HAZOP分析方法在化工项目应用中的探讨

杨 洋

（中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，山东临淄 255400）

危险与可操作性研究（HAZOP）是一种用于辨识工艺危害、操作性可行性问题的定性分析方法，以安全工程为基础、关键词为引导，找出过程工况的偏差，分析偏差的原因，了解潜在事故后果，给出具有建设性的意见。通过危险工况演绎，了解潜在危险发生的原因以及带来的后果，提高对事故预防和控制的能力，消除工艺过程的危害因素，并且有效降低事故发生的概率。

1 HAZOP分析方法概述

1.1 方法介绍

危险与可操作性分析方法，简称HAZOP，其是通过对施工作业中工艺偏差情况的分析，明确施工工艺中潜在危险的一种系统方法。HAZOP作为一种过程危险性分析方法，其实际分析中不会受到工艺装置本身的影响，例如装置类型和规模等，可以直接根据实际需求在工艺应用的各个阶段（研发、设计、运行）进行分析应用，以达到控制和消除工艺潜在危险目的。HAZOP分析法的发展历程如下：其最早诞生于英国，于20世纪60年代在帝国蒙德化学公司（ICI）新建苯酚工厂得到首次实践应用，80年代初在英国工程师协会培训课上被命名为“HAZOP”，即危险与可操作性分析方法，而后的几十年时间在世界范围内得到推广应用。对于我国而言，引进该分析方法的时间并不长，但是在化工等领域应用中起到了十分理想的作用效果。

1.2 原理分析

HAZOP分析作为一种用于识别设计缺陷、辨别工艺潜在危险的定性或定量分析全过程危险的评估方法，实际当中需要先组建经验丰富的分析团队，具体涵盖多个学科内容，即工艺、安全、设备、电气等，然后根据相关数据资料确定工程关键性节点，从节点出发进行相关工艺参数的偏差分析，此过程需要对设备、工艺等的全过程进行逐一的检测和排查，然后对工艺出现的偏差进行动态化分析，明确偏差出现的主要原因，同时预测后续可能存在的安全风险隐患，并制定规避的措施和方案，将事故危险扼杀在萌芽阶段。

2 HAZOP分析方法在化工项目应用的意义

当前HAZOP分析方法在化工生产领域应用最为广泛，由于化工生产过程中涉及多种易燃易爆物品，且工艺操作危险性较高，一旦人员风险识别不到位，必将引起严重的安全事故。而在化工生产过程中应用HAZOP分析方法，可以系统化地识别和分析作业生产中可能存在的一些潜在风险隐患，同时制定有效的应对措施，从源头进行风险的控制和管理，同时对于提升工作人员的安全管理意识也有一定的帮助，促进了化工生产企业的健康有效发展。

3 HAZOP分析方法在化工项目中的应用

3.1 常见的化工项目应用分析

3.1.1 在天然气接收站中的应用

对于某天然气接收站而言，其实际作业中存在低温、高压以及易燃易爆等危险因素，应用HAZOP分析方法时，以天然气储罐作为节点，并且选择低压和操作问题作为分析引导词。分析结果显示，造成天然气储罐低压与设置定值产生偏差的主要原因是BOG压缩机或低压输送泵的停车、大气压升高以及DCS压力控制阀失效等，由于参数的偏差可能造成天然气储罐破裂损坏等严重后果，风险等级为Ⅲ级。针对这一分析偏差问题，需要做好以下改进措施：

（1）相关人员需要合理设置DCS压力控制系统，确保在低压状态实现报警操作；

（2）在面临DCS压力阀失效时，需要人员立即打开旁路手动阀，以规避风险隐患。而对于旁路手动阀，采购环节需要严格对其质量和安全等级相关参数进行评估，确保后续应用的可靠性；

（3）低压输送泵出口控制阀故障造成的停车问题，由于天然气储罐没有备用泵，使得天然气接收站输送能力大大降低，风险等级评估为Ⅱ级。为了规避这一风险，需要配置天然气储罐低压泵两台，一台使用另一台备用，同时相关人员要做好定期的检查工作，确保输送泵的运行稳定性。

3.1.2 在常压加热炉中的应用

以某化工企业常减压装置中常压加热炉出口温度作为HAZOP分析的节点进行出口温度偏差参数的分析，结果显示造成常压加热炉出口温度过高的原因有以下几点：

（1）常压加热炉底部油流量较低，导致出口温度出现过高的问题；

（2）燃料气分液储液位置偏高，导致排液不及时；

（3）炉前燃料气压力控制回路存在故障问题，导致温度出现偏差。由于常压加热炉出口温度过高，可能造成严重的后果，例如各类产品质量出现问题、作业中出现回火造成闪爆以及装置停车等，对于这些事故后果的规避措施如下：

一是在常压加热炉进口位置设置报警装置，确保温度出现偏差的第一时间进行调整，避免温度出现过高的偏差；

二是在加热炉各控制回路中设置限位装置；

三是在燃料气压力控制阀的阀位指示中引入DCS系统进行实时监控。

3.1.3 在精馏塔中的应用

以某萃取精馏塔为例，应用HAZOP分析方法，分析和识别操作中存在的危险因素，并提供规避对策。该萃取精馏塔中主进料是甲基环己烷和甲苯，夹带剂是苯酚。在对操作中各类状态参数进行分析后，以相对容易出现安全问题的塔内压力参数作为此次分析的节点，随着时间的延长，塔顶冷凝液流动速率逐渐降低，安全阀出现失效状态，出现塔内压力高于操作压力的偏差，此偏差会造成严重的后果，即产品产量和质量大幅降低、塔内破裂甚至爆炸、回流釜储液消耗殆尽等，对于问题的规避措施如下：

（1）在装置合适位置布设压力检测和报警装置，实时监督塔内压力情况；

（2）设置紧急停车系统，减少压力值偏差所造成的影响；

（3）对安全阀进行定期检查和维护，避免失效问题的发生。

3.2 应用实践

3.2.1 项目概况

本次研究主要应用HAZOP分析了方法系统分析乙烷接卸设施项目的运行风险，有效识别工艺中存在的潜在问题和风险，通过对风险的评估，提出后续的改进措施，形成健全完善的装置工艺过程危险性分析资料，为后续规范工艺操作流程、加强员工技能培训以及工艺隐患控制等提供有效指导。在确保安全可靠的前提下，有效提升乙烷接卸设施项目的安全水平，保障装置安全运行。

3.2.2 HAZOP分析过程

本次应用HAZOP分析中，针对乙烷接卸工艺流程，共划分节点4个，分析偏离253个，分析剧情133条，其中低风险剧情12条，占总数9%，一般风险剧情6条，占总数5%，较大风险剧情113条，占总数85%，重大风险剧情2条，占总数1%。存在的主要风险如下：

（1）控制回路故障，导致阀门关小，乙烷冷凝器冷凝效果差，乙烷缓冲罐的温度过高，汽化量大，乙烷缓冲罐的压力过多，超过设计压力，导致乙烷缓冲罐薄弱环节泄漏，遇火源发生着火爆炸等；

（2）外部发生火灾，乙烷储罐的温度过高，导致自身压力增加，最终出现破裂的问题，一旦遇到明火会发生爆炸事故。

3.2.3 建议措施

（1）在气相乙烷补压管线新增加压力指示，并在管线上增加切断阀，两者构成联锁回路，当气相乙烷补压管线压力高时可以切断；

（2）将乙烷储罐消防喷淋水管线阀门由地下改为地上，避免阀门腐蚀，不能正常工作；

（3）增加甲醇储罐温度指示低报警，并在操作规程中规定报警后安全处理方法；

（4）在乙烷槽车尾部增加操作人员逃生通道，以便发生危险时，操作人员可以及时逃生；

（5）在乙烷储罐消防水管线上增加现场压力表，便于监控消防喷淋水管线压力。

4 结束语

综上所述，在化工生产项目中应用HAZOP分析方法，可以对作业工艺中可能存在的潜在风险进行分析和识别，掌握参数出现偏差的原因，并以此为参考制定行之有效的应对措施和方案，避免后续安全事故的发生，有效提升化工企业应对风险的能力，从而促进其健康有序发展。