風(fēng)險(xiǎn)隱患排查的手段—HAZOP

    HAZOP(HazardandOperabilityAnalysis)方法，中文意思是“危險(xiǎn)與可操作性分析”，是英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司于20世紀(jì)60年代提出的一種系統(tǒng)危險(xiǎn)分析方法，至今已推行近50年，是目前工藝危害分析、安全評(píng)價(jià)方法中系統(tǒng)性和全面性最好的方法之一。

    HAZOP包括兩個(gè)方面的含義：危險(xiǎn)性分析與可操作性分析。危險(xiǎn)性分析是分析安全問題，可操作性分析是分析穩(wěn)定性問題、質(zhì)量問題等。HAZOP分析評(píng)價(jià)的內(nèi)容中安全隱患部分約占40％，穩(wěn)定性、質(zhì)量問題約占60％，因此HAZOP分析不僅有利于安全和環(huán)保，而且有利于生產(chǎn)。通常一個(gè)HAZOP分析團(tuán)隊(duì)由5-8名不同專業(yè)人員組成，包括HAZOP會(huì)議主席、工藝設(shè)計(jì)人員、裝置操作人員、儀表控制人員、安全/環(huán)境人員、機(jī)械/電氣人員、記錄員等。這種群體分析方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于能相互促進(jìn)、開拓思路，也就是我們平時(shí)所說的“頭腦風(fēng)暴法”?？砂l(fā)掘出未知的設(shè)計(jì)隱患和操作規(guī)程隱患，是一種更系統(tǒng)、更深入的隱患排查方法，這也正是HAZOP分析方法的核心所在。

推行HAZOP的作用

    自20世紀(jì)70年代以來，世界各地發(fā)生了不少重大工藝安全事故，如1974年英國(guó)傅立克斯鎮(zhèn)(Flixborough)泄漏爆炸事故、1976年意大利塞維索(Seveso)有毒蒸氣泄漏事故、1984年印度博帕爾(Bhopal)事故、2005年英國(guó)石油公司(BP)得克薩斯城煉油廠爆炸事故等。這些重大事故的發(fā)生，使西方政府和企業(yè)開始研究如何預(yù)防這些災(zāi)難性的事故。自20世紀(jì)80年代開始，工藝過程安全在西方國(guó)家逐漸發(fā)展成為專門的學(xué)科，美國(guó)職業(yè)健康安全管理局(OHSA)在1992年發(fā)布了“工藝過程安全管理標(biāo)準(zhǔn)”，對(duì)工藝安全信息、工藝危害分析、投產(chǎn)前安全檢查、操作程序等14個(gè)要素進(jìn)行了規(guī)定。近幾年來，我國(guó)也發(fā)生了數(shù)起重大的工藝安全事故，如2003年重慶開縣井噴事故、2005年吉林石化雙苯廠爆炸事故、2010年蘭州石化303廠爆炸事故以及大連保稅區(qū)油罐爆炸起火事故等，無不造成巨大的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失以及生態(tài)環(huán)境的破壞。通過對(duì)各種化工安全事故的研究表明，忽視工藝安全是造成重大化工事故的主要原因。工藝過程安全管理的核心要素

    是工藝過程危害分析，主要分析設(shè)備、儀表、公用工程、人為因素及外部因素等對(duì)工藝過程的影響，或分析火災(zāi)、爆炸、危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏等的原因和后果。HAZOP是眾多工藝危害分析方法中系統(tǒng)性、全面性最好的方法之一。HAZOP方法認(rèn)為危險(xiǎn)來源于對(duì)設(shè)計(jì)意圖的偏離，反過來說，如果所有化工裝置按照設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作和生產(chǎn)，就不大可能有危險(xiǎn)。但現(xiàn)實(shí)情況往往會(huì)受操作條件、設(shè)備性能、原料質(zhì)量、產(chǎn)品產(chǎn)量等因素影響，很少有裝置能夠完全按照設(shè)計(jì)意圖運(yùn)行。而HAZOP方法通過對(duì)工藝圖紙和操作規(guī)程的分析，識(shí)別出工藝生產(chǎn)過程中存在的危害或不可接受的風(fēng)險(xiǎn)狀況，進(jìn)而提出解決方案。

HAZOP的含義

    在HAZOP分析中，“節(jié)點(diǎn)”和“偏差”是兩個(gè)最基本的術(shù)語(yǔ)。節(jié)點(diǎn)又稱工藝單元，指具有確定邊界的設(shè)備單元或兩設(shè)備之間的管線，比如泵、反應(yīng)器、罐(槽、塔)容器、壓縮機(jī)、爐子以及管線或者上述基本節(jié)點(diǎn)的合理組合等都是常見的節(jié)點(diǎn)類型。一般來說，節(jié)點(diǎn)劃分的基本原則是：從進(jìn)入的管道及儀表流程圖(P&ID)管線開始，繼續(xù)直至設(shè)計(jì)意圖的改變，或繼續(xù)直至工藝條件的改變，或繼續(xù)直至下一個(gè)設(shè)備。上述狀況的改變即為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)束，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的開始。

    “偏差”是引導(dǎo)詞與工藝參數(shù)的組合，即偏差=引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)。常見的引導(dǎo)詞有NONE(沒有)、MORE(過多、過高、過量)、LESS(過少、過低)、ASWELLAS(伴隨)、OTHERTHAN(異常)等。工藝參數(shù)分為兩類，一類是概念性的參數(shù)(如反應(yīng)、轉(zhuǎn)化、混合)；另一類是具體的參數(shù)(如溫度、壓力)。上述引導(dǎo)詞與工藝參數(shù)的相互組合，就構(gòu)成HAZOP分析中的偏差。偏差的構(gòu)成舉例如下圖1所示。

引導(dǎo)詞工藝參數(shù)偏差

NONE(沒有)+FLOW(流量)=NONEFLOW(無流量)

MORE(過量)+PRESSURE(壓力)=HIGHPRESSURE(壓力高)

ASWELLAS(伴隨)+ONEPHASE(一相)=TWOPHASE(兩相)

OTHERTHAN(異常)+OPERATION(操作)=MAINTENANCE(維修)

圖1偏差的構(gòu)成

    HAZOP分析就是從管道及儀表流程圖(P&ID)中選取一個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)中組合而成的每一種偏差的根本原因、最終后果等進(jìn)行分析，從而提出解決方案。比如“液位”這個(gè)工藝參數(shù)，可以和“過多、過少、沒有”這三個(gè)引導(dǎo)詞結(jié)合，形成三種偏差。對(duì)“過多+液位”這種偏差的原因、后果分析完成后，再對(duì)“過低+液位”這種偏差的原因、后果進(jìn)行分析，同樣分析完成后，對(duì)“沒有+液位”這種偏差的原因、后果進(jìn)行分析，完成后繼續(xù)進(jìn)行下一組偏差或下一個(gè)節(jié)點(diǎn)分析。所以，HAZOP分析是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程，有時(shí)完成一個(gè)化工流程的HAZOP分析需要幾個(gè)星期到幾個(gè)月的時(shí)間。

    由于HAZOP分析中涉及因素較多，包括工藝、設(shè)備、儀表、控制、環(huán)境等，所以，對(duì)降低或排除風(fēng)險(xiǎn)的整改建議措施應(yīng)主要考慮易于實(shí)現(xiàn)的方法，而不是花費(fèi)大量時(shí)間去“設(shè)計(jì)解決方案”。提出整改建議措施后，企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層就要負(fù)責(zé)積極跟蹤落實(shí)這些整改措施。若不能立即提出整改建議措施，可就某些具體問題聽取專家的意見，或待獲得更多的資料后，延期進(jìn)行某些部分的分析。

HAZOP與檢查表的區(qū)別

    HAZOP分析可以在工廠運(yùn)行周期內(nèi)的任何時(shí)間段進(jìn)行，既適用于設(shè)計(jì)階段，也適用于在役的工藝裝置。在化工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段采用HAZOP方法進(jìn)行分析，能識(shí)別設(shè)計(jì)、設(shè)備及操作程序中的潛在危險(xiǎn)，比如裝置設(shè)備是否裝有安全聯(lián)鎖,在操作規(guī)程中是否明確規(guī)定保持正壓操作等，將風(fēng)險(xiǎn)盡可能地消滅在設(shè)計(jì)階段，節(jié)省投資；對(duì)石油化工企業(yè)的在役生產(chǎn)裝置應(yīng)用HAZOP分析，可深入分析化工裝置的設(shè)計(jì)、開車、運(yùn)行、停車和檢維修等各個(gè)階段的安全隱患及可操作性問題，使安全管理人員和操作人員對(duì)工藝過程及生產(chǎn)設(shè)備有系統(tǒng)、深入地了解，清楚存在的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)采取的措施，為裝置的日常生產(chǎn)與維護(hù)以及風(fēng)險(xiǎn)管理提供指導(dǎo)。日常生產(chǎn)中，很多人習(xí)慣憑經(jīng)驗(yàn)、檢查表進(jìn)行隱患排查，不理解HAZOP的好處。利用安全檢查表法對(duì)裝置進(jìn)行過程安全檢查是一項(xiàng)依賴專家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和有關(guān)問題的了解進(jìn)行核查的方法，檢查表中所檢查的項(xiàng)目是已知的問題，不能檢

查出未知的隱患。另外，檢查表法不是一項(xiàng)結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)檢查，其使用的時(shí)間遠(yuǎn)比HAZOP小組分析所用的時(shí)間要短得多。通常，安全檢查表用來普查隱患的“原因”和“后果”，而HAZOP用來揭示系統(tǒng)性的風(fēng)險(xiǎn)，即找到檢查表中的“原因”與“后果”的內(nèi)在聯(lián)系以及防止這些風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的措施。

HAZOP的應(yīng)用效果

    HAZOP分析方法在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，許多國(guó)際大型石化企業(yè)要求所有新裝置都要在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行HAZOP研究；所有改、擴(kuò)建裝置都要進(jìn)行HAZOP研究；流程規(guī)模越大、越復(fù)雜，越需要HAZOP研究；在役裝置如果沒有任何變更，每隔5年也要進(jìn)行HAZOP研究。許多國(guó)際化工程公司將HAZOP視為確保設(shè)計(jì)和運(yùn)行完整性的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)慣例，甚至很多國(guó)家要求將化學(xué)工業(yè)的HAZOP分析作為防止重大化學(xué)事故計(jì)劃的一個(gè)重要部分。

    目前，HAZOP分析在我國(guó)還屬于起步階段，但一些有實(shí)力的企業(yè)已經(jīng)開始嘗試使用HAZOP分析。筆者曾經(jīng)參與對(duì)中石油錦州石化公司的氣分車間的HAZOP分析，該車間裝置包括一套氣分、二套氣分、西山罐區(qū)和液化氣站，共計(jì)分析管道及儀表(P&ID)流程圖23張，劃分工藝節(jié)點(diǎn)49個(gè)，提出建議措施36項(xiàng)共計(jì)80余條，其中風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高度的有2項(xiàng)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中度的有26項(xiàng)。企業(yè)全部采納并列入整改計(jì)劃，通過對(duì)在役多年的裝置實(shí)施HAZOP分析，企業(yè)重新認(rèn)識(shí)自身的裝置，對(duì)發(fā)現(xiàn)的重大隱患及時(shí)制定并采取了措施，從而保證裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。