危险与可操作性(HAZOP)分析方法

nullnull主讲人：赵劲松 教授 单 位：清华大学化工系 邮 箱：jinsongzhao@tsinghua.edu.cn 电 话：010-62783109HAZOP方法讲座主讲内容主讲内容工艺安全管理简介 HAZOP方法简介 HAZOP国内外应用情况 HAZOP有关和规定 HAZOP计算机软件及应用情况 分享几点体会化学工业的安全形势化学工业的安全形势形式依然十分严峻 2010年先后发生了辽宁大连“7·16” 输油管道爆炸、江苏南京“7·28” 丙烯管道爆炸2起重特大事故，损失惨重、教训十分深刻 存在的问题（1）存在的问题（1）现实 重事故应急 轻事故预防 2011年1月12日中共中央政治局委员、国务院副总理、国务院安全生产委员会主任张德江在全国安全生产电视电话会议上指出： “要统筹规划好“十二五”期间安全生产工作，把事故预防作为促进安全生产的主攻方向” HAZOP是事故预防的关键手段 存在的问题（2）存在的问题（2）重职业安全管理 轻工艺安全管理 需要投入大量人力、物力和智力 但是安全不会是“天上掉馅饼”职业安全职业安全职业安全导致的事故 摔伤、碰伤 高空坠落 机动车事故 每次职业安全事故仅影响一个人或少数几个人 工艺安全工艺安全工艺安全隐患可以导致重大事故 大量有毒、有害物质泄漏 火灾 爆炸 灾难性的后果 大量人员伤亡、经济损失、环境破坏 职业安全管理≠工艺安全管理职业安全管理≠工艺安全管理要记住的一个不等式：2005年3月BP得克萨斯城炼油厂爆炸事故调查报告2005年3月BP得克萨斯城炼油厂爆炸事故调查报告安全文化问题 工艺安全管理的问题 过于重视职业安全管理 忽视了工艺安全管理 工艺安全管理关注的是工艺本身设计上的隐患 工艺安全事故往往是灾难性的事故 2005年BP Texas City Refinery 爆炸事故 没有做开车过程的HAZOP分析，做了正常生产时的分析 HAZOP发现的隐患没有及时落实 2005年吉化双苯厂爆炸事故 1984年的印度Bhopal灾难 1984 印度博帕尔灾难1984 印度博帕尔灾难1984年印度Bhopal联碳公司杀虫剂厂 500 升水渗入异腈酸甲酯储罐 爆炸导致25吨异腈酸甲酯顺风扩散到有90万人口的Bhopal城 可燃、有毒的非常危险的化学物质 7,000 人在睡梦中死亡, 4万人严重伤残， 20万人轻度伤残 联碳公司赔偿经济损失34亿美元 2001年，被陶氏化学合并工艺安全管理标准工艺安全管理标准1992年，为防止类似Bhopal事故在美国重演，美国国会通过 美国职业健康安全管理局（OHSA）工艺安全管理（PSM）标准 29CFR1910.119 工艺安全管理14要素工艺安全管理14要素我国工艺安全管理现状我国工艺安全管理现状我国还没有工艺安全管理的标准 很多单位、个人不了解工艺安全 很多大学还没有开设有关课程 清华大学化工系于2009年秋季学期开设专业课程 有关单位正在着手制定工艺安全管理标准null危险化学品从业单位安全标准化通用规范（AQ3013-2008) 工艺安全, 十要素之一 负责人与职责 风险管理 法律法规与 培训教育 生产设施及工艺安全 作业安全 产品安全与危害告知 职业危害 事故与应急 检查与自评 工艺危害分析方法工艺危害分析方法检查表法 如果……怎么样法 故障树法 工作安全分析 (JSA) 危险和可操作性（HAZOP）研究HAZOP简介HAZOP简介HAZOP：Hazard and Operability 英国帝国化学公司ICI在60年代提出 是所有工艺危害分析/安全评价方法中系统性、全面性最好的方法 常见问题常见问题“我们用检查表进行隐患排查，也能查出安全隐患” “我们凭经验进行隐患排查，也能查出安全隐患” 为什么HAZOP就比我们现在的方法强？ 回答：这些隐患是你们了解的隐患，你们不了解的隐患怎么查？ 需要HAZOP请记住赵老师的一句话： “最大隐患就是不知道隐患”请记住赵老师的一句话： “最大隐患就是不知道隐患”HAZOP简介HAZOP简介HAZOP （Hazard and Operability) Hazard：安全隐患（40%） Operability：稳定性、质量问题（60%） 不仅提高本质安全水平，也有利于减少非停车次数，提高生产效率和产品质量 不仅有利于安全和环保，也有利于生产HAZOP简介HAZOP简介基本原理： 它认为危险来源于对设计意图的偏离 如果一切按照设计意图进行生产和操作，就不大可能有危险 现实：我们的装置完全按照设计意图运行的很少 ？nullHAZOP研究方法是以由富有经验的、对被评估的工艺装置（系统）有着广泛了解的安全师率领的团队评估为基础 通常一个团队有5—8人组成 HAZOP会议主席 工艺设计人员 装置操作人员 仪表控制人员 安全/环境人员 机械/电气 记录员 nullHAZOP研究工作流程HAZOP 引导词及其含义HAZOP 引导词及其含义管理层的责任： HAZOP整改建议措施落实管理层的责任： HAZOP整改建议措施落实HAZOP分析结束并不是HAZOP工作的结束 仅仅完成了50% 另外50%的工作 建立HAZOP分析文档 向管理层汇报 管理层指定整改建议措施落实负责人，落实整改措施 措施的重新评估、审查管理层的责任： HAZOP整改建议措施落实管理层的责任： HAZOP整改建议措施落实“对隐患整改不力造成事故的，要依法追究企业和企业相关负责人的责任。” 国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发〔2010〕23号） HAZOP 研究的范围包括HAZOP 研究的范围包括正常运行 减产运行 计划开车 计划停车 紧急停车 HAZOP国内外应用情况HAZOP国内外应用情况HAZOP已经成为国际石油、化工企业的最佳实践 国际大型石化公司都有自己的HAZOP分析队伍，已经成为化工工程师的一个必备素质 但是 我国石油、化工企业里还很少有成熟的HAZOP队伍 我国安全生产监管人员很多还不了解HAZOP HAZOP国内外应用情况HAZOP国内外应用情况虽然HAZOP在国内的应用才刚刚起步，但是令人鼓舞的是应用HAZOP的企业、设计院越来越多 中石油的一些分公司 寰球设计院 中石化的一些分公司 中石化工程公司（SEI） 中海油 ……HAZOP适用企业类型HAZOP适用企业类型炼油厂 化工厂（包括煤化工厂） 化肥厂 气体处理厂 油田 海上钻井平台 医药中间体化工 精细化工 污水处理厂 新能源工厂（例如燃料乙醇工厂） ……nullAngela S. Pully, Utilization and results of hazard and operability studies in a petroleum refinery, Process Safety Progress, 12(2):106-110,199360%的建议措施涉及设备更改或增补 其中14%的建议措施需要比较大的资金投入（大于5万美元） 40%是不需要设备更改，其中54%的建议措施需要改进操作规程，其余的需要进一步研究60%40%HAZOP有关标准和规定HAZOP有关标准和规定IEC61882. “Hazard and operability studies (HAZOP studies) – Application guide”, International Electrotechnical Commission, Geneva 我们国家在抓紧制定HAZOP标准HAZOP有关标准和规定HAZOP有关标准和规定国家安监总局“危险化学品建设项目安全评价”（试行）-2007年12月12日印发 2008年1月1日开始试运行 6.4.2.2　安全评价方法的确定 ⒈可选择国际、国内通行的安全评价方法。 ⒉对国内首次采用新技术、工艺的建设项目的工艺安全性分析，除选择其它安全评价方法外，尽可能选择危险和可操作性研究法进行。HAZOP有关标准和规定HAZOP有关标准和规定2008年9月14日，国务院安委会办公室提出“关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见”（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” 人才队伍是关键！国家安全监管总局办公厅关于 印发2011年危险化学品和烟花爆竹 安全监管重点工作安排的通知 安监总厅管三〔2011〕16号国家安全监管总局办公厅关于 印发2011年危险化学品和烟花爆竹 安全监管重点工作安排的通知 安监总厅管三〔2011〕16号21.指导企业采用科学的管理方法，提升安全管理水平。继续推动有关中央企业积极开展化工生产装置危险与可操作性分析（以下简称HAZOP），积极推进新建化工项目在设计阶段应用HAZOP，逐渐将HAZOP应用范围扩大至涉及有毒有害、易燃易爆和液化气体以及采用危险化工工艺的化工装置，全面排查化工装置安全风险，提升企业排查消除事故隐患的能力。HAZOP计算机软件HAZOP计算机软件HAZOP分析中的问题 一项复杂并消耗大量人力资源的知识活动，人员容易疲劳 4~6个人的HAZOP分析小组 几个星期~几个月 6~8个小时/天 很多企业在推行HAZOP时往往半途而废 人工分析，容易疏漏，导致分析结果不一致或不全面，形成安全隐患 安全评价不彻底、不全面是事故的主要原因之一 HAZOP计算机软件HAZOP计算机软件国际上从90年代初开始，开发计算机辅助系统 文档工具型 加拿大Dyadym公司的PHAPro 美国Primatech公司的PHAWorks 智能型 第一代：基于SDG模型的HAZOP智能软件 美国普渡大学PHASuite 英国HAZID公司的HAZID 第二代：基于案例推理技术的HAZOP智能软件 清华大学HAZOPSuite 中国石油、清华大学HASILTHAZOP研究国际学术期刊论文HAZOP研究国际学术期刊论文HAZOPSuite简介HAZOPSuite简介为克服上述问题，将人工智能研究领域的案例推理技术（Case based Reasoning – CBR) 引入HAZOP分析，清华大学化工系开发了新一代HAZOP专家系统HAZOPSuite 人类专家经常会发现通过把过去的案例联系起来解决问题要比归纳出严密的规则或模型来解决问题更容易 HAZOP分析也是如此 HAZOPSuite软件平台简介HAZOPSuite软件平台简介我国自主知识产权的 HAZOP分析智能化软件平台 国际上首次安装在大型石化企业的HAZOP智能软件平台HAZOPSuite研究国际学术期刊论文HAZOPSuite研究国际学术期刊论文null系统已经安装在 独山子信息中心 中石油安全环保技术研究研究院 中石油总部数据中心服务器HAZOPSuite ®软件平台的应用举例HAZOPSuite ®软件平台的应用举例某石化公司顺定橡胶装置HAZOP研究 找到风险隐患176项 可以接受的风险隐患121项，不能接受的风险隐患55项 某石化公司柴油加氢精制装置 提出高风险隐患整改建议48条，中等风险隐患整改建议99条 设计院和装置人员对提出的建议高度认同，建议采纳率达100% 软件平台的应用举例 燃料乙醇生产装置HAZOP研究软件平台的应用举例 燃料乙醇生产装置HAZOP研究酿酒工艺相当成熟，几千年历史 原料：玉米、小麦、木薯、高粱等 主要产品：乙醇 但是，这个行业并不是平安无事 2008年某燃料乙醇企业发生锅炉爆燃事故，造成直接经济损失60多万元 2008年某燃料乙醇企业发生发酵罐爆炸事故，两人受伤，直接经济损失40多万元 2009年12月7日，吉林燃料乙醇有限责任公司一水罐发生爆炸，造成二人死亡，四人受伤 燃料乙醇生产流程HAZOP分析 36项整改建议措施（90%采纳）燃料乙醇生产流程HAZOP分析 36项整改建议措施（90%采纳）建立了燃料乙醇生产装置HAZOP案例库，将为我国生物质燃料行业的安全生产提供宝贵经验HAZOPSuite软件平台的应用举例 某硅橡胶生产装置HAZOP研究HAZOPSuite软件平台的应用举例 某硅橡胶生产装置HAZOP研究用时近10天 给出整改建议措施60余项，其中大部分是改进设计，建议措施100%被企业接受 建立了硅橡胶生产装置HAZOP案例库HAZOP真的可能避免事故吗？HAZOP真的可能避免事故吗？突发环境事故案例突发环境事故案例2008年8月26日早上6时45分 ，河池市广维集团发生爆炸事故 21人死亡 59人受伤 厂区周边共11500多名民众被疏散转移 直接经济损失达七千五百多万元人民币 如果晚些时候爆炸，后果不堪设想 国家安全监管总局副局长孙华山：“8.26”爆炸事故是一起近10年来全国范围内伤亡最严重的化工事故。” 突发环境事故案例突发环境事故案例2008年8月26日6时45分，广维集团有机车间由于乙炔气体泄漏发生爆炸事故，现场五个工段全都爆炸起火，爆炸中约1200吨化工原料（甲醇、醋酸、醋酸乙烯酯）被燃烧或随消防水通过排污口进入环境。厂区排污口距离龙江河约1公里，距离河池与柳州两市河流交接断面约30公里。 事故发生后，国务院领导高度重视，李克强副总理、张德江副总理分别作出重要批示…… 陈明，李巍，中国应急管理http://www.jiangxi.gov.cn/zfgz/yjgl/dxal/200905/t20090508_126279_1.htmnull事故调查结论事故调查结论间接原因 广维化工公司没有将罐场作为重大危险源实施管理和监控，未对罐场工艺缺陷和设备隐患实施应有的改造和治理 广西安生安全科学技术咨询有限公司对广维化工车间罐场所做的评价建议不到位 河池市政府及相关部门安全生产监管不到位 经验和教训经验和教训应急措施得当 在处置事故过程中，各部门表现出高度的责任感和团结合作精神，按照指挥部的部署各司其责，充分发扬了不怕吃亏、不畏艰险、特别能吃苦，特别能战斗的优良作风 但是，如果广西安生安全科学技术咨询有限公司对该事故车间罐场所做的评价建议到位，就能及早发现和排除工艺安全隐患，就可能避免这次损失惨重的事故，也无需启动应急预案 如何评价建议到位？ 用HAZOP对风险隐患进行系统、全面地分析和评估 给出整改建议措施 经验教训：要重视工艺安全经验教训：要重视工艺安全“Those who cannot learn from history are doomed to repeat”                                --著名哲学家George Santayana 如果谁不能从历史中汲取教训，那么他注定重蹈覆辙！ 值得注意的一点值得注意的一点HAZOP不是万能的，不是其它方法的替代 “日常的安全检查都要不要用检查表了，都HAZOP吧” 赵老师说：绝对不是这样，应该与企业目前现行的方法相结合，要相辅相成几点体会几点体会要尽快培养一大批掌握HAZOP分析方法的企业人才队伍 要尽快培养一大批了解和掌握HAZOP分析方法的监管人才队伍 几点体会几点体会石油、化工企业全体员工能够自觉运用HAZOP思想 这应该是我们企业在安全文化建设方面的一种追求 试想：当一个操作工在凌晨1点，要去关掉两个罐子之间的一个阀门，如果他能够自觉运用HAZOP方法，在头脑中花几秒钟时间想一想HAZOP的引导词和偏差： 会发生反向流动吗？ 如果发生反向流动，后果会怎么样？ 如果他意识到可能发生超压事故，他就不会马上打开这个阀门，而等到经过与班长或其他同事讨论确定无危险后，才开这个阀门几点体会几点体会“有记忆的是企业中的人，而不是企业” 本质安全的奠基人——Trevor Kletz教授 企业中的人发生了变化（岗位变化、工作调动、退休）等，人的知识也就带走了 怎么办？2007年与Trevor Kletz教授在美国几点体会几点体会HAZOP研究专家知识是一个企业的重要知识财富 HAZOP分析的专家知识、经验以案例的形式保存到数据库中，有利于企业HAZOP专家知识的积累、管理和再利用 HAZOP不是一朝一夕的事，而是长期与企业的发展并存的活动 几点体会几点体会HAZOP分析在我国正处于起步阶段，从一开始就注意积累案例、建设企业的HAZOP知识管理平台尤其必要 HAZOPSutie软件平台可以满足这样的要求 结束语结束语HAZOP是石油、化工企业事故预防的关键手段 尽快培养一大批掌握该方法的企业人才队伍和了解该方法的监管人才队伍 HAZOPSuite智能软件平台不是替代HAZOP专家小组，而是 提高HAZOP小组的工作效率、降低其工作负荷 提高分析结果的全面性、一致性 促进HAZOP知识的管理和再利用 促进HAZOP人才队伍建设 感谢教育部、科技部、安监总局、中国石油等单位的支持！ 感谢我的科研开发团队成员！ 感谢教育部、科技部、安监总局、中国石油等单位的支持！ 感谢我的科研开发团队成员！ 有关HAZOP任何问题，欢迎垂询和批评指正 Email：jinsongzhao@tsinghua.edu.cn 电话：010-62783109