HAZOP分析技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用研究

白健 徐靚 楊磊（神華準(zhǔn)能資源綜合開發(fā)有限公司研發(fā)中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯010300）

近年來，隨著我國工業(yè)化水平不斷提高，各種高技術(shù)含量的化工企業(yè)越來越多，企業(yè)效益增長的同時(shí)安全事故也不斷出現(xiàn)，困擾著各生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。2019 年3 月，我國江蘇省生產(chǎn)對叔丁基氯化苯等有機(jī)化工產(chǎn)品的天嘉宜化工有限公司，發(fā)生特別重大爆炸事故，造成多人傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失近20 億元。慘痛的事故，引發(fā)我們深思，如果能在事故發(fā)生前，針對生產(chǎn)裝置進(jìn)行完善的、全面的HAZOP 分析，繼而采取有效的措施，或許可以避免這場嚴(yán)重的化工事故。

現(xiàn)代化工企業(yè)建立一個(gè)完整的風(fēng)險(xiǎn)評估和潛在危害損失分析系統(tǒng)是十分有必要的。近些年我國化工企業(yè)大力推廣HAZOP分析技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段、開車階段、運(yùn)行階段進(jìn)行HAZOP分析研究，有效提高了裝置的本質(zhì)安全水平。

1 HAZOP的分析方法

HAZOP 是危險(xiǎn)和可操作性分析（Hazard and Operability Study）的簡寫，該方法是由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員對生產(chǎn)裝置存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，通過假設(shè)改變運(yùn)行工藝參數(shù)，以及操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，推理得到出現(xiàn)的偏差對系統(tǒng)可能產(chǎn)生的影響，找出相應(yīng)的原因，最后給出解決偏差出現(xiàn)的措施。HAZOP分析方法是對工藝過程進(jìn)行危險(xiǎn)分析的一種有效方法，是一種系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)性的分析方法，采用假設(shè)推理方法。危險(xiǎn)和可操作性分析（HAZOP）是會(huì)議討論方式進(jìn)行，分析會(huì)由主席支持，參加人員有工藝工程師、設(shè)備工程師、儀表控制工程師、管道工程師、操作生產(chǎn)人員以及記錄員等。會(huì)前收集準(zhǔn)備的資料有：管道儀表流程圖（P&ID）、工藝流程圖（PFD）、物料平衡表等資料，嚴(yán)格按照工藝流程，分析者將工藝裝置分解多個(gè)部分，一一分析研究，分析工藝條件發(fā)生偏差（壓力、溫度、流量的改變），所導(dǎo)致的危險(xiǎn)與可操作性結(jié)果，分析組將列出引起偏差的原因后果，同時(shí)分析裝置已有的安全保護(hù)措施是否恰當(dāng)實(shí)用，當(dāng)這些偏差的保護(hù)措施不當(dāng)時(shí)，需要給出新的合理的保護(hù)措施，使得生產(chǎn)裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前HAZOP 的分析已成為化工裝置工藝過程危險(xiǎn)性識辨的重要手段之一，被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用。

2 HAZOP分析實(shí)施的技術(shù)優(yōu)勢

任何涉及到危險(xiǎn)的化工生產(chǎn)過程，包括正常生產(chǎn)運(yùn)行、物料儲(chǔ)存、搬運(yùn)等生產(chǎn)工藝過程，生產(chǎn)工藝和設(shè)備的故障或錯(cuò)誤操作，會(huì)造成工藝技術(shù)參數(shù)的改變，都可能造成企業(yè)員工的傷害和環(huán)境的破壞，影響企業(yè)的效益。HAZOP分析方法在預(yù)防安全事故方面能起到其他常規(guī)的安全分析方法所不能達(dá)到的作用，以提高裝置的本質(zhì)安全水平。

HAZOP分析化工裝置可以為企業(yè)改進(jìn)安全措施提出建議，減少不必要的停車檢維修次數(shù)。高質(zhì)量的分析可以作為企業(yè)事故預(yù)案，當(dāng)安全事故不幸發(fā)生，企業(yè)管理人員可迅速找到原因，采取有效措施，減少損失。經(jīng)過多次的工藝安全HAZOP分析，可以了解企業(yè)存在的安全隱患，制定相應(yīng)的措施，減少企業(yè)事故發(fā)生。HAZOP分析結(jié)果還可以用于員工培訓(xùn)，拓展了管理人員和操作人員的知識領(lǐng)域，極大的提高了操作人員和管理人員分析問題和解決問題的能力，幫助員工對工藝技術(shù)、設(shè)計(jì)意圖有更加深刻的理解和認(rèn)識，以便更好完成生產(chǎn)任務(wù)，提供生產(chǎn)效率[1]。

3 HAZOP分析在化工行業(yè)的應(yīng)用

3.1 工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

化工項(xiàng)目HAZOP 分析一般在工藝包編制、基礎(chǔ)設(shè)和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段都需要開展。工藝包和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段主要針對工藝流程，詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的HAZOP 分析主要針對設(shè)備和重大的設(shè)計(jì)變更。HAZOP分析是一種很好識別危險(xiǎn)的手段,在設(shè)計(jì)階段開展HAZOP分析是十分有必要的。郭康華利用HAZOP分析了設(shè)計(jì)過程鹽酸解析裝置，主要分析了溫度和壓力偏離對鹽酸解析系統(tǒng)的影響[2]。稀酸冷卻器循環(huán)水回水溫度過高的原因,是由于循環(huán)水調(diào)節(jié)閥故障開度過小。這樣導(dǎo)致稀酸溫度升高,稀酸管線溫度高導(dǎo)致罐子損壞,循環(huán)水系統(tǒng)管路設(shè)備被腐蝕。如果氯化氫進(jìn)料氣壓力過高，是由于上游來料壓力過高,下游排氣故障等原因，壓力過高的后果導(dǎo)致吸收塔洗滌塔超壓,設(shè)備損壞, 氯化氫氣體外泄。鹽酸解析裝置在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了HAZOP分析，為后續(xù)開工試車節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用。

3.2 開車過程階段的應(yīng)用

利用HAZOP分析法,對開車過程的關(guān)鍵性操作步驟進(jìn)行詳細(xì)分析,對物料備料、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控,對設(shè)備的升溫、升壓、投料等單元實(shí)施全面分析,要求每一步操作步驟嚴(yán)格操作。王金玉[3]采用HAZOP 分析方法，以反應(yīng)釜系統(tǒng)為節(jié)點(diǎn),分析開車過程的危險(xiǎn)和可操作性，包括人員的操作、物料的轉(zhuǎn)移、機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)和管理的協(xié)調(diào)等工作。通過HAZOP分析方法對工藝進(jìn)行了梳理,有效識別裝置開車過程存在的危險(xiǎn),避免開車過程不發(fā)生重大工藝安全事故。

3.3 生產(chǎn)運(yùn)行階段的應(yīng)用

在項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行階段進(jìn)行HAZOP 分析，能夠進(jìn)一步分析和尋找運(yùn)行裝置工藝設(shè)備存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，梳理遺漏安全保護(hù)措施。此外，可以運(yùn)用HAZOP分析方法，對計(jì)劃工藝改造的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)判斷分析，給出合理的改造方案。

采用HAZOP 分析方法，對煤化工項(xiàng)目氣化爐開展安全和可操作性分析分析[4]，分析要素包括：燃燒室的溫度、壓力，煤氣出口壓力、激冷室液位等，氣化爐燃燒室溫度、壓力等要素發(fā)生偏差時(shí)，會(huì)損壞氣化爐爐磚，導(dǎo)致氣化爐鼓泡，超溫產(chǎn)生泄漏，容易導(dǎo)致過氧爆炸，通過對現(xiàn)有安全措施進(jìn)行分析，對現(xiàn)有安全控制措施的不足提出建議，找出可能發(fā)生事故的源頭。

在硫酸生產(chǎn)安全中進(jìn)行HAZOP分析[5]，制備硫酸沸騰爐系統(tǒng)為主要分析對象，首先分析系統(tǒng)可能存在的分析偏差,對空氣流量大小、輕柴油壓力大小、霧化器壓力大小、爐膛溫度高低等進(jìn)行分析，這些因素發(fā)生偏離，會(huì)導(dǎo)致升溫速率過慢、爐內(nèi)正壓傷人、燃燒效率低等問題。通過開展HAZOP 分析提高了裝置的安全和可操作性。

4 開展HAZOP分析工作的建議

HAZOP分析技術(shù)取得很大的進(jìn)步、解決了許多安全問題，節(jié)約了運(yùn)行成本，但使用該方法的過程中仍存在一些問題。首先，企業(yè)開展的HAZOP分析大多采用主席主持會(huì)議方式，存在一定的主觀性，分析程序不夠規(guī)范，因此需要規(guī)范相關(guān)程序，提高我國企業(yè)危險(xiǎn)和可操作性分析水平。其次，對于企業(yè)而言，需要建立自己的HAZOP技術(shù)分析團(tuán)隊(duì)，可以由車間主任、技術(shù)員、班組長組成，這樣可及時(shí)的開展危險(xiǎn)和可操作性分析，發(fā)現(xiàn)潛在的安全和操作問題。