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HAZOP技术在间歇操作装置中的应用

HAZOP技术在间歇操作装置中的应用 2011年12月03日 来源： 流程工业风险分析的主要目的是找出流程设计和操作程序中可能引起不期望后果的潜在危险，此分析一般采用国际公认的评估技术，如检查表、HAZOP（危险与可操作分析）、故障类型及影响分析、故障树分析等方法，这些方法可以安全地、系统地对过程进行分析，识别出其中潜在的风险。在这些分析方法中，HAZOP的使用最为广泛。在石油化工、制药、电力、精细化工等很多领域都有应用，本文介绍了HAZOP在以间歇操作为主的精细化工行业中的应用。什么是HAZOP方法？HAZOP（Hazard and Operability Analysis）——危险与可操作性分析，是一种用于辩识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化、系统化分析方法，其分析方法通常是小组讨论，由各相关专业的人员组成的小组按照一定的原则将工艺过程划分为合理的分析节点，然后再针对每一个分析节点，识别出那些具有潜在危险的偏差。分析组会对每一个有意义的偏差都进行分析，分析它们可能的产生原因、后果、已有的安全保护措施等。然后分析小组会提出针对性的风险降低措施建议，并且明确实施该措施的责任方。HAZOP分析也可以由基于计算机的分析方法完成，其中有Parmar和Lees提出的基于规则的自动HAZOP 分析系统，有Faisal和Abbasi提出的基于知识的软件工具-TOPHAZOP，还有基于SDG（signed directed graph）的计算机辅助危险与可操作性分析方法。归纳起来，以上这些方法大致可以分为：专家系统和基于模型的方法。专家系统的方法因为能相互促进、开拓思路、防止遗漏，所以应用最为广泛和持久。本文应用的就是此种方法。

人员组成及职责一个理想的HAZOP分析团队一般由设计人员、运行操作人员及来自第三方机构的主席和记录员组成，涉及的专业有工艺运行、维护、安全环保、电气、自控、材料专业。如有需要，也可以增加其他专业的技术人员。引导协调HAZOP分析过程的职责由团队主席完成，团队主席应该是有经验的工艺工程师，同时他也应具有相关其他专业的知识。作为团队主席，应具备渊博的知识和丰富的经验。团队主席的任务是保证HAZOP过程顺畅、高效的进行，同时又不遗漏任何潜在的风险。HAZOP分析工作程序准备在每次会议之前，HAZOP团队成员以及相关专业的工程师都应预先做好准备工作。这些准备工作一般包括：HAZOP方法培训、资料准备、节点划分等。培训团队成员都应该了解、熟悉HAZOP方法。若团队成员中只有少数人了解HAZOP，就要考虑事先进行培训，使参加会议的所有队员都理解HAZOP分析方法，以便顺利开展分析工作。资料准备客户应提供相关的资料，由记录员检查并确认版本号及一致性。各个专业的工程师负责向HAZOP记录员提供资料，并在需要时向记录员建议资料的有效性，说明最近的问题等等。通常来说，HAZOP团队所需要的资料包括管道仪表流程图（P&IDs）、工艺流程图（PFD）、操作规程、控制程序逻辑、平面布置图、设备数据表等。节点划分团队主席应依据工艺流程和操作功能将P&IDs划分成若干分离的部分，每个部分为一个节点。这些节点可以从逻辑上进行检查，以便前一期的研究结果可以为后面的研究利用，保持研究的连续性。HAZOP会议HZAOP会议由HAZOP主席主持和推动，在会议过程当中一般先进行流程图总体介绍，然后由团队主席选择第一个设备或回路开始检查。团队主席选择流程、参数和引导词或偏差，依次逐个检查此系统的其他元件。当每一个性能指标条款/过程参数、引导词、偏差都决定后，潜在的风险或操作关系及其产生的原因就被记录下来。在HAZOP过程中，记录员要记下所有潜在的风险、产生风险的原因、任何已经同意的解决方案以及所有消减风险的建议措施。会议结束后，团队主席应检查记录单，以确保会议讨论内容都被记录下来，并指定活动的实施人。然后将记录单复制并分发给所有的团队成员和活动实施人。在HAZOP过程中用到的或推出的所有的图纸、相关资料、计算书、记录单、活动登记表等，都由记录员复制下来归档保存，以备将来进行追踪管理。每个阶段PID的主要原稿在经检查完毕并做上标记后，将由团队主席签上名字和日期，使其具有可追述性。项目工程师负责指定专人去贯彻在HAZOP会议上通过的所有活动，并指出这些活动应完成的日期。活动实施人一般是参加讨论这个问题的HAZOP会议的专业工程师。一般情况下，在HAZOP开始时是不考虑事件发生的概率的，除非它引起的后果非常严重。HAZOP报告HAZOP完成后，应编写出一份报告，反映工作的内容。报告应当经过所有团队成员的检查并获得他们的同意。HAZOP分析应用实例本次HAZOP分析的对象为某护肤品生产工艺流程。工艺流程为间歇操作，由生产、储存、转换、公用工程四部分组成；涉及的主要操作包括人孔加料、设备底部吸料、加热冷却操作、物料转移、抽真空、N2惰化、高温蒸汽消毒等过程。下以储存单元为例说明HAZOP分析过程，储存单元由6台储罐及相关的附属设施组成，涉及到的危险物料为N2、高温蒸汽等。涉及到的危险操作为N2惰化及高温蒸汽消毒。6台储罐功能完全相同，因此仅以其中一台为例进行分析。与连续操作工艺的HAZOP分析不同，间歇操作的HAZOP分析是以容器的间歇操作步骤为顺序进行讨论的。讨论中应充分考虑不同步骤之间切换所带来的影响。经分析所建议的安全措施，应进一步在风险矩阵进行事件可能性和事件后果的定性分析，便于依据风险合理降低的ALARP原则，在下一步的设计优化过程中进行追踪管理。总结HAZOP是一个详细而系统的分析过程，此方法能够查明装置及生产过程的潜在危险，根据危险带来的后果明确系统中的主要危害，并且采取措施消除；排除工艺装置在设计和操作中可能发生的突然事故、提高装置的生产效率和经济效益；使设计和操作人员更加全面深入的了解装置的性能；可进一步完善设计，保证装置的安全生产，又能充实生产操作规程，提高操作人员的培训质量。(end)

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