金 浩

(中國(guó)五環(huán)工程有限公司,湖北 武漢 430223)

HAZID(Hazard Identification,危險(xiǎn)源辨識(shí))是一種過(guò)程危險(xiǎn)源(PHA)分析技術(shù),可以對(duì)潛在危險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行早期識(shí)別,識(shí)別設(shè)計(jì)早期階段工藝設(shè)計(jì)方案或總平面布置中可能存在的隱患,并定性分析、評(píng)估其后果、指導(dǎo)后續(xù)的設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)階段早期進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、控制和管理,為早期設(shè)計(jì)過(guò)程調(diào)整工藝方案、總圖布置,提高?；讽?xiàng)目設(shè)計(jì)本質(zhì)安全水平,符合HSE法規(guī)創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì);同時(shí)也避免了由于早期設(shè)計(jì)HSE風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)不足,導(dǎo)致后期增設(shè)補(bǔ)救措施、增加大量設(shè)計(jì)變更、追加安全投資等項(xiàng)目執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)的增加[1-4]。結(jié)合危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程的特點(diǎn),本文對(duì)HAZID分析技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使危險(xiǎn)源的辨識(shí)更加全面,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估更加準(zhǔn)確,更適用于工程設(shè)計(jì)。

1 HAZID分析在工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中的局限性

HAZID分析的主要步驟有分析準(zhǔn)備、開(kāi)展分析、編制報(bào)告、跟蹤落實(shí)。其中,開(kāi)展分析是最為關(guān)鍵的工作[5]。當(dāng)前HAZID分析方法在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還不夠普遍,其他的危險(xiǎn)源分析方法如HAZOP分析方法,在危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)中已經(jīng)被全面運(yùn)用,形成了一套成熟的分析方法和要求。而HAZID的分析方法目前沒(méi)有一個(gè)較為成熟而明確的方法和規(guī)定,部分分析步驟存在一定的局限性,制約了HAZID分析技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1.1 缺乏區(qū)域劃分的方法及原則

區(qū)域的劃分對(duì)HAZID的分析過(guò)程有著較大的影響,影響后續(xù)分析的復(fù)雜程度和深度。當(dāng)前的HAZID分析方法普遍將項(xiàng)目整體作為一個(gè)區(qū)域進(jìn)行劃分或按照功能區(qū)塊劃分,劃分過(guò)程較為隨意,缺乏原則性的要求;當(dāng)將項(xiàng)目作為一個(gè)整體區(qū)域進(jìn)行劃分時(shí),會(huì)忽略很多方面的危險(xiǎn)、危害因素,導(dǎo)致分析深度不夠。

1.2 危害類別及引導(dǎo)詞不全面

危害類別和引導(dǎo)詞決定著HAZID分析的完整度,HAZID分析的基礎(chǔ)就是“引導(dǎo)詞檢查”,一套完整的危害類別及引導(dǎo)詞可將項(xiàng)目潛在的風(fēng)險(xiǎn)篩選出來(lái)。

而當(dāng)前HAZID中危害類別和引導(dǎo)詞普遍分為3類:①共性危險(xiǎn)源,有外部和環(huán)境危險(xiǎn)源(自然災(zāi)害、人為制造的危險(xiǎn)、周邊設(shè)施中可能存在的危險(xiǎn)源、環(huán)境問(wèn)題)以及健康危險(xiǎn)源;②項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的問(wèn)題,項(xiàng)目合同簽訂策略、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理策略、項(xiàng)目應(yīng)急計(jì)劃;③設(shè)施危險(xiǎn)源,物料危險(xiǎn)源、活動(dòng)危險(xiǎn)源(超壓、開(kāi)停車、施工、維修等)、控制方式和原則、泄漏、火災(zāi)和爆炸、公用工程。

存在部分危險(xiǎn)源類別在工程設(shè)計(jì)中不適用,危險(xiǎn)源類別和引導(dǎo)詞不明確、不完整的局限性。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)分析矩陣與其他危險(xiǎn)源分析缺乏有效銜接

HAZID分析作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)前端的危險(xiǎn)源分析,需要跟工程設(shè)計(jì)后期的危險(xiǎn)源分析有較好的銜接性。不同的分析項(xiàng)目和不同的分析人員采用的HAZID分析矩陣各異,一般在HAZID分析中普遍采用5×5的風(fēng)險(xiǎn)矩陣,而在工程設(shè)計(jì)HAZOP分析中則較多采用5×7的風(fēng)險(xiǎn)矩陣,進(jìn)而導(dǎo)致由于同一個(gè)項(xiàng)目中不同階段危險(xiǎn)源分析矩陣的不同,危險(xiǎn)源分析的建議措施和評(píng)估后果無(wú)法有效銜接。

2 HAZID分析技術(shù)的改進(jìn)

本文針對(duì)HAZID分析技術(shù)在工程設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)用中存在的上述局限性,對(duì)區(qū)域劃分、危害類別及引導(dǎo)詞、風(fēng)險(xiǎn)矩陣進(jìn)行了改進(jìn),使之更符合工程設(shè)計(jì)中的危險(xiǎn)源辨識(shí)。

2.1 區(qū)域劃分

根據(jù)項(xiàng)目的復(fù)雜程度,按照功能分區(qū),在總平面布置圖或設(shè)備布置圖上進(jìn)行HAZID的區(qū)域劃分。為了分析全面,減少遺漏和重復(fù)工作量,區(qū)域劃分的原則如下:①生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)獨(dú)立;②空間位置相對(duì)獨(dú)立;③事故范圍相對(duì)獨(dú)立;④明確的區(qū)域界線。

2.2 危害類別及引導(dǎo)詞

根據(jù)工程設(shè)計(jì)的要求,將HAZID分析風(fēng)險(xiǎn)分類可分為“外部和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”、“設(shè)施和工藝風(fēng)險(xiǎn)”、“健康危害”三類,分析的重點(diǎn)關(guān)注外部自然條件對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的影響、本項(xiàng)目對(duì)周邊環(huán)境的影響、公共設(shè)施的供應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的影響、總平面布置的風(fēng)險(xiǎn)、工藝過(guò)程/火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)、公用工程供應(yīng)失效的風(fēng)險(xiǎn)、人員健康的風(fēng)險(xiǎn)及作業(yè)環(huán)境對(duì)人員的影響等。在上述工程設(shè)計(jì)前期關(guān)注的風(fēng)險(xiǎn)類別基礎(chǔ)上,進(jìn)一步篩選影響工程設(shè)計(jì)的主要引導(dǎo)詞,通過(guò)對(duì)引導(dǎo)詞的檢查,辨識(shí)工程風(fēng)險(xiǎn),在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施來(lái)控制相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。改進(jìn)的危害類別和引導(dǎo)詞見(jiàn)表1。

表1 HAZID分析引導(dǎo)詞一覽表

2.3 風(fēng)險(xiǎn)矩陣

在HAZID分析中,風(fēng)險(xiǎn)矩陣用于對(duì)辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性的評(píng)估,風(fēng)險(xiǎn)矩陣的完整性決定著風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可靠性。在前期HAZID分析中采用5×7的風(fēng)險(xiǎn)矩陣,將與設(shè)計(jì)中HAZOP分析所采用的風(fēng)險(xiǎn)矩陣相銜接,使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果具有一致性和可對(duì)比性[6,7]。HAZID分析中采用的5×7的風(fēng)險(xiǎn)矩陣見(jiàn)表2。如果業(yè)主有適合自己的風(fēng)險(xiǎn)矩陣時(shí),應(yīng)優(yōu)先采用該矩陣,并延續(xù)用于后續(xù)設(shè)計(jì)階段。事故發(fā)生的可能性說(shuō)明見(jiàn)表3,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)矩陣見(jiàn)表4。

表2 事故發(fā)生的后果等級(jí)(S)說(shuō)明

表3 事故發(fā)生的可能性(L)說(shuō)明

表4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(R)矩陣

3 改進(jìn)的HAZID分析在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 工程概況

廣西某原料及產(chǎn)品罐區(qū)項(xiàng)目位于海邊,項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包含工藝罐區(qū)、輔助生產(chǎn)裝置、公用工程裝置及全廠性設(shè)施。工藝罐區(qū)包含丙烷低溫罐組、丙烷球罐組、苯罐組及其他常壓罐;輔助生產(chǎn)裝置包含裝卸站臺(tái)、尾氣處理系統(tǒng)、火炬系統(tǒng)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)緩沖系統(tǒng)等;公用工程主要包含消防水站、循環(huán)水站等;全廠性設(shè)施包含控制室、變電所等。整個(gè)項(xiàng)目?jī)?chǔ)存易燃易爆、有毒物料量大,需要在項(xiàng)目前期通過(guò)HAZID分析進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和評(píng)估,從設(shè)計(jì)源頭控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 區(qū)域劃分

按照區(qū)域劃分的原則,某原料及產(chǎn)品罐區(qū)項(xiàng)目在總圖上進(jìn)行了區(qū)域劃分,區(qū)域劃分(括號(hào)內(nèi)數(shù)字對(duì)應(yīng)區(qū)域號(hào))見(jiàn)圖1。

圖1 HAZID 分析區(qū)域劃分

3.3 HAZID分析

按照表1中所列引導(dǎo)詞對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行系統(tǒng)分析,研究可能出現(xiàn)的原因、可能導(dǎo)致的后果以及已采取的安全措施。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣對(duì)每個(gè)場(chǎng)景發(fā)生的頻率、后果及風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性評(píng)估,識(shí)別出可能存在的高風(fēng)險(xiǎn)及很高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景,并在充分考慮目前已有的安全措施基礎(chǔ)上補(bǔ)充安全建議及措施。本文從項(xiàng)目HAZID分析記錄表中,針對(duì)區(qū)域1及區(qū)域2的分析結(jié)果,摘錄了14條典型場(chǎng)景(見(jiàn)表5)。

3.4 HAZID分析結(jié)果對(duì)本項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的作用

該項(xiàng)目通過(guò)HAZID分析識(shí)別出了由于特殊的廠址位置,需考慮臺(tái)風(fēng)、大氣壓快速變化、地陷、設(shè)備管道表面腐蝕、雷電等對(duì)項(xiàng)目的影響,并根據(jù)識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)在設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)的措施,如進(jìn)出設(shè)備管道接口采用柔性連接、可燃物質(zhì)放空管口增加防雷設(shè)計(jì)及阻火器,可以在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段消除可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

在總圖布置風(fēng)險(xiǎn)中,通過(guò)HAZID分析識(shí)別出了丙烷泄漏,遇到點(diǎn)火源造成爆炸,火炬輻射熱和氣體擴(kuò)散可能對(duì)設(shè)備和人員造成傷害,需要合理考慮人員密集場(chǎng)所的布置,提前進(jìn)行控制室抗爆計(jì)算及分析,需要對(duì)火炬進(jìn)行輻射熱和擴(kuò)散研究。通過(guò)這些措施可以在項(xiàng)目前期完善和調(diào)整總圖,避免設(shè)計(jì)后期或項(xiàng)目建設(shè)完成后因調(diào)整總圖布置而付出的巨大代價(jià)。通過(guò)HAZID分析,在公用工程系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)中識(shí)別出了氮?dú)夤?yīng)故障或儀表空氣供應(yīng)故障可能的設(shè)備損壞及閥門失氣,不能有效執(zhí)行動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn),在設(shè)計(jì)階段考慮設(shè)置儀表緩沖罐及氮?dú)饩彌_罐,可以減少后續(xù)由于再新增設(shè)備引起設(shè)備布置或總圖布置的變化?？傊?本項(xiàng)目通過(guò)使用改進(jìn)的HAZID分析方法,對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)分析,在項(xiàng)目前期識(shí)別出了大量可能存在的風(fēng)險(xiǎn),并對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)提出了相應(yīng)的建議措施,減少后續(xù)設(shè)計(jì)的變更及可能造成的損失。

4 結(jié)語(yǔ)

將改進(jìn)的HAZID分析技術(shù)應(yīng)用在危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)中,會(huì)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期辨識(shí)可能存在的一些風(fēng)險(xiǎn),為工藝流程及總圖的調(diào)整提供了機(jī)會(huì)。本文通過(guò)對(duì)HAZID 分析技術(shù)的改進(jìn)及應(yīng)用實(shí)例展示,表明這一改進(jìn)的分析技術(shù)更適用于危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目工程設(shè)計(jì),具有較好的應(yīng)用前景。