HAZOP 分析方法在化工领域的应用

宣 振

（苏州大学材料与化学化工学部，江苏 苏州 215031）

引言

HAZOP 分析方法（Hazard and Operability Studies危险与可操纵性方法）提前识别和分析安全生产中的潜在危险和偏差因素，并采取预防措施[2]以避免化工生产运行中重要设备发生安全事故，是一项系统的、科学的技术和方法，在各行业、各领域的工艺过程安全风险识别当中有着广泛的应用。HAZOP 技术的对于这些项目的安全措施的设计具有重要的指导作用，能够完善相应的安全与规范措施。本文旨在对HAZOP 分析技术进行浅要的介绍，并进行一些评审和简要的改进建议。

1 HAZOP 分析技术

1.1 HAZOP 背景介绍及原理

危险源及可操作性（HAZOP）研究最早是由英国帝国化学工业公司（ICI）开发的，是一种应用系统的审查方法针对新设计或已有工厂的生产工艺和工程意图通过工艺要素与相应引导词结合，进行审查、评价，旨在控制该公司的除草剂生产环节中的风险。现在在欧美等国均已得到广泛的应用。

HAZOP 分析是由具有不同专业背景的成员组成的小组在组长的主持下以一种结构有序的方式对过程进行系统审查的技术方法。它以工艺仪表流程图（PID）为研究对象，分析组按规定的方式系统地研究每一个单元（即分析节点），在引导词提示下，设计中已采取的安全防护措施进行辨识和评价，以及对系统中所有重要的工艺参数可能产生的偏差引起的潜在危险和操作问题，设计人员需要进一步发现的问题以及修改设计或操作说明的建议。

确定偏差的方法是引导词法，即，偏差＝引导词＋工艺参数。常见的术语如表1 所示[3]。

表1 常见术语

1.2 HAZOP 分析步骤

1）结点划分：针对PID 图中的节点进行划分，对于节点的选择可以是有很多依据的，例如，流程中的一组管道，一段管线等等。

2）设计意图的解释：需要向相应的专家小组进行详细的汇报，所选取的节点内的对应的管线，机组，设备等的详尽设计意图，使专家们能够清晰的理解。

3）引导词+工艺参数=偏差

4）偏差原因分析：引导词和工艺参数并非一一对应，所以二者结合之后会产生相应的偏差，而小组专家对一些高风险，高概率的偏差进行重点关注，并在HAZOP 分析时，进行相应的记录和分析

5）结论记录与建议措施：小组专家应记录偏差、原因和后果，并采取相应的解决方案，小组应重复上述步骤，知道所有亟需解决的偏差都得以解决。

1.3 风险评级

风险评级是风险后果的严重程度和发生概率作为相应的得分来评判的，由风险等级确定的公式为：风险后果性损害严重程度=发生概率×计算特定事件的综合风险得分。分为严重风险（Ⅳ级风险）、高度风险（Ⅲ级风险）、中度风险（Ⅱ级风险）、可控风险（Ⅰ级风险）。

以危害概率等级为坐标，以危害序列的严重程度为标准，可以形成风险矩阵图。

2 HAZOP 技术在各个领域内的应用

2.1 HAZOP 技术在化工项目的应用

HAZOP 分析在化工生产中具有举足轻重的地位，在实际的化工生产中，常常先对要进行生产的化工产品进行分析准备，包括但不限于进行确定目标范围，相应产品对应的P&ID 图，该产品的预生产计划及预评估报告，还需要拟定对应的专家分析小组，评定相应的风险等级，绘制相应的风险矩阵图，若是风险等级达到Ⅳ级，应当在短期内将风险等级降低到Ⅱ级以下，否则该生产方案应予舍弃。在HAZOP 小组分析中，组长应向分析小组成员工艺特点及相关注意事项，保证评析的客观及正确性。

2.2 HAZOP 技术在精细化工装置中的应用

从工艺流程来看，精细化工装置的生产制造过程相对较长；它们的使用寿命超过多种产品，或者可以在同一套设备上生产非常相似的中间产品。虽然制造过程的长度因产品而异，但单元反应的类型、操作方法、材料的理化性质、危险源性质和安全质量等方面有很大的相似性。HAZOP 技术分析时采用生产流程最长的产品作为目标对象，进行精准辨析，确定一整套生产装置的可行性及风险。基于精细化理念运行的很多化工装置操作以间歇式过程为主，因此，节点的分析中，应当包含主体，控制仪器，附属设备等，在化工生产中，从压力、温度、液位、酸碱度、真空度、流动速度及操作等角度来确定该套设备的偏差，从而分析可能带来的风险和偏差，并制定解决方案，从而使得生产工序安全稳定的进行。

2.3 HAZOP 技术在高校危险化学品安全管理的应用

随着近年来各高校科研水平的逐步提升，对危险化学药品的需求也越来越高，集中使用的数量也在增加，用户也变得越来越复杂，而这也相应的增加了发生事故的风险，近几年也不断有高校实验室事故发生，因而，HAZOP 技术在高校危险化学品在管理使用中同样可以进行系统划分，并且已经有将HAZOP 用于危险化学品储罐和其他储存设备的分布和分析的案例。高校危险化学品安全管理是高校教学科研活动顺利开展的重要组成部分。

3 HAZOP 分析方法的优劣分析

3.1 HAZOP 分析方法的优势

HAZOP 分析主要是采用头脑风暴的形式，利用组内专家们的历史经验，对所需问题进行判断，诊断风险，并且提出解决降低高危风险的诊断方案。可以有效降低化学化工生产中的可能的安全事故，安全隐患，可以让工厂进行更高效的安全生产。

3.2 HAZOP 分析法的劣势

HAZOP 技术的劣势之处只是相较于优势而言，毕竟所有的建议和经验都是建立在人的主观认知之上，都是属于经验之谈，这里面难免会导致因为人的主观认知错误从而错误的判断，过度依赖专家的经验并且以纸质文档记录，使得HAZOP 讨论中会出现大量重复的结论出现，让HAZOP 技术并没有办法实现共享。其次，组件一个HAZOP 专家小组需要耗费大量的人力财力，并且需要一个很长的周期来进行风险确定及分析解决，非常耗费时间。

总而言之，HAZOP 分析是一个以时间和员工为中心的过程。HAZOP 分析本身的过程是偏主观的一个分析过程，主要依赖于对应专家小组的能力和经验，有一定的局限性。

4 HAZOP 分析方法的改进建议

针对HAZOP 分析法的大量且重复的分析，目前的做法是结合计算机建立对已经进行的HAZOP 分析案例的信息库，利用半自动化HAZOP 分析来减小HAZOP 分析中的重复工作，提升已有HAZOP 分析数据的利用率。

但这种方式仍然存在不足之处，只是简单将已有HAZOP 分析案例归结起来，并不能很好的建立每组HAZOP 分析后的数据，只是简单的将数据堆积在一起，且建立数据库归结的标准均不统一，这就造成使用起来难以在不同的团队中得到全部人的认同，争议也会得以增大。可以利用知识谱图的方式来进行归类，将不同案例中的HAZOP 分析结果归类汇总，并建立对应的知识网络，方便以后直接查询，大大提高了HAZOP 分析的效率。

5 结语

HAZOP 分析技术是通过专家小组的集思广益来进行操作，被广泛应用于化学化工生产的一项有效规避风险的一项分析方法，可以利用计算机，进行半自动化HAZOP 分析，并且结合知识谱图的方式进行归类汇总，减少非必要分析，利用已知，提高HAZOP 分析效率。