HAZOP分析中的问题-中国化学品安全协会

HAZOP软件研究与应用进展赵劲松教授化工过程事故与预防研究中心过程系统工程研究所清华大学化工系Email：[e-mail]电话：[phone]年11月15日于北京内容提要HAZOP软件研究背景HAZOP软件流派简介HAZOP智能软件研究与应用结束语赵劲松，清华大学化工系HAZOP：HazardandOperability危险和可操作性分析是所有工艺（过程）安全评价方法中系统性、全面性最好的方法HAZOP软件研究背景2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系团队有5—8人组成领导团队的负责人（组长）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……HAZOP软件研究背景赵劲松，清华大学化工系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5~8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软件研究背景赵劲松，清华大学化工系HAZOP分析中的问题（续）美国的费用完成一个典型过程的危险分析需要1~8星期，有的长达6个月美国一年在危险分析方面花费40亿~50亿美元–直接费用–间接费用对一个大的化学公司来讲，这样的花费相当于1％的销售额或10％的利润中国的费用如果请国外专家–一个过程3~4个星期–一个专家的费用大约200~300美元/小时HAZOP软件研究背景赵劲松，清华大学化工系HAZOP软件研究背景如何提高HAZOP小组的工作效率？如何避免HAZOP分析小组在工作中的疏漏？随着计算机信息技术的发展，国际上从80年代开始，开发、推广、使用计算机软件大家注意：早在60、70年代，HAZOP分析没有软件记录员记录在纸上HAZOP计算机软件流派简介两大流派文档记录型软件智能型软件赵劲松，清华大学化工系商业化的HAZOP计算机软件流派文档记录工具型加拿大Dyadym公司的PHAPro美国Primatech公司的PHAWorks英国ISOGraph公司的HAZOP+Excel模板……赵劲松，清华大学化工系加拿大Dyadym公司的PHAPro上面图片是通过搜索引擎摘自有关网站赵劲松，清华大学化工系美国Primatech公司的PHAWorks上面图片是通过搜索引擎摘自有关网站赵劲松，清华大学化工系ISOGraph公司的HAZOP+上面图片是通过搜索引擎摘自有关网站赵劲松，清华大学化工系13/65ioMosaic’sHAZOPtimizer上面图片是通过搜索引擎摘自有关网站赵劲松，清华大学化工系问题2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系记录软件可以节省一定量的时间，但是不能帮助HAZOP分析小组避免分析的疏漏。那么应该如何帮助HAZOP专家小组避免分析中的疏漏，进一步提高HAZOP小组的分析结果质量？2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系摘自：JordiDunjóa,VasilisFthenakisb,JuanA.Vílcheza,JosepArnaldos.Hazardandoperability(HAZOP)analysis.Aliteraturereview，JournalofHazardousMaterials,2009HAZOP与其他PHA比较HAZOP在其他领域应用HAZOP经验分享可编程系统的HAZOPHAZOP自动化专家系统软件开发HAZOP与流程动态模拟的集成HAZOP智能型软件研究HAZOP研究领域在所有公开发表的国际文献中所占百分比商业化的HAZOP计算机软件流派智能型（利用人工智能技术）第一代：基于SDG模型的HAZOP软件美国普渡大学PHASuite–本人于1997年夏~2001年初负责完成了其商业化开发英国拉夫堡大学（Loughbourgh）大学的HAZID–由HAZID公司商业化……第二代：基于案例推理技术和本体论的HAZOP软件清华大学HAZOPSuite赵劲松，清华大学化工系HAZOP计算机软件流派自1956年斯坦福大学计算机专家约翰·麦卡锡创立了“人工智能”一词，过去的半个多世纪以来，人工智能的发展脚步总是走走停停人类对人工智能充满了幻想，又充满了担心赵劲松，清华大学化工系计算机DeepBlue（深蓝）1997年，计算机“深蓝”打败了国际象棋冠军卡斯帕罗夫赵劲松，清华大学化工系但是象棋是比较容易的•规则可以在一张纸上写完•可能的路径仅有35种•化工厂的情况则远比象棋复杂赵劲松，清华大学化工系赵劲松，清华大学化工系普渡大学HAZOP软件PHASuite美国普渡大学化工系智能过程系统工程实验室1992-2000年完成由本人于1997年~2001年领导一个小组完成了商品化开发面向制药过程、精细化工过程的基于SDG模型和规则的专家系统50万条C++计算机程序通过了20多个化工过程实例的测试在G.D.Searle（后被辉瑞公司收购）、EliLilly（礼来公司）得到了广泛应用2011年11月15日于北京VenkatVenkatasubramanian教授一个典型的间歇化工过程流程TransferFilterDryUnloadDryerProductRecipeReactionFiltrationDryingTasks:ChargeAChargeBHeatHoldTransferSubtasks:间歇生产步骤任务（主要步骤）反应过滤干燥子任务（小步骤）加入原料A加入原料B加热保持温度倒料过滤倒料干燥卸料赵劲松，清华大学化工系2010.12.16赵劲松，清华大学化学工程系普渡大学HAZOP软件PHASuite原理InitialstateTask-1Task-2Task-3ReactionFiltrationDrying任务Petri网ChargeChargeMaterial-AMaterial-BHeatEmpty子任务Petri网SDG模型库（包括近百个模型）8种过程物料反应物,溶剂,氮气,中和剂,中间产物和产物5个过程设备反应器、过滤器、干燥器、接收罐、净化塔3个大步骤反应、过滤、干燥20个小步骤加热、搅拌、冷却、反应、倒空、过滤等赵劲松，清华大学化学工程系普渡大学HAZOP软件PHASuite应用实例学术成果早在2000年公开发表2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系2002年被列为化学工程领域代表性计算机软件工具之一摘自：RalphSchneider,WolfgangMarquardt.Informationtechnologysupportinthechemicalprocessdesignlifecycle.ChemicalEngineeringScience,Volume57,Issue10,May2002,Pages1763-1792赵劲松，清华大学化学工程系后续的研究工作在2005年发表2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系普渡大学HAZOP软件PHASuite产生报告很快但是所建模型不具有普遍适用性，很难推广使用结果可靠性如何？–HAZOP专家还要研判分析是否完全？–否–非常规的HAZOP分析仍然需要HAZOP专家小组去分析赵劲松，清华大学化学工程系赵劲松，清华大学化工系基于SDG模型的HAZOP软件存在的问题每次分析新的装置，都需要软件的开发方帮助建立客户化模型客户化工作量大工作周期长模型本身的验证困难直接影响了其分析结果的可靠性现实：这类软件在企业上线运行的非常少氯化氢合成工段ＳＤＧ模型2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系基于SDG模型的HAZOP软件问题仅能够自动化常规HAZOP分析所谓常规HAZOP分析并不是意味着简单的分析或容易的分析常规HAZOP分析是指对各种不同的过程，问题和逻辑类似的那些分析流量过大会怎么样？温度过低会怎么样?一般来讲，60~80%的分析是常规HAZOP分析赵劲松，清华大学化工系基于模型的HAZOP专家系统问题20~40%的分析为非常规分析，仍然要由人来完成在开车过程中投放错误的物料会怎么样？在精馏塔的开车过程中操作顺序错误会怎么样？吉化事故就是操作顺序错误操作顺序是一个排列组合问题，很难模型化设备的布置不合理会怎么样？基于SDG模型的HAZOP软件大多在回避这一关键问题过分强调HAZOP软件的优势这种说法，你们信吗？2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系这种说法，你们信吗？2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系HAZOP分析的人—机对决2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系基于SDG模型的HAZID软件HAZOP分析结果可靠性测试2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系该测试由英国拉夫堡大学研究人员完成测试结果于2000年公开发表在英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷，第2期，第91页~119页基于SDG模型的HAZID软件测试实例1、氨吸收单元2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系该测试实例摘自英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷，第2期，第91页~119页，2000年基于SDG模型的HAZID软件测试实例2、三氯乙烷存贮单元2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系该测试实例摘自英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷，第2期，第91页~119页，2000年基于SDG模型的HAZID软件测试实例3、丙烷精馏2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系该测试实例摘自英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷，第2期，第91页~119页，2000年基于SDG模型的HAZID软件测试实例4、苯存贮单元2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系该测试实例摘自英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷，第2期，第91页~119页，2000年基于SDG模型的HAZOP软件测试实例5、分离系统2011年11月15日于北京赵劲松，清华大学化工系该测试实例摘自英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷，第2期，第91页~119页，2000年赵劲松，清华大学化工系基于SDG模型的HAZOP软件HAZID的测试结果测试：五个化工单元HAZOP专家小组先做一遍分析再用HAZID软件做一遍分析，把两者的分析结果进行对比氨吸收单元三氯乙烷存贮单元丙烷精馏苯存贮单元分离系统2011年11月15日于北京专家小组识别出的危险中被HAZID软件识别出的危险%HAZID软件识别的危险中被专家小组评价正确的危险%HAZID软件识别的危险中被专家小组评价正确的而又有意义的危险%该测试结果摘自英国化学工程师协会（IChemE）的会刊ProcessSafetyandEnvironmentalProtection第78卷第2期，第91页~119页，2000年公开发表的论文CuiLin,ZhaoJinsong.ProcessSafetyProgress,2008.27(4).293-305.–美国化学工程师学会（AIChE）会刊为提高模型的知识表达能力提出了分层有向图LDG模型（三维模型）41赵劲松，清华大学