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            危害與可操作分析(HAZOP)中常見問題

            2018年12月14日 反應釜百科 177 views

            本文分享HAZOP中遇到的常見問題

            作者:Ethan Shao 咨詢顧問

            預計閱讀時間:3分鐘

            HAZOP作為一種工藝危害分析工具,目前已經廣泛應用于我們的各類高風險的制造行業,例如煉化和化學品制造行業等。并且隨著國家相關監管部門的要求,在新建的“兩重點一重大”項目中以及涉及到危險源管理的生產企業中都得到了普及使用。

            HAZOP分析的流程是從“偏差”出發,往前分析引發偏差的原因,向后推導偏差能夠造成的嚴重后果。然后在原因和后果之間辨識出相應的能夠阻止后果發生或是降低后果嚴重程度的保護措施;依據保護措施的數量和其可靠性確定嚴重后果發生的可能性(概率)。有了后果的嚴重程度和發生該程度后果的概率兩個結論后,依據風險是由后果與概率兩維(風險矩陣)決定的概念,最終確定相應的風險等級(風險可接受或不可接受)。

            在HAZOP實際分析中,發現多數的HAZOP分析報告存在以下幾類問題:

            一是造成的偏差的原因;

            二是偏差導致的后果;

            三是保護措施的辨識。

            造成偏差的原因沒有分析到最根本性的原因(初始事件),而是停留在事故工況中比偏差略早出現的位置。例如偏差是“反應釜的高壓力”時,對造成壓力偏高原因的分析僅僅往前走了一小步到“反應釜溫度高”造成壓力偏高。沒有分析到初始事件主要的影響是對后面的保護措施的辨識會有影響,會遺漏可能存在于最初始的原因和“反應釜溫度高”這個事故鏈中的保護措施。例如我們繼續分析為什么反應釜溫度高,原因是放熱反應產生的熱量因為夾套循環水線上的手閥被人誤關。循環水線上如果設計有遠傳流量計及流量低報警,這就是一道因為沒有分析初始事件而導致被忽略的保護措施。通常導致偏差產生的原因可以分為四類:

            • 人為操作失誤;

            • 設備故障;

            • 儀表與控制回路故障;

            • 外部原因,例如公用工程故障、環境溫度影響和自然災害等。

            偏差導致的后果考慮了若干個保護措施起作用后的嚴重程度。通常參與HAZOP分析的人員都了解分析后果時須遵循的原則“在評估后果時不考慮保護措施的存在”。這條原則的存在主要是因為任何保護措施都存在一定的失效率,在后果分析中考慮了保護措施的作用而將后果嚴重程度降低的話其實暗含了一個不合理的假設“該保護措施從不失效”。雖然分析人員都了解并遵循這條原則,但對于分析節點中的工藝設計過于熟悉,有時候會在結果分析中不自覺地將某些保護措施納入了分析中。比較典型的例子是在后果描述中見到“裝置減產或裝置停車”等字眼。

            我們可以分析一下,無論是裝置減產還是停產必然是相關人員對生產進行干預的結果。為什么會去干預正常生產呢?必然是其注意到了正常生產中的一些不正常的現象或工藝參數,才會去人工干預。這其實是“工藝限值報警+人為干預”作為一個保護層起了作用。如果減產或停產的后果并非人為干預,而是由DCS、PLC或SIS系統控制邏輯發起的,則是存在其中的基礎控制回路或是聯鎖回路作為保護層被工藝偏離狀態觸發而起了作用。無論是人為調節還是自動調節都是某個保護措施起了其相應的保護作用,最終才導致裝置減產或停產的后果(被保護措施影響的后果嚴重程度)。

            在HAZOP分析中,經常見到把標準操作規程(SOP)、儀表校驗檢查規程、員工培訓以及勞動保護用品的穿戴作為保護措施辨識和記錄下并用于降低相應后果發生的頻率,并最終影響風險等級的確定。在保護層分析(LOPA)中,把能夠阻止事故后果發生或是降低事故后果影響范圍(程度)被明確地定義為八層(個人更習慣把第七層工廠應急響應和第八層社區應急響應融為一個保護層)。在這個洋蔥圖中,規程、培訓和勞保用品都沒有被納入其中。原因之一是HAZOP工具本身假設了設計(包括后期的施工維護保養運營)都是符合要求,從而減少HAZOP中的重復分析內容,因此上面提到的措施在HAZOP分析被認為是必須達到的要求,不再作為保護措施看待。

            另外,例如培訓作為一個保護層的話,如果引發偏差的初始原因是一個人的操作失誤,此時失誤已經發生并導致此后的一系列后果了,培訓完全不能阻止事故后果的發生,當然不能作為一個有效保護措施。

            因此,HAZOP分析中的保護措施也應該按照被觸發的先后次序分別是:

            • 工藝設計;

            • 基礎工藝控制BPCS;

            • 報警+人為干預;

            • 聯鎖;

            • 安全泄壓系統;

            • 泄放后的物理保護(如圍堰、防爆墻等);

            • 火災泄露報警+應急響應。

            對于第一層保護工藝設計來說,常見的錯誤還有將一開一備(例如泵)的工藝設計放入這個保護層。對于人工開啟備用設施的情況來說,是操作員接收到一些工藝參數報警后人工干預開啟。這屬于報警+人為干預(第3層),而備用設施的設計只是人工干預的有效手段,而不是一個完全的保護層。如果是自動開始備用設施的設計,這個屬于聯鎖(第4層)。

            總之,高質量的HAZOP分析報告除了取決于參與者的經驗知識以及提前準備的各類資料的完整性與準確性之外,還需要主持人與參與者通過HAZOP實踐的累積從而逐漸提高。

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