一文读懂hazop，hazop分析重点步骤详解

HAZOP分析是一种定性的风险分析方法，其益处很多，如：对分析对象（流程、设备）的隐患和可操作性进行系统、全面的评审；能对误操作的后果进行分析评价并提出相应的预防措施；能对从未发生过但可能出现的事故和险情进行预测性的评价；能改进流程设备的安全性和效率；通过分析的过程能让参与者分析对象有彻底深入的了解。HAZOP的主要目的及分析方法特点HAZOP的主要目的是对装置的安全性和操作性进行设计审查.HAZOP分析由生产管理、工艺、安全、设备、电气、仪表、环保、经济等工种的专家进行共同研究；这种分析方法包括辨识潜在的偏离设计目的的偏差、分析其可能的原因并评估相应的后果。它采用标准引导词，结合相关工艺参数等，按流程进行系统分析。并分析正常/非正常时可能出现的问题、产生的原因、可能导致的后果以及应采取的措施。HAZOP分析方法的特点首先是确立了系统安全的观点，而不是单个设备安全的观点；其次是系统性、完善性好，有利于发现各种可能的潜在危险；再次是结构性好，易于掌握。HAZOP分析一般包括下面5个步骤：①定义危险和可操作性分析所要分析的系统或活动;②定义分析分析所关注的问题；③分解被分析的系统并建立偏差；④进行HAZOP工作；⑤用HAZOP分析的结果决策。通常培训教材上会介绍这些步骤，但如何做到并没有详细内容，在这里向大家介绍亲身体会和经验。第一步，定义危险和可操作性分析所要分析的系统或活动。首先要确定分析对象的功能、范围。因为所有的危险和可操作性分析所要分析的都是一个系统在正常的运行中各种可能的偏差，清楚地定义一个系统的设计功能或正常运行是分析工作的非常重要的第一步。详细和清晰的记录这第一步工作对HAZOP分析工作是很重要的。在现实生活中很少有系统是完全孤立的。绝大多数系统是和其他系统相连或相互作用的。通过清楚地定义一个系统或运行的范围或边界，可以避免忽略边界附近重要系统的组成部分;也可以避免囊括不属于这个系统或运行的组成部分从而避免混淆问题或浪费资源。第二步，定义分析需要关注的问题。需要关注的问题包括安全问题、环境问题、经济问题等。危险和可操作性分析可以聚焦在一个间题或风险上，也可以同时聚焦在几个问题上。在分析的时候还需要考虑可接受的风险限度。第三步，分解被分析的系统并且建立偏差。在整个HAZOP团队集中开会之前，HAZOP团队的LEADER和记录员应该作一些积极的准备工作来确保团队开会的时间得到充分的利用。这些准备工作包括:定义系统的组成部分(流程的节点)、建立可信的偏差、建立HAZOP工作表。一个有结构的HAZOP分析的规程是遵照特殊的引导词的方法。有两种方式识别偏差:参数方法和设计意图方法。参数方法讨论节点设计意图，选择相关流程参数，然后将引导词与参数结合，创造偏差。设计意图方法是团队领导从设计意图创造偏差。设计意图方法是团队领导从设计意图中提炼出关键的外在特征和参数，创造潜在的偏差。第四步，进行HAZOP工作。系统的HAZOP分析工作的流程为:（1）介绍分析团队成员。（2）描述这个HAZOP的过程。（3）确认节点1。（4）分析团队确立节点1的设计意图。（5）对节点1应用第一个偏差，并且问分析团队，“这个偏差的后果会是什么？”允许团队成员花一点时间来考虑这个系统偏差的问题。有时候可能需要允许提示来促动讨论。如果这个偏差不会导致事故，对第二个偏差重复这一个步骤。如果讨论的偏差不会导致事故，就没有必要考虑原因或安全装置。（6）当分析团队讨论完这个偏差所可能导致的所有需要分析的事故后，将讨论转为考虑那些造成偏差的原因。（7）辨识用来防止和延缓系统的偏差的工程装置和管理控制。分析团队的讨论应该包括考虑到这些装置和控制可以是防止性的(即它们帮助防止偏差的发生)或延缓性的(即它们帮助减轻那些偏差所导致的事故的严重性)。（8）如果分析团队认为对一些系统的偏差的安全装置不够充分，分析团队就必需提出推荐建议。防止和延缓系统的偏差包括安全装置的数量，类型和有效性。（9）总结对这个偏差所收集的信息。（10）对这个节点所有的偏差重复步骤"(5)”到“(9)”。（11）对所有的节点重复步骤+(3)”到“(10)”。以上的工作内容，全部要记到工作表中。记录员负责文档的建立。咨询公司一般采用专门的HAZOP记录软件，如HazardReview-Leader,PHA-Works,PHA-Pro等。其中HazardReview一Leader是美国ABS(美国船级社)专门进行危险辨识设计的软件，它会议记录方便，确保措词一致。第五步，运用HAZOP分析的结果进行决策。HAZOP分析的结果可用来决策。首先，要根据HAZOP分析的结果来确定被分析系统的风险的可接受性,即系统有没有符合预先设立的风险的可接受性标准一般可采用风险矩阵的方法,并根据以分析的结果来确定对这个系统的风险的最大贡献的组成部分子系统或步骤。这些子系统或步骤是考虑改进机会的最主要的对象。其次,对系统风险的最大贡献的子系统或步骤提出具体的和切实可行的改进建议,例如设备改进、操作程序改进。行政措施改进。譬如，预防性的维修计划、人员培训等。同时也要估算贯彻昂贵或较有争议的改进建议对未来运行的影响，对贯彻这些建议作费用效益比较;在比较时，不要忘记考虑贯彻这些建议的整个生命周期的效益和费用。另外，HAZOP分析如果在跟踪措施责任上缺乏沟通，那么其效果会大大降低。HAZOP分析产生大量的工作表，其中掩藏了许多重要的条款，所以总结报告是很重要的。总结报告应能够告诉读者分析的目标、范围，描述完成了什么，最重大的发现是什么。HAZOP跟踪要分配到人和部门。最有效的沟通是来自最高管理层，分析团队要准备给最高管理层一个有效的报告，这个报告要鲜明地体现出管理层要承诺和决策的行动。什么是HAZOP?危险和可操作性分析偏差（事故状态）指一个工艺系统里，工艺参数偏离正常值的波动范围。例如：过高或过低的流量/温度/压力/液位/组分等。定义偏差=引导词+工艺参数偏差（事故状态）偏差=引导词+工艺参数工艺参数事故状态（偏差）高流量低流量高液位低液位维护等偏差哪些原因会引起下列偏差？每个原因会有那些后果？如何避免事故的发生？问题请对低流量、低液位进行分析什么是HAZOP？右图闪蒸罐闪蒸后，气体从顶部送火炬，液体从下部进入下游工艺系统。液位调节回路控制液位；罐内压力过高将报警和SIS切断进料。请对此系统进行HAZOP分析HAZOP举例是针对设计PID图纸和设计资料，召集工艺/生产/安全等各专业的工程师，在组长引导下，识别每一个工艺系统可能出现潜在事故，分析产生这些事故的原因、后果、控制措施，并提出改进意见的审核会议。什么是HAZOP?HAZOP定义什么是HAZOP?HAZOP组长；记录员；业主代表（工艺/生产/安全/仪表/设备等）；设计院代表（一般为工艺）专利商代表（一般为工艺）；其他兼职专业工程师（来自HAZOP进行地点所在单位）；取决于项目实际情况（现役装置，或设计阶段装置等）HAZOP参加人员HAZOP分析流程假设控制措施不存在；识别潜在偏差和原因；识别潜在后果（假设没有措施）；风险分析（发生可能性，和后果严重性）；识别出现有控制措施；进行残余风险分析；评估现有措施是否足够，是否需要改进意见。HAZOP的意义优点系统、详细地检查设计里存在的遗漏和错误；优化工艺和提高系统可靠性；多专业汇聚；头脑风暴；定性分析强。HAZOP分析的局限性仅“检查”图纸，不能事先“策划”全厂性的问题；--必须与其他安全分析组合。局限性HAZOP分析的局限性局限性仅考虑一种“失效”工况；耗时长，对项目进度有影响；侧重技术，易忽视人为失误；容易忽略“可能性低但后果严重”的隐患；定量分析不足。波帕尔毒气事故MIC储罐安全起跳的时候夜班换班后,交接混乱；储罐冷冻系统不动作；光气洗涤系统不动作；光气火炬焚烧系统熄火；HAZOP节点划分HAZOP分析的节点划分问题右图可分为几个节点？划分原因HAZOP是非常耗时和具体的“检查”工作；必须把装置分解成更小系统进行HAZOP。划分流派按照管线和设备划分；按照工艺系统划分。HAZOP分析的节点划分按照管线和设备划分把每一根管线作为节点；把每一个设备作为一个节点。优点：HAZOP研究非常详细缺点：节点多，HAZOP报告可读性差原因/后果/措施/建议等问题讨论，经常在节点外。HAZOP分析的节点划分按照工艺系统划分把一个工艺系统作为节点；如蒸馏，压缩机，吸收，合成等系统优点：HAZOP都在一个工艺系统内探讨问题。节点少，报告可读性强。缺点：HAZOP组员需要对该系统工艺很熟悉。易遗漏一部分重要性低的管线。蒸馏系统HAZOP分析的节点划分把其中一个工艺系统作为节点，进行HAZOP分析；完成一个工艺系统后，在考虑几个系统并联后，可能产生的问题。并联工艺系统HAZOP分析的节点划分管道/设备/仪表工程师，把节点看成一根根管线、一个个设备、和一个个仪表回路；只有工艺工程师，把HAZOP节点看成一个工艺系统。节点的一个偏差讨论完后，再进行另一个偏差；HAZOP节点一般问题HAZOP分析的节点划分对其他系统造成后果的，应在该系统的节点讨论；详细设计的小变更，和系统界面之间HAZOP，节点可考虑按管线划分；如工艺系统非常复杂，组员对工艺不熟悉，可把工艺系统划成更细的工艺系统。HAZOP节点一般问题如下LPG混合气制备系统，可以分成多少个节点？HAZOP分析的节点划分HAZOP分析的节点划分Slide27HAZOP记录格式备注HAZOP记录可采用EXCEL，并有各公司定义格式；可采用国际通用软件，DYADEM公司的PHA–Pro8。HAZOP练习1HAZOP练习1压力为3.0MPaG，温度为45oC的甲醇溶液，进入罐A闪蒸。闪蒸后的驰放气送往下游压缩机系统，进行回收。闪蒸后的甲醇溶液，通过液位控制回路调节，进入下游压力为0.2MPaG的甲醇收集罐B。罐A和罐B的距离约为500米。甲醇从罐A送往罐B的管路上，与另外一股并联系统过来的甲醇混合，同时进入罐B进行收集。罐A和罐B容器的顶部，均安装有按照最坏泄放工况设计的安全阀。当罐A的液位“高高”时，独立的联锁信号LSHH将会报警，并联锁停下驰放气下游的压缩机。试对此系统进行HAZOP分析。HAZOP分析的注意问题记录员记录员必须具有工艺背景；记录员必须理解分析内容和组长的意思，自行输入；记录员一般不能参与讨论；打字速度快，最好专职。HAZOP分析的注意问题方法论问题首先分析造成事故的原因；再考虑事故的后果；之后，再考虑现有措施；最后，提出改进意见。进料上游为高压系统，洗涤塔为低压。试对进料调节阀故障进行HAZOP分析HAZOP分析的注意问题原因按数字顺序，列出各原因1,2,3等；后果按对应原因，列出分序号1.1，1.2等；编号问题现有措施按对应后果，列出分分序号1.1.1，1.1.2等；改进措施所有建议，按照统一的阿拉伯数字顺序：HAZOP分析的注意问题硬件上：设备，管道，仪表，设计，施工，材料；软件上：技术参数，DCS/SIS程序，工作指令；人为失误：领导，操作工，维护工；外部因素：公用工程，自然灾害，故意破坏等。出现偏差的潜在原因HAZOP分析的注意问题对上游系统的影响；对下游系统的影响；对自身设备/系统的影响；对装置、全厂的影响；一个原因可能有多个后果；每一个后果都必须识别。后果故障/失误发生时注意问题：不能混淆原因和后果，上图“塔”压力低不是“泵”高流量的原因HAZOP分析的注意问题控制措施和改进意见-“分层保护”原则HAZOP分析的注意问题控制措施和改进意见按“分层保护”原则，识别和记录；工艺稳定性；DCS系统；SIS系统；过压保护；设备本质安全措施；围堰、报警、逃生、应急等减缓措施控制措施并不是到达“人”，就是安全的！HAZOP分析的注意问题控制措施和改进意见从上游系统控制；从下游系统控制；从全厂进行控制；从设计本身进行控制。HAZOP分析的注意问题控制措施和改进意见不同后果，可能对应不同的控制措施。改进系统设计，降低危险发生可能性、后果严重性；培训、程序、行政措施–消除人为错误；HAZOP分析的注意问题控制措施和改进意见不能解决的严重问题，建议会后专门研究。HAZOP只提出问题，不解决问题；不能以进度为由，拒不执行改进意见。HAZOP分析的注意问题纪录问题标明节点工艺意图，图纸和设备编号；标明所有动设备、静设备、仪表、阀门的位号；按上、中、下游、全厂顺序记录后果；按分层保护原则记录。HAZOP分析的“偏差”偏差–火灾：火灾气体探测系统消防系统；安全阀泄压工况；火炬设计工况；系统隔离；紧急泄压；邻近设施的影响。偏差–管线或设备破裂：上下游是否需要破管保护？；系统是否可以远程隔离？是否可以转液？是否有围堰围坝？是否有移动泵和临时管线？是否有溢油清理设施？HAZOP分析的“偏差”偏差–维护：人孔；止回阀；水冷器；SIS仪表；安全阀；压力管道/容器；管线设备腐蚀。带安全功能的设备，必须进行定期维护防爆配电箱面板紧固螺栓缺失防爆配电箱面板紧固螺栓缺失偏差–维护爆炸前的油库爆炸后的油库罐区设计：严格遵循IEC51611分层保护原则事故原因：缺乏维护、调校，导致层层故障偏差–开停车：置换；升压；升温；放空/紧急泄压；中间罐/产品罐/仓库；开停车顺序；紧急停车的逻辑；泄压/排放/降温等。注意部分装置停车是否需要氮气等安全系统？氮气等安全系统是否可靠？HAZOP分析的“偏差”安全隔离；过压保护；火炬系统；DCS系统；SIS系统；排水水系统；废液收集系统；生产污水系统；地下水污染；焚烧系统；平面布置；压缩机空气系统；氮气系统（安全系统）蒸汽系统；水、电、汽、气中断；工艺装置界面；作业许可证；应急管理程序等。HAZOP分析的“偏差”全厂性问题HAZOP策略HAZOP分析对象和时间现役装置改、扩建项目新建项目初步设计新建项目详细设计分析对象现役装置改动很困难工艺包阶段资料不全初步设计商对工艺不了解详细设计会延误进度时间难点HAZOP对象和时间P&ID定稿后。或基础设计审查前。新系统、成套设备、变更、界面等资料具备时。或批准作为施工前。随时进行。由变更管理程序，确定HAZOP。初步设计阶段详细设计阶段现役装置HAZOP对象和时间1.HAZOP策略难点：承包商和正确时间点的选择专利商和初步设计承包商为不同公司专利商和初步设计承包商为同一公司原始设计现役装置工艺包设计阶段初步设计阶段初步设计阶段生产阶段资料潜在不全承包商潜在抵制专利商参与，但设计潜在混乱改动困难，无专利商，容易忽略原设计意图HAZOP需要的资料资料组建HAZOP队伍2.HAZOP准备工作HAZOP程序进行HAZOP分析记录完成HAZOP报告6.跟踪HAZOP程序1.1运营装置HAZOP--组长；--技术秘书；--工艺工程师；--生产/维护工程师；--工艺安全工程师；--仪表工程师；--其他专业兼职工程师。1.2设计装置HAZOP--组长；--技术秘书；--业主代表（生产、安全、维护等）；--设计院代表（工艺、仪表等）；--专利商代表（工艺）；--其他专业兼职工程师。现役装置、工艺包、BED、DED等不同阶段，将影响HAZOP队伍组成；不同的项目架构，也将影响HAZOP队伍组成。1.组建HAZOP队伍2.HAZOP准备工作HAZOP程序2.1硬件方面--工艺说明；--工艺流程图PFD--带控制点管道仪表图P&IDs；--因果图；--设备/仪表/安全阀等数据表；--工厂/设备布局图；--会议室；--投影仪、钢笔、色笔、黑板等。2.HAZOP准备工作HAZOP程序2.2软件方面--工艺设计意图；--节点分布；--装置上下游界面条件/工艺；--全厂性的工艺/公用工程考虑；--专利商/设计承包商的特殊考虑。如图，603IC1124，603LI1161，回流等的设计有何特殊考虑？HAZOP程序进行HAZOP分析HAZOP程序4.记录描述节点的工艺，图纸，设备，参加人员等标出HAZOP讨论的所有“设备/仪表/管线”的位号偏差的每个原因单独列出后果要对应到具体的原因标明每个行动负责人HAZOP组长每天审核记录每个节点的记录交组员审核HAZOP程序5.编制报告封面目录简写人员介绍项目简介HAZOP方法HAZOP记录主要的问题和建议附件：标识的P图纸，因果图等6.行动跟踪确立跟踪负责人制定行动计划领导月度会议跟踪HAZOP记录HAZOP组长注意问题人机界面确保会议室宽敞明亮；确保一套A1或A2的PID和PFD图纸，挂在墙壁上；位于主席台附近的一张黑板/白板；投影仪位置正确，显示清晰；技术秘书有完整的电子版设计图纸和设计资料；HAZOP组长注意问题人机界面确保人手一册A3图纸和资料；每人一张桌子；人手一套色笔、铅笔、钢笔；关闭手机；不准吸烟；专兼职人员有足够的空间。HAZOP组长注意问题第天会议是否有领导要对HAZOP做讲话；介绍自己；让每个组员介绍自己(职位、专业、经验等)；确保每个组员知道如下重要事项；建筑撤退路线；厕所和茶水厅位置；休息时间和午餐安排等HAZOP组长注意问题第天会议介绍每天HAZOP开始和结束时间；请业主工程师介绍整个项目情况；请工艺工程师详细介绍第一个HAZOP的节点；控制会议进度，使每个组员进入状态。HAZOP组长注意问题个人技巧采用正确版本的图纸；采用引导词前，确保组员完全了解节点的工艺；考虑“偏离设计意图”的偏差；确保偏差的危险是可信的；不考虑“两个或以上的偏差”，除非“非常可能”；HAZOP组长注意问题个人技巧阻止加快HAZOP速度，以加快进度压力；鼓励组员参与讨论；阻止部分组员开小会；把讨论的话题控制在节点内。HAZOP组长注意问题改进意见消除隐患的预防措施为主，降低后果严重性的减缓措施为辅；复杂的仪表系统，可能导致频繁的误停车，并招致大量维护和调试的成本；过度设计的系统，如果缺乏维护的调试，可能比原有设计更不可靠；HAZOP组长注意问题改进意见多考虑具有生产经验的组员的意见；繁杂的设计，可能会在生产实际中被丢弃不用，或甚至产生额外的危险。HAZOP练习HAZOP练习2LPG混合气制备系统HAZOP练习2如图所示，压力5.3MPaG，温度25oC的LPG，进入LPG蒸发器加热到约150oC，进行气化（超临界）后，在混合器与加热到约140oC的高压氮气（约5.3MPaG）进行混合以降低LPG气体热值。混合后的气体：氮气76%，LPG24%，温度105oC，压力5.1MPaG。混合LPG气体进入缓冲罐后，分成5路送往五台煤气化炉，与纯氧燃烧作煤气化炉点火升温用途。混合气体里LPG含量过高，将会导致热值过高烧毁煤气化炉烧嘴；过低，将会导致煤气化炉过氧。；PG加热后，将处于超临界状态；缓冲罐的混合LPG，静置时间过长，将可能分层或析出；乙二醇蒸发器由1.0MPaG，180oC低压蒸汽加热气话后，在LPG蒸发器加热和气化LPG。注意LPG流量将根据工艺要求和气化炉数目不同，在100~5,000kg/h之间波动。试对此工艺装置进行HAZOP分析。LPG混合气制备系统HAZOP练习3原油段塞流捕集器系统HAZOP练习3上图所示，从另外一个平台过来的原油，通过一根长约10公里的、设计压力为3.0MPaG的6英寸海底管线，经压力回路PIC9022减压后，进入段塞流捕集器V-2412的油水气三相分离池进行油水气分离。气体通过压力调节回路PIC2405，送往火炬系统焚烧。水从底部的管线，经油水界面仪调节回路LIC2401控制，把水从底部排往废水处理系统。油从顶部溢流进入集油池，并经液位调节回路LIC2402控制，进入下游进一步进行油水分离。段塞流捕集器正常操作压力为0.9MPaG，设计压力1.3MPaG。该系统在运行过程中出现的主要问题，是PV2401A过大，一打开就开度过大，造成原油管线的气体出现严重的段塞流，对段塞流捕集器造成严重冲击，并造成火炬系统出现火雨，及下游的废水处理系统和油水分离系统的瞬时处理量超过设计负荷。同时，油水界位仪LI2401由于设计错误，导致长期搁置而造成油水分离系统工艺混乱。请针对上述实际问题，进行HAZOP并提出改进意见原油段塞流捕集器系统