|
|
| HAZOP和LOPA分析和应用 |
|
|
|
|
HAZOP和 LOPA分 析 和 应 用 二 ○ 二 一 年 四 月
严 禁 吸 烟请 关 闭 手 机 或 将 手 机 置 于 振 动 位 置培 训 纪 律服 从 培 训 组 织 者 的 统 一 安 排 和 管 理 有 任 何 问 题 我 们 讨 论
HAZOP和LOPA分 析 过程 和 注 意 事 项了 解 PHA 和HAZOP HAZOP和 LOPA的 基 本 方 法 HAZOP和LOPA的 应 用 培 训 目 标本 课 程 结 束 后 ， 学 员 可 以 了 解 ：
培 训 内 容一 、 PHA简 单 介 绍 及 应 用二 、 HAZOP介 绍三 、 HAZOP分 析 过 程 和 注 意 事 项四 、 LOPA介 绍五 、 LOPA分 析 和 应 用
一 、 PHA简 单 介 绍 及 应 用
变更管理 事故管理承包商机械完整性 培训开车前安全审查工艺安全信息 操作程序工艺危害分析符合性审计 商业机密应急预案与反应 动火作业管理员工参与工艺安全管理OSHA PSM 受限空间进入管理能量隔离
7
工 艺 危 害 分 析 （ PHA） 目 的 ：l 是 使 用 一 些 列 方 法 ， 进 行 系 统 地 工 艺 过 程 危 害 识 别 ， 评 估 和 潜 在可 能 导 致 人 员 伤 害 ， 影 响 环 境 、 财 产 和 业 务 的 火 灾 、 爆 炸 、 有 毒物 质 泄 露 释 放 风 险 ， 制 定 合 适 的 保 护 措 施 控 制 风 险 ， 是 工 艺 本 质安 全 管 理 的 关 键 要 素 ；l 在 开 展 PHA的 同 时 ， 也 是 对 工 艺 安 全 管 理 体 系 中 不 同 要 素 的 执 行 以及 执 行 情 况 的 审 核 和 检 查 ， 例 如 PSI, MOC,PSSR,操 作 程 序 ， 事 故管 理 、 培 训 以 及 设 备 完 整 性 等 要 素 ：?因 为 在 开 展 PHA时 ， 必 须 要 有 装 置 最 新 的 PSI；?对 在 役 装 置 做 PHA复 核 时 必 须 要 有 之 前 MOC、 事 故 ， 操 作 程 序 等资 料 和 信 息?在 开 展 PHA过 程 中 ， 所 有 IPL安 全 设 施 是 考 虑 完 好 起 作 用 的 情 况下 。
l 项 目 阶 段 ：?识 别 与 工 艺 过 程 相 关 联 的 潜 在 危 险 性 和 可 操 作 性 问 题 ；?风 险 等 级 的 评 估 来 分 析 设 计 的 保 护 措 施 是 否 足 够 ；?提 出 建 议 ， 最 大 科 学 限 度 地 降 低 风 险 （ ALARP）l 运 营 阶 段 ：?确 保 PSM体 系 在 运 营 阶 段 有 效 地 管 理 风 险 ；?提 出 风 险 管 理 的 优 先 级 ；?工 艺 设 施 、 设 备 的 变 更 危 害 识 别 和 风 险 评 估 ；?工 艺 系 统 出 现 故 障 或 异 常 情 况 需 要 进 行 风 险 评 估 ；l 工 厂 设 施 拆 除 或 迁 移
8
9课 题 名 称
为 何 要 在 设 计 阶 段 进 行 PHA分 析 ？ --洋 葱 模 型 安 全 管 理 是 从 本 质 安 全管 理 开 始
为 何 要 在 设 计 阶 段 进 行 PHA分 析 ？l 工 艺 装 置 的 建 设 阶 段 ：（ 预 可 研 ） 可 研 ?工 艺 包 设 计 ?（ 总 体 设 计 ） ?基 础 工 程 设 计 ?详 细工 程 设 计 ?施 工 ?试 车 （ 单 机 、 联 动 ） ?投 料 试 生 产 ?正 常 运 行
在 设 计 阶 段 考 虑 本 质 安 全 设 施 比 在 运 行 阶 段 即 省 事 也 省 钱
l 系 统 识 别 在 役 装 置 风 险 ,为 隐 患 治 理 工 作 提 供 了 依 据l 风 险 分 级 与 管 理l 为 操 作 规 程 的 修 改 完 善 提 供 依 据l 加 深 对 工 艺 过 程 的 认 识 ， 积 累 经 验l 为 操 作 人 员 的 培 训 提 供 教 材l 是 深 度 的 培 训 教 材l 完 善 工 艺 安 全 信 息在 役 装 置 为 什 么 要 开 展 PHA分 析
工 艺 危 害 分 析 （ PHA） 方 法 ：定 性 方 法 ：ü 假 设 分 析 （ What If） ： 针 对 工 艺 和 设 备 、 人 为 故 障ü 检 查 表 （ Checklist） ： 针 对 工 艺 和 设 备 、 人 为 故 障ü 故 障 类 型 与 影 响 （ FMEA） ： 主 要 针 对 设 备 、 仪 表 故 障 分 析ü 危 险 与 可 操 作 性 研 究 （ HAZOP） ： 针 对 工 艺 流 程ü 故 障 树 /事 件 树 （ FTA/ETA） ： 针 对 工 艺 和 设 备 、 人 为 故 障 和 事 故调 查ü 程 序 PHA： 针 对 高 反 应 性 工 艺 开 停 车 操 作 程 序半 定 量 ：保 护 层 分 析 （ LOPA） ：ü 在 定 性 危 害 分 析 的 基 础 上 ， 进 一 步 评 估 保 护 层 的 有 效 性 。ü 主 要 确 定 是 否 有 足 够 的 保 护 层 满 足 企 业 风 险 可 接 受 标 准 。
二 、 HAZOP介 绍
? 国务院安全生产委员会《国务院委员会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产指导工作的指导意见》（安委办〔2008〕26号）：组织有条件的中央企业应用危险与可操作性分析技术（HAZOP），提高化工生产装置潜在风险辨识能力? 2010年11月4日，国家安全监管总局与工业和信息化部发布了“关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见” ：企业要积极利用危险与可操作性分析（HAZOP）等先进科学的风险评估方法，全面排查本单位的事故隐患，提高安全生产水平；大型和采用危险化工工艺的装置在初步设计完成后要进行HAZOP分析。 ? 安监总危化〔2007〕255号? 《GB/T35320-2017》HAZOP分析应用指南
HAZard and OPerability Study 危 险 （ 害 ） 与 可 操 作 性 研 究 HAZard and OPerability Analysis 危 险 （ 害 ） 与 可 操 作 性 分 析它 是 英 国 帝 国 化 学 工 业 公 司 (ICI)于 1974年 针 对 化 工 装 置开 发 的 一 种 危 险 性 评 价 方 法 。它 的 基 本 过 程 是 以 关 键 词 为 引 导 ， 找 出 系 统 中 工 艺 过 程 或状 态 的 变 化 ， 即 偏 差 ， 然 后 再 继 续 分 析 造 成 偏 差 的 原 因 、后 果 及 可 以 采 取 的 对 策 。
课 题 名 称
1. 我 是 一 种 基 于 风 险 的安 全 分 析 方 法 ！2. 我 能 提 供 过 程 系 统 安全 性 的 证 明 文 件 ！3. 我 是 一 种 团 队 活 动 ，需 要 集 体 智 慧 ！4. 我 的 方 法 简 单 、 比 较耗 时 、 但 很 省 钱 ！5. 我 能 解 决 一 些 重 要 的安 全 问 题 ， 但 不 能 包打 天 下 ！ 1. 哪 里 会 出 错 ？2. 如 何 出 的 错 ？3. 有 何 保 护 措 施 ？我 是 谁 ？有 关 HAZOP的 几 个 关 键 词
课 题 名 称
HAZOP是 怎 么 来 的 ？ l 诞 生 在 英 国 ， 由 化 学 工 程 师 T.克 莱 兹 在 41岁 时 发 明 ；l 1963年 ， 首 次 在 帝 国 蒙 德 化 学 公 司 （ ICI） 新 建 苯 酚 工 厂 应 用 ， 在 公司 内 部 摸 索 和 应 用 了 10年 之 后 才 在 英 国 普 及 推 广 ；l 开 始 不 叫 “ HAZOP”， 其 应 用 在 ICI公 司 经 历 了 三 个 阶 段 ：n 早 期 ： “ 关 键 审 查 ” ， 寻 找 “ 工 艺 偏 差 ” 和 “ 替 代 措 施 ” （ Critical Examination） ；n 中 期 ： “ 可 操 作 性 研 究 ” （ Operability Analysis） ；n 后 期 ： “ 危 险 性 分 析 ” （ Hazard Analysis） 。
课 题 名 称
l 1974年 ， 英 国 化 学 工 程 师 协 会 （ IChemE） 举 办 过 多 次 “ 可 操 作 性研 究 和 危 险 分 析 ” 技 术 的 培 训 和 推 广l 1977年 ， 英 国 化 学 工 业 协 会 （ CIA） 首 次 发 布 “ 可 操 作 性 研 究 和 危险 分 析 实 施 技 术 指 南 ”l 1983年 ， T. 克 莱 兹 在 英 国 化 学 工 程 师 协 会 （ IChemE） 培 训 课 上 首次 命 名 为 “ HAZOP”（ 危 险 与 可 操 作 性 分 析 ）l 1983年 之 后 ， HAZOP是 英 国 化 学 工 程 专 业 学 位 的 必 修 课 之 一HAZOP是 怎 么 来 的 ？
19
克 莱 兹 教 授 写 的 世界 第 一 部 HAZOP著 作- 1983 2008 2008 20051999 HAZOP是 怎 么 来 的 ？
20
HAZOP的 魅 力 所 在l 魅 力 之 一 ： 集 体 智 慧l 魅 力 之 二 ： 引 导 词 激 发 创 新l 魅 力 之 三 ： 系 统 化 审 查l ……
21课 题 名 称
魅 力 之 一 ： 集 体 智 慧l 实 施 关 键 ： 通 过 审 查 会 议 的 方 法实 现 集 体 智 慧 ；l 依 据 和 基 础 ： 相 关 的 多 种 专 业 具 有不 同 知 识 背 景 的 人 员 所 组成 的 分 析 组 一 起 工 作 比 他们 独 自 一 人 单 独 工 作 更 具有 创 造 性 与 系 统 性 ， 能 识别 更 多 的 问 题 。 头 脑 风 暴 （ Brain Storming）HAZOP的 魅 力 所 在
22课 题 名 称
常 用 引 导 词 ： 无 、 增 加 、 减 少 、 早 、 晚 、 先 、 后 、 伴 随 、 部 分 、 逆 向 、 异 常 ……常 见 参 数 ： 流 量 、 液 位 、 压 力 、 温 度 、 组 成 、 时 间 、 速 度 、 转 速 、 频 率 …… 化 工 HAZOP偏 离 句 法 （ 组 合 法 得 到 合 理 偏 离 ） : 例 如 ： 无 （ NO） ＋ 流 量 （ FLOW） ＝ 无 流 量 增 加 （ MORE） ＋ 压 力 （ PRESSURE） ＝ 压 力 高 伴 随 （ AS WELL AS） ＋ 相 （ PHASE） ＝ 两 相 早 （ EARLY） ＋ 操 作 （ OPERATION ） ＝ 操 作 超 前
魅 力 之 二 ： 引 导 词 激 发 创 新 引 导 词 ＋ 参 数 ＝ 偏 离HAZOP的 魅 力 所 在
23课 题 名 称
引 导 词 是 打 开 创 新 思 维 的 ：引 导 词 偏 离 双 向 分 析 魅 力 之 二 ： 引 导 词 激 发 创 新 （ 续 ）? 找 到 危 险 原 因 ；? 找 到 危 险 不 利 后 果 ；? 揭 示 安 全 措 施 作 用 ；? 找 到 事 故 变 化 路 径 ；? 找 到 妨 碍 有 效 操 作 的 原 因 ；? 找 到 妨 碍 有 效 操 作 的 后 果 ；? 找 到 影 响 产 品 产 量 和 质 量 原 因 ；? 适 合 于 连 续 过 程 ；? 适 合 于 间 歇 过 程 ；? 适 合 于 设 计 阶 段 和 在 役 过 程 ；? 适 合 于 机 械 系 统 ；
? 适 合 于 电 子 信 息 系 统 ；? ……偏 离 是 故 障传 播 的 推 动 力 查 找 事 故 的完 整 传 播 路 径
HAZOP的 魅 力 所 在
24课 题 名 称
HAZOP偏 离 及 其 相 关 引 导 词 的 示 例
25课 题 名 称
HAZOP偏 离 及 其 相 关 引 导 词 的 示 例
26课 题 名 称
魅 力 之 三 ： 系 统 化 审 查 系 统 化 审 查 实 施 要 点 ： 遍 历 过 程 所 有 部 分 （ 部 件 ） ， 用 尽 所 有 可 行 的 引 导 词 。 “ HAZOP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 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 减 少 了 某 事 物 出 错 的 机会 。 ” － T. 克 莱 兹 （ 1999） HAZOP的 魅 力 所 在
27
HAZOP 分 析l 从 生 产 系 统 中 的 工 艺 参 数 出 发 来 研 究 系 统 中 的 偏 差 ， 运 用 启 发性 引 导 词 来 研 究 因 温 度 、 压 力 、 流 量 等 状 态 参 数 的 变 动 可 能 引起 的 各 种 故 障 的 原 因 、 存 在 的 危 险 以 及 采 取 的 对 策 。 l HAZOP分 析 所 研 究 的 状 态 参 数 正 是 操 作 人 员 控 制 的 指 标 ， 针 对性 强 ， 利 于 提 高 安 全 操 作 能 力 。 l HAZOP分 析 结 果 既 可 用 于 设 计 的 评 价 ， 又 可 用 于 操 作 评 价 ； 即可 用 来 编 制 、 完 善 安 全 规 程 ， 又 可 作 为 可 操 作 的 安 全 教 育 材 料 。 l HAZOP分 析 方 法 易 于 掌 握 ， 使 用 引 导 词 进 行 分 析 ， 既 可 扩 大 思路 ， 又 可 避 免 漫 无 边 际 地 提 出 问 题 。 HAZOP的 理 论 依 据 。
事 故 发 生 过 程 图危害初始事件 工艺偏离 危险事件 后果OR
什么是假定事故情景 (Scenario)?l 一 个 事 件 或 一 系 列 意 外 事 件 ， 它 们 导 致 不 希 望 的 结 果 。l 包 含 的 两 个 基 本 要 素 : ?初 始 事 件 : 事 件 的 开 始?后 果 ： 如 容 器 超 压 破 裂 , 人 员 中 毒初 始 事 件 ， Pi 后 果 ， Pc=Pi每 一 起 初 始 事 件 对 应 一 种 假 定 事 故 情 景
HAZOP分 析 案 例l 异 丁 烯 槽 罐 车 卸 车 到 储 槽 HAZOP分 析 （ 部 分 示 例 ） HAZOP 分 析 记 录 表引导词 偏 差 原 因 后 果 SL R 安 全 措 施 S2 L2 R2 建 议 项没有 4.没 有 流量 ： 从 异丁 烯 槽 车经 过 泵P101 至储 罐 V100 没 有 流 量 。 4.1槽 车 中没 有 物 料（ 卸 空 了 ） 。备 注 ： 工 厂有 地 磅 ， 不考 虑 空 车 进入 工 厂 的 情
形 。 4.1.1. 泵 会 损坏 ； 密 封 处 可能 损 坏 ， 异 丁烯 泄 漏 到 大 气中 ， 可 能 被 引燃 ， 引 起 着 火甚 至 爆 炸 ， 导致 1-2人 伤 亡 。 52 144.1.1.1. 泵 P101与 液 位 音 叉XSL1010A联 锁 ，检 测 到 泵 入 口 管道 内 液 位 过 低 自动 停 泵 。 但 是 目前 可 能 是 因 为 安装 位 置 不 恰 当 ，容 易 出 现 频 繁 报警 的 情 况 （ 必 须切 换 到 手 动 状 态才 能 确 保 正 常 生产 ） 。 5 2 14 4.1.1.1. 在 大 修期 间 ， 检 查 泵P101入 口 管 道 上的 液 位 音 叉XSL1010A的 安装 位 置 是 否 合 适 ；如 果 不 合 适 需 要调 整 ， 确 保 该 泵入 口 管 道 内 缺 液体 时 联 锁 停 泵（ 防 止 泵 损 坏 ） 。音 叉 宜 安 装 在 泵入 口 过 滤 器 和 泵入 口 之 间
认 识 几 个 HAZOP分 析 常 用 名 词l节 点ü 节 点 是 在 流 程 图 中 所 对 应 实 际 过 程 的 一 个 位 置 ， 在 该 位 置 上 可 以 通 过施 加 偏 离 进 行 安 全 分 析 。ü 或 者 解 释 为 ， 节 点 是 一 个 点 ， 在 该 点 上 的 过 程 参 数 能 够 识 别 HAZOP评价 意 图 。 节 点 一 般 由 组 长 在 HAZOP团 队 会 议 之 前 选 定 。ü 节 点 的 例 子 有 ：? 从 一 个 过 程 向 另 一 个 过 程 输 送 物 料 的 管 道 ；? 一 个 储 罐 或 反 应 器l参 数ü参 数 是 有 关 过 程 的 ， 用 来 描 述 它 的 物 理 、 化 学 状 态 或 按 照 什 么 规 律 正 在发 生 的 事 件 。ü参 数 分 为 具 体 参 数 和 概 念 参 数 两 类 ：
? 具 体 参 数 ： 例 如 ， 压 力 、 温 度 、 液 位 、 流 量 、 组 成 、 转 速 、 时 间 、 含 氧 量 等 ；? 概 念 参 数 ： 例 如 ， 反 应 、 混 合 、 汽 化 、 结 晶 、 精 馏 、 吸 收 、 萃 取 等 。理 论 依 据 ： 工 艺 流 程 的 状 态 参 数 （ 如 温 度 、 压 力 、 流 量 等 ） 一 旦 与 设 计规 定 的 基 准 状 态 发 生 偏 离 ， 就 会 非 常 可 能 发 生 问 题 或 出 现 危 险 。
33课 题 名 称
HAZOP分 析 术 语l 意 图 意 图 解 释 为 系 统 在 该 节 点 上 期 望 如 何 操 作 。 它 提 供 了 一 个 参 考 点 以便 施 加 偏 离 。l 引 导 词 引 导 词 是 一 个 简 单 的 词 或 词 组 ， 用 来 限 定 或 量 化 意 图 ， 并 且 联 合 参数 以 便 得 到 偏 离 。 常 见 的 引 导 词 有 ： 无 、 增 加 、 减 少 、 部 分 、 异 常 、 伴 随 、 逆 向 、 早 、 晚 、超 前 、 迟 后 等 。 l 偏 离 偏 离 是 对 评 价 意 图 或 设 计 意 图 的 偏 离 ， 它 们 是 通 过 系 统 地 使 用 引导 词 对 每 一 个 节 点 的 每 一 个 参 数 加 以 组 合 得 到 有 实 际 意 义 的 偏 离 。
例 如 ： 温 度 过 高 /底 ； 流 量 过 小 /大 ； 流 速 过 低 /高 ； 反 应 异 常 ； 含 氧 量过 低 /多 高
HAZOP分 析 术 语 （ 续 ）l 原 因ü 原 因 是 偏 离 发 生 的 缘 由 。ü 原 因 可 以 是 ： 设 备 失 效 、 人 为 失 误 或 外 部 事 件 。 不 是 所 有 可 能的 偏 离 都 有 实 际 意 义 。l 后 果ü 后 果 是 偏 离 所 导 致 的 结 果 。ü 例 如 ： 储 罐 压 力 超 高 导 致 有 毒 物 料 的 释 放 。l 安 全 措 施ü 在 所 评 价 位 置 的 防 止 措 施 或 减 缓 措 施 以 及 管 理 系 统 ， 该 措 施 减少 了 偏 离 发 生 的 概 率 或 减 缓 了 后 果 的 严 重 度 。ü 常 见 的 安 全 措 施 有 ： 安 全 阀 ； 报 警 系 统 ； 联 锁 。l 建 议
ü 安 全 措 施 的 行 动 用 来 防 止 或 减 缓 一 个 偏 离 的 后 果 ， 或 特 殊 的 偏 离评 估 所 需 要 的 进 一 步 的 信 息 。
三 、 HAZOP分 析 步 骤 和 过 程
HAZOP分 析 的 三 大 步 骤搜 集 资 料 开 讨 论 会 编 写 报 告
37课 题 名 称
定 义 准 备 分 析 文 档 和 跟 踪 ? 确 定 分 析 范 围 和 目 标 ；? 确 定 职 责 ；? 选 择 分 析 小 组 （ 5-7人 ） ；组 长记 录 员 组 员HAZOP分 析 步 骤
建 立 HAZOP分 析 小 组l 主 持 人 /记 录 员 ： 应 具 备 工 业 安 全 背 景 、 具 有 HAZOP分 析 经 验 的 资深 工 程 师 担 任 ；l 设 计 工 程 师 ： 熟 悉 基 本 设 计 ；l 工 艺 工 程 师 ： 熟 悉 生 产 线 、 工 艺 控 制 流 程 图 、 基 本 设 计 规 范 ；l 操 作 人 员 ： 熟 悉 标 准 操 作 步 骤 及 标 准 ；l 仪 表 工 程 师 ： 具 备 设 备 及 控 制 系 统 选 择 经 验 及 知 识 ；l 设 备 工 程 师 : 熟 悉 设 备 原 理 、 设 备 安 全 管 理 。l HSE工 程 师 ： 了 解 安 全 标 准 、 法 规 、 安 全 管 理 等 ；l 其 他 人 员 … …
HAZOP会 议 组 长l近 期 5次 以 上 组 长 经 历 ；l有 综 合 专 业 特 长 和 实 际 工 作 经 历 ；l善 于 启 发 集 体 智 慧 ；l善 于 把 握 分 析 深 度 和 进 度 ；l善 于 启 发 和 把 握 评 价 的 客 观 性 和 真 实 性 。? 从 他 人 的 立 场 看 问 题 ；? 奉 献 真 诚 的 感 激 和 赞 扬 ；? 给 予 巨 大 的 热 情 和 动 力 ； ? 尊 重 他 人 ；
? 批 评 决 不 能 过 分 ；? 给 人 们 以 好 的 声 誉 ；? 保 持 乐 观 和 公 平 的 意 识 。
课 题 名 称
定 义 准 备 分 析 文 档 和 跟 踪 HAZOP分 析 步 骤? 制 定 分 析 计 划 ；? 收 集 分 析 资 料 ；? 培 训 分 析 人 员 ；? 安 排 时 间 进 度 表 ；? 会 议 室 准 备 进 度 表
技 术 资 料
l 管 道 和 仪 表 控 制 流 程 图 （ P&ID） ；l 工 艺 原 则 流 程 图 (PFD)；l 物 料 数 据 表 或 物 料 平 衡 图 ；l 装 置 及 设 备 平 面 布 置 图 ；l 工 艺 说 明 及 操 作 规 程 、 控 制 及 停 车 原 理 说 明 ；l 管 道 数 据 表 、 设 备 数 据 表 ；l 危 险 化 学 品 安 全 技 术 说 明 书 ；l 联 锁 因 果 关 系 图 、 安 全 泄 压 系 统 方 案 ；准 备 HAZOP分 析 资 料
在 役 装 置 额 外 资 料 还 需 要 如 下 ：l 装 置 历 次 安 全 评 价 报 告 （ 包 括 HAZOP分 析 报 告 ） ；l 相 关 的 MOC记 录 ；l 历 次 事 故 （ 事 件 ） 记 录 及 事 故 调 查 报 告 ；l 装 置 的 操 作 规 程 和 相 关 规 章 制 度 等 资 料 ；l 设 备 检 定 报 告 ；l 其 它 相 关 资 料 。准 备 HAZOP分 析 资 料 - -在 役
小 组 人 员 讨 论 前 的 培 训在 HAZOP正 式 会 议 开 始 前 ， 由 小 组 的 主 持 人 负 责 对 小 组 成员 进 行 HAZOP方 法 的 培 训 ， 培 训 内 容 ：l HAZOP分 析 方 法 介 绍 ；l 一 起 热 身 来 理 解 HAZOP分 析 方 法 ；l HAZOP工 具 软 件 的 使 用 ；l 讨 论 过 程 中 注 意 事 项 等 。
定 义 准 备 分 析 文 档 和 跟 踪 ? 将 系 统 分 解 为 若 干 部 分 （ 划 分 节 点 ） ；? 选 择 某 一 部 分 并 定 义 分 析 目 的 ；? 使 用 选 定 的 引 导 词 与 参 数 构 成 偏 离 ；? 从 偏 离 双 向 识 别 原 因 和 后 果 ；? 确 定 其 中 是 否 存 在 重 大 问 题 ；? 识 别 其 中 保 护 、 检 测 和 指 示 装 置 ；? 确 定 可 能 的 补 救 /减 缓 措 施 ；? 对 建 议 措 施 达 成 一 致 意 见 ；? 实 施 “ 遍 历 ” 和 “ 用 尽 ” 双 重 循 环 审 查 。
会 议 讨 论跟 踪 记 录
HAZOP分 析 步 骤
选 择 节 点 或 操 作 步 骤解 释 工 艺 指 标 或 操 作 步 骤选 择 某 工 艺 参 数 或 任 务使 用 引 导 词 与 工 艺 参 数建 立 有 意 义 的 偏 差分 析 偏 差 的 可 能 原 因分 析 偏 差 结 果
(假 设 所 有 防 护 失 效 ) 识 别 已 有 避 免 偏 差 的可 能 原 因 根 据 后 果 、 原 因 及 保 护估 计 风 险提 出 建 议 措 施下 一 个 引 导 词下 一 个 工 艺 参 数下 一 个 节 点 或 操 作 步 骤
HAZOP分 析 步 骤
46课 题 名 称
HAZOP分 析 --常 见 工 艺 节 点 类 型 表序 号 节 点 类 型 序 号 节 点 类 型1 管 线 10 热 交 换 器2 泵 11 软 管3 分 批 反 应 器 12 步 骤 （ 八 关 键 词 法 ）4 连 续 反 应 器 13 步 骤 （ 三 关 键 词 法 ）5 塔 /槽 /容 器 14 作 业 详 细 分 析
6 塔 15 公 用 工 程 和 服 务 设 施7 压 缩 机 16 其 他8 鼓 风 机 17 以 上 基 本 节 点 的 合 理 组 合9 熔 炉 ， 炉 子 18
HAZOP分 析 --节 点 选 定 原 则l 节 点 范 围 不 能 过 粗 l 节 点 范 围 不 能 过 细 l 管 线 节 点 ： 定 义 为 物 料 流 动 通 过 且 不 发 生 组 分 和 相 态 变 化的 、 具 有 共 同 设 计 意 图 的 一 件 或 多 件 工 艺 设 备 （ 如 过 滤 器 、泵 等 ） l 容 器 节 点 ： 定 义 为 储 存 反 应 或 处 理 物 料 的 容 器 ， 在 其 中 材料 可 发 生 或 不 发 生 物 理 /化 学 变 化
HAZOP分 析 --
关 于 顺 控 流 程 控 制 工 艺 危 害 分 析 时 ， 还 需 要 对 顺 控 步 骤 的 先 后 顺 序 发生 偏 差 进 行 分 析 ， 例 如 有 的 物 料 或 催 化 剂 加 料 顺 序
HAZOP分 析 --节 点 分 析l 确 认 节 点 的 设 计 意 图 l 列 出 重 要 参 数 和 引 导 词 l 确 定 偏 差 并 记 录 l 分 析 偏 差 的 原 因 l 确 定 偏 差 的 后 果 和 风 险l 列 出 现 有 保 护 措 施 l 若 现 有 保 护 措 施 不 充 分 ， 制 定 改 进 措 施 建 议
HAZOP分 析 --风 险 矩 阵 （ 例 子 ）事 件 可 能 性 Event Likelihood ↓ 事件 严 重 性 Event Severity → 1. Low低 2. Minor较 低 3. Moderate中等 4. Severe严重 5. Major重 大1. 非常 低 可 预 见 的 事 件 是 可 信 的 ，非 常 不 可 能 发 生 ， 需 多项 失 效 例 外 情 况 ， 可 能 性 <1%1 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 2 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 3 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 4 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 5 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动2. Low低 事 件 曾 在 行 业 内 发 生 ，但 在 工 厂 生 命 周 期 内 不太 可 能 发 生 ， 需 二 个 系统 失 效 不 太 可 能发生 ， 可 能性 <30% 2 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 4 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 6 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 8 Level 1广 泛 可 接 受的按 需 要 行 动 14 Level 3较 大 的90天 内 行 动3.
Medium中 等 类 似 事 件 可 能 发 生 ， 并且 在 工 厂 曾 经 发 生 可 能 发 生 ， 可 能 性30%90% 5 Level 1等级 1Broadly Acceptable广 泛 可 接 受
的Action as required按 需 要 行 动 10 Level 2按 最 低 合 理可 行 原 则允 许 的180天 内 行动 15 Level 3较 大 的90天 内 行 动 20 Level 4重 大 的立 即 行 动 25 Level 4重 大 的立 即 行 动
51根 据 AQT3049-2013: HAZOP分 析 中 也 可 以 记 录 严 重 程 度 、 风 险 等 级
HAZOP分 析 --加 热 炉 HAZOP报 告 案 例
52课 题 名 称
定 义 准 备 分 析 文 档 和 跟 踪 ? 记 录 分 析 情 况 ；? 签 署 分 析 文 档 ；? 完 成 分 析 报 告 ；? 跟 踪 措 施 的 执 行 情 况 ；? 需 要 时 重 新 分 析 系 统 某 些 部 分 ；? 完 成 最 终 输 出 报 告 。
HAZOP报 告
HAZOP分 析 步 骤
HAZOP的 跟 踪 和 关 闭 在 HAZOP审 查 完 成 后 ， 由 项 目 经 理 等 负 责 完 成 如 下 关 闭 任 务 ：l 向 建 议 的 负 责 人 追 踪 每 一 条 建 议 的 落 实 情 况 、 关 闭 状 态 。l 召 开 HAZOP建 议 的 关 闭 会 议 ， 一 般 由 全 体 成 员 参 加 ， 对 HAZOP报 告 逐 条 进 行 验 证 。l 全 部 建 议 关 闭 后 ， 签 署 终 版 的 HAZOP报 告 ， 经 业 主 书 面 认 可 ， 该 项 工 作正 式 结 束 。l 保 留 记 录 。 要 根 据 项 目 要 求 对 HAZOP报 告 和 审 查 用 的 P&ID等 资 料 进 行 归档 保 存 。
HAZOP分 析 注 意 事 项l 初 始 事 件 （ 原 因 ） 、 危 害 或 工 艺 偏 离 和 危 险 事 件 需 要 考 虑具 体 ；l 现 有 措 施 需 要 描 述 清 楚 明 确 ；l 建 议 项 需 要 考 虑 清 楚 目 的 ；l 建 议 项 涉 及 行 动 项 不 在 HAZOP中 讨 论 ；l HAZOP分 析 中 如 果 发 现 现 有 的 SOP、 报 警 设 定 等 有 偏 差 ， 即 便是 低 风 险 也 可 以 提 出 ；l HAZOP偏 差 原 因 考 虑 中 一 般 不 考 虑 两 种 失 效 同 时 发 生 导 致 的 后果 。
四 、 LOPA介 绍
常 见 防 止 性 安 全 措 施 防 止 措 施 在 初 始 事 件 发 生 后 ， 过 程 处 于 非 正 常 工 况 或 失 控 状态 时 介 入 ， 它 的 作 用 是 当 非 正 常 过 程 条 件 消 除 时 ， 恢 复 控 制 或 取得 安 全 状 态 ， 于 是 中 断 了 事 故 的 传 播 ， 并 且 避 免 了 事 故 发 生 。防 止 措 施 举 例 ：lBPCS（ 基 本 过 程 控 制 系 统 ）l操 作 工 恢 复 工 况 的 作 用l操 作 工 响 应 报 警 的 作 用l仪 表 的 防 护 作 用l火 源 控 制 系 统l紧 急 排 放 系 统l熄 火 、 冷 却 系 统
常 见 减 缓 性 安 全 措 施 减 缓 措 施 的 作 用 是 减 小 一 个 事 故 后 果 的 严 重 度 ， 是 紧跟 在 失 事 点 后 面 的 那 些 安 全 措 施 。 减 缓 措 施 的 目 标 是 检 测 和 对 紧急 状 态 作 出 响 应 ， 其 对 失 事 影 响 的 减 缓 是 与 没 有 安 全 措 施 的 影 响相 比 较 而 定 。 减 缓 措 施 举 例 ：l释 放 用 安 全 阀l喷 水 冷 却 系 统l爆 炸 容 纳 结 构 /阻 挡 墙l火 灾 /释 放 /泄 漏 检 测 、 报 警 仪l溢 出 /气 泡 /蒸 汽 减 缓 系 统l阻 火 器 、 防 火 结 构 钢l人 员 防 护 设 施 （ 防 火 服 、 防 火 头 盔 、 过 滤 式 呼 吸 器 等 ）l紧 急 响 应 （ 人 员 逃 生 设 施 ）l冲 击 阻 力 结 构
l围 堰 、 沙 袋
关键报警与人员响应安全仪表系统BPCS：DCS及PLC等物理保护措施泄漏后的处置措施工厂应急反应社会的应急反应操作程序 预 防 措 施缓 和 措 施安 全 管 理 是 从 本 质 安 全管 理 预 防 工 作 开 始
?59
原因 Cause 后果 Consequence负面事件 IncidentBPCS控制操作程序关键报警及响应安全仪表系统SIS泄压装置吸收系统 个人防护预防事故的措施Preventative Control Measures 减缓后果的措施Mitigated Control Measures预 防 措 施 和 减 缓 措 施
危 害 识 别 与 风 险 评 估可 能 出 现什 么 问 题 ？ 出 现 问 题 时导 致 的 影 响 ？ 出 现 此 情 形的 可 能 性 ？FTAHAZOP， What-if 等 HAZOP, 后 果 分 析 等
LOPA
什 么 是 LOPA？? LOPA = Layer Of Protection Analysis?半 定 量 的 分 析 方 法 ， 简 化 的 风 险 评 估 方 法 ， 只 精 确 到数 量 级?一 种 风 险 决 策 的 工 具 ?通 常 在 HAZOP等 分 析 之 后 应 用 LOPA， 也 可 以 独 立 使 用 。?LOPA只 能 分 析 单 一 的 事 故 情 景 ： 即 针 对 某 个 单 一 原 因所 导 致 的 一 种 后 果 的 情 景 。
l 什 么 是 LOPA：?在 定 性 危 害 分 析 的 基 础 上 ， 进 一 步 评 估 保 护 层 的 有 效 性 。?主 要 确 定 是 否 有 足 够 的 保 护 层 满 足 企 业 风 险 可 接 受 标 准 。l 在 工 艺 危 害 分 析 过 程 中 出 现 一 下 情 形 ， 可 以 使 用 ： ?事 故 场 景 后 果 严 重 ， 需 要 确 定 导 致 后 果 发 生 频 率 ；?确 定 事 故 场 景 的 风 险 等 级 及 事 故 场 景 中 各 种 保 护 层 降 低 的 风 险 水平?确 定 安 全 仪 表 功 能 （ SIF） 安 全 完 整 性 等 级 ；?针 对 事 故 场 景 后 果 ， 确 定 过 程 中 的 安 全 关 键 设 备 或 安 全 关 键 活 动；
?63
原因2原因Causes 后果Consequences负面事件Incident预防事故的措施Preventative Control Measures 减缓后果的措施Mitigated Control Measures原因1原因3 后果-2后果-1后果-3领结图分析
五 、 LOPA分 析 和 应 用
65
LOPA步骤图评 估 后果 及 严重 性 确 定 事 故情 景确 定 初 始事 件 的 频率识 别独 立 保 护 层
IPL计 算事 故 情 景的 频 率风 险 决 策（ 评 估 ） 评 估 进 一步 的 措 施 危 害 识 别如 HAZOP
66
LOPA步骤图
HAZOP分 析 -- 案 例 讨 论l 真 空 系 统 （ 部 分 示 例 ） HAZOP 分 析 记 录 表引导词 偏 差 原 因 后 果 SLR 安 全 措 施 S2L2R2 建 议 项额 外 122. 额 外 组 份 ：空 气 进 入 真 空 系统 。 122.1. 大 修 清 洗 反 应釜 后 ， 对 反 应 釜 抽 真空 ， 此 时 ， 反 应 釜 内
存 在 空 气 。 122.1.1. 将 空 气 抽 入 真 空 系统 ， 真 空 系 统 内 有 甲 苯 蒸 气 ，可 能 在 真 空 系 统 内 形 成 爆 炸性 混 合 物 甚 至 发 生 内 部 爆 炸 ，导 致 1人 伤 亡 。 5 2 14 122.1.1.1. 目 前 的 做 法 ：先 对 反 应 釜 氮 气 置 换 ， 然后 才 抽 真 空 。 5 2 14 122.1.1.1.1在 SOP中 明 确 ， 当 反 应 釜R0100经 历 维 修 和 清 洗 ， 其 中 存 在 空 气的 情 况 下 ， 不 能 直 接 抽 真 空 ， 必 须 先 经过 氮 气 置 换 氧 含 量 小 于 5%（ 防 止 空 气进 入 真 空 系 统 ） 。122.1.1.1.2.安 装 含 氧 检 测 仪引导词 偏 差 原 因 后 果 SLR 安 全 措 施 S2L2R2 建 议 项
额 外 255. 异 常 流 量 ：循 环 水 从 E0500或冷 冻 水 从 E0520进入 反 应 釜 R0500. 255.1. 冷 凝 器 E0500或 E0520内 漏 。 255.1.1. 在 减 压 蒸 馏 阶 段 ，大 量 泄 漏 的 情 形 ： 水 进 入D0520， 罐 D0520满 罐 ， 水可 能 从 D0520溢 流 进 入 反 应釜 R0500， 此 时 反 应 釜R0200的 温 度 最 高 可 达200degC, 水 可 能 快 速 闪 蒸导 致 反 应 釜 发 生 爆 炸 ， 可 能导 致 多 人 伤 亡 。 5 2 14 255.1.1.1. 罐 D0520有 液位 指 示 ， 高 液 位 会 报 警 。 5 2 14 255.1.1.1. 在 罐 D0520顶 部 设 置 一 个 液位 开 关 ， 并 且 将 冷 凝 器 E0500的 进 水 管道 和 回 水 管 道 上 的 手 阀 都 改 成 XV阀 门 ，上 述 新 增 的 液 位 开 关 触 发 时 关 闭 此 两 个XV水 阀 ， 以 切 断 冷 却 水 ; 在 冷 凝 器 的 壳程 管 道 上 设 置 热 释 放 阀 ， 防 止 壳 程 的 进出 口 阀 门 关 闭 导 致 壳 程 超 压 。 需 要 在 冷凝 器 E0520也 落 实 此 建 议 项 。255.1.1.2. 增 加 联 锁 ： 当 罐 D0520液 位福 （ LI0520A） 时 ， 自 动 关 闭 反 应 器R0500气 相 管 道 上 的 阀 PV0500B。l 反 应 釜 R0500（ 部 分 示 例 ）
LOPA分 析 --所 需 要 的 主 要 资 料l 工 艺 危 害 分 析 报 告 （ 如 HAZOP Worksheets）l P&IDsl 设 计 基 础 文 件 （ 如 工 厂 平 面 布 置 图 、 安 全 阀 计 算 书 、 设 备规 格 文 件 等 等 ）l 现 有 安 全 仪 表 系 统 的 资 料 ， 包 括 ：?因 果 关 系 图 Cause & Effect Charts?安 全 规 格 要 求 Safety Requirement Specifications (SRS)
68
LOPA分 析 --小 组 成 员l 组 长 （ Facilitator） ： 对 PHA包 括 LOPA方 法 有 很 好 的 掌 握l 小 组 成 员 ：? 工 艺 ? 生 产 ? 维 护 维 修 ? 电 仪 及 自 控 ? 安 全 （ 工 艺 安 全 ）
69
70风 险 分 析 通 常 关 注 的 后 果 包 括 ：l 安 全 健 康 l 环 境 破 坏 l 财 产 损 失 l 企 业 声 誉 LOPA分 析 主 要 关 心 前 三 项 后 果LOPA分 析 --后 果
71
安 全 保 护 层 也 可 能 失 效潜在的风险 保护层
较低的实际风险 潜在的风险 保护层失效失效较高的实际风险
ALARP 原 则 （ as low as reasonably practicable）
10-7/yr 可以忽略的风险10-3/yr (workers) 10-4/yr (public)
不可接受区域ALARP 区域普遍接受的区域10-6/yr (workers) 10-6/yr (public)
LOPA分 析 --风 险 矩 阵可以容忍风险Tolerable Risk内在风险 Inherent Risk风险 保护层Layers of Protection 不考虑保护层时的后果及事故频率参照相关的标准（本公司的标准）保护层降低风险
是否需要更多安全方面的投入？
74
LOPA分析--假定初始事件的确定与描述l 识别和记录从初始事件至最终后果的各个步骤l 内在的逻辑联系：单元初始事件 …? IPLs …? 对应的后果l 后果的描述与风险标准中的描述相一致
75
后 果外 部 事 件l 外 力 损 坏l 极 端 气 候 条 件l 外 部 影 响 设 备 故 障? 控 制 系 统 故障? 机 械 故 障人 为 因 素l 操 作 错 误LOPA 分析--导致事故的初始事件
76
LOPA 分析--确定初始事件的频率l对 于 LOPA， 每 个 事 故 情 景 都 对 应 一 个 单 一 的 初 始事 件相 关 数 据 来 源l 行 业 协 会 的 数 据 ， 如 CCPSl 公 司 内 部 数 据 （ 操 作 和 维 修 积 累 的 数 据 ）l 制 造 商 的 数 据 （ 通 常 较 乐 观 的 数 据 ）
初 始 事 件 说 明 故 障 频 率 (次 /年 )BPCS 基 本 控 制 仪 表 回 路 故 障 1 x 10-1Regulator 调 节 器 故 障 1 x 10-1静 设 备 故 障 （ 如 换 热 器 列 管 穿 孔 ） 1 x 10-2泵 和 其 它 转 动 设 备 故 障 1 x 10-1冷 却 水 供 应 中 断 （ 如 有 多 台 水 泵 或 不 同 驱动 源 的 情 形 ） 1 x 10-1停 电 （ 如 有 多 回 路 供 电 的 情 形 ） 1 x 10-1安 全 阀 意 外 开 启 1 x 10-2泵 密 封 失 效 1 x 10
-1装 卸 软 管 故 障 （ 泄 漏 ） 1 x 10-1LOPA 分析--
LOPA 分析--初始事件的频率举例
LOPA分析--时间因子（Time at Risk Factor)间 歇 的 操 作假 设 卸 料 软 管 在 其 使 用 时 的 失 效 频 率 为 1× 10-1/yr, 卸 料 过程 为 2小 时 ， 每 年 卸 料 40次 , 估 算 其 失 效 频 率 ?F=1×10-1/yr ×40/yr × 2hr /8000hr/yr =1×10-3/yr
78
LOPA分析--暴露因子（Occupancy Factor)对 于 人 员 安 全 健 康 影 响 的 分 析 ， 需 要 考 虑 暴 露 因 素 。例 如 ， 反 应 器 泄 漏 有 毒 物 质 ， 如 果 操 作 人 员 处 于 一定 距 离 的 范 围 之 外 ， 并 不 会 受 到 安 全 或 健 康 的 影 响 。假 如 反 应 器 连 续 工 作 ， 操 作 人 员 每 班 （ 8小 时 ） 巡 检在 该 区 域 的 时 间 是 1小 时 ， 则 暴 露 因 子 是 1小 时 /8小时 =0.125. 需 要 乘 以 此 因 子 对 发 生 伤 害 的 可 能 性 进行 修 正 。
79
LOPA分析--引 燃 因 子Ignition Source Factor对 于 易 燃 物 的 泄 漏 ， 在 考 虑 着 火 爆 炸 的 后 果 时 ， 需 要 根 据 被引 燃 的 可 能 性 进 行 修 正 。l 泄 漏 发 生 在 远 离 工 艺 装 置 的 区 域 （ 如 罐 区 ） ： 10%l 泄 漏 发 生 在 一 般 工 艺 生 产 区 域 ： 10%， 50%， 100% 【 参 考实 际 情 况 】l 大 量 泄 漏 ， 靠 近 明 火 设 备 或 因 撞 击 发 生 泄 漏 ： 100%
80
步骤-3：找出独立保护层及其响应失效率LOPA
LOPA 分析--什 么 是 独 立 保 护 层 （ IPL） ？l IPL = Independent Protection Layer。l 是 一 个 设 备 、 系 统 或 行 动 ， 它 能 独 立 防 止 一 种 事 故 情 景 发展 成 不 利 的 后 果 。l 只 有 当 所 有 的 独 立 保 护 层 都 失 效 ， 才 会 导 致 事 故 预 期 的 后果 。l 留 意 独 立 保 护 层 与 安 全 措 施 （ safeguard） 的 区 别 。
82
83
LOPA分 析 --独 立 保 护 层 （ IPL）初始事件， Pi促成条件，Pe IPL按 预 期 起 作 用IPL不能预期运行 由 于 IPL的 存 在 , 后 果 没 有 发 生1-PiPePf后果， PiPePf独立保护层IPL， Pf
同 时 满 足 以 下 条 件 的 设 备 、 系 统 或 行 动 ： l 有 效 性 - 能 独 立 有 效 防 止 不 利 后 果 的 发 生 。l 独 立 性 - 独 立 于 初 始 事 件 ， 独 立 于 已 经 作 用 于 本 事 故 情景 的 任 何 其 他 独 立 保 护 层 或 其 组 成 部 分 。l 能 验 证 - 可 以 核 查 检 验 ， 即 对 于 预 防 不 利 后 果 的 功 能 和FPD所 希 望 的 效 果 ， 必 须 能 够 用 某 种 方 法 加 以 检 验 。LOPA分 析 --成 为 IPL的 必 要 条 件
84
独 立 保 护 层 的 有 效 性l PFD = Probability of Failure on Demand （ 响 应 失 效率 ）l PFD = 0 ~ 1 之 间 的 无 量 纲 数 据l PFD数 值 越 小 ， 表 明 该 独 立 保 护 层 的 可 能 性 越 高
85
IPL的 独 立 性独 立 性 的 要 求 ： l 独 立 于 初 始 事 件l 与 已 经 采 纳 的 其 它 IPL没 有 关联对 于 同 一 个 安 全 措 施 ， 在 一 种事 故 情 景 下 是 IPL， 在 另 一 种 事故 情 景 下 可 能 不 是 IPL。
常 见 的 IPL类 别l 本 质 安 全 的 设 计 （ Inherent Safety Design）l 基 本 工 艺 控 制 （ BPCS， Basic Process Control Systems）l 操 作 人 员 根 据 关 键 报 警 采 取 的 人 为 干 预 措 施l 安 全 仪 表 Safety Instrumented Function（ SIF）l 物 理 保 护 （ 安 全 阀 和 爆 破 片 等 ）l 泄 漏 后 保 护 系 统 （ 围 堰 、 防 爆 墙 等 ）l 操 作 规 程 （ 仅 检 查 表 确 认 的 SOP才 算 有 效 ）
87
通 常 不 属 于 IPL的 安 全 措 施l 培 训 （ 包 括 持 证 的 培 训 ）l 操 作 程 序 和 维 修 程 序 （ 检 查 表 格 式 的 操 作 程 序除 外 ）l 日 常 的 检 验 和 测 试l 维 护 和 维 修l 沟 通 与 交 流l 标 志 和 标 识l 消 防 和 应 急 反 应 系 统
88
89
序 号 IPL独 立 保 护 层 说 明 PFD Data需 要 响 应 时的故 障 频 率A 围 堰 可 以 降 低 储 罐 满 罐 、 破裂 或 泄 漏 时 发 生 严 重 后果 （ 大 范 围 流 散 ） 的 频率 1 × 10– 2B 地 下 排 放 系 统 可 以 降 低 储 罐 满 罐 、 破裂 或 泄 漏 时 发 生 严 重 后果 （ 大 范 围 流 散 ） 的 频率 1 × 10– 2C 放 空 管（ 没 有 阀 门 ） 避 免 超 压 1 × 10
– 2
IPL
90
序 号 IPL独 立 保 护 层 说 明 PFD Data需 要 响 应 时 的 故障 频 率D 防 火 层 减 少 热 的 传 导 并 为 泄 压 及 消防 灭 火 提 供 更 多 的 时 间 1 × 10– 2E 防 爆 墙 或 掩体 可 以 限 制 爆 炸 能 量 和 保 护 设备 或 建 筑 物 等 ， 以 降 低 爆 炸发 生 导 致 严 重 后 果 的 频 率 1 × 10– 3F 本 质 安 全的 设 计 如 果 适 当 地 采 用 ， 可 以 明 显地 降 低 相 关 假 想 事 故 情 形 的频 率 （ 注 ： 有 些 公 司 通 过 本质 安 全 设 计 来 消 除 某 些 假 想的 事 故 情 形 ， 例 如 容 器 的 设计 压 力 高 于 可 能 出 现 的 最 高压 力 ） 1 × 10
– 2
IPL
本 质 安 全 设 计例 如 ：泵 往 储 罐 进 料 ， 储 罐 的 设 计 压 力 高 于 泵 出 口 能 够 达 到 的 最 大压 力 。l 本 质 上 安 全 的 作 为 IPL， PFD取 10-2 ~ 10-4 公 司 的 标 准 应 该 保 持 一 致 性 ！
91
92
序 号 IPL独 立 保 护 层 说 明 PFD Data需 要 响 应 时 的故 障 频 率G 阻 火 器 或隔 爆 器 如 果 设 计 得 当 ， 并 正 确 安装 和 维 护 ， 它 们 可 以 防 止从 管 道 回 火 至 容 器 或 储 罐 。 1 × 10– 2H 压 力 释 放 阀 防 止 系 统 超 压 。 它 们 的 有效 性 与 所 使 用 的 介 质 及 经验 密 切 相 关 。 1 × 10– 2I 爆 破 片 防 止 系 统 超 压 。 它 们 的 有效 性 与 所 使 用 的 介 质 及 经验 密 切 相 关 。 1 × 10
– 2
IPL
93
序 号 IPL独 立 保 护 层 说 明 PFD Data需 要 响 应 时 的故 障 频 率J 基 本 的 工 艺 控 制 系统 （ BPCS） 如 果 与 初 始 事 件 没有 关 联 ， 可 以 视 为独 立 保 护 层 (>1 × 10– 1 ， IEC)。 1 × 10– 1K 完 全 相 同 的 冗 余 设备 冗 余 的 设 备 ， 能 自动 启 动 或 者 操 作 人员 可 以 在 要 求 的 时间 内 启 动 。 1 × 10– 1 IPL
将 BPCS（ 基 本 控 制 ） 作 为 IPL的 探 讨
94
BPCS作 为 IPL的 条 件l 在 同 一 事 故 情 形 中 ， IEC标 准 只 允 许 BPCS最 多 担 当 一 个 IPL。l 另 一 种 观 点 （ 做 法 ） ：?如 果 初 始 事 件 及 条 件 事 件 与 BPCS无 关 ， 最 多 允 许 不 超过 两 个 IPLs（ 分 别 是 独 立 的 回 路 ） 。 ?如 果 初 始 事 件 与 BPCS关 联 （ 如 BPCS故 障 ） ， 则 只 能 再考 虑 一 个 由 BPCS贡 献 的 IPL。
95
96
停车高限恢复正常安全仪表系统操作人员行动工艺参数 低限时间 事故 正常范围 DCS关键报警SIS
反 应 器TT 3Power Supply CPU Input ModuleOutput Module PT 3PT 2 TT 2TT 1PT 1Power Supply CPU Input ModuleOutput Module安 全 仪 表 系 统 SIS的 应 用
97
安全仪表系统高性能控制 低成本控制 98
LOPA分 析 --安 全 仪 表 功 能 ? 安 全 仪 表 系 统 （ SIS） 包 含多 个 安 全 仪 表 功 能 （ SIF）? 每 个 SIF都 其 特 定 的 风 险 控制 意 图 ， 并 且 用 SIL（ Safety Integrity Level ） 的 等 级 表 示 其 可 靠性 。? 同 一 个 SIF可 以 在 不 同 的 事故 情 形 中 都 发 挥 作 用 。? SIF的 主 要 目 的 是 安 全 性 ，不 是 对 工 艺 系 统 的 过 程 的 控
制 。 传感器Sensor 执行器（终端）Final Element逻辑处理器Logic Solver 99
S-1S-2S-3S-4 67 一 个 传 感 器 或 一 个 执行 器 可 能 隶 属 于 多 个SIF（ 安 全 仪 表 回 路 ）。 不 同 的 SIF对 应 的 SIL等 级 可 以 不 同 。 而 一个 SIS系 统 可 以 包 含 各个 不 同 SIL等 级 的 SIF回 路 。 不 可 以 对 整 个 SIS系 统定 义 其 SIL等 级 。逻辑运算器LogicSolver回 路 -1： SIL=2， 回 路 -2： SIL=1
回 路 -3： SIL=1， 回 路 -4： SIL=1 100
LOPA分 析 --安 全 仪 表 功 能
序号 IPL独立保护层 说明 PFD Data需要响应时的故障频率L SIL 1安全完整性等级 1 通常包括：单一传感器（满足故障要求的冗余）； 单一的逻辑处理器（满足故障要求的冗余）；单一的终端元件（满足故障要求的冗余）。 ≥1 × 10–2<1 × 10–1M SIL 2安全完整性等级 2 通常包括：多重传感器（满足故障要求的冗余）；多途径的逻辑处理器（满足故障要求的冗余）； 多重终端元件（满足故障要求的冗余）。 ≥1 × 10–3<1 × 10–2O SIL 3安全完整性等级 3 通常包括：多重传感器； 多途径的逻辑处理器；多重终端元件。 ≥1 × 10
–4<1 × 10–3P SIL 4安全完整性等级 4 在标准IEC61508和61511中虽然有这类安全仪表功能的要求，但是它们难以设计和维护，所以在LOPA中不考虑。 ≥1 × 10–5<1 × 10–4101
SIL等 级 对 应 的 PFD
IEC61508 (ISA84.01) 定 义 的 SILSafety Integrity LevelSIL 4SIL 3SIL 2
SIL 1 Probability of Failure on Demand(Demand mode of operation) Risk Reduction Factor>=10-5 to <10-4>=10-4 to <10-3>=10-3 to <10-2>=10-2 to <10-1 100000 to 1000010000 to 10001000 to 100100 to 10ISA84.01 102
LOPA分 析 --安 全 仪 表 系 统 的 生 命 过 程危害识别 风险评估与SIL定级 安全要求（SIS设计） SIL验证VerificationWhat-if，HAZOP LOPA，FTA
规格要求（回路设计） 是否满足风险控制的要求？ 营运维护确保可靠性 103
安 全 措 施 与 安 全 仪 表 系 统 （ SIS） 的 采 用l 如 果 其 它 的 安 全 措 施 能 够 将 风 险 降 低 到 要 求 的 水 平 ， 就 不必 采 用 SIS系 统 。 换 言 之 ， 只 有 其 它 安 全 措 施 不 能 满 足 要求 时 ， 才 采 用 SIS。l 其 它 的 安 全 措 施 （ 保 护 层 ） 或 许 不 能 将 风 险 降 低 到 所 要 求的 水 平 ， 但 它 们 的 存 在 可 以 降 低 SIS系 统 的 要 求 ， 即 可 以选 择 更 低 级 别 的 SIS系 统 。
104
LOPA方 法 的 应 用运用LOPA 提供风险管理策略安全成本的计划
估计安全完整性等级 降低成本安全
HAZOP偏 差原 因后 果安 全 措 施
建 议 事 故 情 景 描 述初 始 事 件后 果IPLsHAZOP中未 确 认 的 IPLs条 件 事 件 及 因 素其 它 降 低 风 险 措 施其 他 原 因 (低 风 险 )后 果 （ 轻 微 ）非 IPL的 安 全 措 施为 低 风 险 情 景所 提 出 的 建 议 初 始 事 件 频 率后 果 严 重 程 度每 个 IPL的 PFD每 个 IPL的 PFD可 能 的 发 生 频 率可 接 受 ?分 析 下 一 个 原 因 -后 果No Yes
LOPA中 不 涉 及 的 信 息 LOPA中 使 用 的 信 息 LOPA使 用 的 数 据LOPA
总结l HAZOP 和 LOPA是 风 险 评 估 与 决 策 的 有 用 工 具 。l HAZOP和 LOPA是 针 对 单 一 初 始 事 件 的 评 估 方 法l HAZOP和 LOPA需 由 一 个 分 析 小 组 完 成 ， 团 队 工 作 。l 风 险 是 相 对 的 （ Tolerable risk） 。l 残 余 风 险 ： 必 要 时 借 助 安 全 仪 表 功 能 （ SIF） 来 控 制 。
HAZOP和 LOPA作 为 一 种 系 统 化 、 结 构 化 的 工 艺 危 害 分 析方 法 ， 在 国 际 上 已 经 得 到 了 广 泛 应 用
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
