HAZOP方法在蘇里格南生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用優(yōu)化研究

張雅寧，王 東，苗 震，李 巖，劉炳森，張 川

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田蘇里格南作業(yè)分公司（陜西西安710018）

HAZOP方法在蘇里格南生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用優(yōu)化研究

張雅寧，王 東，苗 震，李 巖，劉炳森，張 川

中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田蘇里格南作業(yè)分公司（陜西西安710018）

HAZOP分析方法是目前危險(xiǎn)性分析領(lǐng)域最常用的分析方法之一，廣泛地應(yīng)用于石油化工行業(yè)。借助HAZOP分析方法對(duì)蘇里格南作業(yè)分公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣流量大造成分離器壓力高這一偏差的有效控制方面存在不足。引用LOPA分析方法在HAZOP分析結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行深層次的分析，進(jìn)一步論證現(xiàn)有分離器區(qū)2個(gè)保護(hù)措施是否能夠?qū)崿F(xiàn)有效地控制，得出了有效結(jié)論。借助LOPA分析方法完善HAZOP方法在蘇里格南作業(yè)分公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)定性的風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，不僅提高了分析效率,而且分析所得結(jié)果的完備性更好。

HAZOP方法；LOPA方法；風(fēng)險(xiǎn)水平；安全管理

危險(xiǎn)與可操作性分析（Hazard and Operability Analysis,簡(jiǎn)稱HAZOP）作為一種工藝安全分析方法，已經(jīng)在石油天然氣、化工等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，該方法通過(guò)分析各工藝參數(shù)偏差產(chǎn)生的原因和后果，找出工藝系統(tǒng)存在的風(fēng)險(xiǎn)，為完善工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用提供了依據(jù)和技術(shù)支持[1]。隨著安全管理要求和企業(yè)精細(xì)化管理水平的不斷提升，HAZOP分析方法存在的一些不足也逐漸體現(xiàn)出來(lái)，如何完善HAZOP分析方法，以及在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中如何更好地運(yùn)用HAZOP的分析結(jié)果，給企業(yè)的管理者提出了新的思考[2]。借助中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田蘇里格南作業(yè)分公司生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)HAZOP分析過(guò)程，闡述HAZOP分析方法的不足，同時(shí)引用LOPA分析方法作為完善HAZOP分析方法的措施，并給出了企業(yè)在日常管理中如何運(yùn)用HAZOP分析結(jié)果的一些思考和建議[3]。

1 HAZOP分析方法的不足

HAZOP分析方法只能定性地分析出某一工藝參數(shù)產(chǎn)生偏差的原因和結(jié)果，以及識(shí)別出針對(duì)這一偏差的防控措施，但不能判斷該防控措施是否能夠?qū)⑵町a(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)降低到生產(chǎn)者可以接受的水平。

以集氣站內(nèi)分離器壓力高這一偏差為例，其原因之一為“進(jìn)氣流量大”，可能產(chǎn)生的后果是“天然氣停留時(shí)間短，分離效果差，氣相帶液進(jìn)入下游管線，可能造成下游管線段塞流”。針對(duì)產(chǎn)生這一偏差的原因和后果，識(shí)別出的現(xiàn)有控制措施為：設(shè)置有進(jìn)站壓力高報(bào)警、分離器上設(shè)置有安全閥、分離器上設(shè)置有壓力遠(yuǎn)程指示和工藝報(bào)警。對(duì)于以上控制措施能否實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣流量大所造成分離器壓力高這一偏差的有效控制，通過(guò)HAZOP分析方法是無(wú)法進(jìn)行判斷的，這就需要借助其他分析方法進(jìn)行判斷[4]。

2 LOPA分析方法簡(jiǎn)介

保護(hù)層分析法（Layer of Protection Analysis，簡(jiǎn)稱LOPA）是一種簡(jiǎn)單的定量分析方法，LOPA分析方法通常使用初始事件頻率、后果嚴(yán)重程度和獨(dú)立保護(hù)層（IPLs）失效頻率的數(shù)量級(jí)大小來(lái)近似表征場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)[5]。LOPA分析方法的主要目的是確定是否有足夠的保護(hù)層以防止意外事故發(fā)生（即風(fēng)險(xiǎn)是否能夠容忍）。LOPA分析方法的工作原理如圖1所示。

圖1 LOPA分析方法原理示意圖

每經(jīng)過(guò)一個(gè)獨(dú)立保護(hù)層，都能降低后果發(fā)生的概率，如果所有的保護(hù)層能夠使后果發(fā)生的概率降低到生產(chǎn)者可以接受的范圍，則不再需要增加其他的獨(dú)立保護(hù)層，即不再需要新增其他的防護(hù)措施。否則需要增加獨(dú)立保護(hù)層，使后果發(fā)生概率降低到生產(chǎn)者可接受的范圍。

3 完善HAZOP方法的研究

3.1 采用LOPA分析方法完善HAZOP分析的工作步驟

1）選擇事故場(chǎng)景。LOPA分析一次只能選擇一個(gè)場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景來(lái)自于HAZOP分析的結(jié)果，往往HAZOP分析中的偏差，即為L(zhǎng)OPA分析的事故場(chǎng)景。

2）識(shí)別場(chǎng)景初始事件，并確定初始事件頻率。HAZOP分析中某一偏差的產(chǎn)生原因即為L(zhǎng)OPA分析的初始事件。

3）識(shí)別獨(dú)立保護(hù)層，評(píng)估每個(gè)獨(dú)立保護(hù)層的失效概率（PFD）。HAZOP分析中識(shí)別出的控制措施是LOPA分析中獨(dú)立保護(hù)層的基礎(chǔ)，但并不是每一個(gè)控制措施均為獨(dú)立保護(hù)層，因此在分析過(guò)程中要在控制措施中按照篩選原則判斷哪些是獨(dú)立保護(hù)層，獨(dú)立保護(hù)層的定義和篩選方法如下。

獨(dú)立保護(hù)層是能夠阻止場(chǎng)景向不良后果繼續(xù)發(fā)展的一種設(shè)備、系統(tǒng)或行動(dòng)，并且獨(dú)立于初始事件或場(chǎng)景中其他保護(hù)層的行動(dòng)[6]。獨(dú)立保護(hù)層必須滿足：①按照設(shè)計(jì)的功能發(fā)揮作用，必須能有效地防止后果發(fā)生；②獨(dú)立于初始事件和任何其他已經(jīng)被認(rèn)為是同一場(chǎng)景的獨(dú)立保護(hù)層的構(gòu)成元件；③可審查性，對(duì)于阻止后果的有效性和失效概率必須能夠以某種方式進(jìn)行驗(yàn)證。將后果、初始事件和獨(dú)立保護(hù)層相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，評(píng)估場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

以本次蘇里格南作業(yè)分公司作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)HAZOP分析中第二節(jié)點(diǎn)為例，說(shuō)明采用LOPA分析方法完善HAZOP分析結(jié)果的方法。該節(jié)點(diǎn)信息如下：①分析界面，集氣站進(jìn)站總機(jī)關(guān)出口至氣液分離器出口；②工藝描述，天然氣進(jìn)入集氣站后在分離器中進(jìn)行氣液分離。如圖2為該節(jié)點(diǎn)的工藝流程圖。

圖2 第二節(jié)點(diǎn)工藝流程圖

根據(jù)上述信息，本次HAZOP分析中針對(duì)該節(jié)點(diǎn)的部分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

雖然由表1分析出的結(jié)果可知造成分離器內(nèi)壓力高的原因，以及由于該原因而產(chǎn)生的后果，并且辨識(shí)現(xiàn)有保護(hù)措施，但是該保護(hù)措施能否對(duì)分離器出口單向閥故障引發(fā)的分離器壓力高這一風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)，卻無(wú)法進(jìn)行說(shuō)明。那么借助于LOPA分析方法，在HAZOP分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步論證現(xiàn)有的2個(gè)保護(hù)措施是否能夠?qū)崿F(xiàn)有效的控制。

1）選擇事故場(chǎng)景。針對(duì)以上HAZOP分析結(jié)果，事故場(chǎng)景為分離器超壓泄漏，發(fā)生火災(zāi)爆炸導(dǎo)致人員傷亡。

2）確定初始事件，并確定初始事件頻率。分離器出口單向閥故障無(wú)法打開(kāi)，為分析的初始事件，經(jīng)過(guò)查找相關(guān)文獻(xiàn)和分析會(huì)上的專家討論，確定該初始事件的頻率為0.30（即每年會(huì)有0.30次故障無(wú)法打開(kāi)）。

3）識(shí)別獨(dú)立保護(hù)層。按照獨(dú)立保護(hù)層應(yīng)滿足的要求，“壓力遠(yuǎn)程指示報(bào)警”和“安全閥”為獨(dú)立保護(hù)層，而“定期對(duì)關(guān)鍵閥門進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)”這一保護(hù)措施由于不滿足獨(dú)立保護(hù)層的要求，因此該措施不屬于獨(dú)立保護(hù)層。

經(jīng)過(guò)以上分析，由表2說(shuō)明通過(guò)LOPA分析方法對(duì)HAZOP分析結(jié)果完善的情況。

從表2可看出，在沒(méi)有采取保護(hù)措施的情況下，因分離器超壓泄漏，發(fā)生火災(zāi)爆炸導(dǎo)致人員傷亡的概率為4.50×10-3，超過(guò)了1.00×10-3（風(fēng)險(xiǎn)最低可接受的程度）；當(dāng)加入保護(hù)措施后，事故后果的概率可降低為2.25×10-8，小于1.00×10-5（風(fēng)險(xiǎn)最高可接受的程度），因此現(xiàn)有保護(hù)措施可以使后果的概率降低到可接受的程度，不需額外增加保護(hù)措施。

表1 分離器區(qū)節(jié)點(diǎn)HAZOP分析結(jié)果

表2 通過(guò)LOPA分析方法完善的HAZOP分析結(jié)果

4 關(guān)于HAZOP分析結(jié)果運(yùn)用的思考和建議

HAZOP分析方法，是一種非常有效的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方法，如何使HAZOP分析結(jié)果能夠在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中得到有效的應(yīng)用，主要考慮以下幾個(gè)方面：

1）編制安全檢查表。HAZOP分析內(nèi)容中的原因和保護(hù)措施可以用來(lái)編制日常人員巡檢的安全檢查表。

2）編制資產(chǎn)完整性管理文件。將HAZOP分析過(guò)程中識(shí)別的保護(hù)措施，按照對(duì)應(yīng)事故后果的程度進(jìn)行分類，作為編制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程資產(chǎn)完整性管理文件的依據(jù)。

3）開(kāi)展員工安全培訓(xùn)。將HAZOP分析結(jié)果，按照?qǐng)鼍暗姆绞綇某跏际录囊l(fā)原因到可能產(chǎn)生后果的事故發(fā)展順序，對(duì)員工開(kāi)展安全培訓(xùn)，能夠使員工更切實(shí)地體會(huì)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程存在的各類風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

助LOPA分析方法來(lái)完善分析的結(jié)果，使生產(chǎn)者對(duì)工藝流程存在的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行了解，以便開(kāi)展進(jìn)一步的隱患治理和安全管理工作。同時(shí)，HAZOP分析方法的結(jié)果要在實(shí)際工作中有所體現(xiàn)，把分析結(jié)果融入生產(chǎn)者日常安全管理的文件和機(jī)制中去，這樣才能使HAZOP分析工作的結(jié)果落到實(shí)處，才能使HAZOP分析方法能夠在避免事故發(fā)生中起到真正的作用。

[1]王若青，胡晨.HAZOP安全分析方法的介紹[J].石油化工安全技術(shù),2003，19(1)：19-22.

[2]周福富，曾宇春，廖啟霞，等.HAZOP技術(shù)在化工工藝安全教學(xué)中的應(yīng)用[J].化工職業(yè)技術(shù)教育,2011(4):31-33.

[3]崔英，楊劍鋒，劉文彬.基于HAZOP和LOPA半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的研究與應(yīng)用[J].安全與環(huán)境工程，2014,21(3): 98-102．

[4]管杰，廖海燕.保護(hù)層分析(LOPA)在煉化生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].安全、健康和環(huán)境，2010，18(1):36-38．

[5]周榮義，李石林，劉何清.HAZOP分析中LOPA的應(yīng)用研究[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，20(7):76-81．

[6]王秀軍，陶輝.HAZOP分析方法在石油化工生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用[J].安全、健康和環(huán)境，2005，5(2):6-9.

HAZOP analysis method is one of the most commonly used analytical methods in the field of risk analysis,and it is widely used in petrochemical industry.In the analysis process of the production site of South Sulige Operation Company using HAZOP analysis method,it is found that this method can not effectively control the pressure deviation of separator caused by large intake air flow rate. For this reason,the further analysis is carried out using LOPA method based on the analysis results of HAZOP method,the analysis re?sult shows that the pressure deviation of separator is effectively controlled by 2 protection measures.To improve the risk analysis result of the production site of South Sulige Operation Company using HAZOP analysis method by means of LOPA analysis method not only im?proves the analysis efficiency but also makes the completeness of the analysis result better.

HAZOP method;LOPA method;risk level;safety management

王梅

2016-03-04

張雅寧（1977-），男，主要從事企業(yè)安全管理工作。

HAZOP作為一種定性的風(fēng)險(xiǎn)分析方法，需要借