陳鑫，王三明

(南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)與安全工程學(xué)院，江蘇 南京 210009)

HAZOP 分析，因其參數(shù)多，覆蓋面廣，可通過引導(dǎo)詞找到偏差，并獲取潛在危險(xiǎn)、預(yù)期后果和現(xiàn)有解決措施等信息，被認(rèn)為在危險(xiǎn)識(shí)別方面是最有效的安全評(píng)價(jià)方法。但在遇到工作小組所提出的安全措施是否已經(jīng)有效消除了安全隱患，是否已經(jīng)將風(fēng)險(xiǎn)度控制在了可接受范圍內(nèi)，安全措施是否都起到了應(yīng)有的保護(hù)作用，是否會(huì)對(duì)其他安全措施形成負(fù)面影響等方面仍存在問題。LOPA 分析[1]是以HAZOP 為前提理論的一種延伸性安全措施，是HAZOP 在安全設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。采取LOPA 分析法對(duì)相對(duì)復(fù)雜和難以把握的事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行半定量保護(hù)層分析，最后將通過該分析法獲得的結(jié)果作為HAZOP 的分析基數(shù)，以此來進(jìn)一步完善HAZOP分析[2]。近年來，2 種分析法結(jié)合應(yīng)用于化工裝置的安全分析已逐漸成為一種主流。

1 HAZOP 分析方法

1.1 HAZOP 分析的準(zhǔn)備

為了順利開展HAZOP 分析，需要提前做好以下工作：對(duì)分析對(duì)象、分析范圍、分析目的加以確定；確定分析小組；收集整理相關(guān)資料；以表格的形式對(duì)資料加以有序呈現(xiàn)；安排會(huì)議。

1.2 HAZOP 分析的步驟

1.2.1 劃分節(jié)點(diǎn)

為了獲取精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果，要根據(jù)具體的工藝流程圖將工藝劃分為分析節(jié)點(diǎn)，或者是根據(jù)間歇過程的操作步驟將工藝劃分為操作步驟。對(duì)于完整的生產(chǎn)工藝流程，可依照生產(chǎn)過程的具體環(huán)節(jié)作為HAZOP 的分析節(jié)點(diǎn)。對(duì)于間歇操作流程來講，依照時(shí)間先后而劃分的關(guān)鍵操作步驟便是HAZOP的分析節(jié)點(diǎn)。通常情況下，根據(jù)工藝流程有序進(jìn)行，從最開始的生產(chǎn)原料輸送環(huán)節(jié)開始，依次進(jìn)行縱向分析，直到設(shè)計(jì)意圖或是工藝環(huán)境的改變，或者直到下一個(gè)設(shè)備或環(huán)節(jié)[3]。

1.2.2 確定工藝參數(shù)和偏差

所選的工藝參數(shù)應(yīng)適用于所選的分析節(jié)點(diǎn)，如流量、溫度、時(shí)間、pH 值、頻率、電壓、混合、分離、壓力、組成、速度、黏度、信號(hào)、添加劑、反應(yīng)等。引導(dǎo)詞和工藝參數(shù)的組合形成的工藝偏差，通常用“引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)=偏差”表示。

1.2.3 客觀分析工藝偏差

根據(jù)既定程序?qū)λx分析節(jié)點(diǎn)的偏差加以全面分析，最終得到偏差的形成原因、可能造成的后果、安全措施以及建議措施等一系列分析結(jié)果。偏差分析應(yīng)堅(jiān)持2 個(gè)原則：一是循序漸進(jìn)，完成一個(gè)偏差的分析之后再分析下一個(gè)偏差分析；二是在對(duì)分析節(jié)點(diǎn)潛在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行全面分析基礎(chǔ)上，綜合考慮要采取的安全保護(hù)措施。

2 LOPA 分析方法

2.1 LOPA 分析的準(zhǔn)備

與HAZOP 分析相同。

2.2 LOPA 分析的步驟

2.2.1 確定分析情景

保護(hù)層分析中所需的情景實(shí)際上就是事故場(chǎng)景。本質(zhì)上來講，事故場(chǎng)景就是事故的時(shí)間鏈，在具體點(diǎn)，就是起始事件、過程事件和后果事件。通常都會(huì)選擇后果事件比較嚴(yán)重的事故場(chǎng)景作為LOPA 的分析情景[4]。

2.2.2 對(duì)情景的嚴(yán)重等級(jí)進(jìn)行確定

根據(jù)相關(guān)的定型分析獲取的不利后果和情景嚴(yán)重等級(jí)劃分表進(jìn)行最終的等級(jí)判定。后果分析主要包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)影響、短期影響以及對(duì)相關(guān)因素的長期影響的分析。

2.2.3 確定始發(fā)事件、過程事件、后果事件及相應(yīng)的頻率

始發(fā)事件，即是引發(fā)事故發(fā)生的最初事件；而過程事件，就是最初事件之后發(fā)生的一系列事件；后果事件，即事故造成的嚴(yán)重后果。相應(yīng)的頻率根據(jù)實(shí)際情況而定。 2.2.4 計(jì)算潛在事故發(fā)生頻率并確定等級(jí)

未減輕事件，是指始發(fā)事件發(fā)生并且所有保護(hù)層都失效的情況下發(fā)生的后果事件。實(shí)際上，未減輕事件發(fā)生頻率就是始發(fā)事件、過程事件和后果事件發(fā)生頻率的乘積。根據(jù)頻率等級(jí)劃分表和事故后果嚴(yán)重等級(jí)劃分表確定潛在事故等級(jí)來計(jì)算潛在事故發(fā)生頻率并確定等級(jí)。

2.2.5 確定獨(dú)立保護(hù)層(IPL)及其需求故障概率

一種設(shè)備、系統(tǒng)或行為作為IPL 時(shí)，應(yīng)滿足IPL的有效性、獨(dú)立性和可審查性的要求[6]。

2.2.6 根據(jù)獨(dú)立保護(hù)層失效概率，確定剩余風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

發(fā)生于安全保護(hù)措施已實(shí)施之后的事故事件即減輕事件，所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)也被稱為剩余風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.7 確定附加保護(hù)層

提出切實(shí)可行的對(duì)策措施，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)降到可接受范圍內(nèi)。

3 應(yīng)用舉例

在采取HAZOP 分析法對(duì)某工廠的氨合成塔裝置進(jìn)行分析后，分析小組依照所得結(jié)果對(duì)節(jié)點(diǎn)潛在的事故場(chǎng)景加以LOPA 分析[7](工藝流程圖與氨合成塔結(jié)構(gòu)圖略)，相關(guān)分析結(jié)果見表1。

表1 氨合成塔部分HAZOP 分析結(jié)果

結(jié)果表明，HAZOP 分析法在偏差原因、后果以及安全措施方面都進(jìn)行了全面的描述，但是在事故風(fēng)險(xiǎn)、事故風(fēng)險(xiǎn)承受度和接受度以及建議措施有效性等方面均未給出相應(yīng)結(jié)果。還應(yīng)采取LOPA 分析法對(duì)事故場(chǎng)景進(jìn)行進(jìn)一步分析，結(jié)果見表2。從表2 可以看出，LOPA 分析給出了事故場(chǎng)景的完整過程和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)。通過給出頻率和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，能夠準(zhǔn)確知道該設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)是否在可接受范圍以內(nèi)，是否需要增加安全保護(hù)設(shè)施。在HAZOP分析結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行LOPA 分析，不僅完善了HAZOP 分析的結(jié)果，而且為企業(yè)決策提供了真實(shí) 可靠的數(shù)據(jù)信息。

表2 基于HAZOP 分析的LOPA 分析結(jié)果

4 結(jié) 論

HAZOP 分析無法對(duì)不良后果的風(fēng)險(xiǎn)大小、風(fēng)險(xiǎn)承受范圍以及風(fēng)險(xiǎn)承受度等加以分析，所以有必要在HAZOP分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入LOPA分析，用LOPA 分析的結(jié)果來修改和完善HAZOP 分析的結(jié)果。LOPA 分析方法作為一種簡化的半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，通過分析事故場(chǎng)景、比較風(fēng)險(xiǎn)界限、計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)頻率等來確定風(fēng)險(xiǎn)的企業(yè)承受度和現(xiàn)有保護(hù)措施的有效性以及建議安全保護(hù)措施。LOPA 分析方法側(cè)重于事故場(chǎng)景的工藝危害分析，不僅能夠揭示HAZOP 分析方法未涉及的工藝安全問題，更能夠有效地解決HAZOP 分析結(jié)果中產(chǎn)生的分歧。事實(shí)證明，HAZOP 分析法和LOPA 分析法的結(jié)合應(yīng)用，不僅有效彌補(bǔ)了HAZOP 分析法的不足，而且完善了HAZOP 的分析結(jié)果，可為企業(yè)的決策提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)信息。

[1]盧衛(wèi)，王延平．保護(hù)層分析方法[J]．安全、健康和環(huán)境，2006，6(4)：32–37．

[2]張景林，崔國章．安全系統(tǒng)工程[M]．北京：煤炭工業(yè)出版社，2002．

[3]張艷輝，陳曉春．改進(jìn)的HAZOP 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法[J]．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，7(7)：174–178．

[4]李娜，孫文勇，寧信道．HAZOP、LOPA 和SIL 方法的應(yīng)用分析[J]．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012，8(5)：102–106．

[5]萬古軍，張廣文，黨文義．保護(hù)層分析應(yīng)用規(guī)則研究[J]．安全、健康和環(huán)境，2013，13(1)：14–16，21．

[6]白永忠，萬古軍，張廣文．保護(hù)層分析中獨(dú)立保護(hù)層的識(shí)別研究[J]．中國安全科學(xué)報(bào)，2011，21(7)：74–78．

[7]李相甫．氨合成塔運(yùn)行中的問題與處理[J]．小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù)，2001，22(1)：42–43．