HAZOP分析法在炼油装置的应用

  　　HAZOP分析法是目前国际上应用最为广泛的危险性分析方法，国内在炼化等企业已经开始频繁采用，通过引导词和参量组合成偏差，辨识系统存在的各种风险(原因发生的可能性和后果产生的严重度，从而得到其风险)，并确定控制风险的对策。HAZOP为制定硬件上措施和软件上措施(规程和应急预案等)的决策提供依据，在杜绝、减少事故的发生，降低灾害带来的损失及事故原因分析诸方面均提供了重要的依据，受到广泛的重视。

HAZOP分析技术

　　HAZOP 分析技术是英国帝国化学工业公司(ICI)于1974年提出，主要目标是对过程性控制流程进行危险与可操作性分析。HAZOP分析方法基于在各个专业、具有不同知识背景的人员所组成的分析组一起来完成风险辨识工作，比他们单独工作更具有创造性和系统性，能识别更多的问题。HAZOP研究小组由操作专家、工艺工程师、设备工程师、仪表工程师、电气工程师、HSE工程师、项目工程师、专利商(针对专利技术)等专家组成。

　　HAZOP方法主要针对P&ID图纸(管路和仪表流程图，又称带控制点的工艺流程图)和操作规程进行分析。首先将连续的过程流程划分为若干个节点，根据组合的偏差矩阵，对所有可能出现的偏离情况进行分析，寻找出产生偏离的原因和后果，依据风险矩阵判定其风险大小和风险的事件链，最后进行风险的评估，提出针对设计和操作的控制措施。

　　基于引导词的HAZOP方法是对于每一“分析节点”，通过引导词引导分析节点的工艺参数形成有意义的偏差，分析其产生原因、可能导致的危险后果、已有的安全保护措施及应该采取的安全措施等。常用的引导词有无(NONE)、偏小(LESS OF)、偏大(MORE)、反向(REVERSE)、部分(PART OF)、伴随(AS WELL AS)、异常(OTHER THAN);常用的工艺参数有流量、温度、压力、液位、时间、PH值、混合、组成等。偏差为引导词与工艺参数的组合，一般表示为：引导词+工艺参数=偏差。

表1                     常用偏差矩阵表

　　常用的偏差见表1。对电力装置进行HAZOP研究所使用的偏差不限于此表，还考虑了包括采样、维修、人为因素等在内的偏差共25个。

　　HAZOP研究小组根据设计意图，将所要审查的P&ID划分成节点，对其设计意图进行讨论后，使用引导词/偏差，识别造成偏差的所有原因，确定每个识别出的原因可能产生的后果。对造成危险的后果，小组要对原因、后果确定适用的防护措施进行分析。如果小组确定后果是不可接受的，防护措施不够，则小组提供建议。小组在完成所有原因的分析后，继续进行审查下一个引导词/偏差。在小组完成所有引导词的审查之后，可开始审查下一个节点。按照这一流程将工艺P&ID全部审查完毕。HAZOP分析流程见图1。

图1 HAZOP 分析流程图

　　风险是危险、危害事故发生的可能性与危险、危害事故严重程度的综合度量。衡量风险大小的指标是风险率(R)，等于事故发生的概率(P)与事故损失严重程度(S)的乘积。在进行HAZOP研究前，需要研究装置所在的企业提供本公司或本企业的风险矩阵。风险矩阵代表了公司或企业对风险的可容忍程度，是HAZOP研究时判断风险是否可接受，是否需要进一步采取风险消减措施的依据。不同的公司或企业应根据自己的实际情况，制定公司适用的风险矩阵，并且随着公司的发展及时修正风险矩阵。对风险等级的描述见表2。

表2                      风险等级描述

HAZOP研究在炼油装置的应用

　　炼油行业是石化行业的龙头。其工艺流程简单描述如下：原油经过常(减)压蒸馏装置进行一次加工，部分产品做为炼油产品出厂，大部分进入二次加工装置即催化裂化、延迟焦化、加氢裂化装置、液化气分离装置、联合芳烃装置、硫磺回收装置等进行深加工以及经过柴油加氢精制、汽油加氢精制进行精制加工。主要产品有汽油、柴油、液化石油气、丙烯、苯、甲苯、邻二甲苯、混苯、化工原料油、石油焦、硫磺等20多个品种。

　　炼油厂火灾爆炸人员中毒危险性比较高，危害也较大。生产过程中有催化裂化反应、加氢反应等，如果在生产过程中发生遇超温、超压、或设备损坏或雷电、明火管理不善等，都可能造成重特大事故。因此必须对其整个生产过程进行过程危险分析。

　　HAZOP研究是非常适于装置进行过程危险性分析的技术，它可以全面、深入、系统地识别出设计和操作中潜在的缺陷和失误，有效地提高装置安全水平。

　　以新疆独山子石化公司项目部炼油装置HAZOP研究为例。节点名称为界区直馏柴油和焦化汽油经过过滤器SR101和换热器E106ABC进入原料油缓冲罐V101。可作出如表3所示的HAZOP分析部分记录。

表3      HAZOP分析部分记录

　　该炼油厂柴油加氢装置HAZOP研究识别出的危险及可操作性问题主要集中在以下几个方面：含有高浓度H2S毒物及易燃易爆的操作和排放，缺少密闭措施和有效隔离;很多重要工艺控制设计不合理无法投用，联锁可靠性较低，多数使用手动控制，存在较大的风险;部分有可能超压的设备管线没有安全泄放设施;现场可燃气体报警器、有毒气体报警器的布置不合理，报警器的报警作用不能完全发挥;检维修压缩机系统不能有效隔离(两机公用一级缓冲罐);火炬设计不合理，事故状态高分紧急泄压时，其他安全阀超压后不能正常起跳(背压过高)等等。

　　通过柴油加氢装置HAZOP分析，考虑对人员设备安全、环境污染及财产损失等方面的影响，共分析P&ID图30张，分析节点14个，提出建议185条。对Ⅳ级风险提出建议7条，对Ⅲ级风险提出建议55条，对Ⅱ级风险提出建议108条，对Ⅰ级风险提出建议15条。工厂和装置人员对提出的建议全部采纳。

　　该炼油厂柴油加氢装置HAZOP研究识别出的危险及可操作性问题主要集中在以下几个方面：含有高浓度H2S毒物及易燃易爆的操作和排放，缺少密闭措施和有效隔离;很多重要工艺控制设计不合理无法投用，联锁可靠性较低，多数使用手动控制，存在较大的风险;部分有可能超压的设备管线没有安全泄放设施;现场可燃气体报警器、有毒气体报警器的布置不合理，报警器的报警作用不能完全发挥;检维修压缩机系统不能有效隔离(两机公用一级缓冲罐);火炬设计不合理，事故状态高分紧急泄压时，其他安全阀超压后不能正常起跳(背压过高)等等。

　　编辑 韩 颖