基于HAZOP分析的多因素耦合風(fēng)險評估應(yīng)用

朱 錕

(中國石化青島石油化工有限責(zé)任公司，山東 青島 266043)

隨著石化行業(yè)安全管理水平的不斷提升，本質(zhì)安全管理越來越受到重視，實施關(guān)口前移的本質(zhì)安全管理可以在從源頭上控制甚至是消除風(fēng)險，對于裝置建成后的安全運行具有非常積極的作用。尤其是一些新建石化項目，在設(shè)計階段就開始引入本質(zhì)安全的方法識別和分析工藝流程中存在的各種風(fēng)險并研究制定相應(yīng)的解決方法，進而提高新建裝置的本質(zhì)安全水平。通過頭腦風(fēng)暴模式進行HAZOP分析恰恰是一種識別風(fēng)險、控制風(fēng)險和促進本質(zhì)安全管理的有效手段。

1 基于HAZOP的多因素耦合風(fēng)險分析概述

HAZOP分析是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法，用于探明生產(chǎn)裝置和工藝過程中的危險及其原因，尋求必要對策。HAZOP分析以單元劃分為起點，通過分析每一個單元內(nèi)多個關(guān)鍵性指標即‘引導(dǎo)詞’可能發(fā)生的各種偏差來識別整個工藝流程的潛在風(fēng)險，并在已有安全措施的基礎(chǔ)上進一步完善風(fēng)險管控措施[1]，是一種辨識設(shè)計缺陷和工藝過程危害及操作性問題的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的分析方法[2]。同時通過劃分的單元使分析人員能夠更深入地了解和掌握每個單元的工藝流程、主要設(shè)備以及相鄰單元的銜接情況，而且還明確了其中相對獨立單元的存在，從而為解決裝置投產(chǎn)后產(chǎn)生的各種隱患和后期開展技改技措打下堅實基礎(chǔ)。在HAZOP分析的基礎(chǔ)上，運用多因素耦合的方式開展風(fēng)險評估，能夠進一步量化風(fēng)險評估結(jié)果，制定更加詳細、更有針對性的風(fēng)險管控措施，對風(fēng)險管控有較好的指導(dǎo)意義。

2 多因素耦合風(fēng)險分析在HAZOP中的應(yīng)用

常規(guī)的HAZOP分析是先將整個工藝流程合理劃分為多個單元，然后采用‘引導(dǎo)詞+偏差’的方法對它們逐個開展危險源識別，但因為分析過程中考慮的因素沒有統(tǒng)一的標準，如果在風(fēng)險分析和評估時分析人員不具備較高的專業(yè)水準，很可能造成評估結(jié)果與實際情況存在相對較大的偏差，因此分析結(jié)果只能是一個定性的結(jié)果。但將多因素耦合的風(fēng)險分析融入到HAZOP分析后，就可以實現(xiàn)各類風(fēng)險因素指標的定量化，進而能夠更加精準地對識別出的危險源開展定量分析，避免了諸多傳統(tǒng)風(fēng)險分析過程中的缺陷。

2.1 工藝單元的劃分

為取得更加精準的分析結(jié)果，首先要根據(jù)裝置工藝流程盡可能合理地進行單元劃分，單元劃分過細會造成評估工作量的增加，劃分過粗又會造成分析不徹底、結(jié)果不準確，導(dǎo)致分析效果大打折扣。其次，是在最小的工藝單元內(nèi)運用HAZOP的方法分析其關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)生偏差的誘因，并根據(jù)各個誘因推斷偏差產(chǎn)生后可能引發(fā)的危險事件以及該事件可能造成的最大后果。以60萬噸/年催化汽油選擇加氫裝置(以下稱為RSDS)為例，將整個工藝流程劃分為12個不同的節(jié)點，每個節(jié)點的情況見表1。

表1 RSDS裝置HAZOP分析節(jié)點

表1(續(xù))

2.2 HAZOP分析

工藝單元劃分完成后，根據(jù)HAZOP的相關(guān)要求，結(jié)合RSDS裝置的主要工藝流程，開展HAZOP分析。根據(jù)HAZOP分析，RSDS工藝流程過程中的風(fēng)險主要存在如下方面：壓力異常、溫度異常、流量異常、液位失靈、管線泄漏、閥門內(nèi)漏、高壓串低壓、裝置閃停、緊急停工、輔助設(shè)備故障、腐蝕等方面。針對上述風(fēng)險，從技術(shù)和管理兩個方面分析現(xiàn)有的控制措施。

2.3 多因素耦合風(fēng)險評估

通過HAZOP完成危險源辨識后，就要用打分法、風(fēng)險矩陣法等對辨識出的危險源進行風(fēng)險評估了。但這些評估方法固有的局限性會在一定程度上影響評估結(jié)果的準確性。而多因素耦合風(fēng)險評估就是從影響風(fēng)險度升高的幾個主要因素進行耦合分析，主要考慮人、機、環(huán)、料、法五方面因素。物料因素因為貫徹于整個工藝流程，所以作為一個重要因素綜合考慮。其余四個因素分別從人的因素、環(huán)境因素、設(shè)備因素、管理因素四個方面耦合評估。根據(jù)HAZOP分析結(jié)果和裝置工藝流程將四個因素劃分為18個二級指標，見表2。

表2 RSDS裝置風(fēng)險評價指標體系

為保證多因素耦合風(fēng)險評估法的準確性，一般邀請5位評估專家對每個風(fēng)險進行現(xiàn)場打分。在打分之前，首先應(yīng)對所有參與評估的專家進行權(quán)重劃分，見表3。

表3 專家打分權(quán)重表

專家權(quán)重劃分完成后，開始運用多因素耦合方式對所有風(fēng)險進行逐個評估，以“ESD閥關(guān)斷”為例對壓氣站HAZOP分析出的風(fēng)險進行評估。以10分為例對風(fēng)險進行風(fēng)險等級劃分1-3分為低風(fēng)險，4-6位中等風(fēng)險，7-10分為高風(fēng)險。

然后以每個因素10分的原則對“ESD閥關(guān)斷”的風(fēng)險進行打分，具體得分見表4。

表4 評估專家打分表

表4(續(xù))

根據(jù)專家權(quán)重建立專家權(quán)重矩陣：

根據(jù)各位專家的打分建立評估矩陣：

根據(jù)評估風(fēng)險與專家權(quán)重耦合的原則，得出每個風(fēng)險的得分D：

根據(jù)上述18個指標的最終得分，以得分的最大值作為評估的風(fēng)險度，即：

R=max(D)=6.85

所以，“ESD閥關(guān)斷”該項風(fēng)險的風(fēng)險度為6.85，為中等風(fēng)險。

4 總結(jié)

多因素耦合風(fēng)險評估法是對每一個風(fēng)險按照分解、比較判斷、耦合方式進行計算評估。運行多因素耦合風(fēng)險評估法對HAZOP危險源辨識的結(jié)果進行風(fēng)險評估，提升的評估影響因素的顆粒度和評估結(jié)果的準確度。避免了傳統(tǒng)風(fēng)險評估過程中，評估專家經(jīng)驗不足和評估考慮因素不夠，導(dǎo)致評估風(fēng)險度偏高或偏低的情況，提升了風(fēng)險評估過程的科學(xué)性和有效性。為危險源辨識后的風(fēng)險控制措施制定，奠定了良好的基礎(chǔ)。