工程设计阶段危险与可操作性分析研究(HAZOP)

□文/湖南有色冶金劳动保护研究院 何琼

工程设计阶段危险与可操作性分析研究(HAZOP)

□文/湖南有色冶金劳动保护研究院 何琼

危险与可操作性分析（HAZOP）方法概述

危险与可操作性分析（HAZOP，Hazard and Operability Analysis）是过程系统（包括流程工业）的危险(安全)分析(PHA，Process Hazard Analysis) 中识别危险发生过程的有效方法。是以引导词（Guide Words）为核心，通过审查会议实现集体智慧，确定工艺系统可能发生的有意义的偏离，反向追溯导致偏离的特定初始事件（原因），正向推理偏离可能导致的后果，包括考虑已有防护措施降低事故风险的作用，必要时按照最低合理可行（ALARP）的原则提出建议措施进一步降低事故风险。

工程设计阶段的HAZOP的目的是为检查工程设计中已有的安全措施的充分性，保证工艺的本质安全；控制变更发生阶段避免发生较大的变更费用。

工程设计阶段HAZOP分析的要点

要成功的完成一个工程设计阶段HAZOP分析应注意以下要点：

1、节点划分

节点的划分主要考虑单元的目的与功能，由设计意图、工艺物料、过程参数的变化等多方面因素综合考虑而确定。建议以设备（比如储罐、塔、反应器、压缩机等）为中心，且设备组合，将管线按照一定的规则划入，设备的附件可划入同一节点，以达到一个完整的工艺目的。在节点划分时，不同节点使用不同颜色的记号笔去描绘设备外形，管线，阀门，管件，但不包括仪表线，并用与节点相同的颜色标注节点号。

2、选择有意义的偏离

根据不完全统计，目前有意义的偏离已经超过了130多条，偏离确定过于教条会导致分析了一些无意义的结果，过于粗犷容易漏掉重大危险。建议方法：

列出节点内可能产生的偏离：（1）有保护和监测的偏离（安全释放、控制、联锁；报警、显示）；（2）管线：基本参数为流量，温度、压力，可选组分；如果管线上有换热设备，可选温度。容器：基本参数为压力，可选温度、液位；原料或产品的储罐必须要考虑温度，有液相时需考虑液位。（3）在理解设计意图的基础上，利用适用于节点内引导词和参数的有意义组合进行补充。（4）意外情况导致的偏离。

选择有价值的偏离（筛选）：（1）可能有安全后果的偏离；（2）至少一头在节点内的偏离，且包含现有保护多的措施；（3）优先靠近后果的偏离（通常现有保护大多是围绕靠近后果的偏离）。

清楚描述节点：描述节点时应做到流量到线，压力、温度到点，操作到步骤，液位到设备，详细描述偏离时，应加上设备名称和位号。例如：来自H0312004的氢气进气压力过（大），而不能简单地写为：压力大。

3、原因分析

潜在危险的原因分析是HAZOP分析的重要环节,也是工艺事故调查的核心内容，在设计阶段HAZOP分析和保护层分析领域将所识别的原因明确界定为初始原因。在一个事故序列中第一个事件称为初始原因，初始原因就是在大多数安全评价方法中所指的原因，又称为初始事件或触发事件。

（8+1）原则是一个简单实用的原因分析方法：（1）操作失误 ；（2）设计错误 ；（3）设备仪表故障 ；（4）环境影响 ；（5）公用工程不足；（6）界区外来料偏离；（7）原料错误；（8）可以使用偏离做原因的情况：①假如原因过于复杂，又跨越节点时；②偏离还需要进一步分析时。

1个书写规则：要把从偏离的初始原因到选择的偏离之间的中间偏离写清楚，以表达完整事故剧情的原因部分。特别应注意以下两个方面的书写要求：

（1）直接原因描述应清楚。例如：“自力式调节阀PCV1103旁路阀误操作打开”，而不要只写“操作失误”。一定要写成一句完整的话，并带上设备位号或仪表位号！

（2）中间偏离描述清楚。 如：回收压缩机CO-1301A烧坏的HAZOP分析中，一个原因为中冷器冷却进水管线堵塞，较好的原因描述为：中冷器CO1301-4A冷却进水100-CW13702管线堵塞->中冷器CO1301-4A冷却进水100-CW13702流量小->中冷器CO-1301-4A换热效果差->回收压缩机CO1301A冷却轴封水50-SL13012温度高->回收压缩机CO-1301温度高->回收压缩机CO-1301A烧坏。而不能直接表述为：中冷器CO1301-4A冷却进水100-CW13702管线堵塞导致回收压缩机CO-1301A烧坏。

4、后果分析

后果分析应注意以下几个要点：

（1）选择后果的时候，不考虑现有的保护措施；

（2）假如现有保护措施启动后，有HSE的连带后果时，需要考虑；例如：安全阀启动后，排放位置不合适；洗涤系统没有考虑极端情况的洗涤量；

（3）是偏离的直接后果，而不是原因的另外偏离的后果。

9类后果：人员；财产；物料泄漏；环境污染；生产中断；质量问题；社会影响；出界区物料偏离；偏离当后果的情况：①后果在节点外，且离当前正在分析的偏离过远时；②偏离还需进一步分析时。

后果描述要求：要把从当前正在分析的偏离到后果的中间偏离描述清楚一定要写成一句完整的话，并带上设备位号或仪表位号，并用事件链勾画清楚。

5、安全措施

对于设计阶段HAZOP分析，是指图纸上已有的措施。在分析现有安全措施和建议安全措施时，分析团队应首先忽略现有的安全措施，在这个前提下分析事故剧情可能出现的最严重后果。然后继续考虑是否需要增加建议的安全措施。

保护层由里到外的排列顺序是：限制和控制措施、预防性保护措施和减缓性保护措施。

限制和控制措施：抑制和控制方法（也称为第一级限制系统类措施），不属于HAZOP的安全措施，但是影响着直接原因发生的频度，是一种固有安全措施，主要包括：（1）巡检 ；（2）培训；（3）维护；（4）安装质量检查；（5）应急；（6）操作规程。这些内容是工艺安全管理（PSM）其它要素要解决的问题，本来就应该具有的。

预防性保护措施：预防性保护措施（防止措施）也叫主动保护层，防止措施的目的是防止一个或更多的严重失事点的发生。主要包括：（1）工艺设计；（2）基本工艺控制系统；（3）报警和人员的干预；（4）安全仪表；（5）安全释放装置。

减缓措施：减缓措施的作用是减小一个失事点的后果严重度，是紧跟在失事点后面的那些安全措施。减缓措施的目标是检测和对紧急状态作出响应，其对失事影响的减缓是与没有安全措施的影响相比较而定。主要包括：（1）密闭泄放措施；（2）二次储存系统；（3）抗爆墙和防火墙；（4）火灾、泄漏探测和报警系统；（5）自动或远程启动的隔离阀；（6）灭火器、水喷淋系统和消防水炮，以及水喷淋、水幕等有害物料蒸汽云抑制系统；（7）有人建筑物的抗爆结构设计；（8）适用于特定后果事件的个体防护装备；（9）应急响应和应急管理规划。

◎责任编辑/张帆