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風險隱患排查的手段—HAZOP

類別:文章分享 發布時間:2017-06-28 瀏覽人次:

    HAZOP(HazardandOperabilityAnalysis)方法,中文意思是“危險與可操作性分析”,是英國帝國化學工業公司于20世紀60年代提出的一種系統危險分析方法,至今已推行近50年,是目前工藝危害分析、安全評價方法中系統性和全面性最好的方法之一。


    HAZOP包括兩個方面的含義:危險性分析與可操作性分析。危險性分析是分析安全問題,可操作性分析是分析穩定性問題、質量問題等。HAZOP分析評價的內容中安全隱患部分約占40%,穩定性、質量問題約占60%,因此HAZOP分析不僅有利于安全和環保,而且有利于生產。通常一個HAZOP分析團隊由5-8名不同專業人員組成,包括HAZOP會議主席、工藝設計人員、裝置操作人員、儀表控制人員、安全/環境人員、機械/電氣人員、記錄員等。這種群體分析方式的主要優點在于能相互促進、開拓思路,也就是我們平時所說的“頭腦風暴法”。可發掘出未知的設計隱患和操作規程隱患,是一種更系統、更深入的隱患排查方法,這也正是HAZOP分析方法的核心所在。


推行HAZOP的作用


    自20世紀70年代以來,世界各地發生了不少重大工藝安全事故,如1974年英國傅立克斯鎮(Flixborough)泄漏爆炸事故、1976年意大利塞維索(Seveso)有毒蒸氣泄漏事故、1984年印度博帕爾(Bhopal)事故、2005年英國石油公司(BP)得克薩斯城煉油廠爆炸事故等。這些重大事故的發生,使西方政府和企業開始研究如何預防這些災難性的事故。自20世紀80年代開始,工藝過程安全在西方國家逐漸發展成為專門的學科,美國職業健康安全管理局(OHSA)在1992年發布了“工藝過程安全管理標準”,對工藝安全信息、工藝危害分析、投產前安全檢查、操作程序等14個要素進行了規定。近幾年來,我國也發生了數起重大的工藝安全事故,如2003年重慶開縣井噴事故、2005年吉林石化雙苯廠爆炸事故、2010年蘭州石化303廠爆炸事故以及大連保稅區油罐爆炸起火事故等,無不造成巨大的人員傷亡、財產損失以及生態環境的破壞。通過對各種化工安全事故的研究表明,忽視工藝安全是造成重大化工事故的主要原因。工藝過程安全管理的核心要素

風險隱患排查的手段—HAZOP

    是工藝過程危害分析,主要分析設備、儀表、公用工程、人為因素及外部因素等對工藝過程的影響,或分析火災、爆炸、危險化學品泄漏等的原因和后果。HAZOP是眾多工藝危害分析方法中系統性、全面性最好的方法之一。HAZOP方法認為危險來源于對設計意圖的偏離,反過來說,如果所有化工裝置按照設計意圖進行設計、操作和生產,就不大可能有危險。但現實情況往往會受操作條件、設備性能、原料質量、產品產量等因素影響,很少有裝置能夠完全按照設計意圖運行。而HAZOP方法通過對工藝圖紙和操作規程的分析,識別出工藝生產過程中存在的危害或不可接受的風險狀況,進而提出解決方案。


HAZOP的含義


    在HAZOP分析中,“節點”和“偏差”是兩個最基本的術語。節點又稱工藝單元,指具有確定邊界的設備單元或兩設備之間的管線,比如泵、反應器、罐(槽、塔)容器、壓縮機、爐子以及管線或者上述基本節點的合理組合等都是常見的節點類型。一般來說,節點劃分的基本原則是:從進入的管道及儀表流程圖(P&ID)管線開始,繼續直至設計意圖的改變,或繼續直至工藝條件的改變,或繼續直至下一個設備。上述狀況的改變即為一個節點的結束,另一個節點的開始。


    “偏差”是引導詞與工藝參數的組合,即偏差=引導詞+工藝參數。常見的引導詞有NONE(沒有)、MORE(過多、過高、過量)、LESS(過少、過低)、ASWELLAS(伴隨)、OTHERTHAN(異常)等。工藝參數分為兩類,一類是概念性的參數(如反應、轉化、混合);另一類是具體的參數(如溫度、壓力)。上述引導詞與工藝參數的相互組合,就構成HAZOP分析中的偏差。偏差的構成舉例如下圖1所示。


引導詞工藝參數偏差


NONE(沒有)+FLOW(流量)=NONEFLOW(無流量)

MORE(過量)+PRESSURE(壓力)=HIGHPRESSURE(壓力高)

ASWELLAS(伴隨)+ONEPHASE(一相)=TWOPHASE(兩相)

OTHERTHAN(異常)+OPERATION(操作)=MAINTENANCE(維修)


圖1偏差的構成


    HAZOP分析就是從管道及儀表流程圖(P&ID)中選取一個節點,對節點中組合而成的每一種偏差的根本原因、最終后果等進行分析,從而提出解決方案。比如“液位”這個工藝參數,可以和“過多、過少、沒有”這三個引導詞結合,形成三種偏差。對“過多+液位”這種偏差的原因、后果分析完成后,再對“過低+液位”這種偏差的原因、后果進行分析,同樣分析完成后,對“沒有+液位”這種偏差的原因、后果進行分析,完成后繼續進行下一組偏差或下一個節點分析。所以,HAZOP分析是一個循環往復的過程,有時完成一個化工流程的HAZOP分析需要幾個星期到幾個月的時間。


    由于HAZOP分析中涉及因素較多,包括工藝、設備、儀表、控制、環境等,所以,對降低或排除風險的整改建議措施應主要考慮易于實現的方法,而不是花費大量時間去“設計解決方案”。提出整改建議措施后,企業的領導層就要負責積極跟蹤落實這些整改措施。若不能立即提出整改建議措施,可就某些具體問題聽取專家的意見,或待獲得更多的資料后,延期進行某些部分的分析。


HAZOP與檢查表的區別


    HAZOP分析可以在工廠運行周期內的任何時間段進行,既適用于設計階段,也適用于在役的工藝裝置。在化工項目的設計階段采用HAZOP方法進行分析,能識別設計、設備及操作程序中的潛在危險,比如裝置設備是否裝有安全聯鎖,在操作規程中是否明確規定保持正壓操作等,將風險盡可能地消滅在設計階段,節省投資;對石油化工企業的在役生產裝置應用HAZOP分析,可深入分析化工裝置的設計、開車、運行、停車和檢維修等各個階段的安全隱患及可操作性問題,使安全管理人員和操作人員對工藝過程及生產設備有系統、深入地了解,清楚存在的風險及應采取的措施,為裝置的日常生產與維護以及風險管理提供指導。日常生產中,很多人習慣憑經驗、檢查表進行隱患排查,不理解HAZOP的好處。利用安全檢查表法對裝置進行過程安全檢查是一項依賴專家對風險和有關問題的了解進行核查的方法,檢查表中所檢查的項目是已知的問題,不能檢

查出未知的隱患。另外,檢查表法不是一項結構化的系統檢查,其使用的時間遠比HAZOP小組分析所用的時間要短得多。通常,安全檢查表用來普查隱患的“原因”和“后果”,而HAZOP用來揭示系統性的風險,即找到檢查表中的“原因”與“后果”的內在聯系以及防止這些風險發生的措施。


HAZOP的應用效果


    HAZOP分析方法在世界范圍內已經得到廣泛的應用,許多國際大型石化企業要求所有新裝置都要在設計階段進行HAZOP研究;所有改、擴建裝置都要進行HAZOP研究;流程規模越大、越復雜,越需要HAZOP研究;在役裝置如果沒有任何變更,每隔5年也要進行HAZOP研究。許多國際化工程公司將HAZOP視為確保設計和運行完整性的標準設計慣例,甚至很多國家要求將化學工業的HAZOP分析作為防止重大化學事故計劃的一個重要部分。


    目前,HAZOP分析在我國還屬于起步階段,但一些有實力的企業已經開始嘗試使用HAZOP分析。筆者曾經參與對中石油錦州石化公司的氣分車間的HAZOP分析,該車間裝置包括一套氣分、二套氣分、西山罐區和液化氣站,共計分析管道及儀表(P&ID)流程圖23張,劃分工藝節點49個,提出建議措施36項共計80余條,其中風險等級為高度的有2項,風險等級為中度的有26項。企業全部采納并列入整改計劃,通過對在役多年的裝置實施HAZOP分析,企業重新認識自身的裝置,對發現的重大隱患及時制定并采取了措施,從而保證裝置的安全平穩運行。


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HAZOP分析是一種定性的風險分析方法,其益處很多,如:對分析對象(流程、設備)的隱患和可操作性進行系統、全面的評審;能對誤操作的后果進行分析評價并提出相應的預防措施;能對從未發生過但可能出現的事故和險情進行預測性的評價;能改進流程設備的安全性和效率;通過分析的過程能讓參與者分析對象有徹底深入的了解。

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