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HAZOP分析中LOPA在化工行業的應用與技術分析

類別:文章分享 發布時間:2019-10-16 瀏覽人次:

摘要:文章主要對HAZOP以及LOPA的應用進行了分析,對相關技術手段進行了研究,對兩種技術的原理在化工行業中的應用進行探究,以供參考研究。


1、HAZOP分析中LOPA技術的應用分析


HAZOP(Hazardand Operability Analysis,危險與可操作性分析)在上個世紀70年代發展起來,是一種在設計缺陷辨識、工藝過程危害以及操作性問題結構化的分析方式。HAZOP分析主要就是利用工藝圖或者操作程序劃分的方式為節點以及操作步驟,探究其存在的危險與問題,對于存在的潛在危險偏差進行分析,對偏差的具體成因、后果以及控制措施與手段進行處理,進而綜合危險問題,明確系統中的危害問題。通過對裝置中存在的危害問題分析,對其進行定量的風險評估分析,可以在一定程度上量化裝置中的危險問題。


2、HAZOP與LOPA的融合機理


HAZOP分析的主要目的就是對工藝單元以及操作的具體步驟和流程進行分析,對于存在的潛在風險問題進行分析,通過對偏差問題分析,了解產生偏差的具體成因以及后果,再綜合實際狀況探究保護手段與措施。不同的偏差基于產生的原因、發展事件以及后果構成了一個個事故場景以及危險的劇情。在此種過程中,偏差產生事故風險問題,現有的安全措施能否將風險控制在允許的范圍之中,在整個過程中需要的安全防護層、其存在的風險問題都是HAZOP無法解決的。而LOPA方法,作為一種簡單便捷的風險評價方式,在進行分析過程中可以有效的提升效率,縮短時間。而較為重要的就是,其可以為風險以及事故查找提供時間,可以將其與風險允許的接線進行分析對比,了解現有安全措施的安全性以及適宜性,確定具體狀況與信息。

HAZOP分析中LOPA在化工行業的應用與技術分析

將LOPA與HZAOP進行有效的融合,可以提升分析的全面性以及完善性,進而提升分析精準性。同時,在一些復雜的事故場景中應用LOPA具有一定的實踐價值與意義,可以對事故場景的整個過程進行分析,綜合實際狀況對中間事件進行識別分析,了解安全措施以及事故的后果,其結果具有客觀性以及精準性的特征。LOPA與HAZOP的有效結合過程中,要對分析的工藝對象以及意圖進行熟悉分析,收集整理相關資料內容,通過對工藝流程圖以及工藝、設備圖的分析,了解設計資料、運行記錄以及相關檢測信息與報告內容。同時,通過偏差識別了解其潛在的危險問題、危險原因以及始發事件問題、對于其會導致的后果以及事故場景進行分析,綜合具體的信息確定事件內容,了解始發事件、條件事件以及后果事件的具體發生頻率。對沒有減輕的事件出現的頻率以及具體的等級進行分析。未減輕事件的出現頻率就是始發事件、條件事件與后果事件頻率之乘積。綜合提供的信息資料確定潛在事故以及等級,綜合信息計算獲得頻率等級,對其進行評估分析。對安全措施以及獨立保護層進行識別分析,確定失效概率,對安全措施進行獨立保護狀態并計算,確定潛在事故減輕事件的風險等問題。減輕事件的出現頻率以及沒有減輕事件的具體發生頻率與各個獨立保護層中安全措施的失效概率之積。


如果其剩余的風險達到了可以接受的水平,則無需對其采取措施與建議。否則,就要綜合實際狀況提出安全對策與手段,將剩余的分析降低到其可以承受的水平范圍之中。


3、LOPA以及HAZOP的關系分析


二者具有銜接性的關系,在分析中,將LOPA融入到HAZOP的分析中,要提供基礎信息數據以及信息,通過為LOPA提供對原始事件的識別分析,了解事故場景的原因事件;對事故場景的信息進行分析,對獨立的防護層措施進行分析,了解識別條件事件;對危險信息的程度進行分析,合理篩選。綜合實際狀況提供獨立防護層的相關建議與手段。


4、HAZOP分析中LOPA在化工中的應用實踐


在化工實踐中,如通過HAZOP對壓力容器進行分析,獲得如表1結果內容。通過結果分析,HAZOP對壓力容器過高的因素、后果以及安全措施進行了簡單的論述,但是并沒有對風險控制范圍、接受水平等因素進行分析。對此,在實踐中,基于HAZOP分析基礎之上,通過LOPA進行實踐分析,獲得事故場景分析,具體如表2。

表1壓力容器位置HAZOP分析結果

引導詞偏差原因后果安全措施
MORE壓力過高

壓力調節

閥失效

容器超壓破裂,可燃性氣體出現泄露火災,導致人員傷亡

泄壓閥、壓

力警報器

表2LOPA 在化工中應用結果

事故場景描述后果風險可接受容許值建議措施

超壓導致容器破裂誘發火災與傷亡事件

氣體泄露造成

火災與人員傷亡

1.00*10-5

可不另外增加

安全措施

通過分析可以發現,LOPA是在事件樹分析之下逐漸形成的一種風險分析技術手段,是一種辨識以及評估風險的半定量工具手段,也是溝通定性分析以及定量分析之間的重要方式與手段。HAZOP分析中LOPA與其他類型的風險評估方式相同,在分析之前要編制風險矩陣,確定風險的等級狀況。而較為典型的風險矩陣可以對事故的發生頻率進行劃分,對事故的后果嚴重程度進行分析,在確定具體事故等級的分類以及頻率等級之后,就會獲得風險等級,綜合對應的措施手段就可以有效解決。LOPA在應用中無需耗費大量的時間,相對于定量分析要少的多,可以在一些后果嚴重以及高頻率事件中進行處理,其主要的優勢就是對事故場景中的具體事件以及深層次的原因進行識別、分析,了解其具體的成因。LOPA具有集中定性以及定量分析的優勢,更加便于理解,操作也更為簡單,具有客觀性的特征,在一些復雜的場合中應用效果顯著。


在化工行業應用中可以在定性危害分析中,通過本次HAZOP應用分析可以發現,在完成檢查表之后,對于其獲得復雜性、危險的問題以及一些具有SIS要求的內容進行LOPA處理,如果其獲得的結果無法給最終的支撐決策,則會通過QRA等一些定量分析方式進行處理。LOPA分析在應用中,在沒有對任何安全保護措施狀況進行分析的背景下,將產生事故的事件稱之為未減輕事件,此種事件存在的風險問題稱之為潛在的風險問題;而將獨立保護層安全保護措施應用之后產生的事故問稱之減輕的事件,其存在的風險就是剩余風險問題。對此,在對其進行保護層的分析過程中,要對事件鏈產生的過程以及整個事件的概率進行分析,對減輕事件潛在的風險水平狀況進行分析,綜合安全保護措施與手段,了解失效概率分析,確定最終的減輕事件剩余風險能力以及水平。


在LOPA中的獨立保護層可以有效組織場景的不定期發展的后果,在獨立與場景的初始事件以及其他相關保護層的設備系統中。在應用時必須要保障其可以滿足獨立性、有效性、安全性、變更管理及可審查性的優勢特征。所謂的獨立性就是保護層不會因為固定的危險場景初始事件以及其他獨立保護層失效受到一些影響。有效性就是必須要通過可以檢測需要采取的異常條件分析,在有效的實踐中及時的響應;在可用的時間中,采取的行動,并且滿足PFD的要求。保障行動條件、決策以及行動的及時性,在共同作用的影響之下,對其進行保護,進而有效的控制事故風險問題的出現。而安全性就是工作人員通過技術等方式保障整體安全性。在應用中對各項條件進行改動必須要執行變更管理條件,滿足要求。


5、結語


HAZOP無法對偏差導致的不良風險后果以及安全保護措施的有效性等進行分析,而應用LOPA則可以利用半定量的風險評價方式,了解查找風險以及事故場景的方式,對其進行比較分析,確定風險能否接受,保障安全保護措施的有效性,進而為HAZOP工藝分析系統的安全設計以及為完善提供信息參考和基礎依據。HAZOP分析中的LOPA應用可以有效的完善HAZOP的缺陷與不足,也可以細化分析結果與內容,可以提供更為全面、精準的決策信息與內容。


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