浅谈不同阶段HAZOP分析注意要点

中国化学品安全协会 2024年03月01日 08:31

一、HAZOP分析的背景

HAZOP分析法具有系统性、结构性、创造性和前瞻性的优点，是过程工业中安全保障的有效方法，能够有效地识别工艺过程及设备中存在的各类隐患，是目前工艺危害辨识中应用最广泛的技术。

目前国内推行的HAZOP分析方法为引导词法，它以装置或设施为研究对象，以工艺仪表流程图（P&ID）在载体进行分析。分析团队在引导词提示下，对系统中所有重要的过程参数可能由于偏离预期的操作和设计条件所引起的潜在危险和操作性问题、以及设计中已采取的安全防护措施进行辨识和评价，提出需要设计者或管理者进一步修改设计或操作指令或管理程序的建议。换句话说，HAZOP分析成果不仅可以用于改进设计，而且还可以用于指导企业过程安全管理（例如：装置员工培训、设备完好性管理、应急预案编制、安全关键性程序的管理、安全屏障管理等企业安全管理）的技术支持性文件。

HAZOP的应用现已针对不同对象和目标有了多种形式的演变和发展，并已几乎扩展到包括设计在内的装置生命周期的所有阶段。

目前炼化工程项目过程安全分析工作中，以HAZOP分析工作为主要的分析技术手段，但是由于种种原因，各家技术深浅和要求不一致，甚至一些机构处于经济或进度的原因，简化技术要求，导致炼化工程项目安全风险增加。本文结合资深工程公司在HAZOP分析工作中的经验和累积，突出影响HAZOP分析质量的各项因素和注意要点。下表为系统生命周期的不同阶段HAZOP分析典型人员名单、典型分析范围及侧重点。

HAZOP分析阶段

典型与会人员构成

典型分析范围

工艺包阶段HAZOP分析

工艺包研发和工艺包设计人员。主要包括工艺、设备、仪表、安全

其他（如有需要，其他专业设计人员可部分参与讨论，通常不需要全程参加）

工艺包HAZOP分析范围包括：

工艺包PID图纸设计的工艺流程

侧重点：可能涉及到有毒或可燃介质泄漏，造成中毒、火灾、爆炸、大量污染的高风险场景

基础设计阶段HAZOP分析

1、工艺包研发和工程设计人员。

2、设计单位设计人员，主要包括工艺、设备、仪表、安全

3、业主操作代表

4、其他（如有需要，其他专业设计人员可部分参与讨论，通常不需要全程参加）

基础设计阶段HAZOP分析范围包括：

通常为基础设计阶段完成的工程设计，主要指装置\系统主流程和公用工程部分的工程设计内容。

侧重点：可能涉及到有毒或可燃介质泄漏，造成中毒、火灾、爆炸、大量污染的高风险场景

详细设计阶段HAZOP分析

设计单位设计人员，主要包括工艺、设备、仪表、安全；

厂商主要设计人员，主要包括厂商工艺、设备、仪表、安全；

业主操作代表

其他（如有需要，其他专业设计人员可部分参与讨论，通常不需要全程参加）

详细设计阶段HAZOP分析范围包括：

阶段的HAZOP应该针对与基础设计阶段相比较发生变化的部分（变更）或者因基础设计阶段设计资料不完整而没有做的部分（例如成套设备）

侧重点：可能涉及到有毒或可燃介质泄漏，造成中毒、火灾、爆炸、大量污染的高风险场景

在役装置HAZOP分析

业主装置设计人员（主要包括工艺、设备、仪表、安全；）

有操作经验的操作人员（通常为班组长以上职位）

其他（如有需要，其他专业设计人员可部分参与讨论，通常不需要全程参加）

在役装置HAZOP分析范围包括：

在役装置PID图纸全流程（根据合同要求）

在役装置在生产运行中发现的高风险场景（重点分析）

在役装置操作手册或操作说明。特别是对已经发现的，可能会造成安全风险或次生风险的操作步骤应重点分析。

同类\类似装置的既往事故（重点分析）

以前PHA分析报告中辨识出的高风险场景（重点分析）

改建、扩建装置HAZOP分析

改建、扩建相关设计单位设计人员，主要包括工艺、设备、仪表、安全；

业主装置设计人员（主要包括工艺、设备、仪表、安全；）

有操作经验的操作人员（通常为班组长以上职位）

其他（如有需要，其他专业设计人员可部分参与讨论，通常不需要全程参加）

改建、扩建装置HAZOP分析范围包括：

改扩建部分的PID图纸

改扩建内容与上下游衔接的部分。特别是改扩建可能造成原装置产生安全风险或次生风险的设计内容应重点分析。

改扩建部分的操作说明，特别是可能对原装置产生安全风险或次生风险的操作步骤应重点分析。

表1 系统生命周期的不同阶段HAZOP分析典型人员名单、典型分析范围及侧重点

二、工艺包阶段HAZOP分析要点

工艺设计包阶段HAZOP分析，其建议措施通常优先采用本质安全化工艺，从源头控制工艺危害。需要时，采用最小化（强化）、替代、缓和与简化等本质安全化原理，开展本质安全化评估，或选择本质更安全的工艺方案与技术手段，提升装置本质安全化水平。在工艺包阶段，通常要重点考量以下关注信息：

1、物料安全信息或理化特点，如热稳定性、反应性、毒性、腐蚀性、可燃性、爆炸性等；反应安全信息，包括主反应、副反应与此生反应的反应热力学参数和动力学参数，以及反应参数敏感性信息等影响反应风险等级的相关信息；介质的相容性关系影响；

2、操作与储存过程中的热安全数据和储存与运输过程的安全条件控制措施；

3、正常和异常工况条件下的介质的燃爆危险特性，毒性和腐蚀性数据；

4、可能的火灾、爆炸、中毒、环境污染等危险因素；

5、报警、安全联锁、紧急停车系统等事故预防措施以及以上预防措施设定指标和执行动作的有效性；

7、紧急处置与事故应急措施的合理性。

三、设计阶段HAZOP分析要点

设计阶段HAZOP建议措施应以采取工程措施为优先；在资源条件有限暂时无法整改的情况下，加强操作管理也是消除隐患的一种方法。

相较于工艺包阶段的HAZOP分析，工程设计阶段HAZOP分析要点还应包括以下内容：

1、工程设计阶段HAZOP分析应考虑公用工程故障对工艺系统的安全性影响。如：水电气风等的中断对工艺系统的安全性影响；公用工程组成异常或波动对工艺系统的安全性影响；公用工程的操作条件超出正常操作范围对工艺系统的安全性影响等；

2、工程设计阶段HAZOP分析应考虑工程化过程中工艺系统可能引入的外部杂质对工艺系统的安全性影响。包括基于装置实际可能存在的杂质、副产物等影响安全的因素及抑制措施。如：开车氮气吹扫误操作可能导致的工艺体系氧含量超标对工艺系统的安全性影响；设备管道长期运行或不恰当维护可能出现的腐蚀/锈蚀/锈斑锈点等对工艺系统的安全性影响；机械转动设备使用过程中可能出现的轴封油/密封油/润滑油等泄漏可能对工艺系统的安全性影响；催化剂或份子筛出现溶胀/粉化/结垢结焦等现象可能对工艺系统的安全性影响，催化剂活化/钝化/再生等工况的不恰当操作可能引入的杂质对工艺系统的安全性影响等；

3、工程设计阶段HAZOP分析应考虑外部异常条件对工艺系统的安全性影响。如：吊车冲击可能对工艺系统的安全性影响；超出设计基础的外部环境如异常天气、温度、湿度等可能对工艺系统的安全性影响；地震、雷击、火灾、相邻装置事故冲击、人为破坏等因素可能对工艺系统的安全性影响等。

四、在役装置HAZOP分析要点

在役装置HAZOP分析，其建议措施可以采取管理控制措施为优先；特别高危隐患,应及时停车采取工程整改。

相较于设计阶段的HAZOP分析，在役装置HAZOP分析要点还应注意以下内容：

1、确认分析图纸和现场资料的一致性；特别是经过改造的在役装置。

2、同类装置或类似装置的事故分析报告或工艺异常信息报告。

3、运行阶段出现的隐患或高风险场景。

4、现有保护措施是否都已投用，保护措施的检验、测试、维修、预防性维护、监控、变更管理及审批制度是否完善和合规；

5、人员培训和应急演练是否到位。隐患治理和风险管控程序是否到位等。

●过程安全和HAZOP分析

●漫画丨 HAZOP分析

●树立HAZOP系统观和全局观