(27)--5.4 危险与可操作性分析.ppt

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1、危险与可操作性分析危险与可操作性分析教学目标能够解释HAZOP的含义能够掌握HAZOP分析过程能够使用HAZOP分析工艺危险案例1：炼油厂爆炸事故2 0 0 5 年 3 月 2 3 日 1 3 时 2 0 分 左 右,英 国 石 油 公 司(B P)位 于 美 国 德 克 萨斯 州(Te x a s)的 炼 油 厂 异 构 化 装 置 发 生 了 严 重 的 火 灾 爆 炸 事 故,事 故造 成 1 5 名 员 工 丧 生,1 8 0 余 人 受 伤 ，直 接 经 济 损 失 超 过 1 5 亿 美 元。事故原因分析分 馏 塔 塔 底 设 有 1 个 液 位 计，可 以 检 测 塔 内 液 位

2、并 将 数 据 传 送 给 控 制 室。同 时，塔 内 设 有 高 液 位、高 高 液 位 报 警 系 统，超 出 规 定 液 位 时，控 制 室 将 有声 音 报 警。事 故 发 生 时，高 液 位 报 警 触 发，但 是 高高 液 位 报 警 失 灵 了，原 因 是 高 高 液 位 报 警 器 发 生 故障，且 塔 底 没 有 安 装 其 他 液 位 指 示 或 者 自 动 安 全 设施。案例2：平台爆炸事故1 9 8 8 年 7 月 6 日 2 2 时，英 国 北 海 P i p e r A l p h a 平 台 天 然 气 生 产 平 台发 生 爆 炸，大 火 燃 烧 7 天 终 被

3、 扑 灭，造 成 1 6 5 人 死 亡，合 计 经 济 损 失3 4 亿 美 元。事故原因分析P i p e r A l p h a 平 台 设 置 有 燃 气 检 测、报 警 及 一 些应 急 系 统，但 在 爆 炸 一 开 始 就 被 摧 毁，不 起 作 用。尽 管 爆 炸 之 前，在 控 制 室 曾 有 天 然 气 报 警，但 没 有引 起 应 急 关 闭 系 统 的 启 动。应 急 消 防 泵、水 喷 淋 系统 等 都 没 起 作 用，其 原 因 是 当 时 消 防 泵 正 处 于 手 动启 动 状 态，当 盲 板 处 大 量 的 冷 冻 液 涌 出 时，消 防 泵不 能 自 动 启

4、 动，导 致 此 次 重 大 事 故 的 发 生。案例3：油库爆炸事故2 0 0 5 年 1 2 月 1 1 日 凌 晨 英 国 邦 斯 菲 尔 德 油 库 由 于 充 装 过 量 发 生 泄 漏，并 最 终 引 发 爆 炸，火 灾 持 续 5 天，造 成 4 3 人 受 伤，2 0 余 座 大 型 储 油 罐烧 毁、直 接 经 济 损 失 2.5 亿 英 镑。事故原因分析斯 菲 尔 德 油 库 液 位 计 量 系 统 发 生 故 障，储 罐 装 满 时，液位 计 显 示 的 液 位 位 于 储 罐 2/3 处，导 致 报 警 系 统 没 有 启 动，储 罐 独 立 的 溢 流 防 护 系 统

5、 也 未 能 自 动 开 启 切 断 储 罐 的 进 料阀 门，油 料 从 罐 顶 溢 出，油 料 挥 发 形 成 蒸 气 云，遇 明 火 发生 爆 炸 火 灾。事 故 调 查 委 员 会 认 为 加 强 预 防 性 保 护 手 段，应 该 提 高 该 系 统 的 可 靠 性，并 提 供 有 效 的 方 法 去 分 析 和 评价 其 可 靠 性。此类事故发生原因理想状态危害或风险不同类型保护层此类事故发生原因危害或风险不同类型保护层事故现实状态瑞士奶酪模型如何降低此类事故发生概率？危险与可操作性HAZOP分析定 义HAZOP分析方法危 险 与 可 操 作 性 分 析 H A Z O P 方 法

6、 是 通 过 使 用 一 组 引 导 词（比如 流 量 偏 高/偏 低、压 力 偏 高/偏 低 等），对 生 产 工 艺 或 操 作 进 行 结构 化 和 系 统 化 的 审 查，来 全 面 和 系 统 地 辨 识 工 艺 装 置 设 计 和 运 行 中可 能 存 在 导 致 安 全 或 操 作 问 题 的 缺 陷，并 评 估 所 采 取 的 安 全 措 施 是否 足 够 和 适 当，如 果 不 足 或 欠 缺，则 进 一 步 提 出 应 采 取 的 安 全 措 施或 建 议。因 而，H A Z O P 分 析 也 被 定 义 为：对 生 产 工 艺 系 统 危 险 性 与 可 操 作性 的

7、严 格 检 查。何时进行HAZOP分析？H A Z O P 分 析 既 适 用 于 设 计 阶 段（检 查 偏 差，即 危 险 是 否得 到 控 制），又 适 用 于 现 有 的 生 产 装 置（装 置 运 行 一 段 时间 安 全 性 如 何）。设 计 阶 段：工 艺 设 计 基 本 完 成，P&I D 已 经 出 来。运 行 阶 段：工 艺 技 术 改 造 时 分 析 有 无 新 的 危 险。HAZOP分析工作流程选择某设备选择某节点阐述设计及操作原意选择某引导词讨论可能的原因及后果影响识别现有安全防护措施建议整改措施更多引导词？更多节点？更多图纸？不足够是记录工作成果否否完成否是是节点点

8、：指指具具有有确确定定边界界的的设备（如如两两容容器器之之间的的管管线）单元元，对单元元内内工工艺参参数数的的偏差偏差进行分析。行分析。引引导词：用用于于定定性性或或定定量量设计工工艺指指标的的简单词语，引引导识别工工艺过程的危程的危险。原原因因：发生生偏偏差差的的原原因因；一一旦旦找找到到发生生偏偏差差的的原原因因，就就意意谓着着找找到到了了对付付偏偏差差的的方方法法和和手手段段，这些些原原因因可可能能是是设备故故障障、人人为失失误、不不可可预料料的的工工艺状状态（如如组成成改改变）、外界干外界干扰（如（如电源故障）等。源故障）等。后后果果：偏偏差差所所造造成成的的结果果。后后果果分分析析时

9、假假定定发生生偏偏差差时已已有有安安全全保保护系系统失失效效；不不考考虑那那些些细小的与安全无关的后果。小的与安全无关的后果。安安全全防防护措措施施：指指设计的的工工程程系系统或或调节控控制制系系统，用用以以避避免免或或减减轻偏偏差差发生生时所所造造成成的的后后果果（如如报警警、联锁、操操作作规程等）。程等）。节点的划分一 个 设 施 往 往 由 很 多 张 P&I D 图 构 成，为 了 便 于 H A Z O P 分 析，我 们需 要 对 设 施 进 行 有 机 的 分 割，使 H A Z O P 分 析 达 到 既 完 整 又 具 体。如 果分 析 节 点 分 得 太 小，会 加 大 工

10、 作 负 荷，导 致 大 量 的 重 复 工 作；如 果 分 析节 点 分 得 太 大，会 使 H A Z O P 的 结 果 产 生 重 大 的 偏 差，甚 至 会 遗 漏 部 分结 果。一 般 地 按 照 工 艺 流 程 从 管 线 进 入 或 P&I D 图 的 分 隔 点 开 始（阀 或 设 备）继 续 直 到 设 计 意 图 发 生 改 变 的 地 方 或 继 续 直 到 关 键 参 数（流 量、压 力、温 度）发 生 改 变 的 地 方 或 继 续 直 至 下 一 个 设 备原始引导词原始引导词工艺偏差无完全否定设计意图过多任何相关物理性能数量上的增加过少任何相关物理性能数量上减少

11、以及/伴随任何相关物理性能性质上的增加一部分任何相关物理性能性质上的减少逆向和设计意图有逻辑上的背离除此之外全部替代基本引导词/偏差原始引导词基本引导词/偏差引导词流量温度压力液位无无流量过多过多流量过高温度过高压力过高液位过少过少流量过低温度过低压力过低液位以及染污液击一部分成分减少逆向倒流其它气窜泄压/真空可能原因分析LAHLCV21 21 22 21 22PCV21 23PCV23 mile corridor4”N26”LICPropane vaporiser10 m3,37C,11.5 bar gLTLTLAHHLI16”16”6”PICPTPALPAL14”6”mile dist.1

12、4”PICPT16”FICFT11.5 bar gPAL390 psigFlare header10”PT2122偏差偏差可能原因可能原因无/低流量控制回路故障导致LCV21关小PSV故障打开PCV23上游单向阀损坏控制回路故障导致PCV23关小控制回路故障导致FV关小控制回路故障导致PCV21关小可能原因分析控制回路故障：控制回路：传感器+控制系统+调节阀1.传感器故障，比如液位计失灵、误读数2.控制系统故障3.调节阀故障，比如阀门卡住、不能动作后果和安全措施分析 引导引导词词可能可能原因原因后果后果安全措施安全措施REC#建议号建议号改善改善建议建议无/低流量如果LT21故障读数高，导致L

13、CV21关小上游V-10液位上升，可能导致满罐超压；下游V-20液位下降，导致压力下降，最后供气中断LAH12LAHH13联锁关断ESDV11PAL22,PAL21如果PSV故障打开V-02压力下降PAL22,PAL21PCV23上游单向阀损坏同上如果PT23故障读数高，导致PCV23关小V-02压力上升，可能超压PCV21自动调节控制其它用户正常使用R1建议在PT21/PT22上增加PAH21/PAH22如果FT故障读数高，导致FV关小V-02压力上升，可能超压PCV21、PCV23自动调节控制其它用户正常使用参考R1如果PT21故障读数高，导致PCV21关小V-02压力下降，最后供气中断PAL22高流量如果LT21故障读数低，导致LCV21开度过大V-02液位上升，液相丙烷进入客户管网，导致超压LAHH22联锁关断P11A/BR2建议在LT22上增加LAH，并通往CCR如果PT23故障读数低，导致PCV23开度过大下游用户超压没有发现R3在PCV23上游增加ESDV，由PCV23下游新增加的PT，产生PAHH联锁关断ESDV如果PT21故障读数低，导致PCV21开度过大V-02压力上升，可能超压没有发现参考R1后果、现有措施和建议需要全盘考虑小结pHA ZOP分析用途pHA ZOP分析工作流程Thanks!Thanks!