工艺安全资料.doc
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1、工艺安全资料工艺安全分析Process Hazards Analysis (PHA)一、工艺安全管理概述1。1 资产产出率的第0定律任何设施遇到以下情况,其产出率立即降为零: 炸毁 烧毁 影响周围社区 因违反法律法规而被强令关闭2/3的人员死亡(特别是群死群伤)发生在工艺事故中1。2 工艺安全管理与业务经营工艺安全管理的工作重点:灾难性事故。这些事故会严重威胁企业的生存,造成:群死群伤严重破坏环境和健康重大财产损失中断生产经营生产许可证被吊销重大的财务损失等后果1.3 工艺安全管理工艺安全管理就是:对生产工艺综合应用管理体系和管理控制(制度、程序、审核、评估),使得工艺危害得到识别、理解和控制
2、,从而达到预防工艺事故和伤害发生的目的.这需要全公司从高层领导到基层的各层管理人员长期不懈的努力。1.4 工艺安全与工艺危害工艺安全的定义:在运行任何处理、使用或储存危险物品的设施的过程中实现无偶然和灾难性事故。工艺危害的定义:杜邦 - 有可能出现危险物品泄漏或接触危险物品,而导致重大的人员伤亡、财产损失或对环境破坏的状况。工艺安全管理适用范围:任何长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品(且有一定数量规模)的单元.1。5 杜邦公司工艺安全管理的发展历史编年表: 早期的黑火药工厂和爆炸危险1802年开始工艺评审-19世纪50年代路易斯维尔事故1965年8月 工艺危害评审-1965-19
3、79年公司经验1978年全面综合的工艺危害管理指南 1979年不断更新的工艺安全和风险管理指南-1986, 1992, 1997, 1998,2008,2009年.1.6 相关法律法规的发展过程欧洲 塞维索(Seveso)事故,意大利 1976年重大事故危害法案1982年重大工业事故危害法规 1984 英国 1984年美国印度博拜(Bhopal)事故,印度 1984年州政府立法 20世纪80年代联邦政府 - 1990洁净空气法案高危险化学品的工艺安全管理,OSHA 1992年风险管理方案 ,EPA1996年1。7 工艺安全管理的意义解决大规模、深刻和快速的技术发展带来的影响:危害规模倍增控制难
4、度倍增无法再“摸着石子过河”采取前置性的策略,保证生产过程从运行的第一刻开始就是安全的 为生产经营和企业发展带来效益。1。8 工艺安全管理的特点多专业综合工艺设计、设备管理、生产受控等多方面 工艺、机械、电气、仪表、安全、操作、维护等多专业 以风险管理为基础后果严重小概率事件以风险评估为工具,以风险值为决策依据.整个生命周期的全程管理从设计、建设、生产运行到最终废弃拆除采取前置性的策略,保证生产过程从运行的第一刻开始就是安全的1。9 杜邦工艺安全管理模型14个要素的方法论这14个要素涵盖了在生产型组织结构中进行高危害管理所需要处理的所有关键内容,这些内容的核心是管理层的承诺和领导力运用14要素
5、的方法,杜邦已在世界范围内的多种生产领域包括化学品、聚合物、电子产品、矿产、生物化学、薄膜和纤维等行业成功的管理好工艺安全。实施遵循这些要素的管理系统达到或超过法律法规及行业通行标准要求。二、PHA 概述2。1 PSM 轮模型:14个要素要素2:PHA工艺技术范畴四个要素之一2。2 PHA定义PHA 综合了科学、技巧以及判断,以:系统地识别、评估并制定措施来控制工艺过程中重大的危害,完整的PHA报告用于跟踪已经接受的建议,并用于和所有受影响的人员进行沟通。2。3 PHA定义:重要性识别已知与未知的危险事件识别危害性物料与危险的工艺过程为理解危险事件及如何对其作出响应提供背景框架识别、消除或减少
6、危险源的风险水平识别危害事件的后果及对其他PSM要素的影响在危险控制方面,寻求实现多学科的一致性将分析结果文件化归档,供今后使用2.4 什么时候需要进行PHA?新的工艺和设施(在开发建设的不同阶段进行若干次不同的评审)筛选性分析开发建设的早期阶段设计评审分析设计完成时最终项目安全报告-开车之前PHA基准分析-在任何开车试运行变更之后现有设施:定期循环分析-依据危害程度确定频率至少每五年重新评审一次工艺变更事故调查:工艺设施的封存或者拆除。PHA定义:推荐的PHA评审频率案例:英国石油公司,德克萨斯市,德州事件:2005年3月23日设施类型:石油精炼厂表面原因:液位计失效根本原因:包括违背安全操
7、作方法、未能从过往的经验吸取教训等多重原因人员损失:15人死亡,超过170人受伤财产损失:30亿美元英国石油公司(BP),德克萨斯市:主要发现首要的发现就是BP管理层没有将工作场所安全(如,滑倒摔跤跌落,驾驶安全,等)与工艺安全(如:安全的设计,危害分析,原材料确认,设备维护,工艺波动的报告,等)区分开来。节选自贝克调查团报告:防范工艺事故需要的是坚持不懈的警觉性。以往无事故的记录并不能代表安全已全面受控,长期无事故反而可能滋生出日益增长而又极端危险的松懈麻痹情绪。一旦人们忘记他们的安全系统应该怎样运行,安全系统和控制措施就会形同虚设,教训会被遗忘,而危险源和偏离安全操作规程的行为则会被容忍接
8、受;员工和主管会愈来愈依赖习惯做法,却忘记作业方法理应建立在可靠的工程学原理等控制手段的基础上。人们是会忘记害怕的.三、PHA 的实施步骤1。 计划与准备2。 危害识别3。 工艺危害评估故障假设/检查表(Whatif/Checklist)故障类型与影响 (FMEA)危险与可操作性研究 (HAZOP)故障树分析 (FTA)4。 后果分析5. 其他需要考虑的因素人员因素 设施分布本质更安全工艺 6. 风险评估7. 建议措施与报告8。 记录归档9。 管理层审核1第一步 计划与准备1. 选择工艺单元/区块将整个设施分解为不同的单元或区块,各单元或区块应能在4个月或更短时间内分析完。根据危害程度,将单元
9、或区块进行优先排序.根据单元或区块中危害的程度,确定工艺安全分析的频率。2。 选择与培训小组成员组长加上3到6名全职成员组长的能力要求:良好的组织能力和聆听能力,在工艺安全分析方法方面,受过专门培训并有经验。小组成员的能力要求:工艺所涉及各专业的组合,在工艺的操作和维护方面有实际经验;熟悉以下各方面技能的人员(操作/生产、维护/机械、工程/技术、操作过该工艺的人员、对工艺安全分析方法熟悉的人员)3。 小组成员的职责组长:组织整个分析活动指导分析工作保持分析的完整性与一致性引导分析达到深入透彻保证分析工作的进度与管理层沟通进展发表会议记录依计划完成最终报告成员:积极参与分析优先完成PHA工作定期
10、巡查设备识别主要危害给出明确的建议措施如果工艺流程经研究确认可安全地操作,形成结论并存档4。 举行启动会议讨论章程管理层或PHA管理小组编写一份章程,明确分析的范围,时间安排,以及期望向组员描述PHA的过程确定分析进度安排分配职责,如:书记员收集最新版的工艺安全信息,并在进行PHA之前分发给小组成员5. 最新版的工艺安全信息物料的危害性工艺的设计基础设备的设计基础PIDs操作程序标准操作条件变更管理的记录相关事故调查报告该工艺以前的PHA报告类似工艺的PHA报告2第二步 危害识别1。 危害识别方法审阅危害清单建立化学反应矩阵建立化学危害分类回顾重大/未遂事故报告审阅之前的工艺安全分析及报告识别
11、并罗列工艺潜在能量召开“故障假设讨论会(头脑风暴)2。 危害识别所用的信息分析对象的相关资料:重大工艺事故的报告、以往的PHA、变更管理记录、MSDS及化学反应矩阵、有经验的顾问。对分析对象进行现场考察:识别潜在的危害。3. 现场考察的作用对分析对象进行考察,识别或评估:最严重事故情形(内部或外部的)设施布置问题相关的人员因素与相关的直线管理者、操作工、机械工、电工、工程师等进行交流,收集他们关注的问题和有用信息。各自独立将所有发现项写成报告。与其他组员讨论发现项。确定PHA分析所要用到的最严重事故情形4. 危险源4。1 化学性聚合反应反应压力失控震动敏感类浓缩相爆炸重排能力不受控的重排反应(
12、环氧乙烷)热不稳定性自我放热导致爆炸或者生成火花易燃性-闪火,聚集起火,引起破裂的自燃可燃性-粉尘爆炸,散装原料起火,热蒸汽爆炸过氧化物的反应性氧化或者活跃过氧化物的分解反应与水反应与水或者湿气的反应氧化/变形与有机材料的反应腐蚀/酸-反应或泄漏毒性-泄漏后与人接触意外的混合反应,爆炸,有毒物泄漏4.2 热力性热-表面,物料泄漏,蒸汽,热膨胀 冷低温物料泄漏,冻堵,材料脆化4.3 压力/体积性高压下的可压缩流体-爆裂,泄露,或喷溅高压液体BLEVE真空下的可压缩流体-储罐破裂或瘪塌4。4 势能/位置性工艺原料的提升-容器掉落或液体溅落粒状储存管的更换装满液体的容器内的液体涌动4。5 动力性移动
13、的物料水击效应,冲击或侵蚀损坏气动传送-固体撞击,粉尘泄露,爆炸一种化学品与物料不兼容性矩阵,可以预见性地识别不同材料之间意外混合所会产生出的危害影响。矩阵内的资料,定性或半定量的描述了有意或意外的化学反应所带来的化学反应危害.化学相互作用矩阵练习 建立化学相互作用矩阵练习囊括所有的原料,包括已知的杂质,稳定的中间体,副产品,以及设备材质.问:X与Y的反应是否可能形成危害?(X为列,Y为行)回答是,否,或?(不知道)对于每个答案为“是”的,确定反应的类型与必要的条件描述健康危害:毒性,急性,慢性等;是否易燃?是否稳定?(自反应的程度?)3第三步 工艺危害评估工艺危害评估是针对工艺上可能发生的危
14、害事件进行的系统而全面的分析,由多种专业人员组成的小组完成。小组成员运用特定的方法,评估每个危害事件可能造成的有害影响,判断系统中现有的控制是否足够,是否需要增加防护措施。就需要增加的防护措施给出建议。方法:包括定性与定量.根据每个PHA的情况,可单独使用或组合使用,可能需要专家顾问或分析师。定性方法故障假设/检查表(What If)故障类型与影响 (FMEA)危险与可操作性研究 (HAZOP)定量方法保护层分析 (LOPA)故障树分析 (FTA)各种方法的主要特征What If 使用“如果会怎样的问题来评估发生某些情况后对人或物的影响FMEA 识别设备的故障类型,并进行风险评估以便对后续措施
15、进行优先排序HAZOP 由引导词主导的分析LOPA 识别针对某个危害的保护层并评估他们的有效性FTA 一种量化的图形式方法,用于确定”顶上事件的可能性方法的适用性95%到97%的危害性事件能够通过What If或HAZOP识别出来,3到5%要用FMEA或LOPA,大概1%要用故障树分析(FTA)。各类方法的分析逻辑故障假设 / 检查表法可以在因果关系中的任意一点切入FMEA从寻找 原因 (控制阀故障)开始,逐步分析直到确定后果 (容器破裂)HAZOP 从偏差 (压力升高)入手, 确定导致的后果 (容器破裂), 然后识别造成偏差的可能原因 (控制阀故障)FTA 从后果 (容器破裂)入手, 反过来
16、分析到原因 (控制阀故障)该种分析逻辑分类对LOPA方法不适用故障假设/检查表法故障假设法/“What If”公认为一个基本方法,因为:检验设计、识别工艺之外的一些情况对工艺的影响。团队成员通过使用头脑风暴的方法不断地提出故障假设的问题,建议是来自对故障假设问题的回答、对现有保护装置与程序的评估。具有结构组织性不强、基于成员的经验、思路不受限制、开放性的特点。检查表法也被公认为一个基本方法,因为:检验设计、评估工艺之外情况对工艺的影响。有结构有条理的方法、基于经验、没有通用的检查表-针对各种情况找到合适的检查表。故障假设/检查表法的优势与局限优势 覆盖的危险范围广 无需很多先期培训,并且相对容
17、易应用 作为学习工具十分有效 对设计提出挑战 可辨识相邻工艺的影响 可将工艺与之前的实践进行对比局限 “抄捷径”易导致分析不充分 分析的深度有限 仅在提出正确的问题时才起作用故障假设/检查表步骤从流程起始入手,顺着工艺过程一步一步地分析,形成故障假设的问题: 记录下每个问题 鼓励头脑风暴,此时不要回答问题 头脑风暴结束后,确认每个人的故障假设问题都被正确地记录下来 运用“检查表,补充头脑风暴时未提到的问题。将提出的问题分配给每个成员,进行书面分析回复: 书面分析回复提交给小组组长,组长负责将所有回复汇总后分发给小组成员PHA小组开会讨论所收集的信息,并决定: 完全认可所递交的分析回复 讨论分析
18、回复,在修改后认可 推迟认可,进行进一步的调查分析故障类型与影响分析对FMEA的描述,运用一定方法识别: 设备部件的故障类型 故障的后果对每个可能导致危害后果的工艺部件,询问: 此部件会出现怎样的故障? 它的故障会怎样影响工艺其他部分以及整个系统? 给出每个故障的后果危害等级,并预测其发生的几率用于评估相对风险,区分行动的优先次序 风险 = 后果的严重程度 X 后果发生的可能性FMEA的优势和局限优势 分析故障及其影响的系统性的方法 把不寻常的工艺过程分成各片段,进行重点分析 经过合适的培训,易于使用和归档局限 专注于“运行与不运行”的二元情况(仪器与设备) 不质疑设计基础 要求有准确的资料或
19、图纸FMEA 典型步骤1。确定系统2。描述此系统3。将各元件编号和描述列表4。列出第一个元件的故障或者出错的模式5。罗列故障对整个系统的安全影响6。确定后果危害等级(H)7。确定可能性(P)8.计算关键度(C = H + P)9。列出现有的保护措施10.对于高危害的(H1或C3),考虑保护措施的改进下一个元件从第四步开始重复进行后果危害等级可能性表FMEA 记录表危险与可操性研究HAZOP,是非常系统的分析方法.由引导词驱动,对工艺的各个部分进行分析,以发现: 偏离设计意图的工艺情况是如何发生的 这样的偏离会导致什么后果注重于考察有哪些保护措施就位及这些措施的有效性,分析会出现重复,但分析十分
20、彻底完全。HAZOP 法的引导词None / 无More of / 多于Less of / 少于Reverse / 反向Part of / 部分的As well as / 以及Other than / 此外HAZOP 的优势与局限性优势 系统地分析所有超出最初设计意图范围的偏差 非常适合新技术和工艺 易于归档 针对化工工艺而设计,但可适用于其他工艺类型局限性 假定设计对于正常工况是正确的 要求有准确的资料或图纸 分析易跑题选择参数和引导词建立偏差矩阵偏差矩阵-流量 偏差矩阵温度与压力偏差矩阵时间HAZOP记录表故障树分析法故障树分析法图形式的定量的分析方法,用于确定“顶上事件”发生的可能性,图
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