石油化工装置HAZOP分析方法和重点及应采取的措施

张达

摘 要：介绍石油化工企业对工艺生产过程控制对象进行风险分析的重要性和分析方法、步骤（即分析流程），详细设计阶段HAZOP分析要求和分析重点及应采取的措施。

关键词：风险分析 HAZOP分析 紧急隔离阀（EBV） SIS SIL FGS

中图分类号：X937 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-062-02

1 引言

随着石油化工企业生产规模的不断扩大、工艺越来越复杂，生产事故造成的灾难性财产损失和人员伤亡也越来越多，为防止事故的发生就必须对生产过程控制对象进行风险分析，指出事故出现的概率和有可能造成伤害的严重程度，即安全度等级（SIL），采取设置相应安全仪表系统（SIS）等措施，以便使风险降低到可容忍的程度内。

2 分析方法

对工艺生产过程控制对象进行风险分析（或审查），国外常见的分析方法主要有：危险和可操作性研究法HAZOP（hazard and operability study）；故障模式和影响分析法FMEA；预危险分析法PHA（preliminary hazard analysis） ；故障模树分析法FTA等。每种方法都有自己的特点和使用范围，其中HAZOP分析法以系统、全面和细致而被石油化工企业广泛使用。本人曾参与了福建炼油化工一体化项目（中外合资）部分炼油装置HAZOP审查工作， 本文针对HAZOP分析的方法和分析理念的做简要介绍，使读者对HAZOP分析的方法和分析理念有初步的认识和了解，不足之处请见谅。

3 HAZOP分析（或审查）简介

由于每个工艺装置的用途、安全特征、操作工况等不同，很难有统一的标准。HAZOP 分析法的典型程序是按装置审查每一条物料流并追踪物料流到上下游终点（如泵、压缩机、容器、塔或界区阀），核实上游机泵的堵塞压力，以确认该物料流最大压力。核实当上游换热器被旁路，以确认该物料流最低及最高温度，识别或确认该物料流及上下游设备（如泵、压缩机、容器、塔）可能存在的危险和可操作性问题。提出需设置报警和联锁保护的所有回路。

为了更好的说明HAZOP分析流程，可概括为如图1。

审查结束后，设计人员应针对每个安全问题（S）和操作性问题（O）提出正式答复，并将有关问题反映到设计文件中，审查组还应对设计提出的正式答复进行审查，并将审查结果编制成报告存档。

HAZOP分析按设计阶段，大致分为FEED （Front End Engineering Desing）阶段和详细设计阶段，详细设计阶段可能根据设计进度分几次完成。下面仅就详细设计阶段HAZOP分析做简要介绍。

4 详细设计阶段HAZOP分析的目的、要求及分析重点

4.1 审查的主要目的

在详细设计阶段HAZOP分析是对各设施（包括工艺流程图、数据表、设备图纸、总图和仪表）的一次全面审查。是在FEED阶段HAZOP分析的基础上进一步识别和确认潜在的危险和可操作性问题。审查的目的是解决在所有按计划运行（包括正常运行）、开车、停车（正常和紧急停车）以及如何特殊运行（如催化剂硫化）等方面可能产生的问题。

4.2 审查文件

在EPC阶段设计组负责人应将下列文件提供给HAZOP 审查组：

（1）项目设计规范、规定、标准或类似文件；（2）安全环保审查报告；（3）FEED阶段HAZOP审查报告；（4）P&IDs；（5）工艺设计文件包（PDP）以及详细设计文件；（6）操作大纲、安全关键设计问题考虑；（7）设计温度、压力的设定基础；（8）泄压设备尺寸表；（9）与HSE项目标准偏差一览表。

以上项目设计规范、标准和审查文件必须有足够的内容及深度，以保证HAZOP审查的有效性。

4.3 审查的重点

基于人力资源有限的条件，审查关键点如下：

FEED阶段HAZOP审查结果的工艺变更情况和未能达成一致意见的部分要重新审查，以确保与FEED阶段审查一致。

确认界面，追踪物料流到上下游终点（如泵、压缩机、容器、塔或界区阀）。

材料选择，确认材料不仅要与设计的压力、温度、介质要求相一致，而且也要符合长周期运行原则和波动条件要求。

紧急隔离，应使用最安全可行的隔离，从而使所选择的隔离方法所提供的安全等级能够满足防护潜在危害的需要，根据项目标准，如果该设置EBV阀的地方没有设置，HAZOP审查应建议增加。

安全阀，根据紧急工况表和热平衡及物料平衡来进行核对，确认安全阀尺寸是否合适。

换热器，要了解假定一股物料停下而另一物料仍在供给或上游换热器被旁路时的温度变化情况。

设备，确认设备设计压力或安装过压保护，以满足安全和运行要求。

机泵、压缩机，审查泵最大的阻塞压力、壳体设计压力、压缩机及透平性能、控制和停车仪表、壳体设计压力、安全阀尺寸和密封设计压力

加热炉，审查工艺管道、空气和烟气系统、燃烧器及燃料系统的安全设计。

仪表控制方案是否有效。

安全仪表系统，审查SIS逻辑正确性，是否满足SIL等级。

5 结束语

由于HAZOP分析涉内容涵盖各个方面，涉及多专业，又由于各工艺装置用途、安全特征、操作工况等不同，即使是同类、同规模装置包含的内容也可能不一样，审查人员的知识水平和对装置的熟悉及认知程度，也直接影响HAZOP分析的深度和广度。由于没有统一的标准和分析方法，本文也只是针对炼油化工装置HAZOP分析中应注意的一些一般要求和易被忽视的一些共性问题，并未针对某个特定装置的工艺流程进行深入分析，仅供参考。

参考文献：

[1] 福建炼油乙烯项目EPC阶段HAZOP审查程序 FREP001-PMC-HSE-PR-2053[S].

[2] 福建炼油乙烯项目 工艺设计原则和一般规定00000-SP-STPE-0101[S].

[3] 福建炼油乙烯项目 SIS软件功能设计书FREP204-1110-IN-SP12-2001/2002[S].