输油站场HAZOP分析原理与应用研究

马国立

摘      要： HAZOP（Hazard and Operability Analysis，危险与可操作性分析）在20世纪70年代由ICI公司提出，将其用于对站场的设备和操作流程及已有的方案进行全面分析，或用来拟定新的工作方案，由于其全面性及客观性，如今在各类生产工艺过程中被广泛应用。在可操作性问题上，它提供了检查问题及解决问题的全面系统的方法，并且可以在检查可操作性的问题过程中判断工艺流程和工艺设备的风险等级，它的原理是在由各专业人员组成分析组，在研讨会上分析工艺图纸和操作流程，按规定系统全面的分析各个生产节点，讨论其偏差可能带来的危害及解决办法。通过这项技术，可以系统有序的列出成品油站场的潜在危害并对其进行风险评估，站场运营公司根据该报告中的建议措施对站场中存在的高风险偏差进行了控制，有效地减小了站场运营风险和发生灾害的可能性;在对事故后果进行量化过程中，利用模糊综合评价法提高完善分析结果，同时结合风险评价矩阵，提高了HAZOP分析的准确性和真实性。

关  键  词：HAZOP分析;偏差;模糊综合评价法;量化

中图分类号：X913.4       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）09-2071-05

Abstract： The HAZOP （Hazard and Operability Analysis） method was proposed by ICI in the early 1970s，and it is now widely used in comprehensive analysis of equipments and operating procedures or developing a new work programme. It is also valuable for checking and solving operability issues， and identifying potential hazards in the process unit. Its essence is to analyze process drawings and operating procedures through a series of meetings. The analysis team consisting of various professionals can systematically study each analysis node in a prescribed manner and analyze the hazards and operability problems that may be caused by the deviation. Using this technology， the hazard identification and risk assessment of a certain oil product station was carried out. The station operation company controlled the high risk deviation existing in the station according to the recommended measures in the report， which effectively reduced the risk of station operation and the possibility of disasters. Meanwhile， the fuzzy comprehensive evaluation method combined with the risk evaluation matrix was used to quantify the accident consequences， which improved the accuracy and authenticity of HAZOP analysis.

Key words： HAZOP analysis; Deviation; Fuzzy comprehensive evaluation method; Quantification

HAZOP分析方法是20世紀70年代由英国帝国化学工业公司提出来的一套危害分析方法，它以引导词为主体，对检查工艺流程的安全性和风险评估有重要作用[1]。HAZOP分析主要是由工厂各类专业人员组成分析团队，由一系列系统的会议详细探讨系统的过程和操作规范，分析流程中出现的偏差以及这些偏差的安全性，是否会导致危险后果，它列举出引起偏差的原因、偏差产生的潜在后果、以及适用于这些偏差和后果的安全预防措施，当分析组得出这些偏差的安全性结论后，对不完善的地方提出相应的改进办法[2]。

HAZOP的主体是“引导词分析”，即仔细寻找工艺过程中与设计意图的偏差[3]。为了便于结果的分析和讨论，分析人员通常先可以将系统划分，逐个标记，得到为多个节点，同时定义每个节点的设计意图。所选节点的大小取决于系统的复杂程度和危险的严重程度[4]。因为有多种组合可以实现分析目标，故在某种程度上来看，分析要素的选择是由主观决定的[5]。此外，元素的选择还可以取决于特定的应用。元件可以是程序中的离散步骤或阶段，或控制系统中的单个信号和设备组件，也可以是工艺或电子系统中的设备或零件等[6]。

本文采用HAZOP分析方法对某输油站场进行了危害识别和风险评估，重点分析了站场中罐区外输流程、收球流程、发球流程和计量流程，总结出了上述流程中可能存在偏差的原因、后果及其对应的高、中、低风险值，预计可减少站内运行期间发生危险灾害的可能性，确保站场安全稳定运行。同时，将模糊综合评价方法与风险评估矩阵相结合，量化事故后果，并采用专家打分法实现量化，最终将HAZOP报告从定性报告改进为定量报告，提高了HAZOP分析的准确性和真实性。

（3）其双向推理机制虽然可以找出所有系统危险传播路径，但并非每条都会真实发生，这会产生庞大的HAZOP分析结果，较难制定合适的安全措施与预警方案。

模糊综合评价法的评估过程是：评估对象是一个集合体，它由许多单一因素的评价值的权重分配计算得来。首先根据他们的评估等级求出逐级的隶属程度，在按加权法计算目标值的模糊矩阵后，得到目标的模糊集合的定量解[18]。

评价步骤：

（1）确定因素集U={u1，u2，…，un}

（2）确定评判集V={v1，v2，…，vm}

（3）确定模糊关系矩阵R=（rij）n×m

（4）评判因素权向量的确定A=（a1，a2，…，an），A是权向量，在因素模糊集合U中，A的含义为各元素与评价目标之间的隶属关系，其权重值由各元素的评估等级分配;

（5）应用合成算法，将权向量A与模糊关系矩阵R合成得到B=（b1，b2，…，bn）;

（6）对模糊综合评价结果B进行处理分析（按加权平均原则处理）。

构造出判断矩阵后，还需检验其是否是一致性矩阵。因为实际工程的复杂性和工作人员认识上的误差，可能会导致与一致性的偏离过大，使判断结果出错。检验公式为：

为提高判断结果的准确性，本文参照廖思超[19]选取专家的标准来建立分析团队。采用AHP层次分析法进行估计，来确定专家权重。各专家的特点如表4-5。

为根据各专家的分析能力确定其不同的权重，建立判断矩阵（本文不一一列出， 详见参考文献[19]表3.11-3.15），经分析得到专家影响权重的层次总排序见表3-3。结果表明，专家1的总权重最大，专家4的总权重最小。

利用模糊综合评价法结合风险评价矩阵对事故后果进行量化，并采用专家打分法实现量化，最终将定性的HAZOP报告改进成定量的HAZOP报告，提高了HAZOP分析的准确性和真实性，当系统存在多个节点偏差时，也能增强其安全决策的合理性。

4  结 论

经实践可得，输油气站场以及化工流程的工艺安全分析均可用HAZOP方法分析，一方面显著提高站场工作人员的操作水平，另一方面可以分析出工艺装置中潜在风险，根据危险性判断潜在后果及其对系统可能造成的危害，并根据分析结果进行进一步的定量风险评估。通过HAZOP分析，能明确装置的工艺及设备中存在的危险及采取的相应的安全措施。由此可见，HAZOP分析是工艺过程中安全保障的有效方法，并已在世界范围内得到了认可。

本文以某成品油输油站场为例，列举了其中油品经泵加压外输这一节点的分析记录报告，表明了通过HAZOP分析过程，研究总结其所有偏差的原因后果及相应的风险值，可以使站场工作人员对操作设备有更清晰的认知，减少日后工作中可能出现的因工作人员操作问题导致的风险，更深刻认识节点的各个偏差导致的后果，对及时采取安全措施，确保站内装置的平稳高效的运行。

最后针对传统HAZOP分析报告只能定性描述偏差的问题，通过模糊综合评价法，量化了HAZOP分析事故后果，将HAZOP报告改进成定量报告，增进了HAZOP分析结果的精准性和说服力，同时增强了决策的合理性。

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