HAZOP分析在裝置中的應(yīng)用與體會

【摘 要】本文主要介紹本公司在推進(jìn)杜邦安全管理24要素以來，對HAZOP分析方法，從幾乎一無所知到積極學(xué)習(xí)討論，通過實踐應(yīng)用來掌握HAZOP分析方法和思維方式，對以后的工藝安全管理具有非常深遠(yuǎn)的意義。

【關(guān)鍵詞】HAZOP分析、工藝安全、危險辨識

一、概述

在公司引進(jìn)杜邦安全管理體系之前，公司幾乎98%以上的人都不清楚什么是HAZOP分析，更談不上應(yīng)用了。在園區(qū)對各企業(yè)必須對自身裝置進(jìn)行HAZOP分析的要求下，通過推進(jìn)杜邦安全管理的24要素，才慢慢對HAZOP有了一定的了解。HAZOP分析方法誕生于20世紀(jì)60年代的英國，由化學(xué)工程師T.克萊茲在41歲時發(fā)明的，其主要優(yōu)點是能夠較完備地發(fā)現(xiàn)裝置中潛在的系統(tǒng)性危險，提出的安全措施有利于從事故源頭切斷危險的生成或減少危險擴(kuò)散的可能性。HAZOP是英文Hazard and Operability Analysis的縮寫，中文翻譯為：危險與可操作性分析，它是一種基于風(fēng)險的安全分析方法，與其他安全評價方法相比，它有三個突出的特點：一、它需要發(fā)揮集體智慧;二、它是采用引導(dǎo)詞激發(fā)創(chuàng)新思維;三、它可系統(tǒng)全面的剖析事故劇情。

國際通用的HAZOP審查方法有：以引導(dǎo)詞為基礎(chǔ)的HAZOP審查和以知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)的HAZOP審查兩種，目前國內(nèi)是以引導(dǎo)詞為基礎(chǔ)的HAZOP審查最多。所謂以引導(dǎo)詞為基礎(chǔ)的HAZOP審查就是以引導(dǎo)詞為主體的危害分析方法，用來檢查設(shè)計的安全以及危害的因果來源。采取由具有不同專業(yè)背景的人員，利用引導(dǎo)詞對工藝過程進(jìn)行研究的方法，通過“頭腦風(fēng)暴”等一系列的討論活動，系統(tǒng)地分析每一個節(jié)點中的偏離，即偏離正常操作條件（或設(shè)計意圖）的偏差所導(dǎo)致的各種危險和可操作性問題。它通過系統(tǒng)分析新設(shè)計或已有裝置的生產(chǎn)工藝流程和工藝功能，來評價設(shè)備、裝置的個別部位因誤操作或機(jī)械故障而引起的潛在危險，并評價其對整個裝置的影響。HAZOP審查有以下幾個切入點：新改擴(kuò)建裝置在建設(shè)期間都需要做HAZOP審查;現(xiàn)役裝置每5年進(jìn)行一次HAZOP審查;在5年期間，對于任何的改動部分，應(yīng)進(jìn)行增量HAZOP審查。

當(dāng)然，HAZOP分析方法也存在一些局限性。首先，它僅限于工藝流程的評估，對于工廠布置等不能反映在流程圖上的因素，難以納入分析過程，因此需要其他方法補(bǔ)充;其次，分析過程耗費非常多的時間，分析團(tuán)隊需要長時間參與其中;第三，它是一種定性的分析方法，對于后果嚴(yán)重的事故劇情，缺乏足夠的決策依據(jù)，需要進(jìn)一步采用半定量或定量分析方法做分析。

2020年4月份，公司開始正式組織不同專業(yè)人員應(yīng)用HAZOP分析方法，依據(jù)PID圖對環(huán)氧樹脂生產(chǎn)裝置劃分節(jié)點逐步進(jìn)行危險與可操作性分析。

二、推行杜邦安全管理前公司的工藝安全概況

在公司尚未推行杜邦安全管理之前，我們對工藝安全管理的認(rèn)識是不足的。介于公司生產(chǎn)裝置不屬于高危工藝，工藝危險性較低，公司上下主要是圍繞著公司的總體經(jīng)營目標(biāo)來開展工作的。公司的經(jīng)營原則是以銷定產(chǎn)，保障裝置穩(wěn)定運行。大家都認(rèn)為只要保證裝置的產(chǎn)質(zhì)耗，其他工作都不是實質(zhì)性工作，只是在形式上請了外部咨詢公司給生產(chǎn)裝置做了一個工藝危害分析報告。對于工藝安全管理的概念很模糊，因此在生產(chǎn)工作中為了追求裝置的產(chǎn)質(zhì)耗，對整個裝置不斷的進(jìn)行著大大小小的技改與革新，而在這些過程中都忽視了對于變更的管理，工藝安全信息的整理與收集也是一團(tuán)亂，更談不上實質(zhì)性的風(fēng)險評估與危害分析。對于質(zhì)量保證、機(jī)械完整性及啟動前安全檢查工作都只是做了一點零星的工作，根本得不到系統(tǒng)全面的保證，在人員管理、承包商管理以及應(yīng)急響應(yīng)方面，都只是應(yīng)付相關(guān)方的檢查，缺乏實質(zhì)性的管理。在引入杜邦安全管理以來，大家都在不斷的吸收和學(xué)習(xí)，擬定相關(guān)制度和程序。大家的工作思維需要改變，吸收運用也需要一個時間過程，而在這個過程中矛盾也是時常發(fā)生的，總是伴隨著陣痛，要想走上正軌需要各級領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。目前公司的工藝安全管理還在起步階段，好在我們在杜邦老師的指導(dǎo)下，已經(jīng)逐步開展各項工藝安全管理工作。在工藝危害分析方面，目前我們重點選用HAZOP分析方法，對裝置進(jìn)行危害識別并劃分節(jié)點進(jìn)行逐個分析。

三、HAZOP分析在裝置中的應(yīng)用及取得的效果

1、HAZOP分析的基本步驟

建立工作組，明確成員職責(zé)→擬定工作計劃，明確分析任務(wù)→準(zhǔn)備分析所需的資料→會場設(shè)施的準(zhǔn)備→實施HAZOP分析會議→對分析結(jié)果和建議措施進(jìn)行評審→擬定行動項，跟蹤實施，形成閉環(huán)→報告文件資料歸檔

2、環(huán)氧樹脂工廠某節(jié)點HAZOP分析實踐過程

2.1工藝流程描述

BPA從投料手孔投入預(yù)反應(yīng)釜、從新ECH和回收ECH低位槽經(jīng)進(jìn)料泵、流量計打入預(yù)反應(yīng)釜后進(jìn)行抽真空氮氣置換，常壓升溫溶解后，從液堿罐經(jīng)進(jìn)料泵、流量計，分四次打入規(guī)定量的49%燒堿進(jìn)行反應(yīng)后放料至主反應(yīng)釜（R2201）。（包含預(yù)反應(yīng)冷凝器（E2103）、真空緩沖罐（V2105）、預(yù)反應(yīng)真空泵P2106）

2.2基于流程圖的節(jié)點劃分

節(jié)點是在流程圖中所對應(yīng)實際過程的一個位置，在該位置上可以通過施加偏離進(jìn)行安全分析。通常以主設(shè)備為中心，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(dá)到一個完整的工藝目的。根據(jù)PID流程圖，選定預(yù)反應(yīng)釜為主設(shè)備的相連主工藝管線和輔助管線及附屬設(shè)備劃入一個節(jié)點。所選節(jié)點的大小取決于系統(tǒng)的復(fù)雜性和危險的嚴(yán)重程度。復(fù)雜或高危險系統(tǒng)可分成較小的節(jié)點，簡單或低危險系統(tǒng)可分成較大的節(jié)點，以加快分析進(jìn)程。

2.3危害辨識

根據(jù)裝置工藝流程及MSDS和物資清單的反應(yīng)矩陣知：

2.3.1、裝置存在的主要危害、有害物質(zhì)有：ECH、BPA、NaOH、N2、C04、甲苯、NaH2PO4、硅藻土、樹脂甲苯液、樹脂、粉塵和蒸汽等;

2.3.2、裝置存在的主要危害、有害因素有：火災(zāi)、爆炸、中毒及窒息，高處墜落、電氣傷害、機(jī)械傷害及灼燙、腐蝕和噪聲等。

2.3.3、從工藝角度來看：

⑴裝置是在一定的壓力、溫度、腐蝕條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)熱處理不當(dāng)，易造成中毒、火災(zāi)和爆炸;

⑵ 開環(huán)反應(yīng)。BPA、ECH和燒堿在一定溫度下發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，放出一定熱量，生產(chǎn)過程中如發(fā)生泄漏，極易發(fā)生燃燒、爆炸和中毒;

⑶ 電氣設(shè)備不符合防火防爆要求、未按規(guī)定進(jìn)行置換，設(shè)備中的可燃物含氧量過高，易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故;

⑷ 裝置中的部分設(shè)備（例如：蒸汽分配臺、氮氣緩沖罐、空壓緩沖罐和蒸汽管道等）都屬于壓力容器，運行時突發(fā)超壓和腐蝕可能導(dǎo)致人身傷害事故;

⑸ 貯存的ECH、甲苯因泄漏逸出;ECH、甲苯運輸過程中如果電氣接地不好，積聚靜電，產(chǎn)生電火花，可能導(dǎo)致爆炸;

⑹ 裝置內(nèi)各攪拌、泵組都是振動、噪聲來源，應(yīng)采取措施進(jìn)行減振和消音，減少人身傷害事故;

⑺ 其他還有：高溫輻射和灼傷、中毒和窒息、生產(chǎn)性粉塵吸入、化學(xué)灼傷和腐蝕、機(jī)械傷害、觸電和高空墜落等。

2.4風(fēng)險矩陣

環(huán)氧樹脂裝置的HAZOP分析不僅包括正常操作、投料試車、開停工、維修時可能出現(xiàn)的危害后果，同時對裝置的可操作性方面也進(jìn)行了分析。HAZOP評價工作過程中所采用的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)為杜邦提供的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 HAZOP分析討論

采用的HAZOP 分析方法，通過一系列的引導(dǎo)詞系統(tǒng)地對每一個節(jié)點進(jìn)行審核，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致偏差的原因，和由此可能產(chǎn)生的后果，識別和判斷現(xiàn)有的安全措施是否能夠避免結(jié)果的產(chǎn)生，并針對不足的措施提出相應(yīng)的建議措施。

在審查過程中，我們對工藝安全技術(shù)問題、對裝置危險和可操作性方面進(jìn)行深入的分析，共提出建議措施20項。

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計中可以看出，在操作與管理方面、裝置發(fā)生超壓后的安全泄壓設(shè)計方面、儀表的保障方面以及對于設(shè)備設(shè)計方面共計20項，而這些建議措施對于保護(hù)裝置的安全運行起著相當(dāng)大的作用，建議是中肯和有意義的，對裝置的危險和可操作性方面的安全管理是非常重要的。

四、目前公司HAZOP分析存在的問題

1、各生產(chǎn)單元HAZOP分析中，最精髓的地方就是全系統(tǒng)、全流程的審查，從人員安全健康、環(huán)境污染及財產(chǎn)損失三方面的影響，在考慮了已有保護(hù)措施情況下，確定原因發(fā)生的可能與后果嚴(yán)重程度的組合后的風(fēng)險等級，是審查組全體共同智慧的結(jié)晶，因此審查組全體成員充分的腦力激蕩是成功的基礎(chǔ)，需要激發(fā)各專業(yè)人員的思維，耗用的時間太長，分析效率低。限于目前各專業(yè)人員專業(yè)素養(yǎng)及時間安排，分析的質(zhì)量也難以保證。

2、確定風(fēng)險矩陣，這是開展風(fēng)險管理的基礎(chǔ)和前提。按照風(fēng)險矩陣，嚴(yán)重程度和可能性的判定只是一個定性的方法，確保裝置生產(chǎn)的安全，難以衡量。

3、每一次HAZOP審查也是對整個公司安全生產(chǎn)的全面審視和梳理，圖紙資料的管理，PID圖紙務(wù)必保持最新、最完整的狀態(tài)并與現(xiàn)場實際保持一致吻合，否則對分析結(jié)果會產(chǎn)生較大的偏差。

4、裝置經(jīng)常存在的問題是我們的安全儀表設(shè)施比較少，這樣一旦我們依賴的壓力、液位、溫度、流量等控制出現(xiàn)故障，就有可能導(dǎo)致事故的發(fā)生;安全設(shè)施的可靠性也是我們評估的一個重要方面，對于出現(xiàn)故障有可能釀成重大事故的風(fēng)險，我們必須提高儀表聯(lián)鎖的可靠性。對于這些，我們應(yīng)該增加監(jiān)控措施。

5、要特別注意知識經(jīng)驗的傳承，專家、工程技術(shù)人員、老師傅、老班長、老員工都是企業(yè)和裝置至為寶貴的財富，要把這些經(jīng)驗和知識融入到我們的操作規(guī)程，融入到我們的操作慣例中，這些都是長期實踐的積累和領(lǐng)悟，是短期內(nèi)無法體會到的。通過HAZOP分析能夠提升對裝置工藝流程的理解與認(rèn)知。

6、HAZOP審查是一項艱巨的工作，審查組成員越是水平高，經(jīng)驗豐富，對參與審查的效果越好;但更重要的是問題能得到整改和關(guān)閉，所以做過HAZOP分析的公司應(yīng)安排專人跟蹤落實問題的整改，確保收到實效。

五、未來展望

1、HAZOP分析與多種安全評價方法結(jié)合

HAZOP分析是沿劇情雙向推理分析，故障樹分析（FTA）是從后果向初始原因推理分析，而故障假設(shè)法（what-if）是從初始原因向后果推理分析。不同的方法各有側(cè)重，也各有所長，這些方法的相互結(jié)合、優(yōu)勢互補(bǔ)具有天然的可行性，并且在實際中得到大量應(yīng)用。如：將HAZOP分析與What-if結(jié)合，比較簡單的劇情用What-if分析，復(fù)雜的劇情用HAZOP分析，可以提高團(tuán)隊分析效率。

2、結(jié)合半定量分析方法

HAZOP分析是一種定性分析方法，可以識別出大量的危險劇情。通過使用風(fēng)險矩陣方法，可以將危險劇情按風(fēng)險大小排序，對于風(fēng)險大的劇情重點考慮采用適當(dāng)?shù)陌踩胧┙档蛣∏轱L(fēng)險。這種方法屬于半定量分析方法，可提高HAZOP分析的質(zhì)量和效率。

3、考慮人為因素

歷史事故統(tǒng)計表明50%～90%的操作風(fēng)險與人為因素有關(guān)。可操作性分析本身就涉及人為因素，而人為因素是貫穿于工藝安全管理系統(tǒng)每個方面的一個普遍因素。在杜邦的安全管理體系中，明確了6個方面的人員因素問題檢查表，從而便于我們進(jìn)行討論并提出行之有效的建議措施。

4、HAZOP分析的改進(jìn)

隨著HAZOP分析在工業(yè)領(lǐng)域長期大量的應(yīng)用，人們不斷積累了豐富的經(jīng)驗，使得HAZOP分析本身也得到不斷的改進(jìn)，主要體現(xiàn)在：

①后果優(yōu)先法 后果優(yōu)先法即在團(tuán)隊會議選定一個偏離之后，首先識別是否有不利后果，如果沒有不利后果，立即轉(zhuǎn)向下一個偏離，從而節(jié)省會議時間。

②最小范圍HAZOP分析 對于那些經(jīng)典的常見工藝過程，特別是執(zhí)行過HAZOP分析的在役裝置，許多問題是已知的。如：在變更管理時，只需考慮變更部分以及與變更相關(guān)的部分。

③基于經(jīng)驗的HAZOP分析 由于HAZOP分析方法已經(jīng)有幾十年的歷史，那些過程安全管理中嚴(yán)格堅持積累本企業(yè)安全經(jīng)驗和數(shù)據(jù)的單位，以及長期從事安全評價的專家，在HAZOP分析方面總結(jié)了大量行之有效的經(jīng)驗和知識，在HAZOP分析時利用這些經(jīng)驗和知識，不但可以省略一些步驟、減少工作量，還可以提高分析效率和評價質(zhì)量。

5、計算機(jī)輔助HAZOP分析

隨著電子計算機(jī)的普及和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，在HAZOP分析中使用計算機(jī)輔助進(jìn)行資料收集整理、會議記錄和報告制表已經(jīng)成為普遍的做法。國內(nèi)HAZOP分析軟件的研究與開發(fā)始于2000年，歷經(jīng)十多年的研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)取得重大進(jìn)展。目前國內(nèi)已經(jīng)有產(chǎn)品化的HAZOP分析軟件，相信隨著HAZOP分析的不斷推廣和應(yīng)用，國產(chǎn)化計算機(jī)輔助HAZOP分析軟件的質(zhì)量和水平將會得到進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳重光，危險與可操作性分析（HAZOP）應(yīng)用指南，北京：中國石化出版社，2017

[3]粟鎮(zhèn)宇，工藝安全管理與事故預(yù)防，北京：中國石化出版社，2009

作者簡介：

周海榮（1981年8月）男，江蘇省泰州市，漢族，工程師，本科，研究方向：環(huán)氧樹脂產(chǎn)品生產(chǎn)工藝管理。