HAZOP分析方法及其在发电厂电气系统安全分析中的应用

王旭

摘 要：电力生产系统是一个包含多个子系统，拥有众多不同类型设备，设计方案时有改变的开放综合型系统，为保证生产系统安全运行，在系统循环周期的不同阶段对其进行安全分析十分必要。HAZOP是一种定性安全分析方法，能明确电厂及其设备在设计、选址、规划、建设、调试、运行和维护过程中的潜在危险。针对电力生产安全问题，运用HAZOP方法进行分析，能有效降低事故发生的可能性。

关键词：HAZOP分析；电气系统；安全分析

中图分类号：TM6 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）29-0072-02

引言

HAZOP是Hazard and Operability的缩写，即危险和可操作性研究。它是一种定性安全分析方法。通过进行HAZOP分析，可确定导致严重安全及运行后果的潜在原因，评定分析出的潜在危害的危险等级，提出将危害减小至最低水平的措施，以及减少或控制危害进一步扩大的行动方案[1][2]。

1 概述

发电厂电气系统由各种电气设备组成，这些设备在设计、制造、运输、安装、调试、运行及维护过程中存在诸多不确定因素，从而导致发电厂电气系统存在多种安全问题。这些安全问题如果处理不好，将影响电力生产运行，进而导致经济损失，甚至造成人员伤亡。应用HAZOP分析方法对发电厂电气系统的危险及可操作性进行分析和评估，提出合理化建议，将大大减少发电厂电气系统的安全隐患。因此，HAZOP分析方法在电力系统安全分析领域的应用将越来越广泛。

2 HAZOP分析方法

2.1 HAZOP分析节点的划分

HAZOP分析以P&ID图为基础，将分析对象划分为若干个“节点”，如有需要，还可参考总布置图、逻辑图等。“节点”的划分旨在将整个研究对象科学合理地分成若干个小系统，有利于HAZOP引导词在各节点分析时的应用，避免分析对象过于庞大复杂，影响分析效果。例如，对发电厂电气系统进行HAZOP分析时，可将整个电气系统分为：低压辅助变压器系统、高厂变系统、主变压器系统、母线系统、发电机系统、发电机励磁系统、同期系统、保安电源系統、发电机氢油水系统、事故照明系统、厂用电切换系统、UPS系统、直流系统、全厂保护系统、故障录波系统、微机监控系统、网控系统、计费表系统、黑启动柴油机和应急柴油机系统等。

2.2 定义当前节点要考虑的参数

常用的参数包括但不限于：流量、温度、压力、电压、电流、成分、液位、腐蚀、火灾、爆炸等。根据HAZOP分析对象不同，选取不同的参数。

2.3 定义偏差

偏差是由引导词和参数组合而成的。常用的引导词有：空白、过量、减量、伴随、相逆、异常等。将这些引导词与各个参数搭配，构成偏差。然而，并不是每个引导词与参数组合而成的偏差都有实际意义，例如电压伴随等。所以，在HAZOP分析过程中，根据所分析的对象不同，可以只关注有实际意义的偏差。

2.4 分析及报告

针对定义的每一个偏差，按图1所示流程进行分析。

分析结果以表格的形式记录在案，对若干个“节点”的所有偏差进行分析后，该系统的HAZOP分析结束。

3 HAZOP分析在发电机系统中的应用

应用HAZOP分析方法对巴基斯坦百路凯1223MW联合循环电站发电机系统进行安全分析，以具体阐述HAZOP分析方法在电力系统安全分析中的应用。该分析的侧重点是发电机系统运行过程中的具体参数，分析的基本过程就是以引导词为引导，对运行过程中各参数的变化（即偏差）加以确定，找出发电机系统及运行过程中存在的危害，分析其产生的原因，确认已采取的措施，必要时提出合理化建议。

3.1 根据系统图划分节点

按照系统功能，可将发电机作为一个节点进行HAZOP分析。

3.2 定义发电机HAZOP分析的参数

根据发电机系统运行的实际情况，选取三相电流、定子电压、频率、发电机振动、发电机火灾等参数作为偏差。

3.3 定义偏差

将选定的参数与各常用引导词搭配，构成有实际意义的偏差。如：三相电流不平衡/短路，定子电压高/低，频率高/低，振动异常，发电机着火。

3.4 形成HAZOP分析表

部分分析结果见表1。

4 结束语

HAZOP开放式的讨论模式及最终形成的HAZOP分析结果，为设计人员提供了设计改进指导，该指导充分考虑了生产企业的要求及系统运行和维护过程中的潜在问题和危险。HAZOP的执行使得安全问题在设计过程中就已经被充分考虑在内，并成为设计工作的组成部分，为设计、调试和运行阶段的安全考量提供了可遵循的轨迹。

参考文献：

[1]秦彦磊，陆愈实，王娟.系统安全分析方法的比较研究[J].中国安全生产科学技术，2006，2（3）：64-67.

[2]吴宗之，高进东，魏利军.危险评价方法及其应用[M].冶金工业出版社，2001.

[3]王建楠，纪林，汤洋.HAZOP分析在火电厂石灰石处理系统中的应用[J].科技创新与应用，2016（29）：150.endprint