HAZOP 分析方法在化工領域的應用

宣 振

（蘇州大學材料與化學化工學部，江蘇 蘇州 215031）

引言

HAZOP 分析方法（Hazard and Operability Studies危險與可操縱性方法）提前識別和分析安全生產中的潛在危險和偏差因素，并采取預防措施[2]以避免化工生產運行中重要設備發生安全事故，是一項系統的、科學的技術和方法，在各行業、各領域的工藝過程安全風險識別當中有著廣泛的應用。HAZOP 技術的對于這些項目的安全措施的設計具有重要的指導作用，能夠完善相應的安全與規范措施。本文旨在對HAZOP 分析技術進行淺要的介紹，并進行一些評審和簡要的改進建議。

1 HAZOP 分析技術

1.1 HAZOP 背景介紹及原理

危險源及可操作性（HAZOP）研究最早是由英國帝國化學工業公司（ICI）開發的，是一種應用系統的審查方法針對新設計或已有工廠的生產工藝和工程意圖通過工藝要素與相應引導詞結合，進行審查、評價，旨在控制該公司的除草劑生產環節中的風險。現在在歐美等國均已得到廣泛的應用。

HAZOP 分析是由具有不同專業背景的成員組成的小組在組長的主持下以一種結構有序的方式對過程進行系統審查的技術方法。它以工藝儀表流程圖（PID）為研究對象，分析組按規定的方式系統地研究每一個單元（即分析節點），在引導詞提示下，設計中已采取的安全防護措施進行辨識和評價，以及對系統中所有重要的工藝參數可能產生的偏差引起的潛在危險和操作問題，設計人員需要進一步發現的問題以及修改設計或操作說明的建議。

確定偏差的方法是引導詞法，即，偏差＝引導詞＋工藝參數。常見的術語如表1 所示[3]。

表1 常見術語

1.2 HAZOP 分析步驟

1）結點劃分：針對PID 圖中的節點進行劃分，對于節點的選擇可以是有很多依據的，例如，流程中的一組管道，一段管線等等。

2）設計意圖的解釋：需要向相應的專家小組進行詳細的匯報，所選取的節點內的對應的管線，機組，設備等的詳盡設計意圖，使專家們能夠清晰的理解。

3）引導詞+工藝參數=偏差

4）偏差原因分析：引導詞和工藝參數并非一一對應，所以二者結合之后會產生相應的偏差，而小組專家對一些高風險，高概率的偏差進行重點關注，并在HAZOP 分析時，進行相應的記錄和分析

5）結論記錄與建議措施：小組專家應記錄偏差、原因和后果，并采取相應的解決方案，小組應重復上述步驟，知道所有亟需解決的偏差都得以解決。

1.3 風險評級

風險評級是風險后果的嚴重程度和發生概率作為相應的得分來評判的，由風險等級確定的公式為：風險后果性損害嚴重程度=發生概率×計算特定事件的綜合風險得分。分為嚴重風險（Ⅳ級風險）、高度風險（Ⅲ級風險）、中度風險（Ⅱ級風險）、可控風險（Ⅰ級風險）。

以危害概率等級為坐標，以危害序列的嚴重程度為標準，可以形成風險矩陣圖。

2 HAZOP 技術在各個領域內的應用

2.1 HAZOP 技術在化工項目的應用

HAZOP 分析在化工生產中具有舉足輕重的地位，在實際的化工生產中，常常先對要進行生產的化工產品進行分析準備，包括但不限于進行確定目標范圍，相應產品對應的P&ID 圖，該產品的預生產計劃及預評估報告，還需要擬定對應的專家分析小組，評定相應的風險等級，繪制相應的風險矩陣圖，若是風險等級達到Ⅳ級，應當在短期內將風險等級降低到Ⅱ級以下，否則該生產方案應予舍棄。在HAZOP 小組分析中，組長應向分析小組成員工藝特點及相關注意事項，保證評析的客觀及正確性。

2.2 HAZOP 技術在精細化工裝置中的應用

從工藝流程來看，精細化工裝置的生產制造過程相對較長；它們的使用壽命超過多種產品，或者可以在同一套設備上生產非常相似的中間產品。雖然制造過程的長度因產品而異，但單元反應的類型、操作方法、材料的理化性質、危險源性質和安全質量等方面有很大的相似性。HAZOP 技術分析時采用生產流程最長的產品作為目標對象，進行精準辨析，確定一整套生產裝置的可行性及風險。基于精細化理念運行的很多化工裝置操作以間歇式過程為主，因此，節點的分析中，應當包含主體，控制儀器，附屬設備等，在化工生產中，從壓力、溫度、液位、酸堿度、真空度、流動速度及操作等角度來確定該套設備的偏差，從而分析可能帶來的風險和偏差，并制定解決方案，從而使得生產工序安全穩定的進行。

2.3 HAZOP 技術在高校危險化學品安全管理的應用

隨著近年來各高校科研水平的逐步提升，對危險化學藥品的需求也越來越高，集中使用的數量也在增加，用戶也變得越來越復雜，而這也相應的增加了發生事故的風險，近幾年也不斷有高校實驗室事故發生，因而，HAZOP 技術在高校危險化學品在管理使用中同樣可以進行系統劃分，并且已經有將HAZOP 用于危險化學品儲罐和其他儲存設備的分布和分析的案例。高校危險化學品安全管理是高校教學科研活動順利開展的重要組成部分。

3 HAZOP 分析方法的優劣分析

3.1 HAZOP 分析方法的優勢

HAZOP 分析主要是采用頭腦風暴的形式，利用組內專家們的歷史經驗，對所需問題進行判斷，診斷風險，并且提出解決降低高危風險的診斷方案。可以有效降低化學化工生產中的可能的安全事故，安全隱患，可以讓工廠進行更高效的安全生產。

3.2 HAZOP 分析法的劣勢

HAZOP 技術的劣勢之處只是相較于優勢而言，畢竟所有的建議和經驗都是建立在人的主觀認知之上，都是屬于經驗之談，這里面難免會導致因為人的主觀認知錯誤從而錯誤的判斷，過度依賴專家的經驗并且以紙質文檔記錄，使得HAZOP 討論中會出現大量重復的結論出現，讓HAZOP 技術并沒有辦法實現共享。其次，組件一個HAZOP 專家小組需要耗費大量的人力財力，并且需要一個很長的周期來進行風險確定及分析解決，非常耗費時間。

總而言之，HAZOP 分析是一個以時間和員工為中心的過程。HAZOP 分析本身的過程是偏主觀的一個分析過程，主要依賴于對應專家小組的能力和經驗，有一定的局限性。

4 HAZOP 分析方法的改進建議

針對HAZOP 分析法的大量且重復的分析，目前的做法是結合計算機建立對已經進行的HAZOP 分析案例的信息庫，利用半自動化HAZOP 分析來減小HAZOP 分析中的重復工作，提升已有HAZOP 分析數據的利用率。

但這種方式仍然存在不足之處，只是簡單將已有HAZOP 分析案例歸結起來，并不能很好的建立每組HAZOP 分析后的數據，只是簡單的將數據堆積在一起，且建立數據庫歸結的標準均不統一，這就造成使用起來難以在不同的團隊中得到全部人的認同，爭議也會得以增大。可以利用知識譜圖的方式來進行歸類，將不同案例中的HAZOP 分析結果歸類匯總，并建立對應的知識網絡，方便以后直接查詢，大大提高了HAZOP 分析的效率。

5 結語

HAZOP 分析技術是通過專家小組的集思廣益來進行操作，被廣泛應用于化學化工生產的一項有效規避風險的一項分析方法，可以利用計算機，進行半自動化HAZOP 分析，并且結合知識譜圖的方式進行歸類匯總，減少非必要分析，利用已知，提高HAZOP 分析效率。