危險化學品道路運輸的HAZOP分析

戚雁俊

(上海市環境科學研究院，上海200233)

?

項目評價

危險化學品道路運輸的HAZOP分析

戚雁俊

(上海市環境科學研究院，上海200233)

基于危險化學品性質和道路運輸特點，研究了危險與可操作性(HAZOP)分析方法在危險化學品道路運輸系統中的應用。結果表明通過技巧性引入“理想道路運輸”概念，不僅化解了危險和可操作分析的應用難度，而且有助于分析節點、引導詞、狀態參數和偏差等一些內容的確定。同時提出危險化學品道路運輸的應急機制，應當包括它救應急機制和自救應急機制，而強化自救應急機制對于第一時間處置運輸事故及其引發的環境污染至關重要。

危險化學品 道路運輸 安全環保 HAZOP分析

自20世紀70年代英國帝國化學工業公司提出危險與可操作性分析(HAZOP，Hazard and Operability Analysis)以來，隨著時代的發展，其應用領域和范圍已經大大拓展。在國內，HAZOP分析不僅應用于風險性較高的石油化工生產加工過程、油田地面工程、油氣集輸管道工程等領域[3-4]，而且在礦山開采、藥品生產、鐵路信號和裝備制造等產業領域也都有相關的實證研究[5-7]。

面對危險化學品(以下簡稱危化品)道路運輸事故占道路突發性事件總數40%以上，且人為失誤因素占事故總數55.6%的現狀，文章基于危化品的性質及其道路運輸的物流特點，通過HAZOP-dcrt(HAZOP of Dangerous Chemicals Road Transport)術語表征，以及分析節點、引導詞和偏差等要素內容，嘗試建立適應該特定場合的危險和可操作分析，為降低危化品道路運輸的安全環保風險提供依據。

1 基本概念

1.1 危化品物流特征

管道運輸(或輸送)是一種運載工具和運輸線路合二為一的物流形式，而道路運輸則是運載工具和運輸線路按需組合的物流形式之一。顯然，從物流機理及其運具與線路關聯方面來認知，管道運輸屬于道路運輸的特例，反之亦然。已有大量的文獻對HAZOP分析方法在油氣管道系統中的應用進行了詳細的描述、研究和總結，顯然將這種分析方法應用于危化品道路運輸也應當是可行的[9-11]。只是道路運輸涉及一個龐大的系統工程(見圖1)，HAZOP-dcrt分析所要考慮的研究對象會多于管道輸送，因而風險分析所需要的信息可能來自不同行業領域，這也給風險分析的應用實施帶來一定的困難[12]。

圖1 危險化學品道路運輸系統結構

首先危化品道路運輸與生產裝置及其工藝過程之間，由于存在相當大的行業或專業跨度，也可能會導致相關認知上存在一定的差異，如生產過程中常見的反應和混合等邏輯型內容，以及溫度和壓力等數值型內容，在危化品道路運輸中應當怎樣與之對應；其次危化品道路運輸的風險不僅與危化品本身有關，還會受到從業人員、裝載容器、運載工具和運輸線路，以及天氣、時間、路況等因素的影響和制約。

1.2 HAZOP-dcrt術語表征

HAZOP分析作為一種定性的安全分析工具，其基本過程是針對生產裝置的每一個工藝或操作單元(分析節點)，借助相關引導詞的引導，以正常操作運行的工藝(狀態)指標為標準值，分析運行過程中工藝參數的偏離，進而就其產生原因及可能導致的危害后果，參照現有的安全保護內容，提出增加新的安全措施。

顯然，HAZOP-dcrt分析是指危險和可操作分析應用于危化品道路運輸的安全環保風險辯識。即從系統的角度出發，以相關的引導詞為引導，識別危化品道路運輸設計及運營中安全環保偏離狀態條件(參數)的產生原因，以及可能導致的危害后果，從而對危化品道路運輸提出安全環保建議和應急預案(見表1)。

表1 風險識別應用及其特征比對

(1)分析節點

通常是指危化品道路運輸的特定場合起止連續區域內，因研究或識別風險而人為劃分，且可確定邊界的路段區間。它既可以是兩個地名之間的路段，也可以是每百公里為標志的區間，以及由公路等級、車道情況和人口密度等形成的不等距路段。如圖2所示的HAZOP-dcrt分析節點，就可以劃分為危化品裝載、運輸路段①、服務區/加油、運輸路段②、危化品卸載和維護保養等。

圖2 HAZOP-dcrt分析節點劃分

(2)狀態指標(基準)

在危化品道路運輸中雖然沒有明確的“工藝指標”一說，但可以依據“過程不發生偏差”的原理，引入“理想道路運輸”的概念及基準。即可以簡單地理解為“一種完全不發生安全環保偏差或沒有安環風險”的危化品道路運輸情形。

(3)狀態參數

它是指與危化品道路運輸過程相關的若干物理和化學特性的技術數據，參照圖1可以包括氣候、時段、路況、車況、危化品特性、環境保護和司乘人員，以及氣溫、能見度、雨量、風力和車速等狀態參數[13-14]。

(4)引導詞

通過定性或定量形式，表達危化品道路運輸狀態指標的簡單詞語，以引導識別該特定場合的風險。針對前述的狀態參數，從空白、減量、過量、部分、伴隨、相逆和異常等常見的簡單詞語中選擇一項或多項[10]，以引導識別危化品道路運輸特定場合的風險。

(5)偏差

HAZOP-dcrt分析的偏差構成，同樣遵從“引導詞+工藝參數=偏差”的原則，即偏差可以通過引導詞以及狀態參數引出。例如環保狀態參數中，“異常+泄漏”的偏差，既涉及罐體開裂和閥門泄漏等形式，也關注開裂和泄漏的嚴重程度；同樣“伴隨+污染”的偏差，既針對固態、液態和氣態等污染形式，也關注具體污染的嚴重程度；至于“伴隨+物料”的偏差，基于《危險化學品名錄》并結合物料固有特性和毒害程度，可分為第2類危險化學品(壓縮氣體和液化氣體)和第3類危險化學品(易燃液體)等。

2 應用實施

2.1 建立分析流程

危險和可操作分析的識別對象，有連續工藝過程和間歇工藝過程之分。同樣，對于危化品道路運輸的HAZOP-dcrt分析亦如此，如圖2的運輸途中即為一個連續不間斷的過程，而對于服務區加油或危化品裝卸等，則可視為間歇操作過程。當然，HAZOP-dcrt分析同樣必須遵從HAZOP分析實施過程流程(見圖3)。即專家分析小組以引導詞為引導，系統地研究每一個分析節點，分析其偏離“理想道路運輸”狀態的偏差，并根據產生原因和制度現狀，提出針對性的改進建議。

2.2 應用診斷

基于圖2的HAZOP-dcrt分析節點劃分，參照圖3的分析流程，以運輸路段為分析節點，選擇車況和運輸人員狀態，以及尾氣、機械故障和車載定位等狀態下的7個狀態參數，嘗試進行相應的HAZOP-dcrt分析(見表2)。

圖3 HAZOP-dcrt分析流程

表2 運輸路段節點分析過程舉例

由表2可見：HAZOP-dcrt的基本原理就是通過尋找可能引起偏離的原因，分析可能導致的后果，然后結合診斷結果及其現有的措施，提出新的可望采用的改進建議。包括：

(1)強制專職安全員出車檢查。對于車況狀態下機械故障、車載定位和應急器材等偏差，逐一比對探尋可能的原因及其后果分析，并在現有措施的前提下，通過該項改進建議內容，減少或杜絕危化品道路運輸過程中類似的潛在隱患。

(2)增設出車醫務檢查檢查。針對人為失誤導致的事故占道路交通事件總數55.6%的現狀，從司乘人員角度，尤其是睡眠不足、酒駕、人體困乏和急性疾病等偏差及其產生原因，通過增設出車前醫務檢查的改進建議，盡可能降低司乘人為事故的誘發因素[15]。

3 認知思考

3.1 注重資源融合

(1)重視分析小組成員組成。由于危險和可操作分析主要基于專家們的知識、技術和經驗來共同完成辯識和評價，因而風險產生原因、后果和建議等分析結果及其質量，大都取決于小組成員的構成和專業分布。具體到HAZOP-dcrt分析的成員組合，不僅應包括危化品道路運輸的各類專業人員，還應涵蓋道路運營方、車輛生產廠家、安全監督、交通部門、消防搶險和環境保護等行業領域和專業條塊的專家資源。

(2)關注安全環保融合。隨著HSE一體化的進程，HAZOP-dcrt分析應當顯現健康、安全及環保融合的特點，尤其從引導詞編制、狀態指標基準和參數選擇伊始，就應當引入人員健康和環境保護的要素內容，進而依據偏差認定、原因形成、后果預測和當前措施等，創造性提出若干改進建議，為降低和改善危化品道路運輸的安全環保風險提供科學依據。

3.2 強化自救應急機制

(1)危化品道路運輸的應急機制，應當包括它救應急機制和自救應急機制。目前國內外的研究大都主要集中于應急響應時間與應急資源調度等方面[16-18]，如近年來利用RFID(無線射頻識別技術)和GPS(全球衛星定位系統)，既為全程監控、跟蹤和管理危化品道路運輸提供技術支撐，也為運輸事故及環境污染事件的應急救援(如安全、消防和環保等它救行為)提供定位和識別保障[19-20]。但是它救應急機制不僅有相關的救援程序，同時也表現出一定的時間滯后；這就使得自救應急行為，在第一時間處置事故及引發的環境污染顯得至關重要。

(2)實施自救應急機制，首先應當明確該機制包括司乘人員自救應急能力，隨車配備自救器具物品和具體自救應急預案等要素內容；其次應當區分不同類別的危化品道路運輸事故及環境污染事件，如第一類是已導致爆炸或火災，并伴有人身安全和環境污染的事故；第二類是尚未但有可能導致爆炸或火災，且已引發人身安全和環境污染的事故；第三類則是暫無爆炸或火災危險，但已造成人身安全和環境污染的事故。

(3)自救應急機制主要針對第二、三類事故，也就是利用隨車配備的自救器具物品實施自救應急行為。其要點一是搶救或保障人身安全；二是減緩爆炸或火災危險；三是封堵污染源或泄漏的持續發生；四是阻斷已經泄漏危化品的污染擴散。當然依據危化品特性(如液態危化品)，在配置常規消防器材的基礎上，隨車增配如揪、鎬和撬棍等手工挖掘和拆解器具，以及木屑、細沙土、塑料薄膜和多孔炭吸附材料等阻隔或吸附材料等自救器具。這也符合交通運輸部《道路危險貨物運輸管理規定(2016年修訂)》有關“配備與運輸的危險貨物性質相適應的安全防護、環境保護和消防設施設備”以及“與所載運的危險貨物相適應的應急處理器材和安全防護設備”的基本要求。

4 結語及展望

(1)危化品道路運輸采用危險和可操作分析，可以為降低危化品道路運輸的安全環保風險提供依據。尤其是引入危化品“理想道路運輸”概念和狀態基準，既能夠化解HAZOP-dcrt安全環保風險分析的應用難度，也有助于該特定場合下分析節點、引導詞、狀態參數和偏差等具體內容的確定。

(2)危化品道路運輸的應急機制，應當包括它救應急機制和自救應急機制。強化自救應急機制對于第一時間處置運輸事故及其引發的環境污染至關重要。自救應急要點：一是搶救或保障人身安全；二是減緩爆炸或火災危險；三是封堵污染源或泄漏的持續發生；四是阻斷已經泄漏危化品的污染擴散。

(3)HAZOP-dcrt分析的后續研究及應用，一是不同道路運輸情形的適應性，包括細化分析節點劃定、引導詞編制和指標(基準)確定等；二是不同風險識別工具的組合應用，如HAZOP、LOPA(保護層分析)和SIL(安全完整性等級分析)等。

[1] Jordi D,Vasilis F,Juan A.Vílchez,et al.Hazard and operability(HAZOP)analysis:A literature review.Journal of Hazardous Materials,2010,173(1-3):19-32.

[2] Adam S.M,M.Sam Mannan.Fuzzy risk matrix.Journal of Hazardous Materials,2008,159(1):52-57.

[3] 王婷,項小強,戴聯雙,等.輸油氣站場HAZOP分析方法及其應用.天然氣工業,2011,31(10):97-100.

[4] 黃安清.HAZOP實施效果的影響因素與對策.工業安全與環保,2014,40(11):37-40．

[5] 張斌,趙東風,周樂平,等.HAZOP分析技術改進研究.中國安全科學學報,2007,17(10):160-164.

[6] 梁爽,牛蘊.基于HAZOP風險量化技術的硫黃回收裝置安全評價研究.安全與環境學報,2011,11(3):227-231.

[7] 卜全民,童星.我國危險化學品道路運輸的現狀與對策研究.工業安全與環保,2012,38(4):90-93.

[8] 戚雁俊.危險化學品道路運輸事故引發環境污染的思考.安全、健康和環境,2012,12(1):46-49.

[9] 田宏,于廣濤,逄雪松.HAZOP-LOPA分析方法在油氣管道站場的應用.石油化工安全環保技術,2015,31(5):14-16.

[10] 李秋娟,余冬,史威,等.HAZOP分析方法在油氣管道系統中的應用研究.中國儀器儀表,2010(11):52-55.

[11] 張平,羅葉新.HAZOP分析在中亞天然氣管道的應用.管道技術與設備,2013(4):51-53.

[12] 王艷華,佟淑嬌,陳寶智.危險化學品道路運輸系統危險性分析.中國安全科學學報,2005,15(2):8-12.

[13] 何杰,劉霞,陳一鍇,等.惡劣天氣路面條件對行車安全的影響.交通運輸工程學報,2011(1):58-63.

[14] 葉磊,董乃寶.高等級公路限速技術對交通安全的影響分析.公路,2012(8):177-180.

[15] 范潔.金山公交自設酒精測試防酒駕.新民晚報,2016-05-29,A4.

[16] 陶存新,嚴新平,劉清.危險品運輸預警應急聯動機制研究.武漢理工大學學報(交通科學與工程版).2007,49(6):980-983.

[17] 李春華,郭其云.危險化學品道路運輸監管與應急機制研究.消防科學與技術,2014,33(2):207-210.

[18] 彭晗,吳金妹,董寧寧.道路交通對突發性災害的應急能力評價研究.工業安全與環保,2014,40(1):69-72.

[19] 徐世田,張陽,浦立娜,等.基于物元模型的高速公路應急救援系統評價.消防科學與技術,2012,31(10):1096-1099.

[20] 張先福.危險化學品運輸風險研究進展及分析.工業安全與環保,2014,40(11):48-51.

國務院辦公廳發文嚴控石化過剩行業新增產能

國務院辦公廳印發了《關于石化產業調結構促轉型增效益的指導意見》，部署石化產業結構調整和轉型升級工作。意見明確，嚴格控制產能嚴重過剩行業新增產能，研究制定產能置換方案。這意味著我國石化產業去產能工作已提上日程。

當前我國傳統大宗石化產品總產能明顯超過國內市場需求，資源環境制約日益突出；與此同時，行業進出口卻整體處于貿易逆差狀態。出口主要是基礎化學原料等傳統產品，而進口則是精細化學品、合成材料等中高端產品，行業結構轉型升級非常迫切。意見明確了努力化解過剩產能、統籌優化產業布局、改造提升傳統產業、促進安全綠色發展、健全完善創新體系、推動企業兼并重組、加強國際產能合作7個方面的重點任務以及相應的原則和方向。

(中國石化有機原料科技情報中心站供稿)

HAZOP Analysis on Road Transport of Dangerous Chemicals

Qi Yanjun

(ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences,Shanghai200233)

Based on the properties of dangerous chemicals and characteristics of road transport,the application of HAZOP Analysis in dangerous chemicals road transport system was studied.The results showed that introduction of the concept of “ideal road transport”could not only resolve the difficulty of HAZOP application,but also help in determination of some contents as node analysis,guiding words,state parameters and deviations.In addition,it raised that the emergency response mechanism for dangerous chemicals road transport should include the helping emergency response mechanism and the self-help emergency response mechanism,and strengthening the latter is crucial to quick dispose of transportation accidents and environmental pollution caused thereby.

dangerous chemicals, road transport, safety and environmental protection, HAZOP analysis

2016-08-16。

戚雁俊，男，1988年出生，環境工程碩士，工程師，現工作于上海市環境科學研究院，主要從事清潔生產和環境管理研究。

1674-1099 (2016)05-0004-05

X951

A