蘇茂輝，王 策

（山東鑫安消防安全工程有限公司，山東 濱州 256600）

引言

我國(guó)是化工行業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，化工行業(yè)占據(jù)著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要作用，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技進(jìn)步具有重要的促進(jìn)作用，但是同時(shí)也帶來(lái)嚴(yán)重的安全和環(huán)保問(wèn)題，破壞和諧的社會(huì)環(huán)境。通過(guò)統(tǒng)計(jì)2016年～2021 年近五年我國(guó)化工事故數(shù)據(jù)信息，可以得到近五年我國(guó)化工事故起數(shù)和死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)圖，如圖1 所示[1-3]。雖然近幾年我國(guó)的化工事故呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢(shì)，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大的差距，平均維持在每年100 多起的水平。從逐年降低的事故起數(shù)和死亡人數(shù)數(shù)據(jù)可以反映出國(guó)家對(duì)化工安全生產(chǎn)的重視程度逐漸增大，安全管理的理念和安全意識(shí)也在逐年提高。

圖1 2016—2021 年全國(guó)化工事故起數(shù)和死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)

為進(jìn)一步分析我國(guó)化工事故特征，對(duì)2018 年當(dāng)年的事故死亡人數(shù)分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到如圖2 所示，從圖2 可以看出我國(guó)的化工安全事故多以中毒和窒息、火災(zāi)爆炸、高處墜落事故為主，占到當(dāng)年化工事故死亡人數(shù)的66%[4-5]。我國(guó)每年因化工事故造成的死亡人數(shù)維持在150 以上的水平，也反映出我國(guó)當(dāng)前的化工事故死亡人數(shù)仍較為嚴(yán)重?；な鹿仕斐傻牡乃劳鋈藬?shù)呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢(shì)，表明我國(guó)的化工從事者的安全意識(shí)和管理水平將之前有所提高，但是安全形勢(shì)仍不容樂(lè)觀。隨著化工行業(yè)的規(guī)?；?、信息化、自動(dòng)化和集團(tuán)化等發(fā)展，化工的產(chǎn)品和機(jī)械也越來(lái)越復(fù)雜，一旦發(fā)生安全事故，所造成的化工行業(yè)的整體危害性和后果更為嚴(yán)重。因此需要不斷增強(qiáng)隱患問(wèn)題的辨識(shí)和分析能力，加強(qiáng)對(duì)事故的預(yù)防和管控能力。

圖2 2018 年全國(guó)事故死亡人數(shù)分布統(tǒng)計(jì)圖

1 HAZOP 評(píng)估分析簡(jiǎn)介

HAZOP 分析評(píng)估是一種廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工、石油化工、醫(yī)藥、機(jī)械制造等各個(gè)行業(yè)的危險(xiǎn)分析、評(píng)估的方法，它采用頭腦風(fēng)暴的方式發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)裝置中可能存在的各種事故隱患、聯(lián)鎖操作和管理流程中的問(wèn)題[6]。其分析流程如下頁(yè)圖3 所示[7]。

圖3 HAZOP 分析流程圖

HAZOP 分析方法是當(dāng)前國(guó)際上危險(xiǎn)與可操作性評(píng)估中常用的方法，也是檢驗(yàn)生產(chǎn)裝置系統(tǒng)性和完備性較好的分析方法，被石油化工、醫(yī)藥和軍工生產(chǎn)等各行各業(yè)所廣泛使用，我國(guó)也通過(guò)立法的方式對(duì)涉及“兩重點(diǎn)一重大”的化工項(xiàng)目進(jìn)行強(qiáng)制的HAZOP 定期評(píng)估進(jìn)行規(guī)定[8]。HAZOP 分析方法在有害因素風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方面有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，一是可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)裝置的工藝異常狀況進(jìn)行全面的辨識(shí)分析，也可以從某一局面生產(chǎn)工藝的角度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)；二是不僅可以辨識(shí)出生產(chǎn)工藝故障和潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，還可有針對(duì)性地制定預(yù)防措施，防止異常狀況和安全事故的發(fā)生。

2 HAZOP 分析技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

2.1 HAZOP 分析和故障診斷的關(guān)系

HAZOP 分析主要是針對(duì)化工工藝參數(shù)偏差開(kāi)展的頭腦風(fēng)暴風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，與故障的定義“化工過(guò)程中操作參數(shù)或工藝變量出現(xiàn)人為不可接受的偏差”具有相似的地方，都是針對(duì)化工過(guò)程的偏差分析[9]。于是專(zhuān)家就采用符號(hào)有向圖（SDG）將HAZOP 分析和故障診斷進(jìn)行結(jié)合[10]。SDG 模型在實(shí)際應(yīng)用中存在建模困難的問(wèn)題，不能推導(dǎo)出全面的偏差原因、偏差結(jié)果，并且存在在線故障診斷過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜條件下可能導(dǎo)致推理速度受限，雖然SDG 模型進(jìn)行HAZOP 分析中存在諸多的問(wèn)題，但是對(duì)偏差風(fēng)險(xiǎn)分析具有一定的啟發(fā)意義。

2.2 HAZOP 分析在精細(xì)化工裝置的應(yīng)用

1）分析系統(tǒng)中同工藝生產(chǎn)裝置。HAZOP 分析在精細(xì)化工生產(chǎn)裝置的使用、生產(chǎn)、維護(hù)和保養(yǎng)等不同的時(shí)期，可以全面辨識(shí)分析出系統(tǒng)存在的缺陷。為了保證HAZOP 分析可以順利進(jìn)行，把系統(tǒng)中的某個(gè)工藝流程和管道作為研究對(duì)象。對(duì)多套生產(chǎn)裝置若采用的管道、儀表系統(tǒng)、設(shè)施和工藝參數(shù)等都沒(méi)有較大的差異，其生產(chǎn)所有的原料、中間品和產(chǎn)品等基本相同，可以對(duì)這幾套裝置同時(shí)作為研究對(duì)象進(jìn)行HAZOP 分析評(píng)估。

2）客觀科學(xué)的分析節(jié)點(diǎn)。精細(xì)化工生產(chǎn)裝置一般為采用間歇式反應(yīng)，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行科學(xué)、客觀的劃分分析節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)主要為生產(chǎn)的主要設(shè)備、儀表和管線。

3）精準(zhǔn)確定偏差。在分析階段采用有、無(wú)、高、底等引導(dǎo)詞結(jié)合工藝參數(shù)對(duì)偏差進(jìn)行分析研究，結(jié)合溫度、壓力、流速和操作流程等工藝參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合化工生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況，結(jié)合管理人員的頭腦風(fēng)暴的方式進(jìn)行討論分析，用引導(dǎo)詞作為導(dǎo)向來(lái)確定偏差分析。

4）進(jìn)行偏差原因分析。因化工生產(chǎn)所涉及的原料、中間品和產(chǎn)品都涉及到危化品具有較高的危險(xiǎn)性，工藝偏差、誤操作和管理流程偏差都會(huì)發(fā)生安全事故和故障，都需要高度重視，也應(yīng)作為危害控制評(píng)價(jià)分析的重要依據(jù)。

5）偏差導(dǎo)致的結(jié)果和風(fēng)險(xiǎn)分析。精細(xì)化工對(duì)反應(yīng)的溫度、壓力和流速等都有較高的特定要求，裝置工藝所涉及的儀表、聯(lián)鎖等較多，其工藝所涉及的偏差也較多，所帶來(lái)的衍生風(fēng)險(xiǎn)隱患也較多，需要進(jìn)行詳細(xì)的偏差分析，排查出生產(chǎn)過(guò)程中存在的各種安全隱患問(wèn)題，把安全風(fēng)險(xiǎn)降低和控制在可接受的程度。一旦化工物料發(fā)生泄漏就會(huì)對(duì)社會(huì)造成惡劣的影響，如果對(duì)生產(chǎn)裝置和設(shè)備性能產(chǎn)生影響，也會(huì)造成生產(chǎn)裝置的停車(chē)，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和性能產(chǎn)生影響，不利于企業(yè)對(duì)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)成本的控制。

3 HAZOP 分析應(yīng)用案例

常減壓裝置是化工行業(yè)常用的典型裝置設(shè)備，其HAZOP 分析劃分的節(jié)點(diǎn)如表1 所示。原油進(jìn)入電脫鹽罐前進(jìn)行換熱，為電脫鹽系統(tǒng)原油進(jìn)料提供相應(yīng)的進(jìn)料無(wú)/少流量和多流量的偏差進(jìn)行HAZOP 分析評(píng)估的結(jié)果具體如162 頁(yè)表2 所示。

表1 HAZOP 分析劃分的節(jié)點(diǎn)

表2 精餾塔液位高偏差的HAZOP 分析統(tǒng)計(jì)表

4 工藝危害與控制技術(shù)分析

為了進(jìn)一步提高精細(xì)化工的本質(zhì)安全，對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程的溫度、壓力和操作流程都要進(jìn)行精準(zhǔn)化的控制，進(jìn)一步提高生產(chǎn)的智能化、自動(dòng)化和機(jī)械化，對(duì)精細(xì)化工的生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和過(guò)程控制，降低生產(chǎn)工藝的危害，通過(guò)自動(dòng)化控制將工藝風(fēng)險(xiǎn)和危害控制在安全風(fēng)險(xiǎn)可接受的范圍。增加生產(chǎn)過(guò)程的本質(zhì)安全和安全預(yù)防措施，過(guò)程安全的保護(hù)等級(jí)要求高于過(guò)程系統(tǒng)，精細(xì)化工裝置的設(shè)計(jì)單位必須于具有甲級(jí)化工設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)化工工藝的系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)提出合理化的建議和要求，明確化工設(shè)計(jì)的意圖。結(jié)合化工生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)和工藝危害特點(diǎn)，合理和科學(xué)地設(shè)計(jì)工藝參數(shù)和系統(tǒng)控制回路，從安全的角度出發(fā)設(shè)計(jì)出安全冗余。