基于HAZOP分析的多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用

朱 錕

(中國(guó)石化青島石油化工有限責(zé)任公司，山東 青島 266043)

隨著石化行業(yè)安全管理水平的不斷提升，本質(zhì)安全管理越來(lái)越受到重視，實(shí)施關(guān)口前移的本質(zhì)安全管理可以在從源頭上控制甚至是消除風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于裝置建成后的安全運(yùn)行具有非常積極的作用。尤其是一些新建石化項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始引入本質(zhì)安全的方法識(shí)別和分析工藝流程中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)并研究制定相應(yīng)的解決方法，進(jìn)而提高新建裝置的本質(zhì)安全水平。通過(guò)頭腦風(fēng)暴模式進(jìn)行HAZOP分析恰恰是一種識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)、控制風(fēng)險(xiǎn)和促進(jìn)本質(zhì)安全管理的有效手段。

1 基于HAZOP的多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)分析概述

HAZOP分析是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的一種可用于定性分析或定量評(píng)價(jià)的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法，用于探明生產(chǎn)裝置和工藝過(guò)程中的危險(xiǎn)及其原因，尋求必要對(duì)策。HAZOP分析以單元?jiǎng)澐譃槠瘘c(diǎn)，通過(guò)分析每一個(gè)單元內(nèi)多個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)即‘引導(dǎo)詞’可能發(fā)生的各種偏差來(lái)識(shí)別整個(gè)工藝流程的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并在已有安全措施的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善風(fēng)險(xiǎn)管控措施[1]，是一種辨識(shí)設(shè)計(jì)缺陷和工藝過(guò)程危害及操作性問(wèn)題的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的分析方法[2]。同時(shí)通過(guò)劃分的單元使分析人員能夠更深入地了解和掌握每個(gè)單元的工藝流程、主要設(shè)備以及相鄰單元的銜接情況，而且還明確了其中相對(duì)獨(dú)立單元的存在，從而為解決裝置投產(chǎn)后產(chǎn)生的各種隱患和后期開(kāi)展技改技措打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在HAZOP分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多因素耦合的方式開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠進(jìn)一步量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，制定更加詳細(xì)、更有針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)管控措施，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管控有較好的指導(dǎo)意義。

2 多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)分析在HAZOP中的應(yīng)用

常規(guī)的HAZOP分析是先將整個(gè)工藝流程合理劃分為多個(gè)單元，然后采用‘引導(dǎo)詞+偏差’的方法對(duì)它們逐個(gè)開(kāi)展危險(xiǎn)源識(shí)別，但因?yàn)榉治鲞^(guò)程中考慮的因素沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如果在風(fēng)險(xiǎn)分析和評(píng)估時(shí)分析人員不具備較高的專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)，很可能造成評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況存在相對(duì)較大的偏差，因此分析結(jié)果只能是一個(gè)定性的結(jié)果。但將多因素耦合的風(fēng)險(xiǎn)分析融入到HAZOP分析后，就可以實(shí)現(xiàn)各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)的定量化，進(jìn)而能夠更加精準(zhǔn)地對(duì)識(shí)別出的危險(xiǎn)源開(kāi)展定量分析，避免了諸多傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程中的缺陷。

2.1 工藝單元的劃分

為取得更加精準(zhǔn)的分析結(jié)果，首先要根據(jù)裝置工藝流程盡可能合理地進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑瑔卧獎(jiǎng)澐诌^(guò)細(xì)會(huì)造成評(píng)估工作量的增加，劃分過(guò)粗又會(huì)造成分析不徹底、結(jié)果不準(zhǔn)確，導(dǎo)致分析效果大打折扣。其次，是在最小的工藝單元內(nèi)運(yùn)用HAZOP的方法分析其關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)生偏差的誘因，并根據(jù)各個(gè)誘因推斷偏差產(chǎn)生后可能引發(fā)的危險(xiǎn)事件以及該事件可能造成的最大后果。以60萬(wàn)噸/年催化汽油選擇加氫裝置(以下稱(chēng)為RSDS)為例，將整個(gè)工藝流程劃分為12個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況見(jiàn)表1。

表1 RSDS裝置HAZOP分析節(jié)點(diǎn)

表1(續(xù))

2.2 HAZOP分析

工藝單元?jiǎng)澐滞瓿珊螅鶕?jù)HAZOP的相關(guān)要求，結(jié)合RSDS裝置的主要工藝流程，開(kāi)展HAZOP分析。根據(jù)HAZOP分析，RSDS工藝流程過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)主要存在如下方面：壓力異常、溫度異常、流量異常、液位失靈、管線泄漏、閥門(mén)內(nèi)漏、高壓串低壓、裝置閃停、緊急停工、輔助設(shè)備故障、腐蝕等方面。針對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)，從技術(shù)和管理兩個(gè)方面分析現(xiàn)有的控制措施。

2.3 多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過(guò)HAZOP完成危險(xiǎn)源辨識(shí)后，就要用打分法、風(fēng)險(xiǎn)矩陣法等對(duì)辨識(shí)出的危險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估了。但這些評(píng)估方法固有的局限性會(huì)在一定程度上影響評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。而多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估就是從影響風(fēng)險(xiǎn)度升高的幾個(gè)主要因素進(jìn)行耦合分析，主要考慮人、機(jī)、環(huán)、料、法五方面因素。物料因素因?yàn)樨瀼赜谡麄€(gè)工藝流程，所以作為一個(gè)重要因素綜合考慮。其余四個(gè)因素分別從人的因素、環(huán)境因素、設(shè)備因素、管理因素四個(gè)方面耦合評(píng)估。根據(jù)HAZOP分析結(jié)果和裝置工藝流程將四個(gè)因素劃分為18個(gè)二級(jí)指標(biāo)，見(jiàn)表2。

表2 RSDS裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為保證多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法的準(zhǔn)確性，一般邀請(qǐng)5位評(píng)估專(zhuān)家對(duì)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分。在打分之前，首先應(yīng)對(duì)所有參與評(píng)估的專(zhuān)家進(jìn)行權(quán)重劃分，見(jiàn)表3。

表3 專(zhuān)家打分權(quán)重表

專(zhuān)家權(quán)重劃分完成后，開(kāi)始運(yùn)用多因素耦合方式對(duì)所有風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行逐個(gè)評(píng)估，以“ESD閥關(guān)斷”為例對(duì)壓氣站HAZOP分析出的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。以10分為例對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分1-3分為低風(fēng)險(xiǎn)，4-6位中等風(fēng)險(xiǎn)，7-10分為高風(fēng)險(xiǎn)。

然后以每個(gè)因素10分的原則對(duì)“ESD閥關(guān)斷”的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行打分，具體得分見(jiàn)表4。

表4 評(píng)估專(zhuān)家打分表

表4(續(xù))

根據(jù)專(zhuān)家權(quán)重建立專(zhuān)家權(quán)重矩陣：

根據(jù)各位專(zhuān)家的打分建立評(píng)估矩陣：

根據(jù)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)與專(zhuān)家權(quán)重耦合的原則，得出每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)的得分D：

根據(jù)上述18個(gè)指標(biāo)的最終得分，以得分的最大值作為評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)度，即：

R=max(D)=6.85

所以，“ESD閥關(guān)斷”該項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)度為6.85，為中等風(fēng)險(xiǎn)。

4 總結(jié)

多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法是對(duì)每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)按照分解、比較判斷、耦合方式進(jìn)行計(jì)算評(píng)估。運(yùn)行多因素耦合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估法對(duì)HAZOP危險(xiǎn)源辨識(shí)的結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提升的評(píng)估影響因素的顆粒度和評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確度。避免了傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中，評(píng)估專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)不足和評(píng)估考慮因素不夠，導(dǎo)致評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)度偏高或偏低的情況，提升了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程的科學(xué)性和有效性。為危險(xiǎn)源辨識(shí)后的風(fēng)險(xiǎn)控制措施制定，奠定了良好的基礎(chǔ)。