罐区HAZOP分析.doc

HAZOP分析技术探讨及在液态烃罐区的应用引言HAZOP分析是完善工艺安全管理（PS）的基础，它是以研究工艺参数偏差的原因及偏差对整个系统的影响为出发点，全面系统地辨识设计和运行中可能导致安全或操作中的问题、缺陷，评价其后果严重度，并提出削减风险的建议、对策。1HAZOP分析的目的和意义1.1什么是HAZOP分析及其目的危险与可操作性分析（hazardandoperabilitystady，简称HAZOP）起源于英帝国化学工程公司1，HAZOP分析它是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化、系统化分析方法。开展HAZOP分析时，要全面审查工艺过程，对各个部分进行系统地分析，发现可能出现的偏离设计意图的情况，分析其产生的原因及后果，并针对其产生原因采取恰当的控制措施。2在这个过程中，由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统地研究每一个单元（即分析节点），分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危害和可操作性问题，最终提出建议措施。HAZOP分析是众多风险分析方法中的一种，它是以研究工艺参数偏差的原因及偏差对整个系统的影响为出发点，通过一组引导词（如流量偏大或偏小、压力偏高或偏低、液位偏高或偏低等），全面系统地辨识设计和运行中可能导致安全或操作中的问题、缺陷，评价其后果严重度，并提出削减风险的建议、对策。HAZOP分析是建立工艺危害分析（PHA）的基础，是完善工艺安全管理（PS）的重要准备工作。HAZOP分析可以在装置初步设计、制造安装、维护操作及停用销毁等不同的阶段内开展。它跟随装置运行变动的每个过程，是一个动态的分析活动。1.2HAZOP分析和其他评价方法比较HAZOP分析和其他评价方法不同之处在于：1.2.1关注点不同。故障类型与影响分析（FMEA）侧重于设备设施的缺陷、不足；LEC法侧重于作业环节（人的行为）潜在的危险；而HAZOP分析关注于工艺参数波动对系统的影响。1.2.2分析路径不同。FMEA法和LEC法都是遵循“原因偏差后果”的路径，事故树分析（FTA）遵循“后果偏差原因”的路径，而HAZOP分析则是由“偏差”入手，“上找原因，下找后果”，可以与故障树分析结合使用1.2.3人员组成不同。一个HAZOP分析小组应该涵盖工艺、设备、安全、设计、仪表、电气、操作等有不同技术条件和背景的人员，突破“本装置，本岗位”的局限。1.3HAZOP分析的作用和意义一套完整的、详细的HAZOP分析对提高装置的工艺管理水平有着显著的帮助，主要表现在：（1）能够在项目初步设计阶段帮助审查设计方案，及时修正设计中的缺陷或不足。（2）能够对在役装置系统运行状况进行检查，查找隐患问题，为以后的检修维护、技改提出建议。（3）能够为完善操作指标和操作规程提供参考依据。（4）能够为制定完善应急处置预案提供依据。（5）分析过程能够帮助分析人员更透彻地了解装置，分析结果可以作为员工教育培训材料。2HAZOP分析的常规流程HAZOP分析首先要成立分析小组，收集评价单元的技术资料，然后评价小组将所有流程人为地划分若干节点，逐个节点分析各个参数可能发生偏差的原因、可能造成的后果，评价小组集思广益，对装置设计进行系统、全面的分析；辨识导致安全或操作问题的设计缺陷等，并提出建议措施。HAZOP分析就是利用“地毯式”排查的方式，逐个环节分析“所有的可能”，系统性强，针对性强，工作量大。下面以某公司的液态烃球罐区开展的HAZOP分析为例，具体展开各个工作环节。.1成立分析小组小组共6人，除一名主持人外，还包括设计、工艺、设备、安全、仪表各一人。2.2资料采集与准备资料采集包括原有资料收集和现场采集，由于有很多现场变更并没有及时反映在原有资料中，因此现场采集尤为重要。收集的资料主要包括：（1）装置平面图。（2）工艺流程图。（3）管道和仪表图。（4）操作规程。（5）物料安全技术说明书（MSDS）。（6）特种设备检测报告。（7）设备设计基础资料。（8）国内外同类装置事故案例。2.3划分节点节点划分本着“不宜过大也不宜过小”的原则，既要保证整个分析无遗漏，又不至于过于繁琐增大工作负荷。一般来说，节点划分需遵循这样几个原则：（1）系统的设计功能和目的。（2）系统内物料和工艺条件发生变化。（3）系统复杂程度和后果的严重度。根据这些原则，该公司的液态烃球罐区分为12个节点，并做了节点描述。（见表1）表1节点描述（节选）序号节点名称及组成节点描述与设计意图说明档案/图纸号1节点名称：丙烯泵房（B-1/2/3/4/7/8/9）；节点组成：B-1/2/3/4/8/9（丙烯）和B-7（注水）及相应管阀件B-1/2将丙烯罐区的丙烯输送至火车、汽车装车站台；B-3/4将丙烯罐区的丙烯输送至化工总厂；B-8/9将丙烯罐区的丙烯输送至聚丙烯装置；B-7在紧急情况下将消防管网的稳高压消防水注入丙烯球罐和液化气球2.4选择工艺参数根据工艺操作和控制需要，该公司的液态烃球罐区选择的工艺参数有压力、温度、液位、硫含量、物料含水量、含碱量、仪表显示、接地系统、安装、维护和罐区地面、脱水设施等15个参数。2.5建立偏差矩阵所谓偏差即工艺参数在运行中偏离正常工作条件。偏差一般有两部分组成，一部分是引导词（如过量、减量、部分、伴随等），另一部分是工艺参数（如压力、温度、液位等）。即偏差引导词工艺参数。工艺参数又分具体性参数（如压力、温度等）和概念性参数（如反应、混合）3，因此偏差的描述也应根据需要适时调整，不能局限于“过高”、“过低”、“过快”等。（见表2）表2HAZOP常用引导词表引导词含意偏差及说明No（空白）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，如无流量Less（减量）数量减少同标准值比较，数值偏小，如温度、压力偏低More（过量）数量增加同标准值比较，数值偏大Partof（部分）质的减少只完成既定功能的一部分，如组分的比例发生变化；如无某些组分AsWellAs（伴随）质的增加在完成既定功能的同时，伴随多余事件的发生Reverse（相逆）设计意图的逻辑反面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）完全代替出现和设计要求不相同的事或物2.6分析偏差原因和后果2.4选择工艺参数根据工艺操作和控制需要，该公司的液态烃球罐区选择的工艺参数有压力、温度、液位、硫含量、物料含水量、含碱量、仪表显示、接地系统、安装、维护和罐区地面、脱水设施等15个参数。2.5建立偏差矩阵所谓偏差即工艺参数在运行中偏离正常工作条件。偏差一般有两部分组成，一部分是引导词（如过量、减量、部分、伴随等），另一部分是工艺参数（如压力、温度、液位等）。即偏差引导词工艺参数。工艺参数又分具体性参数（如压力、温度等）和概念性参数（如反应、混合）3，因此偏差的描述也应根据需要适时调整，不能局限于“过高”、“过低”、“过快”等。（见表2）表2HAZOP常用引导词表引导词含意偏差及说明No（空白）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，如无流量Less（减量）数量减少同标准值比较，数值偏小，如温度、压力偏低More（过量）数量增加同标准值比较，数值偏大Partof（部分）质的减少只完成既定功能的一部分，如组分的比例发生变化；如无某些组分AsWellAs（伴随）质的增加在完成既定功能的同时，伴随多余事件的发生Reverse（相逆）设计意图的逻辑反面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）完全代替出现和设计要求不相同的事或物2.6分析偏差原因和后果I不能容忍的应当立即落实工程或管理上的控制措施，并立即实施整改。在不超过6个月内把风险降低到级别III或以下必须II不希望发生采取工程或管理上的控制措施，在不超过12个月内把风险降低到级别III或以下需要III有条件的容忍应当确认程序和控制措施已经落实，强调对它们的维护工作个案评价，评价现有控制措施是否足够IV可以容忍不需要采取措施降低风险不需要。可适当考虑更安全的办法（在工艺危险性分析（PHA）范围之外）2.9提出建议措施，形成分析记录建议措施需要考虑修改设计、围堵、应急响应、更新设备、训练等，甚至重新选址，目的是降低风险，使其达到可接受的程度。经过以上这些工作，就可以形成HAZOP分析记录表（见表5）最后将所有建议措施排列出来（见表6），在未来对这些措施的实施情况要求跟踪验证。表5HAZOP分析记录表（节选）工艺参数偏差偏差导致的后果偏差产生的原因设计及生产中已采取的安全措施风险分析建议措施提出建议措施的理由、目的及可行性分析备注后果等级（C）发生概率（F）风险等级（R）节点1：罐组压力偏高1）上游装置物料输送不畅；2）设备超压运行，安全阀启跳，严重时设备及管阀件损坏，物料泄漏，引发火灾爆炸1）物料温度超高；2）物料中轻组分含量偏高；3）满罐；4）罐底着火1）罐顶现场压力表PG101、PG102；2）压力显示报警PIA101、PIA102；3）现场磁翻板液位计LG101、LG102；4）液位显示报警LIA101、LIA102（高报警）；5）现场装有液位开关LSA103、LSA105（高报警）；6）现场装有可燃气体报警器；7）CCTV可视监控系统；8）罐411）建议罐顶增设紧急泄压线及遥控气缸阀；2）连接两安全阀的根部阀及其管线的直径应满足两个安全阀同时起跳的泄放要求；3）建议重整装置液化气不能单独进罐储存1）在紧急情况下泄压，确保球罐的安全；2）双安全阀直径均为DN100的，但其总管直径也只有DN100，不满足TSGR0004-2009第8.3.5条的要求；3）重整液化气轻组分含量高顶设有双安全阀；9）罐顶设有气相平衡线；10）设有水垫层注水系统；11）罐体有消防喷淋系统；12）防火堤；13）消防系统（消火栓、消防水炮）表6建议措施表（节选）议措施No.04事件概率等级（F）1后果等级（C）4风险等级（、or）建议措施内容建议罐顶增设紧急泄压线及遥控气缸阀建议措施所在节点节点1：803#、804#罐组建议措施分析过程及其作用在紧急情况下泄压，确保球罐的安全3HAZOP分析中常见问题HAZOP分析是一项长期的、繁重的工作，需要参与者强烈的责任心，但它能够帮助企业建立丰富的技术档案，为优化设计、技改技措提供可靠的技术支持。在工作中，有几点常见问题或者困难需要特别提及：（1）领导重视是关键。领导需要为分析工作提供人力、物力、财力支持。人力支持很重要，因为工作周期太长，分析一套装置有时需要长达2个月，能不能保证抽调的人员时刻跟随分析，直接关系整个分析的进度和质量。（2）前期培训很重要。在大量普及培训的基础上重点培训“主持人”（组长），“主持人”不但负责编制计划，组织会议，还要有掌控进度，协调争议等等能力。对HAZOP分析来说，“主持人”是分析组中的灵魂和指挥。（3）人员组成要合理。针对一套装置成立分析小组，小组成员一般在68人。小组成员不但业务熟练，还要有责任心。成员应该覆盖工艺、设备、安全、仪表、电气、设计等专业人员，对现役装置来说，可以不包括设计人员，但应包括班组长或有经验的操作人员。（4）资料准备要充分。常见的问题是装置现有资料与现场有出入，为保证评价效果，需要及时更新相关数据、图纸。分析开始前要将所有图纸等资料与现场实际核对一遍，避免闭门造车、离题千里的后果。并注意收集同类装置国内外事故案例。（5）建议措施要追踪。落