化工生產過程HAZOP安全評價技術研究

高峰，郭春麗(杭州安全生產科學技術有限公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

企業發展過程中要把握化工生產過程，需要從實際需求出發，針對當前生產過程中出現的安全隱患進行有效的排查與分析。從一定意義上來講做好化工生產過程內容的控制把握，充分借助計算機技術來輔助深化生產過程，排除生產過程中的危險故障等，可以提升安全評價技術各方面，實現健康發展。

1 對化工生產過程中HAZOP安全評價技術的認識

化工生產涉及到大量易燃易爆、有害物質等，當物質與能量的正常運行狀態遭受到破壞之后就會發生意外事故，比如火災、爆炸、泄漏等，這些災難性的后果很容易導致生產過程發生危險。為防止化工生產中發生危險事故運用，HAZOP 安全評價技術進行過程管理非常重要。HAZOP是一項運用比較廣的評價方式，這是為了預防事故發生、禁止事故蔓延等采取的策略，因此叫做危險與可操作性分析。在具體運用過程中依靠人工評價浪費時間，同時消耗大量成本，因此重點介紹了計算機輔助安全評價技術的運用。HAZOP的評價技術重點討論了基于SDG的計算機輔助評價技術，該技術也叫做Signed Directed Graph，該技術是基于SDG定性模型過程模型，具有通用性強、分析能力強大等各方面優勢。和人工專家系統相比該技術就更節省成本，資源消耗更低，同時具備分析結果系統性、條理性等眾多優勢。

隨著工業的不斷發展，工業也越發復雜，化工企業在對危險物料的生產、儲藏、運輸等過程中都會發生事故，雖然屬于潛在危險，但是故障仍舊明顯?，F代化經濟不斷發展背景下化工企業的發展內容會越來越復雜。在20世紀、這個世紀都發生了很多震驚的事故，如火災、有毒物質泄漏、核污染等。在緊急事態背景下我國頒布了相關立法，如《安全生產法》《特大安全事故行政責任追究的規定》等，在現代背景下保證化工安全生產，控制企業風險保證企業的安全運行非常重要?？紤]到缺乏復雜系統的安全評價系統，無深層知識理論建模、推理等，因此需要借助現代信息化手段來實現[1]。傳統發展過程中均是依靠人力來完成，但是人力很難處理大規模數據與信息，很難得到完備結果，專家參與也會出現漏評的情況；口頭討論也存在紕漏、不規范、閱讀難等現象。因此人工評價消耗成本比較高。但是并非否認專家、技術人員在其中的重要作用，而是在不斷發展的過程中要借助計算機技術的輔助來實現高效、有深度、符合國際規范的安全評價。目前計算機輔助安全評價已經成為趨勢。

2 HAZOP安全評價技術

HAZOP安全評價技術是一種形式結構化的方式，主要是全面而系統地研究每一個元件，分析其中重要參數是否存在偏離指定設計條件所導致的危險、可操作性問題等。在具體運用過程中主要通過研究工藝管線、儀表、有控制點的工藝流程、仿真模型來重點分析系統中存在的設備與潛在事故等，同時檢查偏離線路對系統運行造成的影響。經過挑選與分析得到潛在的偏離因素，識別出故障原因，制定出防護裝置、安全措施。評估內容包括正常原因與非正常原因、安全措施、不利后果等。

因此HAZOP安全評價是一種基于偏差來尋找系統潛在危險、可操作性的方式與手段，借鑒危險與操作兩個方面存在的問題。1974年英國帝國化學公司企業提出，經過修改之后成為全球廣泛使用的安全評價技術，尤其是被廣泛運用在化工、核電領域內。人工HAZOP安全評價是一種大腦風暴式評價方式，基本原則是認為在正常標準與規定下的條件均是安全的等。而正常情況下發生才是不正常現象。這種方式允許分析人員在危險辨識、可能偏差出現之后進行理性的判斷、研究。

典型的危險操作研究需要成立安全研究小組，提供完善的基礎設備，包括各方面專業人員。進行分析之前需要準備各種設計、參考資料，研究小組人員進行系統而熟悉的審核之后劃分為若干個部分，以正常的工藝參數、操作條件作為標準來逐步分析各種偏差，找到原因與可能產生的后果[2]。為確定分析范圍防止分析出現偏差，因此可以引用引導詞來找到偏差，引導詞如表1所示。

表1 HAZOP的引導詞與含義

3 計算機輔助安全評價技術在國內外的研究現狀

3.1 國外研究

在具體研究中計算機輔助發展主要經歷了三個階段，第一個階段并沒有實現突破，主要是運用輔助人工分析方式，使用計算機生成HAZOP的人工分析。隨著時間的發展進入第二個階段，主要是引入專家系統來進行淺層知識的推理，輸入指令或關鍵詞就可以從知識庫查詢并且得出結論。第三個階段是基于深層知識的安全評價自動推理，進入信息化時代之后人們開始對HAZOP的分析進行大量系統、持久的研究。隨后研究出了SDG，實現了智能化HAZOP分析，取得了顯著成就[3]。

3.2 國內研究情況

進入21世紀之后我國開始研究HAZOP安全評價分析，重點集中在對技術介紹、技術推廣、實踐運用等方面。在發展的最初階段停留在人工分析階段。2003年國內學者開始機械智能化計算機輔助的HAZOP安全評價分析，在2003年提出一種基于Petei網的自動HAZOP分析系統，還具備故障診斷集成等。整體上可以看作是知識庫，提出了在線的HAZOP分析技術、在線故障診斷。隨后北京化工 大學等多個學校進行了各方面的研究，同時取得了顯著的進步。

4 基于SDG的HAZOP安全評價分析

4.1 對SDG的認識

當前工業生產規模越來越大，技術也越發復雜，導致生產工藝條件的分析無法準確而全面地進行。人工HAZOP的分析不僅僅增加了分析人員的勞動成本，甚至也需要依賴人們的技術知識和水平等，在具體新過程中很難做到嚴格把關和控制。SDG是嚴格節點與節點之間有方向的連線構成網絡圖，具有揭示潛在危險因素傳播的特殊作用，能表現復雜的因果關系、包容性強等特征，因此將該技術運用在輔助HAZOP當中，能夠取得智能推理的效果。多年來石油化工為了實現計算機自動化危險、可操作性分析，專家學者等做出了較多努力，石油化工企業危險級別比較高，使用HAZOP分析意義重大。運用HAZOP來分析生產運行過程中的參數變化、偏差等?；赟DG的HAZOP分析則需按照某一個關鍵量節點來進行推理，在SDG圖中找到計算機反向推理的結果，正向推理判斷不利因素[4]。因此基于SDG與HAZOP分析原理基本上相似，但是速度、完備性卻低于人工。

4.2 計算機輔助HAZOP的優勢

首先可以將分析過程模塊化，該特征的最大優勢就是降低了分析過程中重復勞動強度，將反復運用而且被證明過的模塊編制成專門模塊，方便今后開展更具體的分析。當信息發生改變之后，計算機能夠提示分析人員在整個過程中進行相應的改變，這在數據處理當中發揮了重要的作用。最后還可以將分析結果以報表的形式展示出來，讓數據分析結果更人性化、多樣化。打破了傳統人工查詢資料、分析消耗時間的劣勢[5]。

5 結語

文章在分析化工生產過程中HAZOP的安全評價技術當中，重點闡述SDG的HAZOP安全評價優勢。借助現代化技術實現安全評價管理，具有節省人工、資源等各方面優勢，能夠消除各方面隱患，實現高級推理。在目前的發展當中實現智能化已經成為趨勢，在發展中如何發揮出真正的價值與作用，才是現代化工生產中需要深入思考的問題，有效降低隱患，保證生產安全。