工程設(shè)計階段危險與可操作性分析研究(HAZOP)

□文/湖南有色冶金勞動保護研究院 何瓊

工程設(shè)計階段危險與可操作性分析研究(HAZOP)

□文/湖南有色冶金勞動保護研究院 何瓊

危險與可操作性分析（HAZOP）方法概述

危險與可操作性分析（HAZOP，Hazard and Operability Analysis）是過程系統(tǒng)（包括流程工業(yè)）的危險(安全)分析(PHA，Process Hazard Analysis) 中識別危險發(fā)生過程的有效方法。是以引導(dǎo)詞（Guide Words）為核心，通過審查會議實現(xiàn)集體智慧，確定工藝系統(tǒng)可能發(fā)生的有意義的偏離，反向追溯導(dǎo)致偏離的特定初始事件（原因），正向推理偏離可能導(dǎo)致的后果，包括考慮已有防護措施降低事故風(fēng)險的作用，必要時按照最低合理可行（ALARP）的原則提出建議措施進一步降低事故風(fēng)險。

工程設(shè)計階段的HAZOP的目的是為檢查工程設(shè)計中已有的安全措施的充分性，保證工藝的本質(zhì)安全；控制變更發(fā)生階段避免發(fā)生較大的變更費用。

工程設(shè)計階段HAZOP分析的要點

要成功的完成一個工程設(shè)計階段HAZOP分析應(yīng)注意以下要點：

1、節(jié)點劃分

節(jié)點的劃分主要考慮單元的目的與功能，由設(shè)計意圖、工藝物料、過程參數(shù)的變化等多方面因素綜合考慮而確定。建議以設(shè)備（比如儲罐、塔、反應(yīng)器、壓縮機等）為中心，且設(shè)備組合，將管線按照一定的規(guī)則劃入，設(shè)備的附件可劃入同一節(jié)點，以達到一個完整的工藝目的。在節(jié)點劃分時，不同節(jié)點使用不同顏色的記號筆去描繪設(shè)備外形，管線，閥門，管件，但不包括儀表線，并用與節(jié)點相同的顏色標(biāo)注節(jié)點號。

2、選擇有意義的偏離

根據(jù)不完全統(tǒng)計，目前有意義的偏離已經(jīng)超過了130多條，偏離確定過于教條會導(dǎo)致分析了一些無意義的結(jié)果，過于粗獷容易漏掉重大危險。建議方法：

列出節(jié)點內(nèi)可能產(chǎn)生的偏離：（1）有保護和監(jiān)測的偏離（安全釋放、控制、聯(lián)鎖；報警、顯示）；（2）管線：基本參數(shù)為流量，溫度、壓力，可選組分；如果管線上有換熱設(shè)備，可選溫度。容器：基本參數(shù)為壓力，可選溫度、液位；原料或產(chǎn)品的儲罐必須要考慮溫度，有液相時需考慮液位。（3）在理解設(shè)計意圖的基礎(chǔ)上，利用適用于節(jié)點內(nèi)引導(dǎo)詞和參數(shù)的有意義組合進行補充。（4）意外情況導(dǎo)致的偏離。

選擇有價值的偏離（篩選）：（1）可能有安全后果的偏離；（2）至少一頭在節(jié)點內(nèi)的偏離，且包含現(xiàn)有保護多的措施；（3）優(yōu)先靠近后果的偏離（通?，F(xiàn)有保護大多是圍繞靠近后果的偏離）。

清楚描述節(jié)點：描述節(jié)點時應(yīng)做到流量到線，壓力、溫度到點，操作到步驟，液位到設(shè)備，詳細描述偏離時，應(yīng)加上設(shè)備名稱和位號。例如：來自H0312004的氫氣進氣壓力過（大），而不能簡單地寫為：壓力大。

3、原因分析

潛在危險的原因分析是HAZOP分析的重要環(huán)節(jié),也是工藝事故調(diào)查的核心內(nèi)容，在設(shè)計階段HAZOP分析和保護層分析領(lǐng)域?qū)⑺R別的原因明確界定為初始原因。在一個事故序列中第一個事件稱為初始原因，初始原因就是在大多數(shù)安全評價方法中所指的原因，又稱為初始事件或觸發(fā)事件。

（8+1）原則是一個簡單實用的原因分析方法：（1）操作失誤 ；（2）設(shè)計錯誤 ；（3）設(shè)備儀表故障 ；（4）環(huán)境影響 ；（5）公用工程不足；（6）界區(qū)外來料偏離；（7）原料錯誤；（8）可以使用偏離做原因的情況：①假如原因過于復(fù)雜，又跨越節(jié)點時；②偏離還需要進一步分析時。

1個書寫規(guī)則：要把從偏離的初始原因到選擇的偏離之間的中間偏離寫清楚，以表達完整事故劇情的原因部分。特別應(yīng)注意以下兩個方面的書寫要求：

（1）直接原因描述應(yīng)清楚。例如：“自力式調(diào)節(jié)閥PCV1103旁路閥誤操作打開”，而不要只寫“操作失誤”。一定要寫成一句完整的話，并帶上設(shè)備位號或儀表位號！

（2）中間偏離描述清楚。 如：回收壓縮機CO-1301A燒壞的HAZOP分析中，一個原因為中冷器冷卻進水管線堵塞，較好的原因描述為：中冷器CO1301-4A冷卻進水100-CW13702管線堵塞->中冷器CO1301-4A冷卻進水100-CW13702流量小->中冷器CO-1301-4A換熱效果差->回收壓縮機CO1301A冷卻軸封水50-SL13012溫度高->回收壓縮機CO-1301溫度高->回收壓縮機CO-1301A燒壞。而不能直接表述為：中冷器CO1301-4A冷卻進水100-CW13702管線堵塞導(dǎo)致回收壓縮機CO-1301A燒壞。

4、后果分析

后果分析應(yīng)注意以下幾個要點：

（1）選擇后果的時候，不考慮現(xiàn)有的保護措施；

（2）假如現(xiàn)有保護措施啟動后，有HSE的連帶后果時，需要考慮；例如：安全閥啟動后，排放位置不合適；洗滌系統(tǒng)沒有考慮極端情況的洗滌量；

（3）是偏離的直接后果，而不是原因的另外偏離的后果。

9類后果：人員；財產(chǎn)；物料泄漏；環(huán)境污染；生產(chǎn)中斷；質(zhì)量問題；社會影響；出界區(qū)物料偏離；偏離當(dāng)后果的情況：①后果在節(jié)點外，且離當(dāng)前正在分析的偏離過遠時；②偏離還需進一步分析時。

后果描述要求：要把從當(dāng)前正在分析的偏離到后果的中間偏離描述清楚一定要寫成一句完整的話，并帶上設(shè)備位號或儀表位號，并用事件鏈勾畫清楚。

5、安全措施

對于設(shè)計階段HAZOP分析，是指圖紙上已有的措施。在分析現(xiàn)有安全措施和建議安全措施時，分析團隊?wèi)?yīng)首先忽略現(xiàn)有的安全措施，在這個前提下分析事故劇情可能出現(xiàn)的最嚴重后果。然后繼續(xù)考慮是否需要增加建議的安全措施。

保護層由里到外的排列順序是：限制和控制措施、預(yù)防性保護措施和減緩性保護措施。

限制和控制措施：抑制和控制方法（也稱為第一級限制系統(tǒng)類措施），不屬于HAZOP的安全措施，但是影響著直接原因發(fā)生的頻度，是一種固有安全措施，主要包括：（1）巡檢 ；（2）培訓(xùn)；（3）維護；（4）安裝質(zhì)量檢查；（5）應(yīng)急；（6）操作規(guī)程。這些內(nèi)容是工藝安全管理（PSM）其它要素要解決的問題，本來就應(yīng)該具有的。

預(yù)防性保護措施：預(yù)防性保護措施（防止措施）也叫主動保護層，防止措施的目的是防止一個或更多的嚴重失事點的發(fā)生。主要包括：（1）工藝設(shè)計；（2）基本工藝控制系統(tǒng)；（3）報警和人員的干預(yù)；（4）安全儀表；（5）安全釋放裝置。

減緩措施：減緩措施的作用是減小一個失事點的后果嚴重度，是緊跟在失事點后面的那些安全措施。減緩措施的目標(biāo)是檢測和對緊急狀態(tài)作出響應(yīng)，其對失事影響的減緩是與沒有安全措施的影響相比較而定。主要包括：（1）密閉泄放措施；（2）二次儲存系統(tǒng)；（3）抗爆墻和防火墻；（4）火災(zāi)、泄漏探測和報警系統(tǒng)；（5）自動或遠程啟動的隔離閥；（6）滅火器、水噴淋系統(tǒng)和消防水炮，以及水噴淋、水幕等有害物料蒸汽云抑制系統(tǒng)；（7）有人建筑物的抗爆結(jié)構(gòu)設(shè)計；（8）適用于特定后果事件的個體防護裝備；（9）應(yīng)急響應(yīng)和應(yīng)急管理規(guī)劃。

◎責(zé)任編輯/張帆