrity）（完整性表達(dá)為對保護(hù)所要求的失效概率。例如：

SIL=1的低端要求10次操作中有9次成功，允許

一次失?。黄涓叨?，在100次操作中有99次成功， 允許1次失敗。）4.可靠性（Reliability）（一個保護(hù)層的操作在要求的時間周期內(nèi)能滿足 規(guī)定的條件。例如：一個保護(hù)層是向容器吹掃5

分鐘?？煽啃允且坏╅_始吹掃，能夠持續(xù)5分鐘

的概率值。）5.可維護(hù)性（Auditability）（直意“可審查性”。當(dāng)保護(hù)層損壞時，審查、檢驗、

試驗和維修能決定性的使該保護(hù)層繼續(xù)它的功能。）6.安全許可保護(hù)性（AccessSecurity）（使用管理員控制或物理方法減少非故意的或未授權(quán)的變動。）7.變更管理（ManagementofChange）（對設(shè)備、操作程序、原料、過程條件等的任何改動必

須進(jìn)行復(fù)查、建檔及核準(zhǔn)工作。例如：當(dāng)一個新的產(chǎn)物

被引入反應(yīng)器，應(yīng)當(dāng)先作變更管理，來證實反應(yīng)壓力釋 放系統(tǒng)在失控劇情中是足夠的。）3個“可”：可察覺，可決定，可轉(zhuǎn)移4個“足夠”：足夠大，足夠快，足夠強(qiáng)，足夠靈2個“獨立”：獨立于初始原因，獨立于其它IPL偏離后果原因安全措施安全閥（重視各種保護(hù)層的正確設(shè)計、安裝和使用）爆破片定向爆破板折桿型安全閥折桿帶溫度檢測的阻火器、呼吸閥阻火器結(jié)構(gòu)原理止回閥與控制閥耐高溫緊急通風(fēng)（換氣）設(shè)備防爆遮斷閥、機(jī)械遮斷閥機(jī)械與化學(xué)隔離（快速遮斷）粉塵爆炸隔離系統(tǒng)粉塵爆炸抑制系統(tǒng)BPCS和功能安全儀表SIS安全監(jiān)控儀表卡封、加鎖加標(biāo)識（LO-TO）防火堤防護(hù)服（PPE）儲罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范，GB50351-2005粉塵防爆安全規(guī)程，GB15577-2007石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，SH/T

3018-2003過程工業(yè)領(lǐng)域安全儀表系統(tǒng)的功能安全，GB/T21109.3-2007/IEC61511-3:2003石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范，GB

50160-92阻火器的設(shè)置，《工藝系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)規(guī)定》HG/T20570.19-95安全閥的設(shè)置和選用，HG/T

20570.2-95爆破片的設(shè)置和選用，HG/T

20570.3。。。。。。5.2風(fēng)險分析風(fēng)險分析安全分為絕對安全與相對安全絕對安全：不出事故相對安全：沒有不可接受的風(fēng)險，或者說可接受的風(fēng)險風(fēng)險：事故發(fā)生的可能性和事故嚴(yán)重性的組合；風(fēng)險矩陣實例：風(fēng)險分析風(fēng)險分析的難點：事故發(fā)生的可能性，主要看有幾道獨立保護(hù)層，事故發(fā)生概率=初始事件頻率X獨立保護(hù)層失效概率初始事件頻率的確定：1）根據(jù)分析團(tuán)隊的純經(jīng)驗；2）根據(jù)文獻(xiàn)值：初始事件發(fā)生頻率參見附錄4；3）根據(jù)故障樹FTA進(jìn)行計算獨立保護(hù)層失效概率見附錄7；備注：假如存在使能事件/條件，要乘以使能事件/條件發(fā)生頻率風(fēng)險分析后果嚴(yán)重度確定：1）根據(jù)分析團(tuán)隊的純經(jīng)驗；2）根據(jù)事件樹ETA進(jìn)行計算；

3）按照后果分析（CA）進(jìn)行定量風(fēng)險分析（QRA）：一般需要借助軟件根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算。風(fēng)險分類：原始風(fēng)險、剩余風(fēng)險5.3建議措施危險保護(hù)層

保護(hù)層失效事故建議措施的困難?如何保證加上建議措施后，能有效降低事故概率或降低事故嚴(yán)重性

風(fēng)險降低可以通過多種手段取得，包括采用固有的安全方法消除危險劇情；設(shè)法減少初始原因的頻率；增加現(xiàn)有IPL的完整性；增加新的IPL；“和/或”減少失事影響（沖擊）等。（參考教材4.7.2）1.加強(qiáng)現(xiàn)有安全措施的管理優(yōu)先于增加新的安全措施；（讓每層奶酪的“孔”變小）2.防止措施優(yōu)先于減緩措施；（增加奶酪層）3.常規(guī)安全措施優(yōu)于功能安全儀表（SIS）；安全措施的設(shè)置應(yīng)適度，即恰到好處（ALARP）。1.明確，具體，讓沒有參加討論的人在不看HAZOP記錄表的情況下，知道需要做什么；2.建議實施后，可以有效降低事故概率，或減輕事故后果；3.一個人可以完成；4.建議是提出需要做什么，而不是怎么做，不要把HAZOP研討會，變成工程設(shè)計會建議措施不能寫成“加強(qiáng)管道維護(hù)、流量計定期檢查更換、加強(qiáng)閥門檢查維護(hù)”等！提出的改進(jìn)措施未必一定要解決審查中發(fā)現(xiàn)的問題，可以提出改進(jìn)方向，或建議成立專家組，另行研究；避免將注意力和精力放在細(xì)小的危害上（如摔到、墜落和滑倒等）；建議措施是基于技術(shù)上考慮，關(guān)于成本、時間的考慮，應(yīng)由管理層平衡。安裝一個指示增加一個報警：高報、高高報、低報、低低報安裝一個自動調(diào)節(jié)回路增加一