HAZOP方法在蘇里格南生產現場應用優化研究

張雅寧，王 東，苗 震，李 巖，劉炳森，張 川

中國石油長慶油田蘇里格南作業分公司（陜西西安710018）

HAZOP方法在蘇里格南生產現場應用優化研究

張雅寧，王 東，苗 震，李 巖，劉炳森，張 川

中國石油長慶油田蘇里格南作業分公司（陜西西安710018）

HAZOP分析方法是目前危險性分析領域最常用的分析方法之一，廣泛地應用于石油化工行業。借助HAZOP分析方法對蘇里格南作業分公司生產現場進行分析的過程中，發現對進氣流量大造成分離器壓力高這一偏差的有效控制方面存在不足。引用LOPA分析方法在HAZOP分析結果的基礎上進行深層次的分析，進一步論證現有分離器區2個保護措施是否能夠實現有效地控制，得出了有效結論。借助LOPA分析方法完善HAZOP方法在蘇里格南作業分公司生產現場定性的風險分析結果，不僅提高了分析效率,而且分析所得結果的完備性更好。

HAZOP方法；LOPA方法；風險水平；安全管理

危險與可操作性分析（Hazard and Operability Analysis,簡稱HAZOP）作為一種工藝安全分析方法，已經在石油天然氣、化工等行業中得到廣泛的應用，該方法通過分析各工藝參數偏差產生的原因和后果，找出工藝系統存在的風險，為完善工藝系統的設計和使用提供了依據和技術支持[1]。隨著安全管理要求和企業精細化管理水平的不斷提升，HAZOP分析方法存在的一些不足也逐漸體現出來，如何完善HAZOP分析方法，以及在實際生產過程中如何更好地運用HAZOP的分析結果，給企業的管理者提出了新的思考[2]。借助中國石油長慶油田蘇里格南作業分公司生產現場HAZOP分析過程，闡述HAZOP分析方法的不足，同時引用LOPA分析方法作為完善HAZOP分析方法的措施，并給出了企業在日常管理中如何運用HAZOP分析結果的一些思考和建議[3]。

1 HAZOP分析方法的不足

HAZOP分析方法只能定性地分析出某一工藝參數產生偏差的原因和結果，以及識別出針對這一偏差的防控措施，但不能判斷該防控措施是否能夠將偏差產生的風險降低到生產者可以接受的水平。

以集氣站內分離器壓力高這一偏差為例，其原因之一為“進氣流量大”，可能產生的后果是“天然氣停留時間短，分離效果差，氣相帶液進入下游管線，可能造成下游管線段塞流”。針對產生這一偏差的原因和后果，識別出的現有控制措施為：設置有進站壓力高報警、分離器上設置有安全閥、分離器上設置有壓力遠程指示和工藝報警。對于以上控制措施能否實現對進氣流量大所造成分離器壓力高這一偏差的有效控制，通過HAZOP分析方法是無法進行判斷的，這就需要借助其他分析方法進行判斷[4]。

2 LOPA分析方法簡介

保護層分析法（Layer of Protection Analysis，簡稱LOPA）是一種簡單的定量分析方法，LOPA分析方法通常使用初始事件頻率、后果嚴重程度和獨立保護層（IPLs）失效頻率的數量級大小來近似表征場景的風險[5]。LOPA分析方法的主要目的是確定是否有足夠的保護層以防止意外事故發生（即風險是否能夠容忍）。LOPA分析方法的工作原理如圖1所示。

圖1 LOPA分析方法原理示意圖

每經過一個獨立保護層，都能降低后果發生的概率，如果所有的保護層能夠使后果發生的概率降低到生產者可以接受的范圍，則不再需要增加其他的獨立保護層，即不再需要新增其他的防護措施。否則需要增加獨立保護層，使后果發生概率降低到生產者可接受的范圍。

3 完善HAZOP方法的研究

3.1 采用LOPA分析方法完善HAZOP分析的工作步驟

1）選擇事故場景。LOPA分析一次只能選擇一個場景，這個場景來自于HAZOP分析的結果，往往HAZOP分析中的偏差，即為LOPA分析的事故場景。

2）識別場景初始事件，并確定初始事件頻率。HAZOP分析中某一偏差的產生原因即為LOPA分析的初始事件。

3）識別獨立保護層，評估每個獨立保護層的失效概率（PFD）。HAZOP分析中識別出的控制措施是LOPA分析中獨立保護層的基礎，但并不是每一個控制措施均為獨立保護層，因此在分析過程中要在控制措施中按照篩選原則判斷哪些是獨立保護層，獨立保護層的定義和篩選方法如下。

獨立保護層是能夠阻止場景向不良后果繼續發展的一種設備、系統或行動，并且獨立于初始事件或場景中其他保護層的行動[6]。獨立保護層必須滿足：①按照設計的功能發揮作用，必須能有效地防止后果發生；②獨立于初始事件和任何其他已經被認為是同一場景的獨立保護層的構成元件；③可審查性，對于阻止后果的有效性和失效概率必須能夠以某種方式進行驗證。將后果、初始事件和獨立保護層相關數據進行計算，評估場景風險。

3.2 現場應用

以本次蘇里格南作業分公司作業現場HAZOP分析中第二節點為例，說明采用LOPA分析方法完善HAZOP分析結果的方法。該節點信息如下：①分析界面，集氣站進站總機關出口至氣液分離器出口；②工藝描述，天然氣進入集氣站后在分離器中進行氣液分離。如圖2為該節點的工藝流程圖。

圖2 第二節點工藝流程圖

根據上述信息，本次HAZOP分析中針對該節點的部分分析結果見表1。

雖然由表1分析出的結果可知造成分離器內壓力高的原因，以及由于該原因而產生的后果，并且辨識現有保護措施，但是該保護措施能否對分離器出口單向閥故障引發的分離器壓力高這一風險實現有效的保護，卻無法進行說明。那么借助于LOPA分析方法，在HAZOP分析結果的基礎上，進一步論證現有的2個保護措施是否能夠實現有效的控制。

1）選擇事故場景。針對以上HAZOP分析結果，事故場景為分離器超壓泄漏，發生火災爆炸導致人員傷亡。

2）確定初始事件，并確定初始事件頻率。分離器出口單向閥故障無法打開，為分析的初始事件，經過查找相關文獻和分析會上的專家討論，確定該初始事件的頻率為0.30（即每年會有0.30次故障無法打開）。

3）識別獨立保護層。按照獨立保護層應滿足的要求，“壓力遠程指示報警”和“安全閥”為獨立保護層，而“定期對關鍵閥門進行維護保養”這一保護措施由于不滿足獨立保護層的要求，因此該措施不屬于獨立保護層。

經過以上分析，由表2說明通過LOPA分析方法對HAZOP分析結果完善的情況。

從表2可看出，在沒有采取保護措施的情況下，因分離器超壓泄漏，發生火災爆炸導致人員傷亡的概率為4.50×10-3，超過了1.00×10-3（風險最低可接受的程度）；當加入保護措施后，事故后果的概率可降低為2.25×10-8，小于1.00×10-5（風險最高可接受的程度），因此現有保護措施可以使后果的概率降低到可接受的程度，不需額外增加保護措施。

表1 分離器區節點HAZOP分析結果

表2 通過LOPA分析方法完善的HAZOP分析結果

4 關于HAZOP分析結果運用的思考和建議

HAZOP分析方法，是一種非常有效的風險辨識方法，如何使HAZOP分析結果能夠在現實生產過程中得到有效的應用，主要考慮以下幾個方面：

1）編制安全檢查表。HAZOP分析內容中的原因和保護措施可以用來編制日常人員巡檢的安全檢查表。

2）編制資產完整性管理文件。將HAZOP分析過程中識別的保護措施，按照對應事故后果的程度進行分類，作為編制生產現場工藝流程資產完整性管理文件的依據。

3）開展員工安全培訓。將HAZOP分析結果，按照場景的方式從初始事件的引發原因到可能產生后果的事故發展順序，對員工開展安全培訓，能夠使員工更切實地體會到生產現場工藝流程存在的各類風險。

5 結束語

助LOPA分析方法來完善分析的結果，使生產者對工藝流程存在的風險程度進行了解，以便開展進一步的隱患治理和安全管理工作。同時，HAZOP分析方法的結果要在實際工作中有所體現，把分析結果融入生產者日常安全管理的文件和機制中去，這樣才能使HAZOP分析工作的結果落到實處，才能使HAZOP分析方法能夠在避免事故發生中起到真正的作用。

[1]王若青，胡晨.HAZOP安全分析方法的介紹[J].石油化工安全技術,2003，19(1)：19-22.

[2]周福富，曾宇春，廖啟霞，等.HAZOP技術在化工工藝安全教學中的應用[J].化工職業技術教育,2011(4):31-33.

[3]崔英，楊劍鋒，劉文彬.基于HAZOP和LOPA半定量風險評估方法的研究與應用[J].安全與環境工程，2014,21(3): 98-102．

[4]管杰，廖海燕.保護層分析(LOPA)在煉化生產中的應用[J].安全、健康和環境，2010，18(1):36-38．

[5]周榮義，李石林，劉何清.HAZOP分析中LOPA的應用研究[J].中國安全科學學報，2010，20(7):76-81．

[6]王秀軍，陶輝.HAZOP分析方法在石油化工生產裝置中的應用[J].安全、健康和環境，2005，5(2):6-9.

HAZOP analysis method is one of the most commonly used analytical methods in the field of risk analysis,and it is widely used in petrochemical industry.In the analysis process of the production site of South Sulige Operation Company using HAZOP analysis method,it is found that this method can not effectively control the pressure deviation of separator caused by large intake air flow rate. For this reason,the further analysis is carried out using LOPA method based on the analysis results of HAZOP method,the analysis re?sult shows that the pressure deviation of separator is effectively controlled by 2 protection measures.To improve the risk analysis result of the production site of South Sulige Operation Company using HAZOP analysis method by means of LOPA analysis method not only im?proves the analysis efficiency but also makes the completeness of the analysis result better.

HAZOP method;LOPA method;risk level;safety management

王梅

2016-03-04

張雅寧（1977-），男，主要從事企業安全管理工作。

HAZOP作為一種定性的風險分析方法，需要借