HAZOP方法讲座 - 国家安全生产监督管理总局

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HAZOP方法讲座
主讲人:赵劲松 教授
单 位:清华大学化工系
邮 箱:[email protected]
电 话:010-62783109
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
1
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有关标准和规定
HAZOP计算机软件及应用情况
分享几点体会
2011年3月22日
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2
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
2011年3月22日
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3
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
2011年3月22日
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4
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”
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5
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
2011年3月22日
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6
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
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7
要记住的一个不等式:
职业安全管理≠工艺安全管理
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8
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



2011年3月22日
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
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9
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
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10
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
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工艺安全管理14要素
4
操作规程
5
教育培训
6
承包商
7
开工前安全
预审查
3
工艺危害分析
1
员工参与
2
工艺安全信息
(最新)
9
动火作业
许可证
14
商业机密
13
应急响应
计划
10
变更管理
12
符合性审计
2011年3月22日
8
机械完整性
11
事故调查
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12
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
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13

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
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
2011年3月22日
负责人与职责
风险管理
法律法规与管理制度
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
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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
2011年3月22日
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15
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
2011年3月22日
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16
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
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请记住赵老师的一句话:
“最大隐患就是不知道隐患”
2011年3月22日
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18
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,也有利于减少非计划停
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
2011年3月22日
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19
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
?
2011年3月22日
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20


HAZOP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
工程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
2011年3月22日
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头脑风暴
HAZOP 分析小组
设备参数
物性数据
P&ID
HAZOP研究工作流程
从P&ID中选一个节点
生成一个过程偏离
识别导致该偏离的原因
确定该偏离的所能产生的后果
风险是否
可以接受?
否
给出能够减缓这些后果的建议
是
是
还有过程偏离吗?
否
Yes
还有另外的节点吗?
循环次数:几百次到几千次
2011年3月22日
结束
否
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22
HAZOP 引导词及其含义
2011年3月22日
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23
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
2011年3月22日
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24
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)
2011年3月22日
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25
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
2011年3月22日
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26
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
2011年3月22日
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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


中石化的一些分公司



寰球设计院
中石化工程公司(SEI)
中海油
……
2011年3月22日
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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)
……
2011年3月22日
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美国Chevron公司 Pascagoula Refinery,1990~1991
安全环保
隐患
可操作性
问题
完善
操作规程
进一步研究
大工艺变更
小工艺变更
Total
加氢(4)
61
28
19
30
5
35
89
裂解 (2)
76
26
17
19
14
52
102
重整(2)
35
38
10
13
1
49
73
精馏(2)
56
48
24
19
11
50
104
精制(5)
65
31
24
15
6
51
96
公用工程 (4)
34
10
9
8
5
22
44
船运码头(2)
51
16
23
12
9
23
67
储罐区 (3)
56
17
16
6
4
47
73
总数(25)
434
214
142
122
55
329
648
装置类型
40%
60%
60%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
Angela S. Pully, Utilization and results of hazard and operability studies in a petroleum refinery, Process Safety Progress, 12(2):106-110,1993
2011年3月22日
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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
2011年3月22日
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31
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细则”
(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。
2011年3月22日
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32
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!
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
33
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。
2011年3月22日
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34
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
35
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HASILT
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
36
HAZOP研究国际学术期刊论文
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
37
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
2011年3月22日
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38
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
39
HAZOPSuite研究国际学术期刊论文
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
40
信息中心服务器

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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
41
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%
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
42
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
43
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
44
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
45
HAZOP真的可能避免事故吗?
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
46
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。”
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
47
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.htm
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
48
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
49
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
50
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
51
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!
2011年3月22日
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52
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
53
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
54
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
55
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?
2011年3月22日
2007年与Trevor Kletz教授在美国
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56
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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
57
几点体会
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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
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HAZOPSutie软件平台可以满足这样的要求
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
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结束语
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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
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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
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
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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:[email protected]
电话:010-62783109
2011年3月22日
版权所有人:赵劲松教授,清华大学化工系
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