1、1/14/202321/14/20233 授课班级授课班级 安管安管10011001安管安管10021002安管安管10031003安管安管10041004第第 5 5次次课课 授课时间授课时间3 3月月8 8日星期日星期2 23 3月月8 8日星期日星期2 23 3月月1010日星期日星期4 43 3月月7 7日星期日星期1 1 授课地点授课地点明礼楼明礼楼1-1131-113精精308308明明1-2131-213精精507507课题内容课题内容 系统安全分析系统安全分析教学目的教学目的 通过课程的学习使学生掌握危险性和可操作性分析法。通过课程的学习使学生掌握危险性和可操作性分析法。教学方
2、法教学方法 讲授、案例、讨论讲授、案例、讨论重重 点点 危险性和可操作性分析法危险性和可操作性分析法难难 点点 危险性和可操作性分析法的应用危险性和可操作性分析法的应用能力培养能力培养 培养学生对系统存在的危险因素的进行分析的能力培养学生对系统存在的危险因素的进行分析的能力课堂类型课堂类型 新课讲授新课讲授教教 具具 多媒体设备多媒体设备1/14/20234主要内容主要内容1.1.危险性和可操作性分析法的特点；危险性和可操作性分析法的特点；2.2.危险性和可操作性分析法的应用范危险性和可操作性分析法的应用范围围3.3.危险性和可操作性分析法的优缺点危险性和可操作性分析法的优缺点4.4.编制危险
3、性和可操作性分析表编制危险性和可操作性分析表安全系统工程安全系统工程1/14/20235掌握掌握危险性和可操作性分析法的编制。危险性和可操作性分析法的编制。安全系统工程安全系统工程1/14/20236HAZOP HAZard and OPerability Analysis 危险与可操作性分析危险与可操作性分析1/14/20237HAZOP方法由来方法由来 HAZOP分析方法是英国帝国化学工业公司分析方法是英国帝国化学工业公司（ICIICI）蒙德分部于上世纪）蒙德分部于上世纪6060、7070年代发展起来的年代发展起来的以以引导词引导词（Guide WordsGuide Words）为核心）为
4、核心的系统危险分析的系统危险分析方法，已经有方法，已经有4040年年应用历史，起初主要用来检查设应用历史，起初主要用来检查设 计的安全性以及识别危险的原因及不利后果。计的安全性以及识别危险的原因及不利后果。1/14/20238HAZOP方法的基础方法的基础头脑风暴头脑风暴（Brain Storming）相关的多种专业、具有不同知识背相关的多种专业、具有不同知识背 景的人员所组成的分析组一起工作比他景的人员所组成的分析组一起工作比他 们独自一人单独工作更具有创造性与系们独自一人单独工作更具有创造性与系 统性，能识别更多的问题。统性，能识别更多的问题。1/14/202391 概述危险和可操作性分析
5、（危险和可操作性分析（HAZOP）-Hazard and Operability Analysis 1.1 定义定义分析、查找偏差分析、查找偏差针对偏差，找出原因针对偏差，找出原因分析后果分析后果提出对策措施提出对策措施1/14/202310HAZOPHAZOP方法的基本原理方法的基本原理 将工艺流程或设备的某变量点将工艺流程或设备的某变量点“拉偏拉偏”，从，从该变量点该变量点反向反向检查分析偏离检查分析偏离原因原因，从该变量点，从该变量点正正向向检查分析偏离的不利检查分析偏离的不利后果后果。1/14/2023111.2 目的目的物质可生化性物质可生化性鉴定的途径鉴定的途径 系统、详细地对工艺
6、过程和操作进行检查系统、详细地对工艺过程和操作进行检查，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果。，以确定过程的偏差是否导致不希望的后果。系统性系统性1/14/2023121.3 应用阶段应用阶段：工程项目各个阶段都可用（化工化工）工艺设计基本完成工艺设计基本完成PID图已经出来图已经出来检查偏差（危险）检查偏差（危险）是否都得到控制是否都得到控制装置运行一段时间装置运行一段时间后，安全性如何后，安全性如何技术改造后，分析技术改造后，分析有无出现新的危险有无出现新的危险1/14/202313n HAZOP分析既适用于设计阶段设计阶段，又适用于现有现有的生产装置的生产装置。n 同时，对于连续生产过程
7、连续生产过程和间歇生产过程间歇生产过程都可以采用HAZOP分析。1/14/2023142 方法简介2.1 成立分析组成立分析组组组 长长设设 计计操操 作作记记 录录工工 艺艺安安 全全仪表与仪表与控制控制分析组人数一般分析组人数一般57人人,小装置最少小装置最少4人人各专业人员组成的各专业人员组成的分析组对工艺过程分析组对工艺过程的的危险危险和和操作性操作性问问题题1/14/2023152.2 收集资料、对装置的特殊点进行分析特殊点特殊点分析分析节点节点或或工艺单元工艺单元或是或是操作步骤操作步骤分析节点选择分析节点选择连续生产连续生产设设 备备管管 线线必要时管线和设备都可作为节点分析必要
8、时管线和设备都可作为节点分析间歇生产间歇生产1/14/2023162.3 偏差确定方法偏差确定方法引导词法引导词法n 偏差引导词偏差引导词+工艺参数。工艺参数。（1）通用的引导词）通用的引导词1/14/202317表表 HAZOP常用引导词表常用引导词表引导词引导词含意含意说明说明No（空白）（空白）对设计意图的否定对设计意图的否定设计或操作要求的指标或事件完全不发生设计或操作要求的指标或事件完全不发生Less（减量）（减量）数量减少数量减少同标准值比较，数值偏小同标准值比较，数值偏小More（过量）（过量）数量增加数量增加同标准值比较，数值偏大同标准值比较，数值偏大Part 0f（部分）（部
9、分）质的减少质的减少只完成即定功能的一部分只完成即定功能的一部分As Well As（伴随）（伴随）质的增加质的增加在完成即定功能的同时，伴随多余事件发生在完成即定功能的同时，伴随多余事件发生Reverse（相逆）（相逆）设计意图的逻辑反面设计意图的逻辑反面出现和设计要求完全相反的事或物出现和设计要求完全相反的事或物Other Than（异常）（异常）完全代替完全代替出现和设计要求不相同的事或物出现和设计要求不相同的事或物1/14/202318（2）常用的）常用的HAZOP分析工艺参数分析工艺参数o 压力压力o流量流量o信号信号o速度速度o液位液位o混合混合o时间时间o电压电压o反应等反应等o
10、 温度温度1/14/202319（3）偏差的构成）偏差的构成引导词引导词+工艺参数工艺参数=偏差偏差例如：例如：NO （空白）（空白）FLOW（流量）（流量）无流量无流量 MORE（过量）（过量）PRESSURE（压力）压力高（压力）压力高 AS WELL AS（伴随）（伴随）ONE PHASE（一相）两相（一相）两相 EARLY（超前）（超前）OPERATION（操作）操作超前（操作）操作超前并非每个工艺参数或操作程序都能找出七个偏差，有些并非每个工艺参数或操作程序都能找出七个偏差，有些组合可能不存在组合可能不存在1/14/202320主要引导词的进一步说明 No 否否 对原设计意图的全部消
11、除或没有实现。对原设计意图的全部消除或没有实现。组合偏离例：组合偏离例：流量流量/否否 无流量无流量 压力压力/否否 无压力无压力Less（定量）减少（定量）减少 参数的值比预期的少（小、低）参数的值比预期的少（小、低）组合偏离例：组合偏离例：流量流量/少少 流量小流量小 压力压力/少少 压力低压力低1/14/202321主要引导词的进一步说明More （定量）增加（定量）增加 参数的值比预期的多（大、高）。参数的值比预期的多（大、高）。组合偏离例：组合偏离例：温度温度/增增 温度高温度高 压力压力/增增 压力高压力高Reverse 反向反向 对于原设计意图相反的方向。对于原设计意图相反的方向
12、。组合偏离例：组合偏离例：流量流量/反向反向 流量反向流量反向 1/14/2023222.4 分析内容分析内容产生产生原因原因可能造可能造成的后成的后果果安全保安全保护措施护措施建议采建议采取措施取措施偏差偏差1/14/2023232.5 分析方式分析方式一个参数七个偏差都分析完了，再进行第二个一个参数七个偏差都分析完了，再进行第二个工艺参数分析工艺参数分析采用表格方式采用表格方式引导词引导词偏差偏差原因原因后果后果安全保护安全保护 建议措施建议措施1/14/202324分析结果整理3 分析步骤分析步骤进行分析准备工作1/14/2023251234确定分析目的、确定分析目的、对象和范围对象和范
13、围组建分析组组建分析组准备准备工作工作3.1 准备工作准备工作确定分析节点、时间确定分析节点、时间收集必要资料收集必要资料1/14/202326收集必要的资料n PFD图、图、PID图、设计说明书、操作规程以及其他图纸。图、设计说明书、操作规程以及其他图纸。PID图最主要。并将这些图纸资料事先发给每人一份。图最主要。并将这些图纸资料事先发给每人一份。化工装置的工艺流程图（PFD）和管道及仪表流程图（PID）1/14/202327确定分析节点、时间等n 组长和设计（或工艺）工程师事先确定好分析节点和工艺组长和设计（或工艺）工程师事先确定好分析节点和工艺参数，并制成空白表，准备分析时用。必要时列出
14、偏差，参数，并制成空白表，准备分析时用。必要时列出偏差，供大家参考。供大家参考。n 根据分析节点、工艺参数数量确定分析时间、地点。以及根据分析节点、工艺参数数量确定分析时间、地点。以及HAZOP方法简介。这些内容也事先准备好和上述资料一起方法简介。这些内容也事先准备好和上述资料一起发给大家，以便了解。发给大家，以便了解。1/14/2023282 进行分析n组长对组长对HAZOP方法、分析要求及安排简单说一下。方法、分析要求及安排简单说一下。n设计或工艺工程师简单介绍生产装置。设计或工艺工程师简单介绍生产装置。n由组长引导大家按表格一项项讨论，取得共识后记由组长引导大家按表格一项项讨论，取得共识
15、后记录下来。录下来。n一个工艺参数分析完了，再分析第二个，一个节点一个工艺参数分析完了，再分析第二个，一个节点的参数都分析完，再分析下一个节点，直到所有节的参数都分析完，再分析下一个节点，直到所有节点都分析完。点都分析完。使用使用7个引导词来分析个引导词来分析1个工艺参数。个工艺参数。也有的用也有的用1个个引导词引导词同时分析该节点的几个工艺参数，如同时分析该节点的几个工艺参数，如:1/14/202329乙烯进料管线乙烯进料管线HAZOP研究研究引导词引导词偏差偏差原因原因后果后果安全保护安全保护 建议措施建议措施MORE流量高流量高温度高温度高压力高压力高注意：注意：分析目的主要是发现问题，
16、而不是解决问题，如有明分析目的主要是发现问题，而不是解决问题，如有明确解决方法可提出，如不清楚，可记录下来交给有关部门。确解决方法可提出，如不清楚，可记录下来交给有关部门。分析结果出来后，应分发给每个人进行校核，提出补充分析结果出来后，应分发给每个人进行校核，提出补充和修改意见。和修改意见。1/14/202330选择节点或选择节点或操作步骤操作步骤下一个节点下一个节点或操作步骤或操作步骤解释工艺指标或操作步解释工艺指标或操作步骤骤选择某工艺选择某工艺参数或操作参数或操作下一个下一个工艺参数工艺参数使用引导词于工艺参数或操作建使用引导词于工艺参数或操作建立有意义的偏差立有意义的偏差下一个下一个引
17、导词引导词分析偏差后果分析偏差后果（假设所有保护失效）（假设所有保护失效）提提 出出措措 施施列出偏差列出偏差的可能原因的可能原因根据后果、原因根据后果、原因及保护估计风险及保护估计风险识别已有避免识别已有避免偏差的保护装置偏差的保护装置图图 HAZOPHAZOP分析流程图分析流程图1/14/2023313 分析结果整理n分析结束后，把所有表打印出来，对建议分析结束后，把所有表打印出来，对建议措施一条条经归纳整理列出来。把这些资措施一条条经归纳整理列出来。把这些资料送给有关部门和人员，如决策者、工程料送给有关部门和人员，如决策者、工程部、部、HSE部等。部等。1/14/2023324 分析举例
18、分析举例焚烧炉用燃料气管道焚烧炉用燃料气管道1/14/202333HAZOP1/14/202334焚烧炉用燃料气管道焚烧炉用燃料气管道流量流量HAZOP研究研究（焚烧炉的燃料全部为燃料气燃料全部为燃料气，主要包括天然气天然气、裂解气裂解气和液化气液化气）已采用BMS系统与联锁系统，熄火后，会自动切断燃料气与全部进料；可切换使用燃料油以对应无法使用燃料气的情况；进行规程培训；所有阀门均设有明确开关标志；制订阀门与过滤器定期检查程序；控制系统均采用冗余系统；设有低流量报警，与低压联锁；将焚烧炉区定为巡检重要区域首先切断燃料气进料阀；应有燃料供应的应急措施；对操作工进行培训教育，严格执行操作规程；球
19、阀上设有开关标志并有打开的确认程序；对流量调节阀定期检修保养；对压力控制阀定期检修保养；对控制系统应设置冗余系统，并定期维修保养；设低流量报警；选择质量好的测量仪表，并定期维护保养；定期清洗过滤器；加强现场巡检炉膛熄火，温度快速下降，进料反应不完全，有单质硫析出，堵塞测量仪表；酸雾进入废热锅炉等设备造成腐蚀损坏进料管道无燃料气供应；球阀误操作关闭；流量调节阀故障或误操作关闭；压力控制阀故障关闭；测量仪表及控制系统失效，阀门关闭；过滤器堵塞；管道断裂，燃料气泄露无流量空白已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导引导词词1/14/202335已设炉高温报警；制订阀门、仪表定期检查程
20、序；进行规程培训；控制系统均采用冗余系统；已将部分仪表更换为防酸类型对压力控制阀定期检修保养；对流量调节阀定期检修保养；对操作工加强培训教育，严格执行操作规程；对控制系统设置冗余系统，并定期维护保养；定期检验质量流量计；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡炉内温度过高造成焚烧炉损坏；气体温度高影响后续工序正常运行；压力控制阀失控，开度大；流量调节阀故障开度大；误操作；控制系统失效阀门开度大；质量流量计因被污染失效；流量高多已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏偏差差引引导导词词1/14/202336制订阀门、仪表、过滤器定期检查程序；员工取证上岗，进行程序培训
21、；控制系统均为冗余系统；将焚烧炉区域定为重点巡检区域；主要区域设有可燃气体报警仪；将炉区定为防爆区域；已将部分仪表更换为防酸类型对压力控制阀定期检修保养；对流量调节阀定期检修保养；对操作工加强培训教育，严格执行操作规程；对控制系统设置冗余系统，并定期维护保养；对管道、阀门、法兰密封定期检查检修并加强巡检；在可能泄漏地方，安装可燃气体报警仪；炉区严格控制各种火源；定期清洗过滤器，并定期校验质量流量计；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡炉内温度低，原料热解不完全；产品产量低，负荷提不了；酸性气体进入后序工段腐蚀设备；燃料气泄漏与空气形成爆炸性混合物，遇火源发生爆炸压力控
22、制阀失控，开度小；流量调节阀故障开度小；误操作；控制系统失效阀门开度小；管道破裂、法兰、阀门密封不良，燃料气部分漏出；过滤器堵塞；质量流量计因被污染失效流量低少已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导引导词词1/14/202337不会出现炉内物料流入燃料气管道相反采用炉温控制燃料流量，变更燃料类型为OLEFW同上同上天然气供应中断只有裂解气部分采用炉温控制燃料流量，并可变更燃料类型，选择开关调整热值计算观察炉温变化，及时调整其它参数炉温降低西气东输供应量减少燃料气中裂解气含量增加伴随已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导引导词词1/14/202338制订阀门、
23、仪表定期检查程序；严格控制动火作业；已安装可燃气体报警仪对管道、阀门、法兰连接处，定期检查、检修并加强巡检；生产区严格控制火源；在可能泄漏地方安装可燃气体报警仪；应采用耐相应压力等级和腐蚀的垫片与空气形成爆炸性混合物遇火源爆炸；导致燃料气流量低，后果同“流量低”管道破裂或穿孔；法兰连接处密封不良；阀门密封不良燃料气泄漏至空气中其他已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导引导词词1/14/202339焚烧炉用燃料气管道焚烧炉用燃料气管道压力压力HAZOP研究研究已设定压力高联锁；制订阀门、仪表定期检查程序；严格控制动火作业；已在相关区域安装报警仪；已将部分仪表更换为防酸类型；临时
24、停车、跳车后，开车前，进行手动放空设压力高限报警；对压力控制阀定期维修保养；对压力测量和控制系统定期维护保养，并定期校验压力测量仪表；生产区应严格控制各种火源；在燃料气可能泄漏的地方设可燃气体检测报警仪；点火前先进行手动放空；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡会引起流量高；法兰、阀门密封性能下降，燃料气泄漏，遇火源有引起火灾爆炸危险；火嘴点不着进料压力高；压力控制阀故障开度大；压力测量或控制系统故障；临时停车、跳车后，马上开车压力高多同“无流量”同“无流量”同“无流量”同“无流量”无压力空白已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导引导词词1/14/2
25、02340已设定低压联锁；已制订标准操作程序；制订阀门、仪表定期检查程序；已在相关区域安装报警仪；严格控制动火作业；已将部分仪表更换为防酸类型设压力低限报警；与调度员联系，加大天然气供应或在装置内部调整物料量；对压力控制阀定期维修保养；对压力测量和控制系统定期维护保养，并定期校验压力测量仪表；对管道、法兰、阀门连接处定期检查、检修；在可能泄漏的地方安装可燃气体检测报警仪；装置区严格控制各种火源；对易受腐蚀的控制仪表信号加防腐蚀护套，对易受腐蚀的阀加防腐遮挡引起燃料气流量低，炉膛温度下降；泄漏出的燃料气与空气形成爆炸性混合物遇火源引起火灾爆炸；火嘴灭火进料压力低；压力控制阀故障开度小；压力测量或
26、控制系统故障；管道破裂、法兰、阀门连接处密封不良泄漏压力低少已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导引导词词1/14/202341 已制订标准操作程序 联系界外或作内部调整 由于裂解气热值低，引起炉膛温度下降裂解气压力高 裂解气部分压力升高伴随已采取措施已采取措施措施措施后果后果原因原因偏差偏差引导词引导词1/14/2023425 方法优缺点n优点：优点：o缺点：缺点：对工艺过程危险因素的识别很全面，对提高对工艺过程危险因素的识别很全面，对提高装置生产运行过程中安全性很有帮助。装置生产运行过程中安全性很有帮助。费人费时费人费时 一个偏差平均一个偏差平均10min，1个节点如分析
27、个节点如分析5个参数个参数，5735个偏差，共需个偏差，共需350min，约，约6小时。小时。一个装置分析一个装置分析50个参数或操作步骤，个参数或操作步骤，350个偏个偏差，约差，约60小时。小时。1/14/2023436 HAZOP分析的作用n（1）尽可能将危险消灭在项目实施早期）尽可能将危险消灭在项目实施早期n 识别设计、操作程序和设备中的潜在危险，将项目中的危险尽可能消灭在项目实施的早期阶段，节省投资。n HAZOP分析组应包括设计者和操作人员等，采用系统分析的研究方法，以便能够识别出设计中存在的潜在危险。HAZOP既适用于新建装置，也适用于在役装置。1/14/202344n HAZO
28、P生成的记录，为企业提供危险分析证明，并应用于项目实施过程。HAZOP提供早期的措施与实际采取措施偏差之间的因果关系，以消除或降低风险。n HAZOP只是识别技术，不是解决问题的方法只是识别技术，不是解决问题的方法。n HAZOP不能看做纯粹的设计功能检查。HAZOP的优点是系统检查整套装置，而不是像设计人员那样只检查他们自己感兴趣的区域。HAZOP1/14/202345n（2）为操作指导提供有用的参考资料）为操作指导提供有用的参考资料n HAZOP分析为企业提供系统危险程度证明，并应用于项目实施过程。对许多操作，HAZOP分析可提供满足法规要求的安全保障。HAZOP分析确定需采取措施，以消除或降低风险。1/14/202346n HAZOP能够为包括操作指导在内的文件提供大量有用的参考资料，因此应将HAZOP的结果全部告知操作人员和安全管理人员。n HAZOP可以减少29设计原因的事故和6操作原因的事故。1/14/202347图图11 HAZOP分析示例分析示例1/14/202348u小结小结HAZOP分析原理：分析原理：方法：方法：表格形式：表格形式：应用范围：应用范围：优缺点：优缺点：u作业作业1、应用、应用HAZOP分析你熟悉的工艺。分析你熟悉的工艺。2020/11/549谢谢观赏！
