浅析HAZOP分析技术在项目设计阶段的应用

浅析HAZOP分析技术在项目设计阶段的应用

李

摘

雪

（中国神华煤制油化工有限公司煤化工分公司，乌鲁木齐831400）

要：HAZOP分析技术自问世以来，一直作为定性的风险分析方法广泛应用于各个领域，并为企

业安全管理过程危险源辨识及控制措施的制定提供了可靠依据。国家安监总局也明确要求在涉及危险化工工艺装置的设计和运行阶段全面推广危险与可操作性分析（HAZOP）。本文以煤基新材料项目工程设计阶段为研究背景，对装置设计阶段进行HAZOP分析，找到系统中潜在的危险因素和可能导致的事故后果并提出补充防范措施，为装置的安全生产运行提供技术支持。

关键词：HAZOP；分析技术；设计阶段；应用

中图分类号：

文献标识码：A

文章编号：1006—7981（2016）07—00—04

至2014年12月25日完成了甲醇合成、烯烃分离、气化、循环水及消防泵站、动力中心、烯烃转化、空SHMTO、分、硫回收、净化、污水处理（污水生化处理、含盐废水膜处理）、全厂罐区及汽车装卸站等17个新建装置的HAZOP分析。1HAZOP分析的特点

HAZOP是英文HazardandOperabilityAnalysis或HazardandOperabilityStudies的缩略语，中文翻译为：危险与可操作性分析。它是对工艺过程进行危险（害）分析的一种有效方法。HAZOP方法诞生

“一经问于20世纪60年代，该方法在全世界显现出世，广泛认可”的态势。应用HAZOP完成的安全评

价项目已经不计其数！近年来HAZOP方法的应用进一步扩展到核电、航空航天、军事设施、软件和网络等领域。我国重大化工、石油化工、炼油项目，特别是国际合作项目无一例外都进行HAZOP分析。

HAZOP方法有三个突出与其他安全评价方法比较，特点：

“集体智慧”。应用HAZOP分析方特点之一是

法开展工艺危险分析时，相关的多种专业，具有不同知识背景的人员所组成的团队一起工作，比他们独自工作更具有创造性与系统性，能识别更多的问题。具体方法是：在HAZOP分析团队的引导下，通过专业化的会议讨论方式进行，以便充分发挥集体智慧。这一特点被誉为HAZOP分析专有的“头脑

由于引发危险事故的原因具有多样性，而且发

生危险事故的可能性无处不在，无时不有。HAZOP分析可以帮助设计人员找到设计方案中的缺陷，并且提出安全措施建议，从设计方案上降低工艺系统的风险。执行HAZOP分析是企业实现“生产安全，预防为主”理念的有效措施。尤其在设计阶段实施HAZOP分析，可以为企业建造一个本质上更安全的装置系统。可以全面识别和分析装置潜在的事故，完善针对潜在重大事故的预防性安全措施，相当于把安全防线提前。安全防线提前往往可以起到“四两拨千斤”的效果，比事故已经发生所付出的代价要小得多。

神华煤基新材料项目主要建设内容包括；3X8．2万标准立方米/小时的制氧空分装置；合成气产量53万标准立方米/小时的煤气化装置（设置8台公称投煤量1500吨/天的水煤浆气化炉，5开3备）；与煤气化配套的合成气净化及硫磺回收装置；180万吨/年甲醇合成装置；甲醇制烯烃联合装置（包括60万吨/年甲醇制烯烃装置、12万吨/年C4烯烃转化装置及配套的烯烃分离装置）；27万吨/年低密度聚乙烯装置；45万吨/年聚丙烯装置；配套建设4x480吨/小时高温高压煤粉锅炉（三开一备）、2x60MW抽凝式发电机组及2x20MW补汽凝汽式余热发电机组以及其它公用工程和辅助设施。本项目HAZOP分析，于2013年5月16日正式启动，截止

收稿日期：2016－03－25

作者简介：李雪（1984—），现就职于神华煤化工分公司，从事煤化工企业男，内蒙古工业大学自动化专业，工程师，

安全生产管理工作。

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风暴”方法。

特点之二是“引导词激发创新思维”。这是一种有效的分析思维方式，即通过人为“制造偏离”来识别事故。HAZOP分析使用精练的引导词，例如增加、减少、无、反向、先、后等，联合工艺参数，例如压力、

流量或温度等。可以组合出偏离，例如：压力高。从偏离点沿工艺过程中的危险传播路径，正向识别不利后果，反向识别原因。

特点之三是“系统化与结构化审查”。HAZOP分析通过“用尽”可行的引导词，“遍历”工艺过程每

一个细节，深入揭示和审查系统中潜在的危险事件序列和可操作性问题。危险事件序列又称为“事故

剧情”

，也就是事故的演变规律，或者称为危险的来龙去脉。识别危险剧情有助于全面细致地了解事故机理，有助于确定危险的预防和减缓措施。

HAZOP分析的三大特点带来了该方法的独特优势和广泛的适用性。HAZOP分析采用了基于偏

离的双向定性因果推理方法。反向推理，

找到潜在危险的原因；正向推理，查出可能导致的不利后果，进而分析已有安全措施的作用必要时提出补充安全

措施的建议。最终将装置的风险降低到要求的界限以下。运用HAZOP分析，还能找出影响产品产量和质量的原因。2

HAZOP分析实施的必要性

执行HAZOP分析是企业实现“生产安全，预防为主，综合治理”理念的有效措施。为了验证HAZOP分析对预防重大事故的效果，英国帝国化学工业集团（ICI）对其下属公司1960－1980年20年间所发生的重大事故进行了调查统计。统计数字表明，在ICI实施例行HAZOP分析的10多年间，重大事故的确出现了大幅度下降。因此决定继续实施并且扩大HAZOP分析的应用。

结合监管总局、工业和信息化部关于危险化学品企业贯彻落实《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的实施意见（安监总管三

〔2010〕186号）企业要积极利用危险与可操作性分析（HAZOP）等先进科学的风险评估方法，全面排查本单位的事故隐患，提高安全生产水平。大型和采用危险化工工艺的装置在初步设计完成后要进行HAZOP分析；及监管总局《关于加强化工过程安全管理的指导意见》

（安监总管三〔2013〕88号）对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源的生产储存装置进行风险辨识分析，要采用危险与可操作性分析

（HAZOP）技术，一般每3年进行一次等相关意见。

3煤化工项目HAZOP分析执行及成果2013年5月16日至2014年1月20日，神华68万吨/年煤基新材料项目新建装置基础设计阶段开展了HAZOP分析。分析范围包括：甲醇合成，烯烃分离，烯烃转化，气化装置，循环水及消防站，动

力中心，

空分装置，SHMTO，硫磺回收，变换净化装置，污水处理装置（污水生化处理和含盐废水膜处

理），全厂罐区及汽车装卸站，危险化学品仓库、聚丙烯装置、

全厂火炬、污水处理（高效膜处理单元）的HAZOP分析。并于2014年12月25日完成了卸储配煤装置的HAZOP分析。

公司在HAZOP分析前制定了具体的工作方案和计划，重点结合项目建设推进计划及各装置设计进度合理安排HAZOP分析计划，避免分析工作制约项目建设进度。参与各装置HAZOP分析人

员由HAZOP分析、HAZOP记录员、设计院设计经理、建设单位设计经理、公司装置工艺、设备、电气、仪表、安全专业等代表组成。

项目整体HAZOP分析成果：①项目完成的各新建装置HAZOP分析总计提出建议措施。

所有建议措施分别按照“风险等级”、“建议类别”和责任方”进行统计分析。②风险等级根据HAZOP分析程序中的风险矩阵确定，综合考虑后果的严重

性及可能性因素，分为极高风险（E）、高风险（H）、中风险（M）和低风险（L）四个等级，用于确定工艺危害分析中建议措施落实与实施的优先次序。③建

议类别用于确定建议措施的相关性质和类型，分为安全、环境、职业健康类（S）；操作类（O）；图纸更新

修改类（D）；参考类（I）四种。④神华68万吨/年煤基新材料项目新建装置已完成的HAZOP分析所有建议措施共，具体风险等级统计、建议类别统计、建议责任方统计分布见下图。

风险等级建议类别责任方类型数量类型数量类型数量H：高风险59S：安全环境234设计单位729M：中风险233O：操作450神华煤制油32L：低风险572D：图纸180EPC58工艺包专利商43设备供货商2项目执行HAZOP分析辨识出的所有问题，按

照项目建设进度制定了合理的整改计划。针对设计问题，在详细设计阶段全部纳入整改（在详细设计

“2016年第7期

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EPC招标过程中，应将HAZOP分析出的问题在招标书中给予说明，避免发生设计变更）；针对专利商及设备供货商要求以书面形式澄清并作出整改。针对建设方需整改的，在项目各个阶段逐步实施，涉及操作的问题，都将整改措施写入安全操作规程，在项

目试车开始前，

所有HAZOP分析出的问题必须全部关闭，并形成关闭报告。

4通过该项目在设计阶段实施HAZOP分析的重要意义

①HAZOP分析是识别危险并将预防措施结合到设计中去的极好工具，设计阶段也是开展HAZOP分析的最佳时机。②设计阶段实施HAZOP分析，可

以优化设计，

提高了工艺装置的本质安全性，最大程度地符合设计意图的要求。③HAZOP分析不但考

虑安全，也涉及可操作性问题，因此设计阶段实施HAZOP分析有助于新建装置顺利开车，缩短达到设计产能的时间。④在设计阶段实施HAZOP分析，发

现任何问题都可以在图纸上进行修改，

从而避免或减少安装和开车后费用高昂的设计修改，可以显著

节约资金。⑤HAZOP分析是对装置工艺流程和设备特性的全面、深入分析。在这个活动中，企业管理人员、技术人员和操作/维修人员可以充分了解工艺系统的原理及其设计意图，

了解工艺过程的知识，提高员工技术水平。特别是有助于在全体员工中树立更完整的安全意识。⑥在设计阶段实施HAZOP分析可以为编写高质量的操作规程提供完整可靠的信息。此外HAZOP分析还有助于识别操作规程本身的缺陷，以及执行操作规程中的危险隐患。⑦HAZOP分析报告包含了工艺系统可能出现的各种事故剧情，以及相关的工艺系统危害及其控制方法。将HAZOP分析的结果在企业公开，并且作为安全培训内容，可以使所有员工对工艺过程做到更高水平的了解。⑧HAZOP分析是企业变更管理的基础。变更管理的一项重要任务是对变更实施危险审查，提出审查建议措施，这正是HAZOP分析的强项。通过HAZOP分析还可以帮助变更管理完成多项任务，例如，更新P＆ID和工艺流程图，更新相关安全措施。提出哪些物料和能量平衡需要更新，提出哪些释放系统数据需要更新，更新操作规程，更新检查规程，更新培训内容和教材等。

5对新建项目开展HAZOP分析工作的建议根据国内建设的大型煤化工项目建设进度快，成本投资控制底、质量安全要有保证的特点，要求在项目设计阶段要充分考虑各装置设计文件HAZOP

分析的时间，既要保证设计的优化与准确性，又不能

因为开展HAZOP分析制约了工程建设整体进度，所以在基础设计开始前就应该结合基础设计资料提供的时间统筹考虑各装置的HAZOP分析节点，要有较为准确的计划，包含分析时间、地点、人员配置及提供分析所需的设计资料等。

针对个别装置（动力装置）由于图纸设计深度不足，应采用HAZOP结合图纸审查的方式进行分析；对于险性特点不同于生产装置（消防站和危险化学品仓库），应采用HAZOP结合PHA检查表的方法进行分析，综合考虑总图、设备布置人员因素等。在执行HAZOP分析的过程中，应充分考虑项

目建设地点的区域气候特点，

同样的设计如果应用在不同的气候区域，

要增加不同的安全措施，如伴热、保温、室内外布置等，在审查的过程中要高度重视。

在执行HAZOP分析的过程中，安全仪表联锁

系统应同步审查，

对于危险性高的装置的安全仪表联锁系统应做SIL定级，确保装置安全仪表联锁系

统安全可靠。

在执行HAZOP分析的过程中，队涉及设置可燃、有毒有害气体固定检测仪的设计文件应重点审查，

严格按照《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

（GB50493－2009）对检测仪表的安装区域及位置高度进行审查。

设计阶段对于设备、管道、阀门、垫片等的材质应重点审查，这些问题都是决定装置投料试车及安全稳定运行的关键因素。

项目在详细设计阶段及施工建造阶段，

HAZOP建议的相应责任方应对每一项建议按建设方HAZOP管理程序进行明确的关闭回复。（拒绝：给予拒绝的理由或替代措施；落实执行：提供落实措施的细节描述，以及业主的确认意见；确认：提供所确认的细节与数据、参考文件名称以及文件号；延期执行：给予延期执行的理由，以及业主的确认意见。

）项目在详细设计阶段进行补充HAZOP分析，补充HAZOP分析与初步设计阶段不同，补充HAZOP的关注点主要为：设计变更项的HAZOP分析；本次HAZOP建议的关闭情况审核；成套设备的HAZOP分析以及因时间紧迫未完成的部分。详细设计阶段，应特别重视各装置的界面连接，保证设计统一规定的一致性，明确操作控制和管线的管理权限，以实现装置运行中的有序、有效管理。

建议项目在装置试车阶段应开展投产前安全分

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“三查四定”析，除了的工作内容之外，还应特别确

认所有HAZOP提出的改进建议是否得到落实和合理的解决。这是对设计阶段HAZOP所有建议，是否得到落实的最后确认步骤。

投产运行阶段中，应充分利用HAZOP报告中

应在投产包含的大量与异常工况处置有关的信息，前安全分析，操作手册编制，异常工况处置工艺卡

片编制中充分利用HAZOP的分析成果。

在今后的新建与在役装置HAZOP分析中应特别重视公用工程及辅助装置、环保设施。公用工程

相关信息因涉及各个装置院与总体院之间的配合，

的充分沟通不足，潜在隐患更加突出。公用工程及辅助装置、环保设施可能会成为影响装置稳定运行、影响环保达标的重要因素。

［参考文献］

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2008，4．

AnalysisontheApplicationofHAZOPAnalysisTechnologyintheProjectdesignstage

LIXue

（CHINASHENHUACOALTOLIQUIDANDCHEMICALXINJIANGCOALCHEMICALCOMPANY，

XinjiangUrumuqi，831400）

Abstract：SincetheadventofHAZOPanalysistechnology，ithasbeenasaqualitativeriskanalysismethodswidelyusedinvariousfields，andprovideareliablebasisfortheformulationofenterprisesafetymanagementprocesshazardidentificationandcontrolmeasures．TheStateAdministrationofworksafetyisalsoclearrequire-mentsinvolvedindangerouschemicalprocessplantdesignandoperationphasesofthecomprehensivepromotionofhazardandoperability（HAZOP）analysis．TheXinjiangcoalbasednewmaterialsengineeringprojectdesignstageastheresearchbackground，thedesignphaseofthedeviceHAZOPanalysistofindpotentialriskfactorsandmayleadtotheconsequencesoftheaccidentandputforwardthesupplementarymeasures，forthesafeproductionofthedeviceoperationtoprovidetechnicalsupport．

Keywords：HAZOP；analysistechnology；designstage；application

櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆（上接第65页）J］．工程地质学报，2007，较多，因此对黄土湿陷的变形征与湿陷性状分析［

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YananaSubstationCollapsibilityLoessCharacteristicsDiscussed

HANXiao－meng

（Chinaenergyconstructiongroupofshaanxielectricpowerdesigninstituteco．，LTDShanxixi’an710054）Abstract：Widelydistributedinshanbeiregion，loesscollapsibilityloessproblemmainproblemsinthisarea，thispaperpresentsanexampleofyananasubstationsurvey，throughtheresultofthefieldbeforeandafterthecol-lapsibilityloessmicrostructureelectronmicroscopescanningthecollapsibilityoftheloesscharacteristicsofsubsta-tionarediscussedinthispaper．

Keywords：Theloess；Wetfeatures；Scanningelectronmicroscopy（sem）