危险和可操作性分析

1、工艺过程危险性分析各工艺装置在详细设计阶段中或详细设计完成之后，有必要用危险与可操作性分析（HazzardandOperabityAnalysis,以下简称HAZOP）方法对工艺设计过程的危险和操作性问题进行分析。常用HAZOP分析术语工艺单元或分析点具有确定边界的设备（如两容器之间的管线）单元,对单元内工艺参数的偏差进行分析；对位于PID图上的工业参数及性能偏差分析。操作步骤一间隙过程的不连续动作，或者是由HAZOP分析组分析的操作步骤；可能是手动、自动或计算机自动控制的操作,间隙过程没一步使用的偏差可能与连续过程不同。工艺指示一确定装置如何按照希望的操作而不发生偏差，及工艺过程的正常操作条

2、件；采用一系列的表格，用文字或图表进行说明，如工艺说明、流程图、管线图、PID图等。引导词一用于定性或定量设计工艺指标的简单词语，引导识别工艺过程的危险。工艺参数一与过程有关的物理和化学特性，包括概念性的项目，如反应、混合、浓度、PH值及具体项目如温度、压力、相数及流量。偏差一分析组实验引导词系统对每个分析节点的工艺参数（如流量、压力等）进行分析发现的一系列偏差工业指标的情况（如无流量、压力高等）；偏差的形式通常是“引导词+工艺参数”。原因一发生偏差的原因；一旦找到发生偏差的原因，就意味着找到了对付偏差的方法和手段，这些原因可能是设备故障、人为失误、不可预见的工艺状态（如组成改变），来自外部的

3、破坏（如电源故障），等等。后果一偏差所造成的结果（如释放出有毒物质）；分析组长假定发生偏差是已有安全保护系统失效；不考虑哪些细小的与安全无关的后果。安全保护一指设计的工程系统或调节系统，用以避免或减轻偏差发生时所造成的后果（如报警、联锁、操作规程等）。措施或建议修改设计、操作规程、或者进一步进行分析研究（如增加压力报警、改变操作步骤的顺序）的建议。HAZOP分析引导词及其意义（参考GB13548-92）引导词意义NONE（空白）设计或操作要求的指标和事件完全不发生；如无流量，催化剂MORE（过量）冋标准值相比，数值偏大；如温度、压力、流量等数值偏高LESS（减量）同标准值相比，数值偏小；如温度

4、、压力、流量等数值偏低ASWELLAS（伴随）在完成既定功能的同时，伴随多余时间发生；如物料在输送过程中发生组分及相变化PARTOF（部分）只完成既定功能的一部分；如组分的比例发生变化，无某些组分REVERSE（相逆）出现和设计要求完全相反的事或物；如流体反向流动，加热而不是冷却，反应向相反的方向进行OTHERTHAN（异常）出现和设计要求不相同的事或物；如发生异常事件或状态、开停车、维修、改变操作模式常用HAZOP分析工艺参数流量时间频率混合压力组成黏度添加剂温度PH值电压分离液位速度信号反应危险与可操作性分析方法说明危险与可操作性分析方法是用来识别和估计过程的安全方面的危险以及操作性问题，

5、虽然这些操作性问题可能并没有什么危险，但通过可操作性分析以保证装置达到设计能力。HAZOP分析方法的本质就是通过系列的分析会议对工业图纸和操作规程进行分析。HAZOP适用于详细设计阶段工艺设计和正常操作时对过程进行分析，建议在工艺设计基本确定之后最好进行一次HAZOP分析。正确使用HAZOP分析技术，可以发现设计、生产过程中可能产生的危险，并提出改进措施，这样可以大大的提高过程的安全性。HAZOP分析，是由各专业、学科组成的分析组运用创造性的、系统的方法识别由于偏离过程设计要求（称为偏差）而引起的危险与操作性问题。一般地，HAZOP分析对工艺或操作的特殊点进行分析，这些特殊的点称为“分析节点”

6、，或工艺单元，或操作步骤。HAZOP分析组分析每个工艺单元或操作步骤，识别出那些具有潜在危险的偏差，这些偏差通过引导词（也成为关键词）引出。使用引导词的一个目的就是为了保证对所有供应参数的偏差都进行分析。有时，分析组队每个工艺单元或操作步骤可能会提出很多偏差，对分析他们的可能原因和后果，通常对指定工艺单元或操作步骤的所有偏差在继续下面的分析之前必须全部分析完毕。作为分析组的组织者应使用安全检查表或对过程的经验，为分析组在提供在HAZOP分析会议上必须讨论的偏差项目。然后分析组队引起偏差的原因、后果、为防止这种偏差所使用的安全装置或措施进行讨论。如果原因和后果比较重要，而且安全装置或措施也不适当

7、，则分析组应当提出相应的措施给管理或修改人员考虑。某些情况下，分析组分析到了某种偏差的原因，但不知道将发生什么样的后果，此时应当提出进一步分析以确定可能的后果。危险与可操作性分析目的HAZOP分析的目的是系统、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。该方法可用于连续或间隙过程，还可以对拟定的操作过程进行分析。HAZOP分析组将列出引起偏差的原因、后果，以及针对这些偏差及后果已使用的安全装置，当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时，将提出相应的改进措施。危险与可操作性分析结果HAZOP分析结果是分析组经分析会议讨论确定。它包括对危险与操作性问题的识别、对设计及操作规

8、程等的修改意见、系统的改进、对那些暂时因缺乏资料而未作出结论的问题作进一步分析研究的建议。分析组对过程的每个节点或单元的偏差原因、后果、安全装置、改进措施的讨论结果应以表格的形式逐项记录。危险与可操作性分析所需资料HAZOP分析需要准确、最新的PID图和相关图纸，以及详细工艺资料，如操作规程。HAZOP分析还需要工艺、仪表及操作等方面的资料，所有这些资料通常由分析组成员提供，因为他们都是某一方面的专家或专业人员。此外，训练有素、富有经验的分析组的组织者是有效的、高质量的HAZOP分析的重要因素。HAZOP分析方法对分析组，由负责该装置（单元）的设计单位结合工艺过程的复杂程度选用具体的分析方法和

9、组织分析组，建议采用故障树和事件树分析方法，对某一个或几个特定的分析对象进行定性或定量分析。HAZOP分析组可由57人组成，包括工艺设计、管道布置、仪表、电气、公用工程等方面的人员。对相对较小的工艺过程，34人的分析组就可以，但都应富有经验。HAZOP分析所需时间见表。表1：HAZOP分析所需时间范围准备分析报告简单/较小系统812小时13天26天复杂/较大系统24天13周26周安全评价详细设计阶段工艺过程危险性分析的基础上又必要对工艺及系统进行客观的、定性的或定量的安全性评价。1）安全评价及其内容（1）对过去工作状态的安全评价这种安全评价，一般是将以往事故的统计资料综合分析后作出的一个历史资

10、料性的安全评价。它的主要作用是使工艺人员了解负责设计的装置（单元）部分的危险源，以便寻求对策，降低部门的危险程度。（2）对系统设计阶段的安全评价这是安全评价的主要内容，主要是在设计阶段（从基础设计到详细设计的各个阶段）就能识别出系统可能发生事故的危险程度，这样在设计过程中通过改变工艺路线、增加安全设施、减少危险物质在过程的贮存量等将发生事故的可能性消除或将到最低。（3）对已投入运行的工业过程和生产装置的安全评价（有必要时）。安全评价的目的就是根据评价结果、对系统进行调整，加强薄弱环节，消除潜在危险，让系统达到最优化和安全运行。2）安全评价的工作程序目前，安全评价工作在危险因素较大的大型建设项目

11、中广泛开展，为使安全评价符合质量要求，必须建立评价工作程序，评价工作有以下主要程序。（1）在正式开展评价工作之前应编制评价大纲（或评价方案）。评价大纲是安全评价报告的总体设计和指南，也是保证安全评价报告质量的关键。评价大纲一般应由建设工程项目的概况、开展评价工作的主要依据、建设项目的主要危险因素，评价工作范围和评价单元的划分、评价方法的选择、评价工作计划和进度等方面内容组成。（2）根据评价大纲所确定的评价方法，对主要危险因素开展评价工作。评价工作内容一般包括资料收集、对同类型的现有生产装置的安全状况调查和现场测试、资料整理和数据处理以及编撰安全评价报告等步骤。安全评价报告除评价大纲中的一些主要

12、内容外，还应包括提出安全对策措施、评价结论等方面的内容。（3）由业主和有关部门组织专家进行评审，组织评审要明确评审要点。对评价大纲的评审要点有；目的性是否明确，评价范围和单元的确定是否合理，主要危险因素分析是否确切，监测的周期和采样点是否有代表性，评价方法的选择是否恰当、适用，预测工作的深度是否能满足评价要求等方面的内客。当安全评价报告编撰完成后，应再次组织专家进行审定，对评价报告的评审要点有：评价报告是否完整，数据是否可靠，内容是否全面，论证是否科学，提供的各项安全对策是否依据充分和切实可行，结论是否确切、公正等，最后由专家提出全面审定意见。工艺过程危险性分析的基本内容危险性分析应考虑以下问

13、题：1）工艺物料的性质和工艺过程1）是否有危险无聊的品种（如原料、中间产品、产品、废物、事故反应产品、燃烧产品）（2）工艺物料的性质1）物理性质2）剧毒物质的性质及暴露极限（如IDLH、LD50）3）慢性有毒物质的性质及暴露极限（如TLV、PEL）；4）反应性质（如不相容或腐蚀性物质、聚合）；5）燃烧性质（如闪点、自燃温度）；6）环境性质（如生物降解性，对水生物的毒性、气味）；（3）造成危险反应或分解到因素，如：1）贮存不当；2）挤压或震动；3）外来物质；4）非正常工艺条件（如温度、PH值）；5）非正常流速；6）无某组分、或反应物比例不当、或使用的催化剂不当；7）机械故障（如泵关闭、搅拌停止）

14、或操作不当（如开始过早、迟、或顺序不对）；8）设备突然或逐渐堵塞或堆积；9）设备中（如底部）的残留物过热；10）公用系统故障（如惰性气体）；（4）物质的反应或分解速度及热效应数据；（5）当失控反应时如何降低反应速度、如何将反应停止、如何快速放空；（6）需要时如何迅速使反应物不参与反应或进行处理的方法；（7）对拌热设备，如一路或多路流体流动停止时保持温度控制的方法；（8）某些化合物（如硫化铁）从溶液中取出或溶液干燥后会自然或对挤压或震动敏感的因素；（9）工艺物料贮存方式的因素；（10）贮存的物质与其他化学物质不相容（不能配装）的因素；（11）要保证对原料的鉴别和质量控制，要考虑与水与空气、油、清

15、洗剂或金属接触会产生的危险；（12）极端气候条件对原料或工艺物料将产生的不良影响；（13）消除危险物质的方法，如采用低毒、或低反应活性、或不易燃的原料、中间产品、或副产品的工艺路线；（14）采用降低工艺过程中产生威胁物量的方法；（15）工艺过程必须在安全条件下完成；（16）采用危险废物量降到最小的方法（17）设备的材质能与危险物料配装；（18）根据已进行的安全分析修改对工艺或操作参数；（19）根据原料、中间物、或产品的组成改变工艺以适应这些变化；（20）根据上一次安全分析所作的工艺修改，检查下列设备的尺寸和系统1）其它工艺设备2）减压阀和报警系统3）放空和排污系统（21）分析改变设计或操作（如

16、减少投资、增加能力、提高质量、改变产品）降低安全裕度的因素；（22）分析没有某股进料已经同时没有两股或多股进料将会产生的危险；（23）分析某个公用系统发生故障，已经两个或多个公用系统同时发生故障将会产生的危险如：1）电2）工艺空气3）高、中、低压蒸汽4）冷却水5）仪表空气6）致冷剂或盐水7）惰性气体8）去离子水9）燃烧气或燃料油10）通风11）天然气或点火气12）工艺，排污或处理系统（24）要分析可能发生的最严重的事故（最坏的情况同时发生）；（25）要分析产生危险的工艺条件；（26）要分析总结对工艺过程积累的经验，如果经验有限，要总结有相似装置的经验；（27）分析找出关键性设备，这些设备停车影

17、响其它设备的程度；2）压力和真空安全阀（1）分析设计的设备能承受工艺波动产生的最大压力；（2）针对紧急减压设备（如排气孔、安全阀、爆破片、液封）分析这些装置的尺寸大小的依据（如公用系统故障、外部起火、阀的位置不对、失控反应、热膨胀、管道破裂）；（3）分析减压系统的流相（单相流/两相流）（4）针对有未安装安全法保护但在操作时又可能因为工艺故障而超压的设备要进行分析；（5）分析爆破片和安全阀串联安装的部位；（6）分析用爆破片来放空爆炸产生的高压（如过氧化物的分解）的部位，分析其尺寸与容器的容量和设计的适应性；（7）分析安全阀的压力设置和尺寸的正确性；（8）分析泄放装置的输入输出管道是否适当；（9）

18、分析放空、安全阀、爆破片的排放位置能否避免对设备和人员造成危险已经以及泄压装置的放空（如爆破片和安全阀之间）是否处于安全位置；是否安装了灭火器；（10）泄压装置所处的位置，当它打开是工艺流体是否能继续使关键设备冷却（如蒸汽过热器）；（11）分析火炬、燃烧炉、热氧化器联锁或熄灭后有何影响，如果火炬气体压缩机被联锁会有什么后果；12）检查有否可靠的火炬熄灭检测装置和可靠的点火系统；13）分析火炬、燃烧炉、热氧化器或洗涤器停止运行需要采取的措施和使排放量最小直到系统恢复的操作程序；（14）分析火炬、泄料、排气系统经过置换、密封或其他保护以防止空气进入的措施；（15）泄放装置能否承受放出物质或其他物质

19、（如腐蚀、自冷作用、变脆）的破坏作用；是否在泄放装置内部导致堵塞；（16）检查拆除、测试和替换放空、真空调节阀、安全阀和爆破片时规定和要求；（17）检查一个或多个泄放装置。失效后的操作有无规定和措施（如拆除、替换、或修理）；（18）检查火炬、泄料、排放系统能否对付过压的情况（包括公用系统失效）及并分析工艺过程排放到这些系统的最坏情况；（19）检查是否是独立的冷却和增湿泄放系统；安全阀是否直接排放到合适的系统；3）管道和阀门（1）管道是否符合工艺条件的要求，考虑：1）与工艺物料和其它物料的相容性（如腐蚀和防腐）；2）与清洗剂和清洗方法相容性；3）正常压力和温度；4）过压（如热膨胀、液体气化、泵出

20、口关闭、压力调节阀故障）；5）高温（如上游冷却器走旁路）；6）低温（如冬天、使用冷却剂）；7）循环条件（如振动、温度、压力）；8）管道特别易受外部腐蚀（如管道材质、管道保冷）、位置（如浸在水池中）或环境（如盐水喷淋）；（2）分析在正常和非正常操作条件下促使管道发生故障的特殊因素；（3）能否减小管道的尺寸或长度使其中的危险物的量最小；（4）分析安装在管道上的泄放装置当其中的流体发生热膨胀（如氯）时会使法兰分开或损坏垫片的可行性；（5）管道系统是否有防冻保护，特别是冷水管道、仪表连接、一端不流动的管道（如备用泵的管道）；管道系统中的物料能否完全排尽；（6）检查有否热膨胀和振动对管道系统的强度和移动

21、进行的分析和管道系统的支撑和指示的合适程度；（7）检查分析用橡胶管和其他可弯曲管道连结的系统和软连结的强度能否满足使用条件；（8）检查蒸汽管道的疏水和排空；（9）检查可能会堵塞的管道并分析这些管道的堵塞会产生的危险；（10）检查开、停车过程中对那些管道进行冲洗和置换；（11）要确认对哪些流经管道的物料必须进行检查；（12）放空或排污系统是否还能用作其他用途;如果能，需要分析能否产生其他危险；（13）检查所有连结公用系统的工艺管道对可能存在的危险物流是否采取了适当的保护措施；1）检查有止逆阀或其他装置能否有效防止流体倒流回公用系统；2）检查对临时使用或不经常使用的与公用系统的连结，使用后有无可靠

22、的断开或置换措施；3）检查与公用系统的永久连结有无双重切断；（14）检查管道法兰处是否安装了防喷射装置以免喷射泄漏伤害操作工或着火；（15）检查塑料或与塑料连结的管道系统位置是否适当以避免静压升高；（16）检查组想设备或贮槽进料的辅助管道上有无远距离关闭装置；（17）管路布置能否是操作工能迅速打开旁路阀（控制阀或其他元件）；（18）检查关键阀门如何控制；（如释放装置下面的切断阀、设备的隔声阀、排污阀等）；（19）检查图纸上关键阀门有无明显标记（如紧急隔离阀、切断阀）；（20）检查必要的切断阀或双重切断阀及其安装位置；（21）检查关键阀门的执行机构，确保其即使在最坏的情况下也能使阀门关闭；（22

23、）检查阀门安装位置，尤其是关键阀门的方便操作和拆卸检修安装；（23）检查无控制介质或信号时控制阀将采取的措施；（24）控制阀故障时将导致设备或管道超过其设计极限的可能性；（25）对简单控制阀可能发生的故障，是否从设计上采取了哪些防范措施；（26）对整个装置或整个设备而言，若无控制介质或信号，某些阀门的故障位置将与他们通常的故障位置不同有无解决的措施；（27）在设备运行过程中每个自控阀门能否运行安全功能测试；4）泵（1）泵的出口压力能否超过泵壳的设计压力；（2）泵的出口压力能否超过下游设备或管道的设计压力；（3）对并行的多台泵，因为压力过高，备用泵的单向阀能否发生泄漏；（4）工况能否超过泵的设计

24、温度；（5）紧急情况下泵能否与迸料隔离；（6）工艺流体泄漏到电动机里对泵是否有危险；5压缩机（1）压缩机的出口压力能否超过壳体的设计压力；（2）压缩机的出口压力能否超过下游设备或管道的设计压力；（3）压缩机进口管道或中间设备是否有适当的防过压保护；（4）工况能否会超过压缩机的设计温度；（5）对可能破坏压缩机的波动是否有适当的保护措施；（6）紧急情况下压缩机能否与易燃物质隔离；（7）空气压缩机能否适应自润滑元件或非易燃合成润滑剂防止爆炸；（8）空气压缩机吸入口是否有防污染保护（雨水、易燃气体等）设施；（9）如果压缩机在封闭的建筑物内，是否安装有气体检测设备和通风设备；6）容器（贮槽、罐、塔等）（1）是否需要定期对所有容器进行检查及压力测试；（X射线、超声波）所有采用的检查方法能否发现破损位置、所有压力容器是否符合相应的标准、是否作了登记、是否审查了压力容器的历史记录、最近一次检查时什么时间等；2）容器的压力释放是否适当；（3）容器中的工艺条件发生波动是否会使下游设备超压；（4）如果不进行置换或吹扫，或者未用惰性气体进行保护将会导致的后果进行分析；（5）向贮