专栏名称: 经燕
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专家谈 | 深度探讨HAZOP/LOPA分析常见问题!

经燕  · 公众号  ·  · 2024-07-03 17:19

正文

本文内容来自: 重庆市化工研究院有限公司安评室主任张琳女士 ,于“ 2023 第四届西南地区危化企业自动化与安全仪表系统改造技术论坛 ”上发表的报告。
经燕化工平台作为此次大会官方合作媒体,享有会议资料独家分享权,如需转载请注明出处,如未经许可或未注明出处,将追究法律责任!

论坛现场影像


HAZOP/LOPA分析方法概述

HAZOP/LOPA相关法律、法规、指导意见

•《国务院安委会办公室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)

•《关于进一步加强危险化学品企业安全生产标准化工作的指导意见》(安监总管三[2009]24号)

•《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(安监总局令〔2011〕第40号, 总局令第79号修正)

•《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知》(安监总管三〔2012〕87号)

•《关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》(安全总管三〔2013〕76号)

•《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见》(安监总管三〔2013〕88号)

•《中华人民共和国安全生产法》(中华人民共和国主席令〔2021〕88号)

•《中共中央国务院关于推进安全生产领域改革发展的意见》(2016年12月9日)

•《国家安全监督管理总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》(安监总管三〔2014〕116号)

•《危险化学品建设项目安全评价细则》(安监总危化第255号)

•《化工和危险化学品生产经营单位重大生产安全事故隐患判定标准(试行)》

(安监总管三〔2017〕121号)

•《危险化学品重大危险源企业专项检查督导重点》(应急管理部 应急厅〔2020〕33号)

•《中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》的通知》(厅字〔2020〕3号)

《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》

(安监总局令〔2011〕第40号, 总局令第79号修正)
(一)重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组份等信息的不间断采集和监测系统以及 可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置,并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能;一级或者二级重大危险源,具备紧急停车功能。记录的电子数据的保存时间不少于 30天;
(二)重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系统;一级或者二级 重大危险源,装备紧急停车系统;
(三)对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施,设置紧急切断装置; 毒性气体的设施,设置泄漏物紧急处置装置。 涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者 二级重大危险源,配备独立的安全仪表系统(SIS)
《关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》
(安监总管三[2013] 76号)

(三) 建设单位在建设项目设计合同中应主动要求 设计单位对设计进行危险与可操作性 (HAZOP)审查 ,并派遣有生产操作经验的人员参加审查,对HAZOP审查报告进行审核。 及“两重点一重大”和首次工业化设计的建设项目,必须在基础设计阶段开展HAZOP分析

(九)设计单位应加强对建设项目的安全风险分析,积极应用HAZOP分析等方法进行内部 安全设计审查。

(十九) 新建化工装置必须设计装备自动化控制系统。应根据工艺过程危险和风险分析结 果,确定是否需要装备安全仪表系统。涉及重点监管危险化工工艺的大、中型新建项目要按照《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》(GB/T21109)和《石油化工安全仪表系统设计 规范》(GB50770)等相关标准开展安全仪表系统设计
《国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》

安监总管三[2014]116号

五、从源头加快规范 安全仪表系统管理工作

12、 从2016年1月1日起,大型和外商独资合资等具备条件的化工企业 新建涉及“两重点一重 大”的化工装置和危险化学品储存设施,要按照本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安 全仪表系统。

13、 从2018年1月1日起,所有新建涉及“两重点一重大”的化工装置和危险化学品储存设施 要设计符合要求的安全仪表系统。 其他新建化工装置、危险化学品储存设施安全仪表系统,从 2020年1月1日起 ,应执行功能安全相关标准要求,设计符合要求的安全仪表系统

六、积极推进在役安全仪表系统评估工作

14、涉及“两重点一重大” 在役生产装置或设施的化工企业和危险化学品储存单位,要在全面 开展过程危险分析(如危险与可操作性分析)基础上,通过风险分析确定安全仪表功能及其风险 降低要求,并尽快评估现有安全仪表功能是否满足风险降低要求

15、企业应在评估基础上,制定安全仪表系统管理方案和定期检验测试计划。对于不满足要求 的安全仪表功能,要制定相关维护方案和整改计划, 2019年底前完成安全仪表系统评估和完 善工作
HAZOP/LOPA应用及地位

HAZOP/LOPA相关标准、规范、导则

《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》(GB/T 20438.1~7-2017/IEC61508 ,IDT )

《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》(GB/T 21109-2007 / IEC61511,IDT)

《石油化工安全仪表系统设计规范》(GB/T 50770-2013)

《危险与可操作性分析(HAZOP)应用指南》(GB/T 35320-2017 / IEC61882:2001,IDT)

《危险与可操作性分析(HAZOP)应用导则》(AQ/T 3049-2013/ IEC61882:2001,MOD)

《保护层分析(LOPA)应用指南》(GB/T32857-2016)

《保护层分析(LOPA)方法应用导则》(AQ/T 3054-2015)

《化工建设项目安全设计管理导则》(AQ/T 3033-2022)

《化工过程安全管理导则》 (AQ/T3034-2022)

《危险化学品重大危险源 罐区现场安全监控装备设置规范》(AQ 3036-2010)

《危险与可操作分析质量控制与审查导则》( T∕CCSAS 001-2018 )

《保护层分析:使能条件与修正因子导则》


HAZOP分析常见问题

“关键”之一:初始原因

常见问题1:HAZOP分析初始原因不准确

初始原因、基本原因 和根原因的关系

“关键”之二:不利后果

常见问题2:后果不全面、不准确

后果记录原则:

1、后果的记录应描述偏离 直至后果的中间事件;

2、针对偏离,应记录每一 个原因对应的所有后果;

3、不宜将中间事件当后果;

4、应记录原因、偏离导致 的后果,确保一一对应。
HAZOP分析结果分析(示例)

带压储罐泄漏机理分析

后果模型化分析

后果严重度的确定原则:在假定所有的安

全措施失效的前提下确定后果严重度

“关键”之三:安全措施

风险降低可以通过多种手段取得,包括:采用固有的安全方法消除危险剧情;设 法减少初始原因的发生频率;增加现有IPL的完整性;设法增加新的IPL;“和/或”

减少后果影响(冲击)等。
确定原则:

加强现有安全措施的管理优先于新增安全措施

防治措施优先于减缓措施

在多个危险剧情中起作用的安全措施优先于在单个危险剧情中起作用的安全措施

风险降低作用大的安全措施优先

常规安全措施优先于功能安全仪表

安全措施的设置应适度(ALARP)
一个“主要”:危险剧情
常见问题3:不能准确估计复杂危险剧情的风险

三点型简单危险剧情

单串型标准危险剧情

正向树枝型危险剧情

反向树枝型危险剧情

领结型危险剧情

常见问题4:危险剧情遗漏使能条件
初始事件、关键事件或后果都可能受“条件” 和“使能原因”的作用,最终影响危险剧情的风险判定
“条件”和“使能原因”的作用是依据实际情 况对初始事件、关键事件或后果的“修正”


一个“主要”:危险剧情(示例)

HAZOP报告审查常见问题

14个否决项

标准要求


示例



LOPA分析常见问题

常见问题1:HAZOP的信息运用


需要注意:
1、HAZOP所导出的信息应再次判定,现有措施不都是独立保护层

2、HAZOP建议措施是否作为独立保护层,应再次判断

常见问题2:独立保护层的确定
《保护层分析(LOPA)应用指南》(GB/T32857-2016)
6.4.2 独立保护层确定原则:

有效性: (1)应能检测到响应的条件;(2)在有效的时间内,应能及时响应;(3)在 可用的时间内,应有足够的能力采取所要求的行动。

独立性: (1)应独立于初始事件的发生及其后果;(2)应独立于同一场景中的其他独 立保护层;(3)应考虑共因失效或共模失效的影响。

可审查性: (1)审查应确认独立保护层的设计、安装、功能测试和维护系统的合适性, 以取得独立保护层特定的PFD;(2)功能测试应确定独立保护层所有的构成元件(传感器、逻辑解算器、最终元件等)运行良好,满足LOPA的使用要求;(3)审查过程应记录发现的独立保护层条件、上次审查以来的任何修改以及跟踪所要求的任何改进措施的执行情况。

化工企业典型保护层作为IPL的要求

1、本质安全设计(1E01~1E06):

a)当本质安全设计用来消除某些场景时,不应作为IPL;

b)当考虑本质安全设计在运行和维护过程中的失效时,在某些场景中,可将

其作为一种IPL。
例如:容器设计能承受极限高压
2、BPCS (1E01~1E02) :

a)BPCS作为IPL应满足以下要求:

——BPCS应与安全仪表系统(SIS)在物理上分离,包括传感器、逻 辑控制器和最终执行元件;
——BPCS正常运行时能避免特定危险事件的发生;
——BPCS控制回路故障不会作为起因引起特定危险事件的发生。

注意:BPCS控制回路作为独立保护层相对较弱,认定多个保护层应谨 慎!

问题:同一BPCS多个回路怎么认定IPL?

条 件:
1、逻辑解算器的PFD比其他部件的PFD至少 低2个数量级
2、BPCS具有完善的安全访问程序,潜在人 为失误降低至可接收水平
3、同一场景,作为IPL的BPCS回路不应超过 2个
3、关键报警和人员干预(1E0~1E02)
关键报警和操作人员干预作为IPL,应满足以下要求:

a)操作人员应能够得到采取行动的指示或报警,这种指示或报警必须始终对 操作人员可用;

b)操作人员应训练有素,能够完成特定报警所触发的操作任务;

c)任务应具有单一性和可操作性,不宜要求操作人员执行IPL要求的行动时 同时执行其它任务;

d)操作人员应有足够的响应时间;

e)操作人员的工作量及其身体条件合适等。







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