HAZOP分析方法在化工項(xiàng)目應(yīng)用中的探討

楊 洋

（中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東臨淄 255400）

危險(xiǎn)與可操作性研究（HAZOP）是一種用于辨識(shí)工藝危害、操作性可行性問題的定性分析方法，以安全工程為基礎(chǔ)、關(guān)鍵詞為引導(dǎo)，找出過程工況的偏差，分析偏差的原因，了解潛在事故后果，給出具有建設(shè)性的意見。通過危險(xiǎn)工況演繹，了解潛在危險(xiǎn)發(fā)生的原因以及帶來的后果，提高對(duì)事故預(yù)防和控制的能力，消除工藝過程的危害因素，并且有效降低事故發(fā)生的概率。

1 HAZOP分析方法概述

1.1 方法介紹

危險(xiǎn)與可操作性分析方法，簡(jiǎn)稱HAZOP，其是通過對(duì)施工作業(yè)中工藝偏差情況的分析，明確施工工藝中潛在危險(xiǎn)的一種系統(tǒng)方法。HAZOP作為一種過程危險(xiǎn)性分析方法，其實(shí)際分析中不會(huì)受到工藝裝置本身的影響，例如裝置類型和規(guī)模等，可以直接根據(jù)實(shí)際需求在工藝應(yīng)用的各個(gè)階段（研發(fā)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行）進(jìn)行分析應(yīng)用，以達(dá)到控制和消除工藝潛在危險(xiǎn)目的。HAZOP分析法的發(fā)展歷程如下：其最早誕生于英國(guó)，于20世紀(jì)60年代在帝國(guó)蒙德化學(xué)公司（ICI）新建苯酚工廠得到首次實(shí)踐應(yīng)用，80年代初在英國(guó)工程師協(xié)會(huì)培訓(xùn)課上被命名為“HAZOP”，即危險(xiǎn)與可操作性分析方法，而后的幾十年時(shí)間在世界范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用。對(duì)于我國(guó)而言，引進(jìn)該分析方法的時(shí)間并不長(zhǎng)，但是在化工等領(lǐng)域應(yīng)用中起到了十分理想的作用效果。

1.2 原理分析

HAZOP分析作為一種用于識(shí)別設(shè)計(jì)缺陷、辨別工藝潛在危險(xiǎn)的定性或定量分析全過程危險(xiǎn)的評(píng)估方法，實(shí)際當(dāng)中需要先組建經(jīng)驗(yàn)豐富的分析團(tuán)隊(duì)，具體涵蓋多個(gè)學(xué)科內(nèi)容，即工藝、安全、設(shè)備、電氣等，然后根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料確定工程關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行相關(guān)工藝參數(shù)的偏差分析，此過程需要對(duì)設(shè)備、工藝等的全過程進(jìn)行逐一的檢測(cè)和排查，然后對(duì)工藝出現(xiàn)的偏差進(jìn)行動(dòng)態(tài)化分析，明確偏差出現(xiàn)的主要原因，同時(shí)預(yù)測(cè)后續(xù)可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，并制定規(guī)避的措施和方案，將事故危險(xiǎn)扼殺在萌芽階段。

2 HAZOP分析方法在化工項(xiàng)目應(yīng)用的意義

當(dāng)前HAZOP分析方法在化工生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，由于化工生產(chǎn)過程中涉及多種易燃易爆物品，且工藝操作危險(xiǎn)性較高，一旦人員風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別不到位，必將引起嚴(yán)重的安全事故。而在化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用HAZOP分析方法，可以系統(tǒng)化地識(shí)別和分析作業(yè)生產(chǎn)中可能存在的一些潛在風(fēng)險(xiǎn)隱患，同時(shí)制定有效的應(yīng)對(duì)措施，從源頭進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的控制和管理，同時(shí)對(duì)于提升工作人員的安全管理意識(shí)也有一定的幫助，促進(jìn)了化工生產(chǎn)企業(yè)的健康有效發(fā)展。

3 HAZOP分析方法在化工項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1 常見的化工項(xiàng)目應(yīng)用分析

3.1.1 在天然氣接收站中的應(yīng)用

對(duì)于某天然氣接收站而言，其實(shí)際作業(yè)中存在低溫、高壓以及易燃易爆等危險(xiǎn)因素，應(yīng)用HAZOP分析方法時(shí)，以天然氣儲(chǔ)罐作為節(jié)點(diǎn)，并且選擇低壓和操作問題作為分析引導(dǎo)詞。分析結(jié)果顯示，造成天然氣儲(chǔ)罐低壓與設(shè)置定值產(chǎn)生偏差的主要原因是BOG壓縮機(jī)或低壓輸送泵的停車、大氣壓升高以及DCS壓力控制閥失效等，由于參數(shù)的偏差可能造成天然氣儲(chǔ)罐破裂損壞等嚴(yán)重后果，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)。針對(duì)這一分析偏差問題，需要做好以下改進(jìn)措施：

（1）相關(guān)人員需要合理設(shè)置DCS壓力控制系統(tǒng)，確保在低壓狀態(tài)實(shí)現(xiàn)報(bào)警操作；

（2）在面臨DCS壓力閥失效時(shí)，需要人員立即打開旁路手動(dòng)閥，以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)隱患。而對(duì)于旁路手動(dòng)閥，采購(gòu)環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格對(duì)其質(zhì)量和安全等級(jí)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，確保后續(xù)應(yīng)用的可靠性；

（3）低壓輸送泵出口控制閥故障造成的停車問題，由于天然氣儲(chǔ)罐沒有備用泵，使得天然氣接收站輸送能力大大降低，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估為Ⅱ級(jí)。為了規(guī)避這一風(fēng)險(xiǎn)，需要配置天然氣儲(chǔ)罐低壓泵兩臺(tái)，一臺(tái)使用另一臺(tái)備用，同時(shí)相關(guān)人員要做好定期的檢查工作，確保輸送泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.1.2 在常壓加熱爐中的應(yīng)用

以某化工企業(yè)常減壓裝置中常壓加熱爐出口溫度作為HAZOP分析的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行出口溫度偏差參數(shù)的分析，結(jié)果顯示造成常壓加熱爐出口溫度過高的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）常壓加熱爐底部油流量較低，導(dǎo)致出口溫度出現(xiàn)過高的問題；

（2）燃料氣分液儲(chǔ)液位置偏高，導(dǎo)致排液不及時(shí)；

（3）爐前燃料氣壓力控制回路存在故障問題，導(dǎo)致溫度出現(xiàn)偏差。由于常壓加熱爐出口溫度過高，可能造成嚴(yán)重的后果，例如各類產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題、作業(yè)中出現(xiàn)回火造成閃爆以及裝置停車等，對(duì)于這些事故后果的規(guī)避措施如下：

一是在常壓加熱爐進(jìn)口位置設(shè)置報(bào)警裝置，確保溫度出現(xiàn)偏差的第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，避免溫度出現(xiàn)過高的偏差；

二是在加熱爐各控制回路中設(shè)置限位裝置；

三是在燃料氣壓力控制閥的閥位指示中引入DCS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.1.3 在精餾塔中的應(yīng)用

以某萃取精餾塔為例，應(yīng)用HAZOP分析方法，分析和識(shí)別操作中存在的危險(xiǎn)因素，并提供規(guī)避對(duì)策。該萃取精餾塔中主進(jìn)料是甲基環(huán)己烷和甲苯，夾帶劑是苯酚。在對(duì)操作中各類狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析后，以相對(duì)容易出現(xiàn)安全問題的塔內(nèi)壓力參數(shù)作為此次分析的節(jié)點(diǎn)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，塔頂冷凝液流動(dòng)速率逐漸降低，安全閥出現(xiàn)失效狀態(tài)，出現(xiàn)塔內(nèi)壓力高于操作壓力的偏差，此偏差會(huì)造成嚴(yán)重的后果，即產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量大幅降低、塔內(nèi)破裂甚至爆炸、回流釜儲(chǔ)液消耗殆盡等，對(duì)于問題的規(guī)避措施如下：

（1）在裝置合適位置布設(shè)壓力檢測(cè)和報(bào)警裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)督塔內(nèi)壓力情況；

（2）設(shè)置緊急停車系統(tǒng)，減少壓力值偏差所造成的影響；

（3）對(duì)安全閥進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，避免失效問題的發(fā)生。

3.2 應(yīng)用實(shí)踐

3.2.1 項(xiàng)目概況

本次研究主要應(yīng)用HAZOP分析了方法系統(tǒng)分析乙烷接卸設(shè)施項(xiàng)目的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，有效識(shí)別工藝中存在的潛在問題和風(fēng)險(xiǎn)，通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，提出后續(xù)的改進(jìn)措施，形成健全完善的裝置工藝過程危險(xiǎn)性分析資料，為后續(xù)規(guī)范工藝操作流程、加強(qiáng)員工技能培訓(xùn)以及工藝隱患控制等提供有效指導(dǎo)。在確保安全可靠的前提下，有效提升乙烷接卸設(shè)施項(xiàng)目的安全水平，保障裝置安全運(yùn)行。

3.2.2 HAZOP分析過程

本次應(yīng)用HAZOP分析中，針對(duì)乙烷接卸工藝流程，共劃分節(jié)點(diǎn)4個(gè)，分析偏離253個(gè)，分析劇情133條，其中低風(fēng)險(xiǎn)劇情12條，占總數(shù)9%，一般風(fēng)險(xiǎn)劇情6條，占總數(shù)5%，較大風(fēng)險(xiǎn)劇情113條，占總數(shù)85%，重大風(fēng)險(xiǎn)劇情2條，占總數(shù)1%。存在的主要風(fēng)險(xiǎn)如下：

（1）控制回路故障，導(dǎo)致閥門關(guān)小，乙烷冷凝器冷凝效果差，乙烷緩沖罐的溫度過高，汽化量大，乙烷緩沖罐的壓力過多，超過設(shè)計(jì)壓力，導(dǎo)致乙烷緩沖罐薄弱環(huán)節(jié)泄漏，遇火源發(fā)生著火爆炸等；

（2）外部發(fā)生火災(zāi)，乙烷儲(chǔ)罐的溫度過高，導(dǎo)致自身壓力增加，最終出現(xiàn)破裂的問題，一旦遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸事故。

3.2.3 建議措施

（1）在氣相乙烷補(bǔ)壓管線新增加壓力指示，并在管線上增加切斷閥，兩者構(gòu)成聯(lián)鎖回路，當(dāng)氣相乙烷補(bǔ)壓管線壓力高時(shí)可以切斷；

（2）將乙烷儲(chǔ)罐消防噴淋水管線閥門由地下改為地上，避免閥門腐蝕，不能正常工作；

（3）增加甲醇儲(chǔ)罐溫度指示低報(bào)警，并在操作規(guī)程中規(guī)定報(bào)警后安全處理方法；

（4）在乙烷槽車尾部增加操作人員逃生通道，以便發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，操作人員可以及時(shí)逃生；

（5）在乙烷儲(chǔ)罐消防水管線上增加現(xiàn)場(chǎng)壓力表，便于監(jiān)控消防噴淋水管線壓力。

4 結(jié)束語

綜上所述，在化工生產(chǎn)項(xiàng)目中應(yīng)用HAZOP分析方法，可以對(duì)作業(yè)工藝中可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和識(shí)別，掌握參數(shù)出現(xiàn)偏差的原因，并以此為參考制定行之有效的應(yīng)對(duì)措施和方案，避免后續(xù)安全事故的發(fā)生，有效提升化工企業(yè)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的能力，從而促進(jìn)其健康有序發(fā)展。