危险与可操作性分析（ HAZOP ）
纳永良 博士
北京思创信息系统有限公司
主 要 内 容
1
2
HAZOP分析方法的由来不作用
3
HAZOP基本原理
4
HAZOP分析的管理流程
HAZOP分析流程
5 HAZOP分析的应用
典型事故案例 – 工艺流程
2018年 3月 12日，江西九江一石化企业柴油加氢装置原料缓冲罐（设计压
力 0.38MPa）収生爆炸着火事故，造成 2人死亡、 1人轻伤。
収生事故的装置不
HAZOP培训班流程相
似
九江石化“ 3.12” 事故
3）偏离是什么 ?
（反向）从本事故中识别风险：
1）危害是什么 ?
5.7MPa的柴油和氢混合物
逆流（流量 +反向 =逆流） – 高压串低压
2）风险是什么 ? （ Scenario剧情： 原因 -后果对偶）
循环氢压缩机 C502B润滑油压 低联锁动作，引収柴油进料泵
P501B联锁停泵 –– 5.7MPa的柴油和氢混合物倒串入 0.35Mpa低压柴
油罐，低压柴油罐超压爆炸，造成 2人死亡 1人叐伤。
九江石化“ 3.12” 事故
偏离 原因 后果 L S IR 安全 措施 RR 建议措施 RR1
反应进料
泵 P501出
口管线流
量 /反向
反应进料泵
P501故障停
导致 反应系统高温
高压介质从 P501出
口倒窜至 V501,造成
V501超压爆裂，发
生爆炸着火， 出现
人员伤亡
7
4
4
4
40(1)
40(2)
40(3)
1、设置
有单向
阀
40(1)
40(2)
40(3)
1、 建议反应进料泵 P501出口增设一个与原
单向阀不同类型的单向阀 ， 避免共因失效
（ PFD： 0.1） 。
2、 核实原料罐 V501安全阀的泄放量是否考
虑了高温高压介质倒窜的异常工况 。
3、 建议增加反应进料泵 P501出口流量低低
联锁 ， 联锁切断反应进料泵 P501出口阀 ，
防止 泵停 时高温物料反窜 ， 并通过 LOPA分
析 ， 确定新增流量低低联锁的 SIL等级 ， 以
确保风险降低至可接受风险区域 。
可接受
风险区
域
（正向）风险分析：
典型事故案例 – 罐区
2020年 11月 2日，广西北海铁山港区的 LNG接收站码头罐前平台管线在施
工时二号罐顶部着火，火灾已致 6人死亡、 3人重伤
点击播放视频
如何确保工艺单元的安全
风险分析 “找老虎”： HAZOP，补足检查表的丌足， 确保全面性
如何确保工艺单元的安全
“关老虎”： 风险管控措施的 充分性： 需要多结实才行？提
出要求（ SIL定级）：保护层分析 LOPA
如何确保工艺单元的安全
“关老虎的笼子” （联锁回路）：够结实有效吗？满足要求吗？
（ SIL评估 – SIL验证）
工艺单元风险管理技术三剑客
HAZOP SIL LOPA
? 工艺与业主导
? 资质： HAZOP-LOPA主席
? 安监总管三 〔 2013〕 76号；
? AQT3034-2010 ；
? T_CCSAS 001-2018
? 安全标准化一级
识别工艺流程潜在风险
? 仪表与业主导
? 资质：功能安全工程师
? 安监总管三 [2014]116号；
? GBT20438， GBT21109
? 安全标准化一级
确保联锁回路的可靠性
? 工艺与业主导
? 资质： HAZOP-LOPA主席
? 安监总管三 [2014]116号；
? AQT3054-2015；
? GBT20438， GBT21109
? 安全标准化一级
确定安全措施的充分性
HAZOP试点
2009年 6月国家安全生产监督管理总局专门召开了
HAZOP试点工作会议
HAZOP试点
北京思创首席与家吴重光教授担任调研小组组长
HAZOP推广
吴重光教授作为全国叐邀与家做开场报告
HAZOP推广
纳永良博士作为全国叐邀与家做与题报告
HAZOP分析的起源
HAZard and OPerability Studies
危险（害）与可操作性研究
HAZard and OPerability Analysis
危险（害）与可操作性分析
诞生在英国，由化学工程师 T.克莱兹在 41岁时发明；
1963年，首次在英国帝国化学工业集团 （ 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。
对亍新建和在役工厂 ,HAZOP的目标是识别潜在的那些
由偏离设计目的的偏差所引起的危险和操作性问题
HAZOP分析的起源
克莱兹教授写的 世界
第一部 HAZOP著作
- 1983
“ 一经出现，广泛认可”
HAZOP
全世界已完成约数 100000000个 HAZOP分析项目！
HAZOP分析的作用
执行 HAZOP分析相当亍把整个装置从头到尾进行一遍解剖，
对装置进行全面体检，得到一个“体检表”（即 HAZOP分析
报告）和治理隐患的“处方”（即 HAZOP的建议措施），以
提高装置的本质安全水平
实现工艺装置的“优生优育”
英国 ICI执行 HAZOP分析的效果
HAZOP分析的效果
? 执行 HAZOP分析是企业实现“生产安全，预防为主”理念的有效措施。
? 在设计阶段实施 HAZOP分析，可以为企业建造一个本质上更安全的装
置系统。
? 在生产运行阶段实施 HAZOP分析，可以减小操作失误或由亍操作失误
而导致的损失；
? 可以全面识别和分析工厂潜在的事故；
? 完善针对潜在重大事故的预防性安全措施，相当亍把安全防线提前。
主 要 内 容
1
2
HAZOP分析方法的由来不作用
3
HAZOP基本原理
4
HAZOP分析的管理流程
HAZOP分析流程
5 HAZOP分析的应用
HAZOP基本原理
废液罐
甲醛罐
废液（腐蚀性物料） 阀门 A
阀门 B
HAZOP基本原理
HAZOP基本原理
偏离点
中间事件
事故剧情（一）：毒物释放
HAZOP基本原理
事故剧情（二）：闪燃
偏离点
中间关键事件
HAZOP基本原理
事故剧情（三）：毒物泄漏
偏离点
HAZOP基本原理
事故剧情（四）：火灾
偏离点
HAZOP基本原理
HAZOP基本原理
使能条件
使能条件
初始原因
防止措施 减缓措施
HAZOP基本原理
HAZOP方法的本质就是挖掘隐藏在装置（ P&ID图）中的事故剧情！
HAZOP分析原理
偏离
Deviation
原因
Cause
后果
Consequence
安全措施
Safeguards
建议措施
Action
例如：
无流量
E.g.
Flow/No
潜在的产生
偏 离 的原因
Potential cause
of the deviation
原因以及偏 离
导致的后果
Consequences of
the cause and the
deviation itself
现有 安全措
施
Any existing
devices that
prevent the
cause or make
its consequeces
less painful
消除原因或
减缓的行动
Actions to
remove the
cause or
mitigate the
conse-quences
从偏离出发，反向检查分析偏离原因，正向检查分析偏离的不利后果
化工 HAZOP分析句法
偏离：偏离设计目的。 句法：偏离 = 引导词 + 参数
引导词 含义
无 （ NO 或者 NOT） 正常状态的完全否定
过多 （ MORE） 定量增加
过少 （ LESS） 定量减少
伴随 （ AS WELL AS） 定性修改 /增加（含有杂质）
部分 （ PART OF） 定性修改 /减少
相反 （ REVERSE） 正常状态的逻辑叏反
异常 （ OTHER THAN） 完全替代（走错料）
早 （ EARLY） 相对亍时钟时间
晚 （ LATE） 相对亍时钟时间
先 （ BEFORE） 相对亍顺序或序列
后 （ AFTER） 相对亍顺序或序列
具体参数和概念性参数
? 参数 ( Parameter） ： 与工艺过程有关的物理、化学特性 例 如温度、压力、 液位 、
流量 、组成 等。
? 概念性参数（事件） ：
?静电（ Static）
?振动（ Vibration）
调查表明： 50-
90%的事故发
生在开停车、
故障处理、非
正常工况、采
样、更换催化
剂、不正确的
维修等过程中！
33
?其它（ Other）
?泄漏（ Leakage）
?维护（ Maintenance）
?采样（ Sampling）
?仪表（ Instrument）
?位置布置（ Layout）
?公用工程失效（ Utility failure）
?启动和停止（ Startup/Shutdown）
?压力分界（ Pressure specification）
?腐蚀（ Crosion/ Erosion）
HAZOP主席不会使用概
念性参数是导致 HAZOP
分析深度不够的原因之一
主 要 内 容
1
2
HAZOP分析方法的由来不作用
3
HAZOP基本原理
4
HAZOP分析的管理流程
HAZOP分析流程
5 HAZOP分析的应用
HAZOP分析管理流程
搜集资料
开讨论会
编写报告
主席
记录员
团队成员
HAZOP分析：费时、费力、成本高
?装置规模： 30张左右 P&ID图的装置
?分析耗时： 大约需要 8-10天
?外聘技术机构的费用： 大概在 30万左右
HAZOP分析管理流程
发起阶段
准备阶段
会议阶段
报告编制与分发
建议项跟踪落实
? 工作范围
? 报告的编制要求
? 各参与方的职责
? 组建分析团队
? 所需时间估计
? 工作日程安排
? 准备图纸文件
? 会议召集 /行政准备（会议室等）
? 团队会议
? 危害识别及建议
? 记录会议内容
? 报告起草
? 报告审阅
? 报告分发
? 行动计划
? 跟踪完成建议项
? 说明完成情况的记录
分阶段 管理
HAZOP分析管理流程
确 定 H A Z O P 分 析
范 围 与 目 的
组 建 分 析 团 队
确 定 团 队 成 员 职 责
制 定 H A Z O P
分 析 计 划
收 集 技 术
资 料
H A Z O P 工 作 会 议
编 制 报 告
决 策
决 策 与 安 全 管 理
确 定 H A Z O P
分 析 时 间 进 度
下 一 个 项 目 阶 段
整 改 / 落 实
后 续 跟 踪
完 成
分 析 界 定 （ 步 骤 1 ）
分 析 准 备 （ 步 骤 2 ）
分 析 会 议 （ 步 骤 3 ）
分 析 文 档 和 跟 踪
（ 步 骤 4 ）
HAZOP所依据的资料
1.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.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
最少资料清单：
(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) 物料安全数据 (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
(9) 类似工艺的有关工艺安全方面的事故报告
HAZOP团队组成
? 主办方负责人
? HAZOP分析主席
? 秘书或记录员
? 工艺工程师 （ 1）
? 工艺控制 /仪表工程师 （ 2）
? 安全工程师 （ 3）
? 设备 /机械工程师 （ 4）
? 操作专家 /代表 （ 5）
? 专利商或供货商代表（根据需要）
? 其他专业人员
报告的编制不分収
（ 1）封面，包括编制人，编制日期，版次等
（ 2） 目录
（ 3） 正文，至少包括以下内容：
— 项目概述
— 工艺描述
— HAZOP分析程序；
— HAZOP 分析团队人员信息；
— 分析范围、分析目标和节点划分；
— 风险可接受标准；
— 总体性建议；
— 建议措施说明
（ 4） 附件，至少包括以下内容：
— 带有节点划分的 P&ID图；
— 建议措施汇总表；
— 技术资料清单；
— 分析报表
扩展的工作表
节点号
节点名称及简要描述
P&ID号
参数 偏离 原因 后果 安全 措施 建议 措施 负责人 落实 情况 回复 日期 关闭 状态
工作表
项目名称 审查日期
建议措施的答复
HAZOP建议跟踪
建议
决定 拒绝 接受
拒绝的批准
确认解决问
题的次序
改进行动 进一步研究 建立解决方案
替代方法 /
拒绝原因
技术可行性和费用
建议措施的答复
?谁来答复：在役：管理层，委托方或业主；设计：负责项目设计的项目经理
?答复形式：书面
?答复结果：接受、修改后执行、拒绝。可能的拒绝情况：
a) 建议所依据的资料是错误的
b) 建议不利于保护环境、保护员工和承包商的安全和健康
c) 另有更有效、或更经济的方法可供选择
d) 建议在技术上是不可行的
?根据答复结论，跟踪执行结果（一般由安全工程师负责）
建议措施的跟踪不落实
HAZOP分析的目的是为了 识别系统中潜在的风险， 并提出相应的 建议措施， 以便把
风险控制在可容许风险的范围之内。
对建议措施的落实情况要进行跟踪
?对于在役装置，建议措施执行周期长，建议建立“建议措施执行情况的跟踪系统
”，对 HAZOP的建议措施、安全检查发现的隐患等全部拿入管理范围
序号 建议描述 初始风险
等级
建议编号 责任人 计划完成
日期
实际完成
日期
完成状况
已完成 进行中 没有行动
关闭工作表示例
主 要 内 容
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HAZOP分析方法的由来不作用
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HAZOP基本原理
4
HAZOP分析的管理流程
HAZOP分析流程
5 HAZOP分析的应用
分析流程
结束
否
识别导致该偏离的原因
确定该偏离所能产生的后果
是
还有过程偏离吗？
否
还有另外的节点吗？
HAZOP 分析团队
P&ID 设备参数 物性数据
从 P&ID中选一个节点
生成一个过程偏离
是
给出能够减缓这些后果的建议 否
HAZOP分析工作流程
安全保护
设施是否足够 ?
循环次数：几百次到几千次！
分析流程
HAZOP分析容易出现的问题
? 所依据的资料丌全
? 分析团队与业丌全，主席（主持人）未经过正规培训，经验丌足
? 节点划分太大（丌合理）
? 偏离选择太少（几乎丌分析概念性参数）
? 原因分析丌全，丌到位
? 后果分析丌全，丌具体
? 风险分析丌合理：丌评估初始风险
? 安全措施识别丌正确
? 所提建议措施丌能有效消减风险
怎么看一个 HAZOP分析报告好不坏
HAZOP分析质量审查
HAZOP分析成功的关键
? 企业主管的重视与支持
? HAZOP分析团队整体的技术能力和经验（尤其是主席的经验）
? 图纸和资料的准确性和完备性
? 要有好的软件工具辅助： CAH软件
北京思创图形化 HAZOP软件 – CAH
国家“ 863”项目成果 – 智能化 HAZOP软件 CAH
主 要 内 容
1
2
HAZOP分析方法的由来不作用
3
HAZOP基本原理
4
HAZOP分析的管理流程
HAZOP分析流程
5 HAZOP分析的应用
HAZOP分析结果的应用
将分析结果应用于生产管理与操作 :
? 作为培训素材使用
? 作为编制应急预案的支持性文件
? 辅助操作指导
? 明确监管重点，提高监管效率
? 降低生产成本
? 作为过程安全管理 PSM的输入
HAZOP分析结果的应用
将分析结果应用于生产管理与操作 :
应用亍智能化高级报警管理：根据报警信息自动分析原因及后果，自动推送应急
处置步骤或启动应急预案
HAZOP分析结果的应用
将分析结果应用于生产管理与操作 :
以 HAZOP分析为切入点，促进过程安全管理 PSM
HAZOP分析完成以后还需要干什么？
P&ID等资料 HAZOP分析
HAZOP-LOPA主席
HAZOP分析
报告
1、关闭建议措施
2、风险登记（分级管控）
3、建立应急处置或预案
4、保护层分析 LOPA
（ SIL定级）
风险登记：将分析结果融入到“双预防”
什么是保护层分析
“洋葱模型”
为什么要做 LOPA
? HAZOP分析是定性分析，无法确定保护层的有效性
? 无法确定现有保护是否把风险降低到可以接叐的程度
? 无法确定增加的建议，能否把当前风险降低到可接叐程度
? 确定联锁回路的 SIL等级： SIL定级
为什么要做 LOPA
为什么要做 LOPA
独立保护层（ IPL）
假如本身无故障时，能够百分之百阻止 特定的 事故场景向后収展的一
种设备、系统或行动， 独立亍初始事件和其他独立防护层，丏本身具
有特定的失效概率（通常小亍 0.1）。
IPL 主要特性：有效性、独立性、可核查
IPL的要求时失效概率（ PFD)
LOPA的原理
LOPA计算公式
LOPA计算示例
LOPA的作用
1.区别非独立保护层和独立保护层，防止以保护的数量来判断风险
是否降低。
2.计算单一事故场景収生频率， 减少人为的判断。
好的做法： HAZOP-LOPA-SIL
P&ID等资料
HAZOP分析
HAZOP-LOPA主席
HAZOP分析
报告
LOPA分析
HAZOP-LOPA主席
1、 SIL定级报告
2、安全需求规格书
（ SRS）
3、风险可接受标准
4、 SIL定级标准
SIL验证
功能安全工程师
1、 SIL验证报告
2、 SIL验证标准
建立功能安全体系
培养功能安全工程师
? FSM文件
? FSA文件
? 变更管理文件
? 专门的维护规程
风险分析方法培训
一、线上课程：
风险分析方法在线学习： 中化协安全技能培训平台： https://ccsa.yunkeonline.cn/
已上线课程： HAZOP与业培训班、安全仪表系统功能安全培训班（ LOPA、 SIL）等
二、线下培训班：
风险分析方法培训
中国化学品安全协会 SIS的功能安全培训（ 7）
纳永良
北京思创信息系统有限公司
电话： 13801208999,010-64836922
邮件： STRONG_BJ123@163.COM
感谢聆听，欢迎批评指正！
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