HAZOP方法在苏里格南生产现场应用优化研究

张雅宁，王 东，苗 震，李 岩，刘炳森，张 川

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司（陕西西安710018）

HAZOP方法在苏里格南生产现场应用优化研究

张雅宁，王 东，苗 震，李 岩，刘炳森，张 川

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司（陕西西安710018）

HAZOP分析方法是目前危险性分析领域最常用的分析方法之一，广泛地应用于石油化工行业。借助HAZOP分析方法对苏里格南作业分公司生产现场进行分析的过程中，发现对进气流量大造成分离器压力高这一偏差的有效控制方面存在不足。引用LOPA分析方法在HAZOP分析结果的基础上进行深层次的分析，进一步论证现有分离器区2个保护措施是否能够实现有效地控制，得出了有效结论。借助LOPA分析方法完善HAZOP方法在苏里格南作业分公司生产现场定性的风险分析结果，不仅提高了分析效率,而且分析所得结果的完备性更好。

HAZOP方法；LOPA方法；风险水平；安全管理

危险与可操作性分析（Hazard and Operability Analysis,简称HAZOP）作为一种工艺安全分析方法，已经在石油天然气、化工等行业中得到广泛的应用，该方法通过分析各工艺参数偏差产生的原因和后果，找出工艺系统存在的风险，为完善工艺系统的设计和使用提供了依据和技术支持[1]。随着安全管理要求和企业精细化管理水平的不断提升，HAZOP分析方法存在的一些不足也逐渐体现出来，如何完善HAZOP分析方法，以及在实际生产过程中如何更好地运用HAZOP的分析结果，给企业的管理者提出了新的思考[2]。借助中国石油长庆油田苏里格南作业分公司生产现场HAZOP分析过程，阐述HAZOP分析方法的不足，同时引用LOPA分析方法作为完善HAZOP分析方法的措施，并给出了企业在日常管理中如何运用HAZOP分析结果的一些思考和建议[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艺参数产生偏差的原因和结果，以及识别出针对这一偏差的防控措施，但不能判断该防控措施是否能够将偏差产生的风险降低到生产者可以接受的水平。

以集气站内分离器压力高这一偏差为例，其原因之一为“进气流量大”，可能产生的后果是“天然气停留时间短，分离效果差，气相带液进入下游管线，可能造成下游管线段塞流”。针对产生这一偏差的原因和后果，识别出的现有控制措施为：设置有进站压力高报警、分离器上设置有安全阀、分离器上设置有压力远程指示和工艺报警。对于以上控制措施能否实现对进气流量大所造成分离器压力高这一偏差的有效控制，通过HAZOP分析方法是无法进行判断的，这就需要借助其他分析方法进行判断[4]。

2 LOPA分析方法简介

保护层分析法（Layer of Protection Analysis，简称LOPA）是一种简单的定量分析方法，LOPA分析方法通常使用初始事件频率、后果严重程度和独立保护层（IPLs）失效频率的数量级大小来近似表征场景的风险[5]。LOPA分析方法的主要目的是确定是否有足够的保护层以防止意外事故发生（即风险是否能够容忍）。LOPA分析方法的工作原理如图1所示。

图1 LOPA分析方法原理示意图

每经过一个独立保护层，都能降低后果发生的概率，如果所有的保护层能够使后果发生的概率降低到生产者可以接受的范围，则不再需要增加其他的独立保护层，即不再需要新增其他的防护措施。否则需要增加独立保护层，使后果发生概率降低到生产者可接受的范围。

3 完善HAZOP方法的研究

3.1 采用LOPA分析方法完善HAZOP分析的工作步骤

1）选择事故场景。LOPA分析一次只能选择一个场景，这个场景来自于HAZOP分析的结果，往往HAZOP分析中的偏差，即为LOPA分析的事故场景。

2）识别场景初始事件，并确定初始事件频率。HAZOP分析中某一偏差的产生原因即为LOPA分析的初始事件。

3）识别独立保护层，评估每个独立保护层的失效概率（PFD）。HAZOP分析中识别出的控制措施是LOPA分析中独立保护层的基础，但并不是每一个控制措施均为独立保护层，因此在分析过程中要在控制措施中按照筛选原则判断哪些是独立保护层，独立保护层的定义和筛选方法如下。

独立保护层是能够阻止场景向不良后果继续发展的一种设备、系统或行动，并且独立于初始事件或场景中其他保护层的行动[6]。独立保护层必须满足：①按照设计的功能发挥作用，必须能有效地防止后果发生；②独立于初始事件和任何其他已经被认为是同一场景的独立保护层的构成元件；③可审查性，对于阻止后果的有效性和失效概率必须能够以某种方式进行验证。将后果、初始事件和独立保护层相关数据进行计算，评估场景风险。

3.2 现场应用

以本次苏里格南作业分公司作业现场HAZOP分析中第二节点为例，说明采用LOPA分析方法完善HAZOP分析结果的方法。该节点信息如下：①分析界面，集气站进站总机关出口至气液分离器出口；②工艺描述，天然气进入集气站后在分离器中进行气液分离。如图2为该节点的工艺流程图。

图2 第二节点工艺流程图

根据上述信息，本次HAZOP分析中针对该节点的部分分析结果见表1。

虽然由表1分析出的结果可知造成分离器内压力高的原因，以及由于该原因而产生的后果，并且辨识现有保护措施，但是该保护措施能否对分离器出口单向阀故障引发的分离器压力高这一风险实现有效的保护，却无法进行说明。那么借助于LOPA分析方法，在HAZOP分析结果的基础上，进一步论证现有的2个保护措施是否能够实现有效的控制。

1）选择事故场景。针对以上HAZOP分析结果，事故场景为分离器超压泄漏，发生火灾爆炸导致人员伤亡。

2）确定初始事件，并确定初始事件频率。分离器出口单向阀故障无法打开，为分析的初始事件，经过查找相关文献和分析会上的专家讨论，确定该初始事件的频率为0.30（即每年会有0.30次故障无法打开）。

3）识别独立保护层。按照独立保护层应满足的要求，“压力远程指示报警”和“安全阀”为独立保护层，而“定期对关键阀门进行维护保养”这一保护措施由于不满足独立保护层的要求，因此该措施不属于独立保护层。

经过以上分析，由表2说明通过LOPA分析方法对HAZOP分析结果完善的情况。

从表2可看出，在没有采取保护措施的情况下，因分离器超压泄漏，发生火灾爆炸导致人员伤亡的概率为4.50×10-3，超过了1.00×10-3（风险最低可接受的程度）；当加入保护措施后，事故后果的概率可降低为2.25×10-8，小于1.00×10-5（风险最高可接受的程度），因此现有保护措施可以使后果的概率降低到可接受的程度，不需额外增加保护措施。

表1 分离器区节点HAZOP分析结果

表2 通过LOPA分析方法完善的HAZOP分析结果

4 关于HAZOP分析结果运用的思考和建议

HAZOP分析方法，是一种非常有效的风险辨识方法，如何使HAZOP分析结果能够在现实生产过程中得到有效的应用，主要考虑以下几个方面：

1）编制安全检查表。HAZOP分析内容中的原因和保护措施可以用来编制日常人员巡检的安全检查表。

2）编制资产完整性管理文件。将HAZOP分析过程中识别的保护措施，按照对应事故后果的程度进行分类，作为编制生产现场工艺流程资产完整性管理文件的依据。

3）开展员工安全培训。将HAZOP分析结果，按照场景的方式从初始事件的引发原因到可能产生后果的事故发展顺序，对员工开展安全培训，能够使员工更切实地体会到生产现场工艺流程存在的各类风险。

5 结束语

助LOPA分析方法来完善分析的结果，使生产者对工艺流程存在的风险程度进行了解，以便开展进一步的隐患治理和安全管理工作。同时，HAZOP分析方法的结果要在实际工作中有所体现，把分析结果融入生产者日常安全管理的文件和机制中去，这样才能使HAZOP分析工作的结果落到实处，才能使HAZOP分析方法能够在避免事故发生中起到真正的作用。

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

[2]周福富，曾宇春，廖启霞，等.HAZOP技术在化工工艺安全教学中的应用[J].化工职业技术教育,2011(4):31-33.

[3]崔英，杨剑锋，刘文彬.基于HAZOP和LOPA半定量风险评估方法的研究与应用[J].安全与环境工程，2014,21(3): 98-102．

[4]管杰，廖海燕.保护层分析(LOPA)在炼化生产中的应用[J].安全、健康和环境，2010，18(1):36-38．

[5]周荣义，李石林，刘何清.HAZOP分析中LOPA的应用研究[J].中国安全科学学报，2010，20(7):76-81．

[6]王秀军，陶辉.HAZOP分析方法在石油化工生产装置中的应用[J].安全、健康和环境，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

张雅宁（1977-），男，主要从事企业安全管理工作。

HAZOP作为一种定性的风险分析方法，需要借