漫谈在役装置HAZOP分析

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HAZOP简介

现阶段,在石油化工领域,大家对于HAZOP应该是比较熟悉了。无论是参加过、组织过,或者是作为主席主持过甚至于研究过,多多少少会接触到这种名叫“安全与可操作性分析”的安全分析方法。


HAZOP分析,全称危险与可操作性分析,HAZardous and OPerability analysis的缩写。这是一种安全分析方法,使用体系化的引导词,依据原因-偏离-后果的结构,按照约定的风险矩阵,对于可能存在的风险进行辨识和评估。国际上较为通行标准是IEC 61882(最新版为2016),国标有其翻译版GB/T 35320-2017(对标 IEC 61882-2001)。


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图1 典型风险矩阵


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HAZOP分析在危化品建设领域的现状

在项目设计阶段中的应用


现阶段对于危险化学品建设项目,根据安监总厅管三〔2013〕39号文件《危险化学品建设项目安全设施设计专篇编制导则》的要求,在安全设施设计专篇中应专辟章节,说明HAZOP的分析结果;进而根据《中华人民共和国安全生产法》对于“三同时”的要求,建设项目需要在基础工程设计阶段实施HAZOP分析,以完成安全专篇。


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基于国家层面的要求,如今各建设项目在工程设计阶段的HAZOP分析执行较为完善,基本可以认为是100%实施。这也使得设计阶段的HAZOP成为了大家最为熟悉的形式。各大设计院、诸多咨询服务公司拥有大量合格的HAZOP主席/记录人员。并且通过行标/企标等形式在行业内形成了相对统一的方法论和评价体系。


在役装置HAZOP分析的现状


同时,行业/大型石油化工企业对于在役装置的HAZOP也提出了自己的要求,AQ/T 3034-2010中建议装置建成后每3年进行一次分析,中石化要求对于在役装置4~6年进行一次HAZOP分析,中石油要求每5年进行一次在役装置HAZOP分析等。


不过由于相关要求出自行业/企业,并非强制,导致在役装置HAZOP的普及率并不像设计阶段HAZOP那样高。而较低的普及率使得行业共识尚未成型。不仅仅是生产企业不知道怎么去做,很多主席/咨询公司也莫衷一是,无所适从。


1.在役装置的特点

在役装置,顾名思义是已经投入生产的装置。基于合格的规划、设计和建造施工,顺利开车,能够达到预定生产状态。从全生命周期角度来讲,处于操作/维护(Operation & Maintenance)和变更(Modification)的阶段。


在役装置均经过了前期的设计,对应的安全分析和程序已然实施。同时在役装置随着时间的推移,会逐渐积累一些变更,部分重大变更需要进行专门的设计。


同时,在生产操作过程中,操作程序可能被发现存在不合适之处甚至是潜在的风险;设备状态会慢慢老化,偏离原有设计点从而引发新的问题。


在役装置也会积累各式各样从小到大的异常事件乃至于事故,这些信息也会反过来对于设计和风险分析提出要求。


2.在役装置HAZOP分析的困惑

对于在役装置HAZOP,常见有几种做法,但都有不尽完善之处:


a.重复设计阶段的HAZOP分析

这是最为常见的在役装置HAZOP分析方法,但是也受到最多的质疑,最典型的问题就是:“基于一样的设计,使用一样的方法,重复进行分析的意义何在?” 和前次结论一样的话让人觉得没有意义,和前次结论不一样又可能会纠结两个不一样的结论孰对孰错。


但无论如何,由于设计阶段HAZOP分析极高的普及率,此种形式的在役装置HAZOP分析属于主流。


b.对于变更部分进行HAZOP分析

这种方式的HAZOP是仅针对装置在投入生产运行后发生的设计变更进行分析,对于在役装置具有更多的实际意义。


但问题在于,需要进行HAZOP分析的设计变更,至少应该是显著到能够明显影响安全性的变更。但按照国内危化品建设行业的要求,这类重大变更应委托专门的设计院,进行正式的工程设计,同样要遵循安全生产法进行“三同时”。也就是说同样会存在对应的设计阶段HAZOP分析,与之前的问题类似。而那些小型变更,往往不会造成安全后果,也就没有太多进行HAZOP分析的必要。


c.对于操作程序、员工行为或者设备状态进行HAZOP分析

这种方式的HAZOP分析较为少见,因为HAZOP方法对于程序、行为等方面的分析并不见长。安全领域有另外更加有针对性的分析方法,譬如JSA(工作安全分析,Job Safety Analysis),FMEA(失效模式与效应分析,Failure Mode and Effect Analysis)或者是各种程序的检查表(Checklist方法)。在这些方面,以上各种分析方法能够更有效,更有针对性的完成风险识别、安全措施建议等目标。


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在役装置HAZOP分析的思考

所以,在役装置HAZOP为什么要做,该如何做?笔者结合自身工程设计经验和安全分析经验,有如下思考:


1.为什么要开展在役装置HAZOP分析

因为前期设计阶段的风险分析针对的主要是设计内容,对于装置投入生产后出现的新情况,新问题没有涉及,同时这一块的潜在风险不能被忽略,所以需要进行安全分析,来识别风险,评估风险进而解决风险。


而现阶段最普及,接受度最高的安全分析方法就是HAZOP分析,所以自然而然有了在役装置HAZOP分析的要求。


2.在役装置HAZOP分析的难点

如前所述,想要做好在役装置HAZOP分析,面临以下几个困难:


a.如何避免简单重复


b.如何准确定位,发挥自身优势

对于a,简单的应对就是“做过的不再做”,把目标集中在未经过HAZOP分析的设计变更、操作程序、设备状态上,查缺补漏,确保各项内容均经过HAZOP分析。


对于b,理论上讲最好使用更加有针对性的方法进行分析,而不能“凡事必提HAZOP”。HAZOP更适合对于工艺流程进行分析,而在役装置往往需要的不是流程分析,是对于操作程序、设备状态、具体事件的分析。对于这种需求,有其他更为合适的分析方法供选择。


但是,考虑到危化品领域安全分析的现状,HAZOP是最为广大从业者所知悉的分析方法,具有相当强的普及意义。从行业角度可以先拿HAZOP练手,待安全分析的理念更加深入人心后再进行更加有针对性的分析。


3.如何开展在役装置HAZOP分析

所以,笔者建议的在役装置HAZOP分析形式为:


1、将HAZOP主要分析对象集中在设计变更上,设计阶段已经分析过的内容原则上不重复分析(除非企业安全矩阵发生变化)。


2、收集装置运行过程中曾经发生过的异常/事故案例,进行针对性的分析。


3、根据投产后的运行状态,修正先前HAZOP分析的相关假设。比如使用实际较高的故障率替换原有HAZOP分析时采用的较低的故障率,修正原有HAZOP的结论使之更加贴近实际情况。


4、如果条件允许(相关信息、人员能力等),可以操作流程、设备状态进行相关分析,量力而为。


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总结与展望

经了解,国际上几家大型炼化企业,往往也是这个思路,将HAZOP融入在役装置变更管理体系之中,实现全生命周期的安全管理。


国内也可以参考这个思路,从建立企标/团体标准出发,形成共识,推进安全分析的发展。