HAZOP分析方法在液氨罐区风险分析中的应用
( 1江苏诺恩作物科学股份有限公司，江苏 徐州 221000；
2 南京科技职业学院，江苏 南京 210048)
摘 要：危险与可操作性分析（HAZOP分析）方法作为一种科学的、系统性的风险分析与评价方法，在化工企业的风险分析和评价工作中得到了广泛的应用。本文将HAZOP分析方法应用于液氨罐区的风险分析工作中，主要从分析团队组建、工艺安全信息收集、分析节点划分、偏差确定、风险分析等方面对液氨罐区进行了系统地风险分析和评价，并针对HAZOP分析的结果给出了提升液氨罐区本质安全水平的建议措施。
关键词：危险与可操作性分析；化工企业；应用
基金项目：中国石油和化学工业联合会责任关怀专项研究课题“责任关怀与HSE体系融合推广研究”（2021CRCB008）
作者简介：吴威威（1990-），男，本科，工程师，研究方向：化工企业EHS管理。
引言
HAZOP分析是一种用于辩识工艺过程危害及操作性问题的分析方法。该方法的本质是通过工艺单元或操作步骤中那些具有潜在危险的偏差挖掘事故剧情，偏差通过“引导词+参数”被引出，并以“头脑风暴”的方式被讨论。HAZOP分析从节点的设计意图出发，关注工艺参数偏离及操作控制中可能出现的偏差，反向分析有意义的偏差的原因，正向评估偏差可能导致的后果，考虑现有安全措施基础上进行风险评估，如果风险不可接受，提出相应的建议措施[1]。本文以液氨罐区为分析对象，介绍HAZOP分析方法在液氨罐区安全管理中的应用实践。
1 液氨罐区HAZOP分析工作准备
液氨罐区HAZOP分析准备工作主要包含组建分析团队、收集确认资料、确定分析范围、划节点和定偏差等内容，按照HAZOP分析应用导则与指南开展分析，同时遵循质量控制与审查导则的要求。
1.1 组建分析团队
HAZOP分析团队是一组具有“跨专业、精技能”的人员组成，通过会议的形式，研究分析工艺过程的危险和可操作性的问题，分析团队人员应被充分授权，并对设计方案/操作步骤具有修改权[2]。
本次针对液氨罐区的HAZOP分析，成员主要包括HAZOP主席、生产副总、生产部部长、车间主任、工艺技术员、EHS工程师、设备部部长、电气主管、仪表工程师、主操和HAZOP记录员。HAZOP主席在分析过程中充分引导，发挥组织、协调作用。当然， HAZOP分析团队各专业人员的能力与素质直接影响HAZOP分析质量。
1.2 工艺安全信息收集
在HAZOP分析准备阶段，HAZOP主席对涉及到液氨罐区的工艺安全信息（以下简称“PSI”）进行检查，确认是否能满足分析要求，着重检查P&ID的版次、深度及完善程度，确认P&ID图纸是否与在役装置一致。对液氨罐区开展HAZOP分析的最小PSI至少包括工艺描述、管道及仪表流程图（P&ID）、物料安全数据（SDS）、防爆分区图、有毒及可燃气体探测器平面布置图、操作规程和维护要求、设备数据表、管道材料等级说明、控制方案及安全仪表系统说明等。
1.3 确定分析范围及划定
本次HAZOP分析范围为液氨罐区，在确认可使用的P&ID图纸后并进行节点划分、设定偏差。划定节点时体现完整独立的工艺意图，使用色彩笔进行标注，进行节点编号，HAZOP分析建议措施的编号将与对应节点的编号保持一致，并且节点划分包含节点描述和设计意图。节点描述一般包括节点范围及工艺流程简单说明等；设计意图一般包括设计目的、设计参数、操作参数、复杂的控制回路及联锁等，液氨储存系统由储罐、泄氨泵、槽车和附属管道、管件、阀门和仪表组成，操作温度为常温，操作压力为1.5Mpa。
2 液氨罐区HAZOP分析矩阵
HAZOP方法采用分析矩阵来评价潜在危害事件的风险，分析矩阵为风险管理制度中的“5×7”风险矩阵。首先确定危害事件的后果严重度级别，分5级（具体见表1）；然后再评价危害事件的失效频率数据，分7 级（具体见表2）。综合后果和失效频率确定总的风险程度等级，具体见图1、表3。
表1 事件的后果严重度级别表
等级 | 严重程度 | 人员 | 财产 | 环境 | 声誉 |
1 | 低后果 | 简单医疗处理 | 损失极小 | 事件影响未超过界区 | 企业内部关注；形象没有受损 |
2 | 较低后果 | 职业受限、轻伤 | 损失较小 | 事件不会受到管理部门的通报或违反允许条件 | 社区、邻居、合作伙伴影响 |
3 | 中后果 | 重伤；职业病 | 损失较大 | 释放事件受到管理部门的通报或违反允许条件 | 本地区内影响；政府管制，公众关注负面后果 |
4 | 高后果 | 1~2人死亡或丧失劳动能力；3~9人重伤 | 损失很大 | 重大泄漏，给工作场所外带来严重影响 | 国内影响；政府管制，媒体和公众关注 |
5 | 很高后果 | 3人以上死亡；10人以上重伤 | 损失极大 | 重大泄漏，给工作场所外带来严重的环境影响，且会导致直接或潜在的健康危害 | 国际影响 |
表2 危害事件的失效频率数据
等级 | 说明 | 发生概率（次/年） | 评判指标 |
1 | 极少 | 1E-6 ～ 1E-7 | 寿命期故障出现的机会完全可以忽略。 |
2 | 极少 | 1E-5～ 1E-6 | 寿命期故障出现的机会可以忽略，现实中预期不会发生（在国外行业内无先例）。 |
3 | 很少 | 1E-4 ～1E-5 | 寿命期故障出现的机会可以忽略，现实中预期不会发生（在国内行业内无先例） |
4 | 不太可能 | 1E-3 ～ 1E-4 | 寿命期故障出现的机会可以忽略，预期不会发生，但在特殊情况下有可能发生（国内同行业有过先例）。 |
5 | 可能 | 1E-2 ～1E-3 | 寿命期故障不易发生，在某个特定装置的生命周期里不太可能发生，但有多个类似装置时，可能在其中的一个装置发生（集团公司内有过先例）。 |
6 | 很可能 | 1E-1 ～ 1E-2 | 寿命期故障出现的机会为50%，在装置的生命周期内可能至少发生一次（预期中会发生）。 |
7 | 极大可能 | 1 ～ 1E-1 | 寿命期故障容易出现，在装置生命周期内经常发生。 |
图1 风险评估矩阵
表3 风险等级说明
级别 | 风险等级R | 说明 |
Ⅰ | A-1 ～ A-9 | 可以接受,不需要采取进一步措施降低风险。 |
Ⅱ | C-6 ～ C-18 | 中度风险,在控制措施落实的条件下可以容忍。 |
Ⅲ | N-20 ～ N-25 | 高度风险，难以容忍，应当通过工程和/或管理上的控制措施，在具体时间段内，把风险降低到级别II或以下。 |
Ⅳ | U-28 ～ U-35 | 严重风险，绝对不能容忍，必须通过工程和/或管理上的专门措施，限期把风险降低到级别II或以下。 |
3 HAZOP分析偏差确定
定偏差必须在理解工艺的基础上，覆盖全工艺过程，用尽所有可行的引导词，识别和分析有效的偏差。参数一般分为概念参数（如腐蚀，泄漏）和工艺参数（如液位、流量、温度、压力等），分析团队以正常操作运行工艺参数为标准值，通过引导词和工艺参数引出偏差，并对过程中有意义的偏差进行分析、记录。
4 HAZOP分析结果及建议措施
4.1 分析过程记录
根据节点划分结果，节点设计意图即实现液氨进料、储存，主要工艺为槽车来原料液氨通过汽车卸车臂、卸车泵进入储罐储存。原料液氨利用罐压去下游，HAZOP分析表格及过程（选取示例）见表4。
表4 HAZOP分析表格及过程（示例）
序号 | 偏差 | 原因 | 后果 | 严重度 | 可能性 | 风险度 | 现有安全措施 | 建议措施编号 | 建议措施类别 | 建议增加措施 | 残余风险值 |
1 | 压力高 | ||||||||||
1.1 | 液氨储罐压力高 | 进料过量 | 超压泄漏 | 3 | 6 | C-18 | 1.储罐设置远传压力显示报警联锁，高压报警，超高高限联锁切断进料； 2.设置安全阀； 3.设置氨检测器。 | 1-1 | 仪表类 | 储罐增设1个不同取源点压力表 | A-6 |
4.2 建议措施汇总及安全管理建议
HAZOP分析团队在基于剧情需要和现有安全设施的情形下，根据风险矩阵和可接受程度提出改进措施，改进措施实施后可将工艺过程出现的中度风险（Ⅱ级）降低到可接受的风险（Ⅰ级）范围内[3]。HAZOP分析提出的主要技术措施根据风险管控措施的优先级进行记录，如本次分析出储罐增设不同取源点压力表、增加不同原理液位计、储罐压力低低限联锁切断出料及储罐液位低低限联锁切断出料均属于工程技术措施。
5 总结
近年来，国家为推进危险化学品企业有效实施安全风险分级管控，在国家监管层面一直在推动HAZOP分析方法的推广及应用，并且明确对涉及“两重点一重大”和首次工业化设计的建设项目，应在基础设计阶段开展HAZOP 分析工作，并定期开展HAZOP 分析，一般每3 年开展一次，HAZOP分析法作为一种科学的、系统性的风险辨识分析方法，尤其是针对化工项目或生产装置中潜在的危险进行预先的识别、分析和评价，可提高装置工艺过程的安全性和可操作性[4]。
综上所述，HAZOP分析方法作为化工过程安全管理体系的重要手段之一，本次以液氨罐区为分析对象的实践应用，不仅能提升罐区储存的安全等级，更能充分调动各专业参与到安全管理过程中的积极性，拓宽各专业部门风险管控的思维方式，推进“安全专业”跃升到“专业安全”模式，进一步加强企业事故预防能力体系建设的深度与广度，从而提升本质安全管理水平。
参考文献
[1] 赵劲松.《化工过程安全》[M].北京：化学工业出版社，2015
[2] 程春生.《精细化工反应风险与控制》[M].北京：化学工业出版社，2020
[3] 危险与可操作性分析（HAZOP分析）应用导则（GB/T 35320-2017）
[4] 危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则（应急〔2019〕78号）
来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972 2022年第12期 在线投稿 >>
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