摘要：詳細(xì)闡述HAZOP（危險性和可操作性）分析方法及進(jìn)行岌分析工作時應(yīng)注意的事項。
1、前言
隨著化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展,易燃、易爆或巨毒類危險化學(xué)品的大量使用,在生產(chǎn)、使用、儲存的過程中,如果人們對其危險性不能正確認(rèn)識,不采取科學(xué)有效的防范措施,事故的發(fā)生并造成嚴(yán)重的生命財產(chǎn)的損失及環(huán)境污染將是不可避免的。加強安全管理,增強員工的安全意識是防止事故發(fā)生的有效的手段,一套科學(xué)的、行之有效的危險性評價分析方法便是必不可少的措施之一。它可以使人們對整個生產(chǎn)、制造、儲存系統(tǒng)的危險性有一個明確的認(rèn)識,針對性的進(jìn)行管理、檢查并消除安全隱患、制定嚴(yán)格的操作規(guī)程并加強員工的安全保護(hù)措施。本文將介紹在國際上被普遍使用的一種HAZOP分析方法,并對HAZOP執(zhí)行程序及進(jìn)行HAZOP分析時應(yīng)注意的問題加以討論。
2、什么是HAZOP分析
中文HAZOP（HAZardandOPerabilitystudy）的意思是“危險性和可操作性分析”,是由有經(jīng)驗的跨專業(yè)的專家小組對裝置的設(shè)計和操作提出有關(guān)安全上的問題,共同討論解決問題的方法。研究中,連續(xù)的工藝流程分成許多片段,根據(jù)相關(guān)的設(shè)計參數(shù)指導(dǎo)詞,對工藝或操作上可能出現(xiàn)的與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)偏離的情況來提出問題,組長引導(dǎo)小組成員尋找產(chǎn)生偏離的原因,如果該偏離導(dǎo)致危險發(fā)生,小組成員將對該危險做出簡單的描述、評估安全措施是否充分,并可為設(shè)計和操作推薦更為有效的安全保障措施。如此對設(shè)計的每段工藝反復(fù)使用該方法分析,直到每段工藝或每臺設(shè)備都被討論過后,HAZOP分析工作才算完成。
3、HAZOP審查小組的組成
HAZOP分析工作是由專家小組來完成,該小組有設(shè)計方案權(quán),所以小組的成員必須具有豐富工作經(jīng)驗和廣泛知識。專家小組的具體組成如下：
組長/主持人、設(shè)計工藝工程師、工藝控制儀表工程師、專利商代表、生產(chǎn)及操作人員代表（業(yè)主代表）、秘書。
HAZOP分析工作小組組長是由HSE經(jīng)理根據(jù)HAZOP工作的要求選定的,組長必須具備一定的工作經(jīng)驗和工作能力,他的責(zé)任是組織和指導(dǎo)專家小組高質(zhì)量的完成HAZOP分析研究工作。組長的責(zé)任是：
（1）將工藝設(shè)計分解成若干段,這種分解必須符合工藝目的、方便HAZOP討論,必須確保工藝裝置、公用設(shè)施、儲運設(shè)施、公用工程、其它服務(wù)設(shè)施和界處設(shè)備的每一部分,每一方面都被覆蓋到,不被遺漏。根據(jù)每段的具體情況和重要性的大小,給予不同的重視。當(dāng)供貨商的資料不詳時,包內(nèi)的HAZOP研究將在獲得詳細(xì)資料后著重進(jìn)行。
做好HAZOP分析會議前的準(zhǔn)備工作包括組員的分工及要求、會議的時間、程序及工作制度、會議資料等,特別是會議資料,這是開好分析會議的基礎(chǔ),這些資料包括：
工程設(shè)計基礎(chǔ)、工藝敘述、供審查用的工藝流程圖、前期做的危險因素調(diào)查報告、物料和熱量平衡、儀表邏輯框圖或因果關(guān)系圖、電信號單線圖、裝置區(qū)圖、總圖、物料安全數(shù)據(jù)表、健康風(fēng)險性分析、安全備忘錄、工藝安全性描述、主要設(shè)備的數(shù)據(jù)表、安全閥數(shù)據(jù)表或泄放情況匯總、定義分包商的工藝包（當(dāng)資料不詳時,將來再作分HAZOP析）。
（3）組織分析會議,調(diào)動各專業(yè)人員積極提出審查意見,充分發(fā)揚民主。確保各專業(yè)人員按照自己的專業(yè)經(jīng)驗提出意見,討論中沒有人占支配地位。當(dāng)小組成員對有爭議的問題提出不同意見時,組長負(fù)責(zé)裁決或提出解決該問題的辦法（例如與其它專家協(xié)商,由承包商解決或作進(jìn)一步調(diào)查等）。
（4）做好會后工作,保證秘書整理出準(zhǔn)確、恰當(dāng)、全面的記錄（由軟件整理出詳實、明確的HAZOP報告）,特別是安全措施一欄,組長將簽署最終的報告并對其負(fù)責(zé)。
秘書負(fù)責(zé)清楚、準(zhǔn)確的記錄和編寫HAZOP報告,必須選擇熟悉HAZOP軟件,打字快并能理解會議討論內(nèi)容的人員擔(dān)任,要邊開會邊做記錄。一般工藝工程師擔(dān)任HAZOP秘書。報告必須清楚的列出危險和可操作性的問題,以及推薦解決問題的方法。
HAZOP小組成員應(yīng)具有相當(dāng)?shù)馁Y格和經(jīng)驗,對設(shè)計意圖具有詳盡的了解,或是在設(shè)計中具有多重專業(yè)身分的專業(yè)人員（例如工藝技術(shù)工程師,儀表控制工程師,項目工程師）以及那些熟悉相似裝置操作的人員,如果有重要的機械問題,例如壓縮機等問題,工程機械工程師將參加PEF-Ss審查,如有要求,可邀請其他的專家臨時參加（例如材料專家,化學(xué)專家等）。
4、HAZOP的具體方法
在詳細(xì)的HAZOP分析進(jìn)行前,工藝流程圖應(yīng)達(dá)到相當(dāng)完善的程度。在分析開始時,工藝工程師對整個裝置設(shè)計做一個詳細(xì)介紹,并講解每一段細(xì)節(jié)的設(shè)計目的作用,講解內(nèi)容由秘書記錄下來。根據(jù)表1中的標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)詞,結(jié)合適當(dāng)?shù)膮?shù),組長將以引導(dǎo)詞和參數(shù)結(jié)合得到的合理的意義,針對裝置的某段提出問題。例如組長將選擇第一個引導(dǎo)詞“無”結(jié)合第一個參數(shù)“流量”向研究小組提問什么情況下正常流量會變成無流量結(jié)合設(shè)計中的安全措施對該非正常情況起的作用,研究這種情況發(fā)生后的結(jié)果。組長將概括專家提出的措施,秘書將該措施記錄下來。團(tuán)隊隊長將指定某人或某組織對完成該項指令負(fù)責(zé),并注明日期。如果對無流量的情況的分析滿意的話,組長可在表中選擇下一個標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)詞同時考慮當(dāng)有“較多流量”“較少流量”時可能發(fā)生什么情況。同樣的程序也適用于表1的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù).
5、HAZOP報告
HAZOP研究報告將列出審查的小組成員名單,定義被研究的裝置的某一部分,報告應(yīng)顯著說明設(shè)計中已有的安全措施并記錄針對每個指導(dǎo)詞和參數(shù)的討論,要清楚記錄安全措施并落實到具體的人員和時間,保證下一階段的執(zhí)行HAZOP安全措施的人員能夠正確理解。
表2 各種可能導(dǎo)致偏離的例子
| 參數(shù)與引導(dǎo)詞相結(jié)合 | 可能導(dǎo)致偏離的原因 |
| 無流量 | 閥門關(guān)閉,流向錯誤,管路堵塞,誤加盲法蘭,止回閥錯誤,過濾器堵塞,管線破裂,伴熱故障,氣鎖,物料中的水在管線中凍結(jié),流量轉(zhuǎn)換器/控制閥故障,泵或容器損壞等。 |
| 較少流量 | 部分堵塞,容器或閥故障,泄漏,泵效率損失。 |
| 較多流量 | 控制閥開得過大,流量控制器故障,多泵操作,泵出口壓頭降低,入口壓力增加,其它路線的物流流入,換熱管破裂. |
| 其它流量 | 壓力突然降低導(dǎo)致雙相流,過熱導(dǎo)致汽液混合,換熱管破裂導(dǎo)致冷熱媒體混合,分離罐中的分離界面破壞。 水和空氣進(jìn)入,水壓試驗殘留的液體,穿過絕緣層的物料等。 |
| 壓力降低 | 壓控閥故障,泄壓閥起跳后沒有回落,泵的輸出能力大于罐的放空能力,當(dāng)罐倒空時放空閥關(guān)閉,冷卻罐使罐中 的蒸氣冷凝,泵或壓縮機人口管線閥門關(guān)閉. |
| 壓力較高 | 湍流,泄放,高壓蒸氣泄漏,日光照射到出口閥關(guān)閉的罐或管路上,壓控閥故障,液位控制故障導(dǎo)致高壓氣體進(jìn)入,當(dāng)裝料時放空閥沒打開. |
| 溫度較低 | 低溫或霜凍,壓力損失,熱損失,換熱管破裂,溫度控制器故障,壓力釋放,夾套冷卻。 |
| 溫度較高 | 溫度控制故障,紫外線照射,常溫升高,冷卻管堵塞,冷卻水故障,換熱管破裂. |
| 液位高 | 液位控制故障,控制閥打開,進(jìn)人容器的流量大于排出的量,排出管線堵塞. |
| 液位低 | 液位控制故障,控制閥關(guān)不上,排放閥打開. |
| 部分組成變化 | 物料通過隔熱層,從換熱管漏出,錯誤進(jìn)料. |
| 其它組成變化 | 閥門泄漏導(dǎo)致物流污染,換熱管泄漏,物料分離不完全,產(chǎn)品腐蝕,壓力低導(dǎo)致氣體泄漏,沉淀,固化,蠟或烴的形成,水泥塊或其它管路或容器的內(nèi)件. |
6、HAZOP會議持續(xù)時間
持續(xù)時間限制在1天不超過2次會,每次會議3h。
7、HAZOP報告的執(zhí)行
HAZOP的修改方案。由EP/C承包商在詳細(xì)設(shè)計和施工建設(shè)階段執(zhí)行,重大的步驟將寫入開車、操作、維修、停車的手冊中。在詳細(xì)設(shè)計和執(zhí)行階段中,由于各種原因在設(shè)計過程中有可能作少量的設(shè)計修改,當(dāng)出現(xiàn)對裝置的總體性有影響導(dǎo)致投資,質(zhì)量,程序等的影響的修改或者EP/C承包商對HAZOP提案有異議時,需要得到HAZOP組長的認(rèn)可。
8、HAZOP的優(yōu)點
HAZOP不是唯一的裝置風(fēng)險評估方法,它之所以被廣泛使用是因為它據(jù)有一系列優(yōu)點：
（1）能對工藝設(shè)計進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析研究和審查,分析審查的質(zhì)量取決于審查小組的人員組成和素質(zhì)、組長的能力和工藝安全文件的精確性。
（2）能對生產(chǎn)操作人員的操作錯誤及由此而產(chǎn)生的后果進(jìn)行分析研究,對那些由于人為的操作錯誤導(dǎo)致的嚴(yán)重后果進(jìn)行某些預(yù)測,并針對性的提出措施,以確保裝置的生產(chǎn)安全。
（3）針對工藝設(shè)計中的潛在危險進(jìn)行分析研究,HAZOP可以有效的發(fā)現(xiàn)這種潛在危險,甚至更微小隱蔽又可導(dǎo)致從來沒有發(fā)生過的事故隱患,并采取措施消除。
（4）通過的HAZOP分析審查,排除了工藝裝置在設(shè)計和操作中可能發(fā)生的突然停車、設(shè)備破壞、產(chǎn)品不合格以及爆炸、著火中毒等惡性事故,從而提高裝置的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
（5）通過HAZOP的分析研究,可以使設(shè)計和操作人員更加全面深入的了解裝置的性能,既完善了設(shè)計,保證了裝置的生產(chǎn)安全,又能充實了生產(chǎn)操作規(guī)程,提高操作人員的培訓(xùn)質(zhì)量。
9、進(jìn)行HAZOP分析工作應(yīng)注意的事項
成功的HAZOP分析要求有經(jīng)驗的人員,完善的計劃,持續(xù)認(rèn)真的工作及出色的管理。
（1）對HAZOP程序管理及人力資源的需求
給予充分的理解,因為該技術(shù)是全面的、系統(tǒng)性的細(xì)致的工作,需要一定的時間保證其工作質(zhì)量。一般的主要工藝單元的HAZOP分析將要消耗8一12周（半天）,如果人為的壓縮時間,將會忽略許多重要的信息,有可能埋下不安全的隱患。同時注意勞逸結(jié)合,每天工作不超過5h,使專家小組不致過于疲勞。
（2）要注意專家小組成員的素質(zhì)。
專家小組成員每個人都應(yīng)是本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有豐富經(jīng)驗的人。缺乏經(jīng)驗的小組不僅不能成功的完成審查,而且還容易得出不必要的結(jié)果和給出錯誤的提議。專家組長必須具備豐富的工作經(jīng)驗和一定的專業(yè)技術(shù)水平,他能夠引導(dǎo)參加分析審查人員全方位的投入工作,并充分發(fā)揮他們的經(jīng)驗和才能。
（3）要注意HAZOP分析工作的民主氣氛,凡是參加分析的審查人員都能充分發(fā)表意見,集思廣益,不怕矛盾,不要怕揭露問題,這樣才能高水平高質(zhì)量的完成HAZOP審查任務(wù)。
（4）HAZOP分析審查工作不單純是對設(shè)計評估,而是要安全挖掘設(shè)計和操作中的安全隱患,分析事故發(fā)生的原因和事故發(fā)生的后果,并進(jìn)一步提出應(yīng)采取的安全措施。注意不要把HAZOP分析審查變成設(shè)計討論會,反之,不能用工藝設(shè)計查審會來代替HAZOP分析審查,這是兩種不同性質(zhì)、不同內(nèi)容、不同階段的審查。
（5）對安全措施要有清楚的認(rèn)識,首先要相信基本的設(shè)計保護(hù)措施,象設(shè)計壓力的保障,冗余控制及雙線供電系統(tǒng)的可靠性等,其次要對某些安全措施的有效性進(jìn)行評估,象設(shè)置報警、聯(lián)鎖停車等自動控制系統(tǒng),不僅要評估它們對裝置的安全性能否起作用,而且要確保其系統(tǒng)本身運作的可靠性。
（6）要重視裝置開停車階段的審查,因為,許多嚴(yán)重的事故多發(fā)生在開車或停車階段,所以要給予特別的重視,此外,影響裝置的界外設(shè)施的措施也應(yīng)考慮,在HAZOP研究時應(yīng)給予關(guān)注。
（7）要注意HAZOP分析是一項動態(tài)的工作,它與設(shè)計階段同步進(jìn)行,直至施工安裝完畢,每個階段的HAZOP工作的深度和廣度不同,確保消滅一切安全隱患。
