HAZOP分析方法简述

2023-01-25

引言

随着现代化工工业的发展, 结构复杂危险性高的大型装置不断采用, 同时伴随高温、高压等复杂条件以及大量危险化学品的使用, 导致一些安全事故的发生。在过去的几十年里, 人们为了减少或避免可能出现的安全隐患, 采用了多种过程危险分析 (PHA) 方法, 如危险与可操作性分析 (HAZOP) 、故障模式和影响分析 (FMEA) 、故障树分析 (FTA) 等, 其中HAZOP分析是目前国际上应用最为广泛的一种[1]。

一、HAZOP分析的概况

HAZOP (hazard and operability study) 的中文解释是“危险性和可操作性分析”, 是以最低成本对工艺危险性和可操作性进行有效分析的方法。用于研究设计阶段和生产过程中存在的危险, 分析造成危险的原因并提出合理有效的安全措施。HAZOP分析从工艺参数 (例如:流量、温度、压力、液位等) 入手, 发现它们可能存在的偏差, 通过对偏差的讨论达到分析目的。HAZOP分析结果可以为项目HSE风险管理提供依据, 可以提高装置工艺过程的安全性和可操作性, 尽可能为工业生产持续、安全运行提供安全保障。HAZOP分析不仅在化工行业, 在石油、医药和电子等工业也有广泛应用。

二、HAZOP分析的流程

HAZOP分析包括4个基本步骤: (1) 会前准备工作; (2) HAZOP分析会议; (3) 编制HAZOP分析报告; (4) 分析报告关闭。

1.会前准备工作

准备工作主要完成以下任务:明确HAZOP分析的范围和目标;收集会议资料 (包括:工艺管道和仪表流程图、设备布置图、装置现场操作手册、电气仪表等相关专业图纸) ;成立HAZOP分析小组;安排会议日程。

HAZOP检查是一个创造性的过程, 它依赖于小组领导的能力和多专业背景人员的判断与合作, 所以应选择熟悉本专业知识, 能够充分理解设计意图的专家。此外, 最好能找到具有现场经验的工程师, 因为他们更了解工艺运行情况, 现场曾经出现过哪些状况, 提出的意见更切合实际。

2.HAZOP分析会议

首先根据工艺流程划分节点, 节点一般是管道或设备, 对于间歇的工艺, 节点也可则按操作步骤划分;其次确定节点后, 根据HAZOP分析的引导词依次建立有意义的偏差;在确定节点和偏差后, 小组成员以HAZOP分析会议的形式, 对工艺过程的危险和操作性问题进行分析。这也是HAZOP分析的核心部分, 通过对导致偏差的原因和不同原因导致后果的分析, 判断现有的安全措施是否合理, 最终提出有效的改进办法。如此循环上述过程, 直到分析完成所有节点。

3.编制HAZOP分析报告

根据会议纪要编制HAZOP分析报告。会议纪要是HAZOP分析的重要组成部分, 也是后期编制分析报告的直接依据。一般情况下, HAZOP分析采用完整记录的方式, 即会议记录员根据分析情况总结出讨论结果, 将所有合理意见全部记录下来, 会后将记录内容及时与小组成员沟通交流, 以避免遗漏和误解, 最终根据会议纪要完成HAZOP分析报告。

4.分析报告关闭

对HAZOP分析报告上提出的安全措施应进行反复论证、审核, 针对报告中每一项建议制定计划并安排实施, 同时确定负责人, 所有采取的措施都要以完整的文件形式记录下来, 没有完成的部分需要进行讨论、查明原因并找到解决的方案, 逐一关闭HAZOP分析报告中的每项条款, 这样一次HAZOP分析就完整的结束了。

三、HAZOP分析的优点

HAZOP分析的优点可以概括为以下几个方面:

1.通过HAZOP分析能对整个工艺进行全面系统的研究和审查, 分析工艺上可能出现的故障、存在的危险以及潜在的隐患, 并提出有效解决问题的办法。

2.通过HAZOP分析能规范操作流程, 分析报告可以作为安全评价的标准, 用来编制和完善安全操作规程, 避免由于人为失误导致的危险的发生, 确保装置的安全运行。

3.通过HAZOP分析能有效提高装置的生产效率和经济效益, 排除了工艺装置在设计和操作中可能发生的突然停车、设备破坏乃至爆炸、着火中毒等恶性事故。

4.HAZOP分析方法具有创造性和灵活性, 以一种类似头脑风暴的形式展开讨论, 在引导词划定的范围内, 可以随意的合理的进行假设, 不受约束。

5.通过HAZOP分析会议, 设计人员、现场人员和专家相互讨论, 可以使他们对整个工艺路线和整套装置有了更加全面的认识。这样不仅为以后完善设计、升级改造提供依据, 还可以相互学习, 取长补短。

展望

HAZOP分析作为一种系统的、有效的方法广泛地应用于各类工艺过程和项目的风险评估工作中。但它也存在一定不足之处, 由于缺乏复杂系统安全评价的深层知识建模理论和推理方法, 导致国内外的安全评价工作主要依靠人工完成。这往往造成以下几个问题:1.评价结果受到专家小组的经验影响较大;2.对于复杂的工艺过程, 人工很难考虑周全, 难免遗漏;3.人工评价存在费时、费力且成本较高。为了有效解决上述问题, 人们考虑用计算机来辅助进行分析评价, 并且收到了较好的效果。在国外, 计算机辅助安全评价技术的发展经历了3个阶段[2]:第1阶段, 早期的计算机辅助在分析方法上没有突破, 主要是帮助人工生成HAZOP说明文本;第2阶段, 引入专家系统进行浅层指示的推理, 从知识库中查询结果并得出结论;第3阶段:基于深层知识的安全评价自动推理方法。由浅入深开发了很多智能化计算机辅助软件, 应用到复杂装置的HAZOP分析中起到非常好的效果。国内的专家学者从2003年才开始进行智能化的计算机辅助HAZOP领域的研究。目前, 国内的计算机辅助安全评价仍处于起步阶段, 能够真正采用计算机辅助进行推理、分析的技术极少, 而且实用性远没有达到可以推广的程度, 所以计算机辅助安全评价技术将成为我国HAZOP分析的重要发展方向。

摘要：本文阐明了HAZOP分析的基本原理以及工作流程, 总结了HAZOP分析的优缺点及未来发展趋势。

关键词：HAZOP,分析,安全评价