危险与可操作性分析(HAZOP)方法介绍PPT

1、危险与可操作性分析危险与可操作性分析（HAZOP）方法简介）方法简介汇报人：肖军诗汇报人：肖军诗部部 门：钻完井中心门：钻完井中心HAZOP分析简介HAZOP分析流程及示例HAZOP分析辅助软件推荐资料1 12 23 34 4主要内容主要内容一、一、HAZOP分析简介HAZard and OPerability Analysis (Study) 危险与可操作性分析（研究）危险与可操作性分析（研究）它是被工业界广泛采用的一种工艺危险分析方法，也是有效排查事故隐患，预防重大事故的重要手段之一。通过借助引导词和团队协作，识别工艺系统中潜在的偏离设计目的的偏差，然后继续分析造成偏差的原因、后果及可以采

2、取的对策。诞生在英国，由化学工程师诞生在英国，由化学工程师T.克莱兹克莱兹在在41岁时发明；岁时发明；1963年，首次在帝国化学工业公司（年，首次在帝国化学工业公司（ICI）新建苯酚工厂应）新建苯酚工厂应用，在公司内部摸索和应用了用，在公司内部摸索和应用了10年之后才在英国普及推广；年之后才在英国普及推广；开始不叫开始不叫“HAZOP”，其应用在，其应用在ICI公司经历了三个阶段：公司经历了三个阶段：- 早期：早期： “关键审查关键审查”，寻找，寻找“工艺偏差工艺偏差”和和“替代措替代措施施” ；- 中期：中期： “可操作性研究可操作性研究” （Operability Analysis）；）；

3、- 后期：后期： “危险性分析危险性分析” （Hazard Analysis）。）。HAZOPHAZOP是怎么来的？是怎么来的？HAZOP之父之父T. 克莱兹克莱兹Trevor Kletz（1922-至今）至今）现为美国德克现为美国德克萨斯州萨斯州A&M大大学资深教授学资深教授1974年，英国化学工程师协会（年，英国化学工程师协会（IChemE）举办过多次）举办过多次“可操作性研究和危险分析可操作性研究和危险分析”技术的培训和推广；技术的培训和推广；1977年，英国化学工业协会（年，英国化学工业协会（CIA）首次发布）首次发布“可操作性可操作性研究和危险分析实施技术指南研究和危险分析实

4、施技术指南”；1983年，年，T. 克莱兹在英国化学工程师协会（克莱兹在英国化学工程师协会（IChemE）培）培训课上首次命名为训课上首次命名为“HAZOP”（危险与可操作性分析）；（危险与可操作性分析）；1983年之后，年之后，HAZOP是英国是英国 化学工程专业学位的必修课之一。化学工程专业学位的必修课之一。HAZOPHAZOP是怎么来的？是怎么来的？与其他分析方法相比，与其他分析方法相比，HAZOPHAZOP分析方法具有分析方法具有鲜明的特点：鲜明的特点：特点之一：发挥集体智慧特点之一：发挥集体智慧特点之二：借助引导词激发创新思维特点之二：借助引导词激发创新思维特点之三：系统化审查特点之

5、三：系统化审查 HAZOPHAZOP分析方法的特点分析方法的特点依据和基础： 相关的多种专业、具有不同知识背景的人员组成分析团队一起工作，比各自独立工作更具有创造性与系统性，能识别更多的问题。实施关键： 通过分析会议的方式实现集体智慧。 头脑风暴（Brain Storming）特点之一：发挥集体智慧引导词：偏大、偏小、无、相反、伴随、部分、异常、早、晚、先、后工艺参数：流量、液位、压力、温度、组成、时间、速度、转速、频率 偏差：引导词+参数=偏差特点之二：引导词启发思维参数 引导偏大偏小无反向部分伴随异常流量流量过大流量过小 无流量 逆流间歇性杂质错误物料液位液位过高液位过低无压力压力过高压力

6、过低无真空温度温度过高温度过低其他偏差：化学药剂注入、调试、启动、停车、维修 HAZOP分析用尽用尽所有可行的引导词，所有可行的引导词，遍历遍历工工艺过程每一个环节，系统全面地审查工艺系统中的艺过程每一个环节，系统全面地审查工艺系统中的 危险和可操作性问题。危险和可操作性问题。 “HAZOP是一种技术，它提供给人们机会，是一种技术，它提供给人们机会，使他们的想象力能自由地发挥，以便考虑所有的危使他们的想象力能自由地发挥，以便考虑所有的危险或可操作问题。由于已经通过系统化的方法对每险或可操作问题。由于已经通过系统化的方法对每一个管线以及每一个危险源都依次考虑过了，从而一个管线以及每一个危险源都依

7、次考虑过了，从而减少了某事物出错的机会。减少了某事物出错的机会。” T. 克莱兹克莱兹（1999） 特点之三：系统化审查通过双重循环审通过双重循环审查，实现查，实现“遍历遍历”和和“用尽用尽”选择一条管线 选择偏离（例如流量小）流量小可能吗？有危险吗？或妨碍了有效操作吗？操作工是否知道这种流量小的情况？有何防止偏离和减缓后果的措施措施成本合理吗？ 确定安全措施 跟踪措施的落实 考虑其 它措施 过程的什么变化应告诉他们？还有新的偏离吗？ 考虑其它流 量小的原因是是是是是是是是是是否否否否否否否否否否系统化审查步骤示意图T. 克莱兹克莱兹 （1999）HAZOP分析方法应用非常广泛，例如，它被广泛

8、分析方法应用非常广泛，例如，它被广泛应用于化工、石化、炼油、制药、核电、航空航天、应用于化工、石化、炼油、制药、核电、航空航天、软件和网络等领域。软件和网络等领域。HAZOP分析既适用于设计阶段，又适用于现有的分析既适用于设计阶段，又适用于现有的生产装置。生产装置。同时，对于连续生产过程和间歇生产过程都可以采同时，对于连续生产过程和间歇生产过程都可以采用用HAZOP分析。分析。HAZOP应用范围应用范围 第第16条：组织有条件的中央企业应用危险条：组织有条件的中央企业应用危险与可操作性分析技术（与可操作性分析技术（HAZOP），提高化工），提高化工生产装置潜在风险辨识能力。生产装置潜在风险辨识

9、能力。 政府倡导和推动政府倡导和推动 第第5条：企业要积极利用危险与可操作条：企业要积极利用危险与可操作性分析（性分析（HAZOP）等先进科学的风险评估）等先进科学的风险评估方法，全面排查本单位的事故隐患，提高方法，全面排查本单位的事故隐患，提高安全生产水平。安全生产水平。 QSY 1364-2011 QSY 1364-2011 危险与可操作性分析技术指南（危险与可操作性分析技术指南（中国石油天然气集团公司 发布）AQ/T 3049-2013 AQ/T 3049-2013 危险与可操作性分析（危险与可操作性分析（HAZOPHAZOP分析分析) )应用应用导则导则（国家安全生产监督管理总局 发布

10、 ）出台了相关指导性标准出台了相关指导性标准海油发展海油发展2009年制定年制定建设项目全生命周期安全建设项目全生命周期安全管理规定管理规定，该规定提出，该规定提出HAZOP方法在设计阶段方法在设计阶段应用的具体要求。应用的具体要求。中国海洋石油总公司中国海洋石油总公司2010年制定年制定项目建设和运项目建设和运行行HSE风险管理细则风险管理细则，明确提出在基本设计阶段，明确提出在基本设计阶段对于系统、设备、设施风险，推荐采用对于系统、设备、设施风险，推荐采用“危险性与危险性与可操作性分析（可操作性分析（HAZOP）”方法。方法。HAZOP在中海油的应用在中海油的应用分析准备分析准备开讨论会开

11、讨论会编写报告编写报告HAZOP分析的简化流程：二、二、 HAZOP HAZOP分析程序分析程序 HAZOP分析程序分析程序57人，组长、记录员、35名不同专业的专家PFD、P&ID等图纸、操作规程、防护措施清单历次分析评价的报告等第三方主导模式：第三方主导模式：主办方发起主办方发起HAZOP分析工作，分析工作，并将该工作委托给第三方完成。第三方提供并将该工作委托给第三方完成。第三方提供HAZOP分析主席和记录人员，个别情况可提供相分析主席和记录人员，个别情况可提供相关专家参与。关专家参与。自主完成模式：自主完成模式：某些有实力的公司，具有强大的人某些有实力的公司，具有强大的人力资源，

12、能够提供自己的技术人员作为力资源，能够提供自己的技术人员作为HAZOP分分析主席。析主席。第一责任人都应该是业主。第一责任人都应该是业主。分析团队的组建分析团队的组建 HAZOP分析组长分析组长 秘书或记录员秘书或记录员 工艺工程师工艺工程师 工艺控制工艺控制/仪表工程师仪表工程师 安全工程师安全工程师 设备设备/机械工程师机械工程师 操作专家操作专家/代表代表 其他专业人员其他专业人员分析团队的成员分析团队的成员21HAZOP 组长组长的职责的职责1、引导分析团队按照、引导分析团队按照HAZOP分析步骤完成工作，根分析步骤完成工作，根据需求划分节点，保证每个节点根据其重要性得到应据需求划分节

13、点，保证每个节点根据其重要性得到应有的关注；有的关注；2、组织分析会议，调动组织分析会议，调动参会人员参会人员积极提出积极提出分析分析审查审查意见意见；确保各确保各参会参会人员按照自己的专业经验提出意见人员按照自己的专业经验提出意见；当团队成员之间就某个问题存在严重分歧而无法达成当团队成员之间就某个问题存在严重分歧而无法达成一致意见时，一致意见时，HAZOP主席应决定进一步处理措施。主席应决定进一步处理措施。HAZOP组长的主要职责：组织管理分析团队；引导分析HAZOP组长的职责与要求组长的职责与要求22HAZOP 组长组长的职责的职责3、指导记录员对分析过程进行详细的记录，特别是、指导记录员

14、对分析过程进行详细的记录，特别是对建议措施的记录。对建议措施的记录。4、做好会后工作，保证记录员整理出准确、恰当、做好会后工作，保证记录员整理出准确、恰当、全面的记录（整理出详实、明确的全面的记录（整理出详实、明确的HAZOP分析报分析报告），特别是安全措施一栏，主席将签署最终的告），特别是安全措施一栏，主席将签署最终的HAZOP分析报告并对分析质量负责。分析报告并对分析质量负责。HAZOP组长的主要职责：组织管理分析团队；引导分析HAZOP组长的职责与要求（续）组长的职责与要求（续）23HAZOP 组长组长的的的要求的要求HAZOP组长在组长在HAZOP分析过程，应发挥其组织、协分析过程，应

15、发挥其组织、协调作用；引导分析方向并进行阶段性总结，因此，调作用；引导分析方向并进行阶段性总结，因此，必须具有相当专业知识、安全评价经验、管理能力必须具有相当专业知识、安全评价经验、管理能力和领导能力。和领导能力。 熟悉化工工艺知识熟悉化工工艺知识有能力领导一支安全审查的专家队伍有能力领导一支安全审查的专家队伍熟悉熟悉HAZOP分析方法分析方法有在企业进行有在企业进行HAZOP分析的经历分析的经历具有主持技巧具有主持技巧HAZOP组长的职责与要求（续）组长的职责与要求（续）24秘书秘书/记录员的职责：记录员的职责：1、会议准备工作；、会议准备工作；2、负责清楚、准确的记录、负责清楚、准确的记录

16、HAZOP分析分析过程过程；3、协助、协助HAZOP主席编制主席编制HAZOP分析报告。分析报告。秘书秘书/记录员的要求：记录员的要求：1、能理解会议讨论内容，、能理解会议讨论内容，熟悉相关领域熟悉相关领域知识知识，一般，一般由安全工程师或工艺工程师担任；由安全工程师或工艺工程师担任；2、能、能边开会议边做记录边开会议边做记录，有较强的文字处理能力有较强的文字处理能力。记录员的职责与要求记录员的职责与要求251.项目或工艺装置的设计基础2.工艺描述3.管道和仪表流程图（P&ID）4.以前的危险源辨识或安全分析报告5.物料和热量平衡6.联锁逻辑图或因果关系表7.全厂总图8.设备布置图9.

17、物质安全数据表（MSDS）10.设备数据表11.安全阀泄放工况和数据表12.工艺特点13.管道材料等级规定14.管道规格表15.操作规程和维护要求16.紧急停车方案17.控制方案和安全仪表系统说明18.设备规格书19.评价机构及政府部门安全要求20.类似工艺的有关工艺安全方面的事故报告资料和图纸准备资料和图纸准备(1) 项目或工艺装置的设计基础性资料(2) 工艺描述(3) 管道及仪表流程图（P&ID），工艺流程图（PFD）(4) 以前的危险源辨识或安全分析报告(5) 化学品安全说明书(MSDS)(6) 安全泄放装置的设计依据(7) 操作规程和维护要求(8) 评价机构及政府部门安全要求(

18、9) 类似工艺的有关工艺安全方面的事故报告最少资料清单最少资料清单分析阶段具体步骤：分析阶段具体步骤：循环次数：几百次到几千次！节点节点：在开展HAZOP分析时，通常将复杂的工艺系统分解成若干“子系统”，每个子系统称作一个“节点”。这样做可以将复杂的系统简化，也有助于分析团队集中精力参与讨论。（1 1）节点）节点连续过程：连续过程：节点为流程的一部分，可能为工艺单元；可以是一条线，也可以是一台设备；也可以根据经验将一些管线和一些设备合并成一个节点；可以根据功能将复杂设备分成不同节点；应根据工艺的变化，划分不同的节点。间歇过程：间歇过程：HAZOP节点可能为操作步骤节点可能为操作步骤传统的节点划

19、分传统的节点划分划分节点的前提是读懂划分节点的前提是读懂P&IDP&ID（Process and Instrument Diagram）即管）即管道及仪表流程图、管道仪表流程图。道及仪表流程图、管道仪表流程图。传统的节点划分方法是：传统的节点划分方法是： 一般按照工艺流程的自然顺序进行，从进入的一般按照工艺流程的自然顺序进行，从进入的P&ID管线开始：管线开始： a)继续直到设计意图的改变，或继续直到设计意图的改变，或 b)继续直到工艺条件的改变，或继续直到工艺条件的改变，或 c)继续直到下一个设备。继续直到下一个设备。节点划分示例节点划分示例1 1：常规节点划分常规节

20、点划分 l 例2 一条线作为节点l 工艺流程说明l PFDl PID节点划分示例节点划分示例1 1：一条线作为节点 32l 工艺流程说明l PFDl PID节点划分示例节点划分示例1 1：一台设备分为多个节节点描述：节点描述：1）起止范围：从哪里到哪里；）起止范围：从哪里到哪里；2）包括哪）包括哪些管道和设备。些管道和设备。 如：从盛有物料如：从盛有物料A的供料罐到反应器之间的管道，包的供料罐到反应器之间的管道，包括括 泵泵A设计意图：设计意图：1）输入什么）输入什么 2）做何处理）做何处理 3）输出什么）输出什么 并可以用参数（温度、压力、流量、液位、组分等）并可以用参数（温度、压力、流量、

21、液位、组分等）的具体数值说明设计意图。的具体数值说明设计意图。 如：连续地把物料如：连续地把物料A从罐中输送到反应器，从罐中输送到反应器，A物料的输物料的输送速率（流量）应大于送速率（流量）应大于B物料的输送速率物料的输送速率节点描述与设计意图节点描述与设计意图节点范围大与小的问题节点范围大与小的问题节点的大小取决于系统的复杂性和危险的严重程度。节点的大小取决于系统的复杂性和危险的严重程度。复杂或高危险系统可分成较小的节点，简单或低危险复杂或高危险系统可分成较小的节点，简单或低危险系统可分成较大的节点。系统可分成较大的节点。节点划分过大，分析对象关系复杂，难于理解，忽略、节点划分过大，分析对象

22、关系复杂，难于理解，忽略、疏漏的问题较多。疏漏的问题较多。节点划分过小，节点过小重复讨论的问题较多，影响节点划分过小，节点过小重复讨论的问题较多，影响分析进度。分析进度。节点划分没有对与错之说，只有相对合理性。节点划分没有对与错之说，只有相对合理性。HAZOP分析的原因是指引起偏离发生的事件，分析的原因是指引起偏离发生的事件，即即直接原因直接原因或或初始原因初始原因。必要时再深入一步到基本原。必要时再深入一步到基本原因。因。初始原因初始原因一般分为三大类一般分为三大类：l设备失效（阀门失效、管线断裂、泄漏）l人员因素（没有明确的操作规程造成人员操作不当）l环境因素（考虑超出设计基础的外部环境，

23、如异常天气)寻找原因小窍门寻找原因小窍门具体化失效事件具体化失效事件:l某台设备故障了、坏了、出问题了l某个操作步骤做错了l外部环境某个参数偏离设计基础（2 2）原因和后果分析）原因和后果分析涉及到管理问题的根原因在涉及到管理问题的根原因在HAZOP审查会上不做分审查会上不做分析析问题：问题：1）在节点内找原因，还是节点内外都找原因？）在节点内找原因，还是节点内外都找原因？2）偏离能当原因吗？什么情况下偏离可当原因？）偏离能当原因吗？什么情况下偏离可当原因？2）根原因可当原因吗）根原因可当原因吗? 什么情况下根原因可当原因？什么情况下根原因可当原因？原因原因初始原因、基本原因、根原因初始原因、

24、基本原因、根原因后果（后果（ Consequence）：是指偏离所导致的结果）：是指偏离所导致的结果(不利后果不利后果)；偏离设计意图时导致的结果偏离设计意图时导致的结果 例如：储罐压力超高导致有毒物料的释放；例如：储罐压力超高导致有毒物料的释放； 毒气泄漏导致人员伤亡；毒气泄漏导致人员伤亡； 易燃易爆物料泄漏导致爆炸和火灾等易燃易爆物料泄漏导致爆炸和火灾等 。 后果有不同类型和不同的严重程度之分，不同类型后果有不同类型和不同的严重程度之分，不同类型分别指对人、环境、财产、企业声誉等的影响；严分别指对人、环境、财产、企业声誉等的影响；严重程度是对影响程度的量化，例如：死亡重程度是对影响程度的量

25、化，例如：死亡人数的多人数的多少少 ；财产损失数量财产损失数量等等。 后果后果偏离造成的最终事故后果（在风险矩阵中）一般可偏离造成的最终事故后果（在风险矩阵中）一般可分为以下几类：分为以下几类：人员伤害财产损失环境破坏声誉下降违反法律点火源偏离事件危险源火灾爆炸原因后果链状事故剧情后果常见分类后果常见分类 安全措施安全措施：或称现有安全措施、现有防护措施，：或称现有安全措施、现有防护措施，是指当前设计、已经安装的设施或管理实践中已经是指当前设计、已经安装的设施或管理实践中已经存在的安全措施。它是防止事故发生或减缓事故后存在的安全措施。它是防止事故发生或减缓事故后果的工程措施或管理措施。果的工程

26、措施或管理措施。 对于新建装置，是指那些出现在对于新建装置，是指那些出现在P&ID图上的措施；图上的措施；对于在役装置，是指那些安装在生产装置上的措施对于在役装置，是指那些安装在生产装置上的措施。 常见的安全措施有：常见的安全措施有： 安全阀；报警系统；紧急切断阀；防火堤；安全仪安全阀；报警系统；紧急切断阀；防火堤；安全仪表系统（表系统（SIS）；防火系统；阻火器；爆破片；操）；防火系统；阻火器；爆破片；操作规程等。作规程等。（3 3）安全措施）安全措施40安全措施的识别：在安全措施的识别：在P&ID图上，对照图上，对照“洋葱模型洋葱模型”，由里到外一层一层地进行识别。由里到外

27、一层一层地进行识别。安全措施应独立于产生偏差的原因安全措施应独立于产生偏差的原因洋葱模型洋葱模型危险保护层保护层失效事故防止完整工艺事故链的事故防止完整工艺事故链的事故 奶酪模型奶酪模型（4 4）建议措施）建议措施建议措施建议措施 ：是指所提议的消除或控制危险的措施。：是指所提议的消除或控制危险的措施。建议措施包括：行政措施（更新图纸、操作规程、建议措施包括：行政措施（更新图纸、操作规程、应急预案）和工程措施（改进设计、增加或减少安应急预案）和工程措施（改进设计、增加或减少安全措施）。提建议措施时应优先考虑工程措施（即全措施）。提建议措施时应优先考虑工程措施（即硬件的安全措施）硬件的安全措施）建议措施还可以包括：对某方面进行专项评估、进建议措施还可以包括：对某方面进行专项评估、进一步开展半定量或定量分析。一步开展半定量或定量分析。建议措施的书写必须清晰，达到未参加会议的人去建议措施的书写必须清晰，达到未参加会议的人去执行时能知道做什么、为什么做、做了以后会怎么执行时能知道做什么、为什么做、做了以后会怎么样。样。建议措施建议措施示例1：油蒸发器HAZOP分析示例2：精制水系统HAZOP分析（引入风险矩阵）风险矩阵示例风险等级划分标准HAZOP分析报告1 封面封面，包括编制