梁元杰 周凡琳 李霞

(重慶科技學(xué)院安全工程學(xué)院，重慶 401331)

隨著中國對能源需求的迅速增長，天然氣在中國能源戰(zhàn)略中的地位也在不斷提升，近年來，隨著中國能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改善，天然氣這種優(yōu)質(zhì)能源也得到了迅猛發(fā)展［1］。天然氣從井口開采出來后，首先要經(jīng)過集輸系統(tǒng)。天然氣集輸站作為輸氣系統(tǒng)中的重要組成部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，承擔(dān)著保障輸氣運(yùn)行和管道安全平穩(wěn)的任務(wù)。根據(jù)中國石油天然氣集團(tuán)公司《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)安全管理的通知》和《中國石油天然氣股份有限公司危險(xiǎn)與可操作性分析工作管理規(guī)定》的要求，近幾年中石油大力推進(jìn)工藝安全管理工作，而HAZOP分析是實(shí)施工藝安全分析的主要方法之一。基于此，有必要對天然氣集輸站進(jìn)行HAZOP分析，從而保障天然氣集輸站場人員和設(shè)備的安全。

1 HAZOP分析方法介紹

1.1 HAZOP 方法

HAZOP一詞于20世紀(jì)70年代早期被提出，其含義是危險(xiǎn)與可操作性分析(Hazard and OperabilityAnalysis，簡稱HAZOP)。可操作性分析也稱為安全操作研究，是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的一種可用于定性分析或定量評價(jià)的危險(xiǎn)性評價(jià)方法，用于探明生產(chǎn)裝置和工藝過程中的危險(xiǎn)及其原因，并尋求必要對策。通過分析生產(chǎn)運(yùn)行過程中工藝狀態(tài)參數(shù)的變動、操作控制中可能出現(xiàn)的偏差、以及這些變動與偏差對系統(tǒng)的影響及可能導(dǎo)致的后果，找出出現(xiàn)變動或偏差的原因，明確裝置或系統(tǒng)內(nèi)及生產(chǎn)過程中存在的主要危險(xiǎn)、危害因素，并針對變動與偏差的后果提出應(yīng)采取的措施。該方法采用表格式分析形式，具有專家分析法的特性，主要適用于連續(xù)性生產(chǎn)系統(tǒng)的安全分析與評價(jià)，是一種啟發(fā)性的、實(shí)用性的定性分析方法［2］。

1.2 HAZOP分析所需資料

對天然氣集輸站HAZOP分析時(shí)所需資料有:工藝儀表流程圖(PID)，工藝流程圖(PFD)，站場安全操作技術(shù)操作規(guī)程［3］，工藝介質(zhì)數(shù)據(jù)表，設(shè)備數(shù)據(jù)表，管道數(shù)據(jù)表，安全附件資料，歷次事故記錄等。

1.3 HAZOP分析表中的術(shù)語

(1)引導(dǎo)詞。引導(dǎo)詞是指用于定性或定量設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)的簡單詞語，常見的引導(dǎo)詞有:無、過多、過少、相反、同時(shí)、部分和其他等。

(2)工藝參數(shù)。工藝參數(shù)是指與過程相關(guān)的物理和化學(xué)特性。根據(jù)一般集輸站的工藝流程涉及到的工藝參數(shù)有:流量、壓力、溫度、液位、反應(yīng)時(shí)間、腐蝕量、噪聲、泡沫混合比、電壓、電流、精度等。

(3)偏差。偏差是指分析組使用引導(dǎo)詞系統(tǒng)對每一個(gè)分析節(jié)點(diǎn)的工藝參數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)系列偏離工藝指標(biāo)的情況，偏差的形式通常是“引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)”。

(4)其他術(shù)語。包括原因、后果、已有安全措施、建議措施。

①原因—發(fā)生偏差的原因;

②后果—偏差所造成的結(jié)果;

③已有安全措施—根據(jù)這種偏差已經(jīng)采取的安全防護(hù)措施;

④建議措施—根據(jù)這種偏差未采取的措施但經(jīng)過商量討論后有效的安全措施。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)等級確定

風(fēng)險(xiǎn)是事故發(fā)生可能性和后果嚴(yán)重度的函數(shù)，是對事故的量化描述。在偏差分析過程中，確認(rèn)已有安全保護(hù)措施，分析偏差導(dǎo)致的事故后果的危害程度和發(fā)生的概率，借助風(fēng)險(xiǎn)矩陣判定事故的風(fēng)險(xiǎn)等級，對各項(xiàng)事故后果的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排序，從而可給出各項(xiàng)安全措施執(zhí)行的優(yōu)先順序(圖1)。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)矩陣圖

集輸站場常用風(fēng)險(xiǎn)矩陣為5×5矩陣［4］?？赡苄允侵肝磥硪荒陜?nèi)發(fā)生的可能性，按照頻率劃分為微、低、中、高、特高5 個(gè)級別，以 A、B、C、D、E 表示［5］。后果嚴(yán)重性按照嚴(yán)重程度也分為5個(gè)級別，以1，2，3，4，5表示，包括4個(gè)方面:人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境影響和聲譽(yù)影響［6］，當(dāng)同時(shí)存在多個(gè)方面的影響且等級不同時(shí)，取其中等級最高者。

2 實(shí)例分析

2.1 集輸站場簡介

該集輸站場匯集試采干線末站來氣，通過管線輸往北內(nèi)環(huán)閥室。輸送介質(zhì)溫度為常溫，輸送介質(zhì)為非含硫天然氣。外輸管道起于試采干線末站，止于外輸末站，設(shè)計(jì)規(guī)模400×104m3/d。站內(nèi)工藝流程為試采干線末站來氣首先進(jìn)入三相分離器處理后再進(jìn)匯管，經(jīng)過分離、計(jì)量后輸往北內(nèi)環(huán)閥室預(yù)留口，如圖2所示。

圖2 集輸站工藝流程簡圖

2.2 集輸站場HAZOP分析

在進(jìn)行HAZOP分析前需進(jìn)行分析節(jié)點(diǎn)的劃分，以便對單元內(nèi)工藝參數(shù)的偏差進(jìn)行分析［3］，分析節(jié)點(diǎn)具體是指確定邊界的設(shè)備單元。節(jié)點(diǎn)的劃分要便于HAZOP分析，根據(jù)不同的要求可以對集輸站場劃分出不同的節(jié)點(diǎn)，一般把設(shè)計(jì)意圖或工藝條件的改變作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)束，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的開始。HAZOP分析小組成員在對該集輸站場工藝流程和設(shè)備單元充分了解的基礎(chǔ)上，經(jīng)過討論決定，將該集輸站分為4個(gè)節(jié)點(diǎn)，見表1。

表1 集輸站HAZOP分析節(jié)點(diǎn)劃分表

在節(jié)點(diǎn)劃分的基礎(chǔ)上，開展偏差分析，全面分析偏差產(chǎn)生的原因和后果，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣判斷風(fēng)險(xiǎn)等級，給出強(qiáng)度適宜的安全措施，部分有意義的偏差分析結(jié)果如表2所示。

3 結(jié)語

將HAZOP分析方法應(yīng)用于天然氣集輸站場，不僅可以將天然氣集輸站場可能出現(xiàn)的偏差及其原因

和后果全面地分析出來，而且還可以通過判斷風(fēng)險(xiǎn)等級，采取合適強(qiáng)度的安全措施，從而最大限度地保障集輸站的安全生產(chǎn)。

表2 集輸站HAZOP分析表

［1］張東明.天然氣輸氣場站基礎(chǔ)管理思路探討［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2008(11):28-30.

［2］田達(dá)，張思佩，韓東升.危險(xiǎn)與可操作分析(HAZOP)方法在生產(chǎn)工作中的簡單應(yīng)用［J］.山東化工，2011，40(10):49-52.

［3］徐剛.HAZOP分析指南［M］.北京:中國石化出版社，2008:7-12.

［4］王文和，易俊，沈士明.基于風(fēng)險(xiǎn)的城市埋地燃?xì)夤艿腊踩u價(jià)模型及應(yīng)用［J］.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2010(3):163-166.

［5］陳登豐.在役承壓設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)的發(fā)展［J］.化工設(shè)備與管道，2006(4):17-24.

［6］梁運(yùn)枚，駱暉，楊偉，等.天然氣長輸管道風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則的研究進(jìn)展［J］.油氣儲運(yùn)，2009(10):6-9.