危险和可操作性研究（HAZOP）分析技术

    危险和可操作性研究（Hazard and Operability Study，简称HAZOP）是以系统工程为基础的一种可用于定性分析或定量评价的危险性评价方法，用于探明生产装置和工艺过程中的危险及其原因，寻求必要对策。

    HAZOP一词是20世纪70年代早期提出的，二十余年前由英国帝国化学公司首先开发应用。经过不断改进与完善，在欧美国家，现已广泛应用于各类工艺过程和项目的风险评估工作中。有些国家，如英国，已通过立法手段强制其在工程建设项目中推广应用，而在我国HAZOP分析技术正处于起步阶段。HAZOP是高度专业化的作业程序，是一种对项目做定性的风险分析和风险管理技术。下面介绍一下HAZOP分析技术的形式和具体方法，阐明其特点和局限性，对HAZOP技术的应用和注意事项加以探讨。

    一、HAZOP简介

    HAZOP是一种结构化的风险分析工具，能全面、系统的识别流程中的危险和改善操作，减少管理的盲点，有效提升工作流程的效率和生产力。HAZOP集中分析异常的操作情况和以前从未发生过的事，是对设计的重要补充。有文献数据显示，进行HAZOP分析并采纳相关建议后，运行时出现的问题至少减少一个数量级。

    在通常情况下，HAZOP的研究目标应该是与液体或气体产品有关的承受高压的设备、设施或系统。上述设备、设施或系统一般是带压后或投入使用后才能成为HAZOP研究方法的研究对象，所以HAZOP的定义应该是：研究目标上的具体研究对象在试运或运行期间可能发生的与其本身内在危险性和本身操作有关的问题。上述定义已经考虑了HAZOP应用范围不断扩大的趋势。

    二、HAZOP 应用形式

    HAZOP技术常用的形式有3中，即引导词方式（Guide Word Approach）、经验式（Knowledge Based HAZOP）和检查表式（Checklist）。引导词方式主要用于对新的项目作系统的工艺和操作危害研究，并提出存在的安全隐患问题而经验式则主要依托原有经验对复用项目的相关及改变部分做HAZOP研究。检查表式则主要用于项目的前期工作阶段，根据所用物料的危害性质，确定在设计中要重视的潜在危害。

    三、HAZOP具体方法

    1.HAZOP的主要方法

    HAZOP的主要方法是：分析偏差，找出原因、分析后果、提出对策及措施。在分析进行前，工艺流程图应达到相当完善的程度；分析开始时，工艺工程师对整个装置设计作详细介绍，并讲解每一段细节的设计目的和作用，讲解内容由秘书记录下来。简单的说，HAZOP研究主要是应用系统的分析方法，将所有相关的关键词结合在一起，对工厂进行查询，努力发现任何潜在的问题，其结果用列表的方式记录下来。

    须提供给HAZOP小组的文件主要有PFD（工艺原则流程图）、P&ID图（工艺管道和仪表流程图）、U&ID图（公用工程管道和仪表流程图）、设备平面布置图、材料规格书和选材表、设备规格表和设备单线图。引导词是代表偏离设计意图和正常操作范围的失常问题，引导词实际上是运行参数或运行条件的高度概括包括流量、压力、温度、组分、液位、物相、操作等。

    2.HAZOP具体步骤

    HAZOP一般包括以下5个步骤：

    （1）定义危险和可操作性分析所要分析的系统或活动；

    （2）定义分析所关注的问题；

    （3）分解被分析的系统并建立偏差；

    （4）进行HAZOP工作；

    （5）用HAZOP分析的结果决策。

    关于某个研究节点的某个引导词提出来以后，按照以下顺序进行讨论：

    （1）原因：就是找出研究节点发生该引导词所代表的失常问题的原因；

    （2）结果：就是讨论发生上述失常问题时可能产生的后果；

    （3）已到位的安全措施：就是检查是否已经采取了相应的保护措施；

    （4）后续行动：就是讨论应补充或应改进的措施，并作为会后后续行动记录下来；

    （5）行动执行单位：就是建议由哪个单位负责完成相应的会后后续行动；

    （6）优先等级：就是明确表明需要落实的会后后续行动的缓急程度。

    通常的做法是成立一个多学科的研究小组。该组人员以“有组织的自由讨论”形式一起工作。在评审过程中，首先将被研究的系统或设施分解成HAZOP的最小研究单位——研究节点。并把每个研究节点的设计意图向研究小组成员进行解释，然后对P&ID图上表示的设计内容进行系统分析，并以此来识别危险。具体方法：用引导词来系统的识别因不符合设计意图而可能出现的潜在的危险性或可操作性问题最后把这种偏差问题或失常问题的可能原因和与其有关的后果、现有的保护措施以及该研究小组的有关建议等，一起列在工作表上。

HAZOP的审查流程见图1。

 

　　四、HAZOP具体方法

    1.HAZOP 的特点

    HAZOP具有如下特点：

    （1）由第三方人员直接负责组织当前的直接设计人员和将来的直接运行人员共同讨论在设计中的细节问题（这与专家评审方法不同）；

    （2）只考虑可引起各种事故的细节性失常问题的内在原因。不考虑与失常问题有关的外部原因（这与HSE方面的危险识别方法不同）；

    （3）是一种用于识别危险性和可操作性问题的形式化和系统化的识别方法，不能被用来解决这些问题或量化这些问题（这与技术咨询方法不同）；

    （4）结论是建议性的，不是强制性的，只要求限期回答有关问题，只要能够解释通，可以不执行有关的结论（这与事故的调查方法不同）；

    （5）目的只是评审在评审用P&ID图上表示出来的并与操作程序有关的资料。将不会涉及到评审用P&ID图上没有标出的资料（例如：平面布置的细节）或在评审用程序文件中没有包括的操作方式（局限性1）；

    （6）只考虑由于一种可信的常规故障或至多两种可信的常规故障引起的危险，所以不会覆盖所有低频率的灾难性事件或多重故障引起的危险性事件（局限性2）。

    2.HAZOP 的局限性

    HAZOP技术简单易学，可激发创造性，开拓思路，但其也有一定的局限性。HAZOP技术的局限主要是其审查的结果依赖于所审图纸及数据的准确度，并要求组成一个专家小组，小组成员应具备较好的专业知识和经验。HAZOP只考虑可引起各种事故的细节性失常问题的内在原因，不考虑与失常问题有关的外部原因。HAZOP是一种用于识别危险性和可操作性问题的形式化和系统化的识别方法，不能被用来解决这些问题或量化这些问题。

    五、HAZOP技术的应用

    有文献表明，HAZOP研究中占40%-50%的问题是工艺装置操作的安全性研究，其余的问题是产品质量和可靠性的研究。

    随着HAZOP技术的深入研究和广泛传播，目前主要应用于以下几个方面：

    1） 概念设计阶段的重大危害分析；

    2） 设计阶段的危害分析；

    3） 项目开车前的危害分析；

    4） 现有装置的危害分析；

    5)  装置改造前的危害分析；

    6)  装置大修前的危害分析；

    7） 对研究设施和实验室的危害分析。

    按照API750的规定，HAZOP定期分析的频率是3-10年，美国OSHA 29CFR1910.119规定不超过5年。一般在项目初步设计完后可进行一次HAZOP分析，项目投产前可进行一次HAZOP分析，投产后每5年左右进行一次，如遇有重大改造、变更后必须进行一次HAZOP分析。鉴于HAZOP分析的重要性和实用性，我国三大石油公司都已经开始尝试和推广。例如中海油已将HAZOP分析列于安全环保规程中。随着国内HAZOP研究的不断发展，相信HAZOP的应用范围会越来越广，HAZOP分析也会越来越深入和成熟。

    六、小结

    HAZOP分析技术被公认为是防止损失的最广泛采用的方法，是适于化工工艺过程危害辨识的分析技术，近年来已经得到了广泛的应用。以上介绍了HAZOP分析的具体方法，分析了其优缺点，并指出了HAZOP技术的应用范围，但应用HAZOP分析时应注意以下几点：

    （1）HAZOP分析对团队成员要求较高，要求有经验的人员参与，都应是本专业领域内有丰富经验的专家，组成多元化的团队。

    （2）由于HAZOP技术的全面性、系统性和细致性，要给专家团队充裕的分析时间，同时每天的工作时间不宜过长。

    （3）要准确的划定HAZOP分析的目标和范围。HAZOP所要分析的是一个系统在正常运行中各种可能的偏差，因此清楚的定义一个系统的设计功能或正常运行是分析工作中非常重要的一步。

    （4）在会前应做好充分的准备工作，要保证提供给HAZOP的图纸及其他参考信息的准确性和真实性。待审查的设计文件的深度决定了HAZOP审查的深度。

    （5）HAZOP分析是一项动态工作，与设计阶段同步进行，直至施工安装完毕。项目或系统分析完毕后应进行适当的跟踪。

    随着国家对生产建设项目HSE管理工作要求的提高，以及风险分析技术的深入发展，社会和企业必将越来越重视安全生产和风险管理。作为全风险管理基础技术之一的HAZOP技术，必将得到更为广泛的应用。