HAZOP,即危险和可操作性研究(Hazard and operability Study-HAZOP)危险和可操作性研究是英国帝国化学工程公司ICI于20世纪60年代开发的方法。1963年ICI重有机化学分部设计一个从异丙基苯中生产苯酚和丙酮的设备。当时,设计中批判检查法(Critical Examination)非常流行,该方法是审查活动和产生选择的一个正式的方法。为了使设计的所有缺点都公开显示,该项目负责人决定将批判检查法用于苯酚项目设计。指定一个三人小组:两位开车组的经验丰富的成员和一个评估检查专家。在1964年,他们一直工作了4个月,每周见3天,通过问答的形式审查苯酚厂的管线图表和平面布置图。他们发现许多潜在的危险和操作中很多没有预测到的问题,后来他们修正了这一方法,提出了我们现在所知道的被称为HAZOP的一种方法。其实,设计产生可选择的替代方案这种方法被改良了而重点强调“偏差”。后来该方法在ICI公司内部得到进一步的完善,取名为“可操作性研究”(Operability Study),为危险性研究的第3阶段(前2个阶段分别为概念和规格书阶段),此时项目的第1版详细设计生成。1974年,包括该方法的1个为期1周的安全培训课程在Teesside Polytechnic由IchemE授课,而此时正是英国的Flixborough灾难性事故发生后不久。同一年第一部在公开文献上出版的关于HAZOP的论文也公开发表;而HAZOP这一名称正式被命名则是在1983年由ICI的前安全顾问Trevor Kletz在IchemE的课程讲稿注释基础上提出,而HAZOP—危险和可操作性研究至此也正式成为英国化学工程的学位课程的一部分[1,2]。危险性分析是一个系统工程,需要不同专业的人员的共同参与,随着现代流程工业的深入发展,技术及工艺系统的复杂程度越来越深,大型项目的专业分工也越来越细,仅仅凭借单个设计人员难以解决系统或工艺安全相关的所有问题。这正是HAZOP分析的本意所在:即各个专业、具有不同知识背景的人员所组成的分析组一起工作比他们独自工作更具有创造性和系统性,能识别更多的问题。在装置的设计、操作、维修等过程中,需要各个专业的人员一起工作。虽然HAZOP分析方法是为新的设计或工艺而开发的危险性分析方法,但这种分析方法也适合于项目发展过程的其他阶段。HAZOP分析方法的本质就是通过系列的分析会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中,由各专业人员组成的分析组按照规定的方式系统的分析偏离设计工艺条件的偏差。HAZOP分析对工艺或操作的特殊点进行分析,这些特殊点称为“分析节点”,或工艺单元,或操作步骤。HAZOP分析组分析每个工艺单元或操作步骤,识别出那些具有潜在危险的偏差,这些偏差通过引导词引出。使用引导词的一个目的就是为了保证对所有工艺参数的偏差都进行分析。虽然已建立起了基本的HAZOP分析方法,但各个公司或机构使用HAZOP分析方法的方式却各不相同。表1列出了LNG项目HAZOP分析中经常遇到的术语及定义。表2所示的为常规的引导词及其意义,表3为常见的偏差示例。
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| HAZOP分析的直接目标,是将连续的工艺流程分成许多工艺单元,这些被分割的片段是具有确定边界的设备单元,对单元内工艺参数的偏差进行分析; |
| 确定装置如何按照预期的操作而不发生偏差,即工艺过程的正常操作条件,采用一系列的表格,用文字或图表进行说明,如使用工艺描述、管道及仪表流程图(PID图)进行说明 |
| 用于定性或定量设计工艺指标的简单词语,其与工艺参数一起构成偏差,引导识别工艺过程危险 |
| 在正常工况下或设计考虑的非正常工况下,工艺过程(包括工艺设备)的预期行为及工作范围 |
| 与过程有关的物理或化学特性,包括具体的项目如温度、压力、流量及液位等,也包括概念性的项目如反应、混合、浓度、PH值等 |
| 设计意图的偏离,分析组使用的引导词系统的对每个节点的工艺参数(如流量、压力等)进行分析发现的一系列偏离工艺指标的情况(如无流量、压力高等);偏差的形式通常是“引导词+偏差”。需要注意有些组合形式并不能得到有实际意义的偏差 |
| 发生偏差的原因是指生产、操作过程中可能引发不期望行为的发生,这些原因可能是设备故障、人为失误、不可预见的工艺状况(如组成改变),来自外部的破坏(如电源故障)等;一旦找到发生偏差的原因,就意味着找到了对付偏差的方法和手段 |
| 偏差所造成的后果(如火灾、爆炸事故、装置停车、产品质量下降等);分析时常常假定发生偏差时已有安全保护系统的失效,不考虑那些细小的与安全无关的后果 |
| 用以避免或减轻偏差发生时所造成的后果所采取的技术和管理措施,如报警、连锁、操作规程等 |
| 经过HAZOP分析后,为提高系统安全性提出的修改设计、操作规程、或者进一步分析研究(如增加压力报警、改变操作步骤、顺序等)的建议 |
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| 设计或操作要求的指标和事件完全不发生;设计意图的彻底否定 |
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| 在完成规定功能的同时,伴随其他事件的发生;如物料发生了组分或是相态变化 |
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| 出现和设计要求完全相反的过程或物质,为设计意图的逻辑反;如介质反向流动、加热变成冷却或是发生相反方向的化学反应 |
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好吧,就先说这么多吧,后续的文章会和大家分享HAZOP分析的基本流程以及在LNG厂站项目中的应用实例,今天主要是想对HAZOP分析方法做个概述性的介绍。闲暇之时想一想先贤的话,看一看下面佳木错的星空,对自己从事的事业永葆一颗敬畏之心......

