HAZOP分析的應用與研究

李萌

摘? ? ? 要： 為進一步加強工藝安全管理，提高本質安全水平，通過對某加氫裝置的重大危險源與潛在安全問題進行周期性危險與可操作性分析工作，文章提出了對該裝置進行HAZOP分析的必要性，在HAZOP分析中運用了引導詞加參數的方法繪制出風險矩陣圖，針對分析范圍內各參數偏差產生的原因、可能導致的后果、已采取的安全保護措施進行了詳細的分析，對分析后暴露出的問題進行了評估并提出改進措施，使工藝流程在細節上和操作安全程度上得到優化與提高，保證了裝置的安全運行。

關? 鍵? 詞：HAZOP分析;偏差;風險;安全

中圖分類號：TE 624? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 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）研究是以系統工程為基礎的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法，用于發現生產裝置和工藝過程中的危險及其原因，提出解決方法。通過分析生產運行過程中工藝狀態參數的變動，操作控制中可能出現的偏差，以及這些變動與偏差對系統的影響及可能導致的后果，找出變動與偏差的原因，確定裝置或系統內及生產過程中存在的主要危險、危害因素，并針對變動與偏差的后果采取相應措施[1]。

1? 分析介紹

1.1? 分析建立

柴油加氫裝置屬于甲類易發火災危險型生產裝置，為了使裝置安全穩定的運行，提前預防事故發生，對其進行風險分析和安全評價是必要的程序。HAZOP [2]分析方法是目前我國工業使用最普遍的危險辨別和分析方法，具有良好的系統性和完備性。它可以在裝置的設計階段，甚至是已運行的裝置進行安全隱患與風險評估，對裝置潛在的安全風險提出保護措施和合理性的改進建議，為分析結論提供了可靠的依據。

1.2? 分析方法

本裝置應用HAZOP引導詞方法對流程建立分析節點，通過引導詞引導分析節點的工藝參數形成偏差，分析節點內問題產生的原因、可能產生的安全隱患、應當采取的安全防護措施等。常用引導詞與其含義見表1。

1.3? 分析步驟

1）節點劃分：針對P&ID中的節點進行劃分，這樣得出的分析結果更加全面。在對某個節點進行選擇時，可以是流程中的一段管線或者一套機組、設備等。

2）設計意圖解釋：需要向分析小組專家詳細解釋該節點內的管路、機組、設備的設計意圖，使小組專家的每位成員清晰地理解壓力、溫度和流量等設計參數。

3）引導詞+工藝參數=偏差。

4）偏差原因分析：引導詞和工藝參數不一定是相對應的，二者結合會產生相應偏差，一般小組專家會針對高風險、高概率的偏差進行關注分析。進行HAZOP分析時會對主要偏差進行記錄與討論，不論分析結果是否有相對應的解決措施[3]。

5）結論記錄與建議措施：小組專家應記錄偏差、原因和后果，采取的安全措施與措施建議，小組需重復上述評估步驟，直到所有節點討論解決完畢[4]，具體分析流程見圖1。

1.4? 風險評價說明

通過分析工作流程得出風險矩陣，風險矩陣可根據風險的等級對風險來源進行排序，然后確定首先要處理的風險或者某項需要更細致的分析，根據其所在風險矩陣的位置確定是哪類風險。風險矩陣有兩種指標，見表2。

1.5? 風險確定

（R=L×C），見表3。

2? 實例應用

為了能更好地理解HAZOP分析的方法，本文結合某柴油加氫裝置進行舉例說明。

該裝置主要設備有：立式換熱器3臺，加氫反應器1臺，加熱爐1臺和各種塔器設備等。裝置流程主要包括反應部分和分餾部分，原則流程見圖2和圖3。

首先，應先確定分析范圍，收集工藝設計文件與相關設備參數。確定好分析小組專家成員，專家應包括工藝、儀表自動化、電氣、設備、結構、消防、管理、維護與操作等專業人員。

其次，進行裝置節點劃分，需要遵循各個節點劃分都應有明確的目的性;小組組長向分析成員描述工藝特點與操作程序，并確定該節點的工藝參數，保證最終的討論結果沒有異議。

最后，經組員分析得到有意義的偏差，對其進行HAZOP分析。

本文以該裝置中最重要加氫反應與換熱流程為例，列出了部分節點的HAZOP分析結果，得出該節點可能出現的偏差和原因、后果，見表5。

3? 模糊綜合評價法分析事故后果

利用模糊綜合評價法結合風險評價矩陣對分析結果量化，采用專家加權法打分實現量化，最終可得出定量HAZOP分析報告，此方法提高了傳統HAZOP分析結果的準確性和真實性，同時也增強了對系統安全決策的合理性。

模糊綜合評價法先是把評估系統視為整體，通過許多單一因素的評價值的權重分配得出結果。首先，根據評估等級算出逐級的隸屬程度，再按加權法計算目標值的模糊矩陣，得出目標模糊集合的定量解[7]。

當代HAZOP分析方法已經完全可以借助計算機輔助來代替人員HAZOP分析時費時費力、記錄繁瑣等缺點，但還需有以下幾個問題待解決[6]：

1）雖然雙向推理步驟可以暴露出分析系統危險的傳播路徑，但這樣會堆積大量的HAZOP分析結果，并且該結果不一定會發生，所以加大了制定安全措施與方案的難度。

2）分析進行時，容易忽略節點間的相互關系和影響程度，影響了推斷與決策的合理性。

3）文章上述描述的分析方法，是基于傳統的HAZOP分析方法，即利用引導詞描述節點偏差，分析中時常會丟失狀態變化和偏離程度等諸多信息，因此導致降低了對系統安全分析的客觀準確性。

4? 結 論

經實例驗證可得，柴油加氫裝置工藝流程用HAZOP分析方法后，最大的優勢就是分析出工藝裝置中潛在的風險，并根據風險造成危害及后果進行定量風險評估，其次另一個優勢就是提高了維護與操作人員的水平，最后利用模糊綜合評價法對結果合理性進行優化。通過HAZOP分析，能明確工藝裝置中各危險及采取的相應安全措施。由此證明，HAZOP分析是保障安全生產的有效方法，并在全世界范圍內各領域得到了認可。

參考文獻：

[1]李漾，彭祥國，王瑜.危險和可操作性研究（HAZOP）分析技術[J].化工安全與環境，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]吳學彬. HAZOP/事故樹綜合安全評價模型研究與實現[D]. 大連：大連理工大學，2010.

[6]胡瑾秋，張來斌，梁偉，等.基于模糊信息融合的燃壓機組定量HAZOP分析[J].系統工程理論與實踐，2009，29（8）：153-159.

[7]李樹清，謝正文，王鵬飛.石化生產裝置安全現狀模糊綜合評價方法研究[J].中國安全科學學報，2007（1）：121-125.