HAZOP分析的应用与研究

李萌

摘      要： 为进一步加强工艺安全管理，提高本质安全水平，通过对某加氢装置的重大危险源与潜在安全问题进行周期性危险与可操作性分析工作，文章提出了对该装置进行HAZOP分析的必要性，在HAZOP分析中运用了引导词加参数的方法绘制出风险矩阵图，针对分析范围内各参数偏差产生的原因、可能导致的后果、已采取的安全保护措施进行了详细的分析，对分析后暴露出的问题进行了评估并提出改进措施，使工艺流程在细节上和操作安全程度上得到优化与提高，保证了装置的安全运行。

关  键  词：HAZOP分析;偏差;风险;安全

中图分类号：TE 624       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）09-1973-04

Abstract： In order to further strengthen the process safety management and improve the essential safety level， periodic hazard and operability analysis of major hazard sources and potential safety problems of a hydrogenation plant was carried out. For the unit， the necessity of HAZOP analysis was proposed. In HAZOP analysis，the guide words and parameters were used to draw the risk matrix method， the causes of deviation within the scope of parameters were analyzed as well as the consequences， the safety protection measures. The problems exposed in the analysis were evaluated，and improvement measures were put forward， the technological process and operation safety degree were optimized and enhanced to ensure the safe operation of the unit.

Key words： HAZOP analysis; Deviation; Risk; Security

HAZOP（Hazard and Operability）研究是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于发现生产装置和工艺过程中的危险及其原因，提出解决方法。通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动，操作控制中可能出现的偏差，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出变动与偏差的原因，确定装置或系统内及生产过程中存在的主要危险、危害因素，并针对变动与偏差的后果采取相应措施[1]。

1  分析介绍

1.1  分析建立

柴油加氢装置属于甲类易发火灾危险型生产装置，为了使装置安全稳定的运行，提前预防事故发生，对其进行风险分析和安全评价是必要的程序。HAZOP [2]分析方法是目前我国工业使用最普遍的危险辨别和分析方法，具有良好的系统性和完备性。它可以在装置的设计阶段，甚至是已运行的装置进行安全隐患与风险评估，对装置潜在的安全风险提出保护措施和合理性的改进建议，为分析结论提供了可靠的依据。

1.2  分析方法

本装置应用HAZOP引导词方法对流程建立分析节点，通过引导词引导分析节点的工艺参数形成偏差，分析节点内问题产生的原因、可能产生的安全隐患、应当采取的安全防护措施等。常用引导词与其含义见表1。

1.3  分析步骤

1）节点划分：针对P&ID中的节点进行划分，这样得出的分析结果更加全面。在对某个节点进行选择时，可以是流程中的一段管線或者一套机组、设备等。

2）设计意图解释：需要向分析小组专家详细解释该节点内的管路、机组、设备的设计意图，使小组专家的每位成员清晰地理解压力、温度和流量等设计参数。

3）引导词+工艺参数=偏差。

4）偏差原因分析：引导词和工艺参数不一定是相对应的，二者结合会产生相应偏差，一般小组专家会针对高风险、高概率的偏差进行关注分析。进行HAZOP分析时会对主要偏差进行记录与讨论，不论分析结果是否有相对应的解决措施[3]。

5）结论记录与建议措施：小组专家应记录偏差、原因和后果，采取的安全措施与措施建议，小组需重复上述评估步骤，直到所有节点讨论解决完毕[4]，具体分析流程见图1。

1.4  风险评价说明

通过分析工作流程得出风险矩阵，风险矩阵可根据风险的等级对风险来源进行排序，然后确定首先要处理的风险或者某项需要更细致的分析，根据其所在风险矩阵的位置确定是哪类风险。风险矩阵有两种指标，见表2。

1.5  风险确定

（R=L×C），见表3。

2  实例应用

为了能更好地理解HAZOP分析的方法，本文结合某柴油加氢装置进行举例说明。

该装置主要设备有：立式换热器3台，加氢反应器1台，加热炉1台和各种塔器设备等。装置流程主要包括反应部分和分馏部分，原则流程见图2和图3。

首先，应先确定分析范围，收集工艺设计文件与相关设备参数。确定好分析小组专家成员，专家应包括工艺、仪表自动化、电气、设备、结构、消防、管理、维护与操作等专业人员。

其次，进行装置节点划分，需要遵循各个节点划分都应有明确的目的性;小组组长向分析成员描述工艺特点与操作程序，并确定该节点的工艺参数，保证最终的讨论结果没有异议。

最后，經组员分析得到有意义的偏差，对其进行HAZOP分析。

本文以该装置中最重要加氢反应与换热流程为例，列出了部分节点的HAZOP分析结果，得出该节点可能出现的偏差和原因、后果，见表5。

3  模糊综合评价法分析事故后果

利用模糊综合评价法结合风险评价矩阵对分析结果量化，采用专家加权法打分实现量化，最终可得出定量HAZOP分析报告，此方法提高了传统HAZOP分析结果的准确性和真实性，同时也增强了对系统安全决策的合理性。

模糊综合评价法先是把评估系统视为整体，通过许多单一因素的评价值的权重分配得出结果。首先，根据评估等级算出逐级的隶属程度，再按加权法计算目标值的模糊矩阵，得出目标模糊集合的定量解[7]。

当代HAZOP分析方法已经完全可以借助计算机辅助来代替人员HAZOP分析时费时费力、记录繁琐等缺点，但还需有以下几个问题待解决[6]：

1）虽然双向推理步骤可以暴露出分析系统危险的传播路径，但这样会堆积大量的HAZOP分析结果，并且该结果不一定会发生，所以加大了制定安全措施与方案的难度。

2）分析进行时，容易忽略节点间的相互关系和影响程度，影响了推断与决策的合理性。

3）文章上述描述的分析方法，是基于传统的HAZOP分析方法，即利用引导词描述节点偏差，分析中时常会丢失状态变化和偏离程度等诸多信息，因此导致降低了对系统安全分析的客观准确性。

4  结 论

经实例验证可得，柴油加氢装置工艺流程用HAZOP分析方法后，最大的优势就是分析出工艺装置中潜在的风险，并根据风险造成危害及后果进行定量风险评估，其次另一个优势就是提高了维护与操作人员的水平，最后利用模糊综合评价法对结果合理性进行优化。通过HAZOP分析，能明确工艺装置中各危险及采取的相应安全措施。由此证明，HAZOP分析是保障安全生产的有效方法，并在全世界范围内各领域得到了认可。

参考文献：

[1]李漾，彭祥国，王瑜.危险和可操作性研究（HAZOP）分析技术[J].化工安全与环境，2010（47）：6-7.

[2]LABOVSK? J， JELEMENSK? L， MARKO J. Safety analysis and risk identification for a tubular reactor using the HAZOP methodology[J]. Chemical Papers，2006，60： 6-8.

[3]DUNJ? J，FTHENAKIS V，V?LCHEZ J A，ARNALDOS J. Hazard and operability （HAZOP） analysis. A literature review[J]. Journal of hazardous materials，2010，173： 1-3.

[4]ZHAO C， BHUSHAN M， VENKATASUBRAMANIAN V. PHASuite： an automated HAZOP analysis tool for chemical processes[J]. Process Safety and Environmental Protection， 2005， 83： 6-7.

[5]吴学彬. HAZOP/事故树综合安全评价模型研究与实现[D]. 大连：大连理工大学，2010.

[6]胡瑾秋，张来斌，梁伟，等.基于模糊信息融合的燃压机组定量HAZOP分析[J].系统工程理论与实践，2009，29（8）：153-159.

[7]李树清，谢正文，王鹏飞.石化生产装置安全现状模糊综合评价方法研究[J].中国安全科学学报，2007（1）：121-125.