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如何進(jìn)行高質(zhì)量危險與可操作性(HAZOP)分析技巧(七) - 完成節(jié)點(diǎn)的HAZOP分析

Samex Samoretting

當(dāng)HAZOP分析小組有了明確的目標(biāo)和范圍,確認(rèn)了風(fēng)險可接受標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)庫組織也已經(jīng)完成,初步完成了節(jié)點(diǎn)劃分,而且HAZOP分析小組成員已經(jīng)到位,HAZOP準(zhǔn)備階段就完成了。接下去就是HAZOP分析階段,即對每一個HAZOP節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析。本節(jié)內(nèi)容主要討論如何有效如何完成一個節(jié)點(diǎn)的HAZOP分析。

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首先需要完成節(jié)點(diǎn)描述

組長確定要分析的HAZOP節(jié)點(diǎn)后,確保每一個小組成員清楚了解要進(jìn)行HAZOP分析節(jié)點(diǎn)的范圍,這樣可以幫助小組成員將注意力集中在所分析的節(jié)點(diǎn)內(nèi)。以第六章提到的工藝流程的圖三第2節(jié)點(diǎn)為例,研究節(jié)點(diǎn)可以按照如下方式描述:從緊急切斷閥SDV-01到泵P—01,包括儲罐T-01,含PCV-01的氮封管線和PSV-01以及出口管線。節(jié)點(diǎn)描述特別要注意確認(rèn)該節(jié)點(diǎn)的分析范圍是否包括氮封系統(tǒng)和安全閥出口管線,因?yàn)樗鼈兺耆梢允橇硪粋€節(jié)點(diǎn)的研究范圍。

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然后,確定該節(jié)點(diǎn)的設(shè)計基礎(chǔ)或者操作意圖

這一點(diǎn)我們在第五章里面特別強(qiáng)調(diào)過,沒有設(shè)計或操作意圖,就無法識別偏差,當(dāng)然也無法確定后果,自然是無法進(jìn)行風(fēng)險分級,更不能確定工藝的風(fēng)險是否受控。設(shè)計基礎(chǔ)或者操作意圖通常通過設(shè)計工程師或者工藝工程師來確任。節(jié)點(diǎn)2在設(shè)計基礎(chǔ)或者操作意圖方面需要確認(rèn)的內(nèi)容包括,但不僅限于以下內(nèi)容:
a)   物料A的輸送頻率、以及物料A輸送進(jìn)入儲罐T-01的流量、溫度和壓力(很可能已經(jīng)在節(jié)點(diǎn)1里面已經(jīng)討論過);
b)   儲罐T-01的正常儲量、儲存溫度、壓力和設(shè)計參數(shù)(設(shè)計容量、設(shè)計溫度和壓力等)和儲罐的液位控制模式確認(rèn);
c)   泵P-01的正常操作參數(shù)和設(shè)計參數(shù) (供應(yīng)能力、啟動模式等)。如果組長決定將P-01的分析在節(jié)點(diǎn)3或者節(jié)點(diǎn)4 討論,也是完全可以的;
d)   氮封系統(tǒng)的參數(shù),氮?dú)夤?yīng)壓力,PCV-01的設(shè)定值,失效開或關(guān)的模式,正常氮?dú)夤?yīng)量等;以及

e)   安全閥的數(shù)據(jù),包括設(shè)計的釋放情景,最大釋放量,進(jìn)出口尺寸,釋放位置等。

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之后,HAZOP組長需要和小組簡要討論一些該節(jié)點(diǎn)可能存在的主要危險

工藝的危險性取決于處理物料的性質(zhì),如易燃性、毒性和反應(yīng)性,如果節(jié)點(diǎn)內(nèi)存在化學(xué)反應(yīng),則需要討論化學(xué)反應(yīng)過程,反應(yīng)放熱量或吸熱量,釋放氣體的量和釋放速度,反應(yīng)產(chǎn)物和副反應(yīng)等,如果是固體物料,則是粒徑分布、最小點(diǎn)火能量等。只有HAZOP分析小組整體討論工藝設(shè)計和運(yùn)行的危險性,才能將討論的重點(diǎn)放在風(fēng)險大的失效事件上。

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最后,HAZOP小組可以使用引導(dǎo)詞進(jìn)行該節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)HAZOP分析

通常有兩種做法,其中的一種是根據(jù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的主要的事故情景,如火災(zāi)、爆炸、毒性氣體泄漏造成的廠內(nèi)和/或廠外影響,識別發(fā)生的原因,并記錄在HAZOP分析表格內(nèi)。這樣做法的好處是速度快,壞處是對HAZOP秘書的要求相當(dāng)高,記錄員需要上下來回移動記錄表格,將相應(yīng)的討論記錄在適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)詞下。因?yàn)?,并不是所有的HAZOP小組成員能夠同時集中注意在同一類的事故中,也不是所有的偏離狀態(tài)會導(dǎo)致同樣的事故后果。這種HAZOP分析方法類似于頭腦風(fēng)暴,邏輯性差,容易導(dǎo)致遺漏。

另一種典型的做法是按照引導(dǎo)詞按順序分析。最適合開始的引導(dǎo)詞就是“沒有+流量”了。以上述提到的節(jié)點(diǎn)2為例,“沒有流量”可能的偏差原因有:

1.1.SDV-01失效關(guān)閉

1.2.SDV-01閥門所在的管線堵塞(根據(jù)工藝情況可能是低流量)

1.3.LCV-01失效關(guān)閉

1.4.LCV-01卡在關(guān)的位置

1.5.PCV-01失效關(guān)閉

1.6.PCV-01卡在關(guān)的位置

1.7.P-01跳停

1.8.管線泄漏

1.9.維修后導(dǎo)淋閥忘記關(guān)閉

需要提醒注意的是偏差原因的編號方式,第一個1為引導(dǎo)詞編號,后續(xù)的1到9為該引導(dǎo)詞下識別出的偏差的順序號,為描述方便,此處省略了前面的節(jié)點(diǎn)編號2,如果使用商用HAZOP軟件的化,這些編號可以自動產(chǎn)生。另外,上一章《如何劃分節(jié)點(diǎn)》中曾經(jīng)提到,節(jié)點(diǎn)之間的分割設(shè)備,如閥門SDV-01只需要分析一次,如果“1.1.SDV-01失效關(guān)閉”的偏差已經(jīng)在第1個節(jié)點(diǎn)里面已經(jīng)討論過,在節(jié)點(diǎn)2中直接提及節(jié)點(diǎn)1的分析即可。否則,可以在本節(jié)點(diǎn)內(nèi)詳細(xì)討論。

當(dāng)所有的偏差都識別出來后,HAZOP小組可以回到第一個偏差,

  • 識別可能的最嚴(yán)重后果;

  • 識別現(xiàn)有的保護(hù)措施(注意這些保護(hù)措施必須是已經(jīng)安裝并已經(jīng)執(zhí)行的,否則需要作為建議或者改進(jìn)行動項(xiàng)記錄);

  • 評估其風(fēng)險,根據(jù)第二章建立的風(fēng)險可接受標(biāo)準(zhǔn)/風(fēng)險矩陣。先確定后果的嚴(yán)重程度指數(shù),再確定頻率指數(shù),而后根據(jù)矩陣確定殘余風(fēng)險是否可以接受;

  • 如果風(fēng)險不能接受,提出改進(jìn)措施(HAZOP建議只有在需要的時候才提出)?;蛘呷绻枰M(jìn)一步使用其它工具或者更復(fù)查的方法進(jìn)行研究,具體描述進(jìn)一步研究的方案。

這樣的分析方法是先列出所有失效情景(偏離的原因),在逐一分析后果比較有條理,而且一旦失效情景識別出來,HAZOP小組必須進(jìn)行分析,可以避免因?yàn)闀r間或其它的壓力情況下,分析小組遺漏一些情景。當(dāng)該引導(dǎo)詞下所有的情景分析完成后,小組可以進(jìn)行下一個引導(dǎo)詞的討論,一直完成所有的引導(dǎo)詞討論,所有的討論內(nèi)容可以記錄使用下面的記錄樣表中。

HAZOP分析記錄樣表
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需要特別指出的是,上述識別的失效情景1.1,1.2 和1.7直接的后果是失去流量,和物料輸送有關(guān),也和引導(dǎo)詞“沒有+流量”很貼切,而情景1.3和1.4,失去進(jìn)泵P-01流量的同時,影響儲罐T-01的液位,情景1.5和1.6,失去氮?dú)獾那闆r下,導(dǎo)致儲罐T-01的壓力低。所以情景1.3和1.4可以在“高+液位”的引導(dǎo)詞下討論,而情景1.5和1.6可以在“低+壓力”引導(dǎo)詞下討論,這樣是完全可以的,避免所有失效的情景都在“沒有+流量”引導(dǎo)詞下討論。具體做法上,HAZOP組長有權(quán)利決定記錄的位置,重要的是,HAZOP組長必須在所有的節(jié)點(diǎn)的討論中保持一致。同樣的,對失效情景1.8和1.9也是如此。

從上述的討論可以看到,一個工藝的HAZOP分析過程中,在節(jié)點(diǎn)內(nèi)或者不同的節(jié)點(diǎn)之間,工藝參數(shù)的偏離(失效情景)造成的后果,如流量、溫度、壓力、液位等是相互關(guān)聯(lián)的,流量的變化導(dǎo)致的是液位或者壓力的變化,溫度的變化會導(dǎo)致壓力或者流量的偏離等,而且這個影響不一定在所討論的節(jié)點(diǎn)內(nèi),可能涉及到整個工藝。HAZOP組長必須具備系統(tǒng)化思維的能力,才能幫助提高HAZOP分析的效率。以下列舉了三個例子:

a)  SDV-01失效關(guān)閉,節(jié)點(diǎn)2內(nèi)可能導(dǎo)致儲罐T-01液位低,而節(jié)點(diǎn)1導(dǎo)致的結(jié)果是廠外輸送泵死打?qū)е驴赡艿某瑝海ńM長需要有意識地確認(rèn)這一點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)1地分析中已經(jīng)討論了)。
b)  PCV-01失效關(guān)閉在節(jié)點(diǎn)2內(nèi)導(dǎo)致可能的儲罐T-01內(nèi)真空,儲罐失效,不僅導(dǎo)致物料泄漏,而且可能導(dǎo)致廠外物料被迫中斷(節(jié)點(diǎn)1)或下游裝車(節(jié)點(diǎn)3)和用戶使用供應(yīng)的中斷(節(jié)點(diǎn)4)

c)  LCV-01失效關(guān)閉,可以導(dǎo)致儲罐T-01高液位發(fā)生溢流,也可能導(dǎo)致泵P-01進(jìn)口沒有流量發(fā)生汽蝕,密封泄漏,同時導(dǎo)致或下游裝車(節(jié)點(diǎn)3)和用戶使用供應(yīng)的中斷(節(jié)點(diǎn)4)

圖片

總之,具體節(jié)點(diǎn)的HAZOP分析,可以根據(jù)以下四部曲完成:

a)  完成節(jié)點(diǎn)描述

b)  確定節(jié)點(diǎn)的設(shè)計基礎(chǔ)或者操作意圖

c)  簡要討論主要危險

d)  使用引導(dǎo)詞完成節(jié)點(diǎn)分析 

完成節(jié)點(diǎn)2的所有討論后,HAZOP分析小組可以繼續(xù)節(jié)點(diǎn)3和4的分析。在分析方法上與節(jié)點(diǎn)2完全相同。唯一的區(qū)別,從泵P-01到SDV-02和SDV-03的管線部分,是節(jié)點(diǎn)3和4重復(fù)的分析范圍,只要在節(jié)點(diǎn)3或者節(jié)點(diǎn)4分析一次即可,但必須在另一個節(jié)點(diǎn)內(nèi)備注或提及一下。

綜上所述,HAZOP分析沒有最佳方式,但是必然有一些方式優(yōu)于其它方式,好的分析方法不但可以提高效率,而且可以減少遺漏,這取決于組長的習(xí)慣和系統(tǒng)化思維的能力。某一個失效情景的偏離原因,可能是另一個情景的后果,一個情景的后果也可能是另一個情景的偏離原因,也就是所謂的因即果,果即因,但是HAZOP分析不應(yīng)滿足于表面的后果,它關(guān)注因果鏈中最壞的結(jié)果,以適當(dāng)分析并確保風(fēng)險受控。