第五章 危险性和可操作性研究

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5.2 分析步骤
如：当某个工艺参数偏离了设计意图时——系统的 运行状态发生变化，甚至造成故障或事故。 运用关键词如“不(没有)”、“大”、“小”等进 行危险性与可操作性研究时，分析生产工艺部分或 操作过程出现了由引导词与工艺参数相结合而构成 的与意图的偏离，如“没压力”、“压力过大”等 。可详细地分析出偏离的可能原因，以及可能造成 的后果，从而采取相应措施防止产生偏离。 进行危险性与可操作性研究时常用的生产工艺参 数有：流量、压力、温度、液位、时间、成分、pH 值、速度、频率、粘度、浓度、电压、混合、添加 、分离和反应。 关键词、工艺参数和设计（设想）偏离的例子见 下表：
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5.3 应用实例
当磷酸进入反应器速率相对氨进入速率高时， 会生成另一种不需要的物质，但没有危险。当 磷酸和氨两者进入反应釜速率都高于额定速率 时，反应释放能量增加，反应釜可能承受不了 温度和压力的迅速增加。当氨进人反应器速率 相对磷酸进入速率高时，过剩的氨可能随DAP 进入敞口的储罐，挥发的氨可能伤害人员。  这里选择磷酸储罐与反应器之间的管线部分为 分析对象，则该部分的设计意图是向反应釜输 送一定量的磷酸，其工艺参数是流量。把7个 关键词与工艺参数“流量”相结合，设想各种 可能出现的偏离。  以下两表为该工艺部分HAZOP的结果：

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5.1 概述
HAZOP的适用范围： 在间歇过程中，分析的对象将不再是管道， 而应该是主体设备，如反应器等。根据间歇生 产的特点，分成3个阶段（即进料、反应、出料 ），对反应器加以分析。同时，在这3个阶段内 不仅要按照关键词来确定工艺状态及参数可能 产生的偏差，还要考虑操作顺序等项因素可能 出现的偏差。这样就可对间歇过程作全面、系 统的考察。

少 流量小

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5.3 应用实例
关键 词 以及 偏离 可能原因 后 果 措 施

输送磷酸 和其他物 质 磷酸含量 不 足 反向输送

原料不纯 原料入口处混入其 他物质 原料不纯

生成不需要的物质 混入物或生成物可能有 害 生成不需要的物质 混入物或生成物可能有 害 磷酸溢出

定期检查原料成分 定期维护和检查管路 系统 定期检查原料成分

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5.1 概述
HAZOP的适用范围： HAZOP既适用于设计阶段，又适用于现有的生 产装置。对现有生产装置进行分析时，如能吸 收有操作经验和管理经验的人员共同参加，会 收到很好的效果。

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5.1 概述
HAZOP的适用范围：
1974年，英国帝国化学工业公司依据故障类型及影响 分析的思路而开发的可操作性研究主要应用于连续的化 工过程。 在连续过程中，管道内物料工艺参数的变化反映了各 单元设备的状况，因此在连续过程中分析的对象确定为 管道，通过对管道内物料状态及工艺参数产生偏差的分 析，查找系统存在的危险，对所有管道分析之后，整个 系统存在的危险也就一目了然。化工生产既有连续过程 ，又有间歇过程，我国原化工部劳动保护研究所在进行 “光气及光气化产品企业安全评价”课题研究中对间歇 过程中应用可操作性研究方法进行了研究，结果表明， 在进行若干改进以后，可操作性研究也能很好地应用于 间歇过程的危险性分析。

2、划分单元，明确功能： 对分析对象划分为若干单元，在连续过程中单 元以管道为主，在间歇过程中单元以设备为主。明 确各单元的功能，说明其运行状态和过程。

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5.2 分析步骤
3、定义关键词： 按关键词逐一分析每个单元可能产生的偏差， 一般从工艺过程的起点、管线、设备等一步步分析 可能产生的偏差，直至工艺过程结束。 关键词表可以根据研究的对象和环境确定，如 下表：
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第五章

危险性和可操作性研究

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概述

HAZOP的分析步骤
应用举例

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5.1 概述
危险性和可操作性研究（HAZOP，Hazard and Operability Study ）的基本概念： 它是由英国帝国化学工业公司(ICI)于1974年针 对化工装置而开发的一种危险性评价方法。HAZOP 以系统工程为基础，应用系统的审查方法——审 查新设计或已有工厂的生产工艺和工程总图，以 评价因装置、设备的个别部分的误操作或机械故 障引起的潜在危险（隐患），并评价其对整个工 厂的影响。危险性与可操作性研究，尤其适合于 类似化学工业系统的安全分析。 HAZOP是一种定性危险分析方法。

反应器中氨过量而进人 DAP 储 罐 并 挥 发 到 工 作 区域

定期维修和检查阀门B 定期维护流量计 安装氨检测器和报警器 安装流量监控报警、蟹急停 车系统 工作区域通风 采用封闭式储罐 定期维护和检查阀门B 定期维护流量计 安装掖位监控报警、紧急停 车系统 同“没有流量”的措施

反应器中磷酸过量 若氨量也大则反应释放 大量热 生成不需要的物质 DAP储罐液位过高 同“没有流量”的后果

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5.2 分析步骤
5、制定对策。 6、填写汇总表： 汇总表填写时应按关键词表逐一进行，保证分 析详尽而不发生遗漏。 汇总表格式如下：

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5.3 应用实例
DAP（磷酸氢二铵） 工艺系统危险性与可 操作性研究  考察如图所示的 DAP工艺系统。  DAP由氨水与磷酸 反应生成。  生产过程中调节氨 水储罐与反应器之 间管线上的阀门A ，磷酸储罐与反应 器之间管线上的阀 门B，分别控制进 入反应釜的氨和磷 酸的速率。

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5.2 分析步骤
HAZOP是全面考察分析对象，对每一个细节提出问 题，继而进一步分析每一个细节出现的变化（偏差） 原因及其产生的后果，并提出相应的措施。其分析步 骤如下表所示：

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5.2 分析步骤
1、提出问题： 对所分析的问题开门见山、单刀直入，只用No （否）、More（多）、Less（少）、As Well As（ 以及，而且）、Part of（部分）、Reverse（相反 ）、Other Than（其他）来涵盖所有出现的偏差。

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5.1 概述
HAZOP的目标： 1、尽可能将危险消除在项目实施阶段  通过审查，找出设计、操作程序和设备中的 潜在危险  采用系统分析方法，找出隐患（潜在危险） 2、为操作指导提供有用的参考资料  将Hazop的全部结果告诉操作人员和安全管 理人员。  减少事故

部分

反向

反应釜泄放口堵塞

定期维护和检查反应 釜

其他

送入的不 是磷酸

磷酸储罐中物料不 是磷酸

可能发生意外反应 可能带来潜在危险 可能使反应釜中氨过量

定期检查原料成分



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5.1 概述
HAZOP的基本过程： HAZOP是以关键词为引导，找出系统中工艺过程 的状态参数（如温度、压力、流量等）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。

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5.1 概述
HAZOP的特点： 通过HAZOP的分析，能够探明装置及过程存在 的危险，根据危险带来的后果明确系统中的主 要危害；如果需要，可利用故障树对主要危害 继续分析，因此这又是确定故障树“顶上事件 ”的一种方法，可以与故障树配合使用。 在进行HAZOP过程中，分析人员对于单元中的 工艺过程及设备将会有深入了解，对于单元中 的危险及应采取的措施会有透彻的认识，因此 ， HAZOP还被认为是对员工进行培训的有效方 法。


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5.3 应用实例
关键 词 偏离 可能原因 后 果 措 施

没有

没有流量

多

流量大

磷酸储罐中无料 流量计故障(指示偏 离) 操作者调节磷酸量 为零 阀门B故障而关闭 管线堵塞 管线泄漏或破裂 阀门B故障 流量计故障(指示偏 低) 操作者调节磷酸量 过大 阀门B故障 流量计故障(指示偏 高) 操作者调节磷酸量 过小

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5.2 分析步骤
关键词、工艺参数和设计（设想）偏离的例子：
关键词 没有 较多 又 非 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 工艺参数 流量 压力 一种相态 运行 = = = = = 偏离 没流量 压力升高 两种相态 维修

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5.2 分析步骤
4、分析原因及后果： 根据各种条件和情况，分析发生偏差的原因及 后果。 以化工装置为例，应分析工艺条件（温度、压 力、流量、浓度、杂质、催化剂、泄漏、爆炸、静 电等）；开停车条件（试验、开车、检修）；设备 和管线（如标志、反应情况、混合情况、定位情况 、工序情况等）；紧急处理（气、汽、水、电、物 料、照明、报警、联系等）；自然条件（风、雷、 雨、雪、雾、霜等）；其它条件。