HAZOP与LOPA技术在常减压装置的应用，步骤非常详细！
2021年5月18日 13:55
关键词 | HAZOP LOPA 常减压 应用
共 4678 字 | 建议阅读时间 20 分钟
1
HAZOP分析方法特点
危险与可操作性分析（HAZOP）是一种被工业界广泛采用的工艺危险分析方法，也是有效排查事故隐患，预防重大事故和实现安全生产的重要手段之一。与其他分析方法相比较，有着非常鲜明的特点：
特点一：“发挥集体智慧”。由多专业、具有不同知识背景的人员组成分析团队一起工作，比各自独立工作更能全面地识别危险和提出更具有创造性的消除或者控制危险的措施。
特点二：“借助引导词激发创新思维”。借助引导词与相关参数的结合，分析团队可以系统地识别各种异常工况，综合分析各种事故剧情，涉及面非常广泛，符合安全工作追求严谨缜密的特点。
特点三：“系统全面地剖析事故剧情”。HOZAP用适当的引导词，深入揭示和审查工艺系统中事故剧情与可操作性问题。这个过程有助于全面、细致地了解事故发生的机理，据此提出预防事故发生或减缓后果的措施。
2
LOPA分析方法特点
保护层是一类安全保护措施，它能有效阻止始发事件演变为事故的设备、系统或者动作。兼具独立性、有效性和可审计性的保护层又称为独立保护层，它既独立于始发事件，也独立于其他独立保护层。正确识别和选取独立保护层是完成LOPA分析的重点内容之一。典型化工装置的独立保护层呈“洋葱”形分布，从内到外一般设计为：过程设计、基本过程控制系统、警报与人员干预、安全仪表系统、物理防护、释放后物理防护、工厂紧急响应以及社区应急响应等。
HAZOP与LOPA结合
当利用HAZOP分析结果进行LOPA分析时，两者之间的信息对应关系见下图。
HAZOP分析结果作为保护层（LOPA）的输入，将HAZOP的偏差作为场景背景与描述，将原因作为初始事件（IE），根据初始事件发生的频率和事故场景中各种有效的独立保护层（IPL），计算事故场景的发生概率；最后根据事故场景后果的严重性等级和发生概率大小，利用HSE风险矩阵，评估事故场景的风险等级，提出针对性的建议措施。
常减压装置HAZOP与LOPA分析过程
01
确定分析的目的及范围
在规范要求下，本次分析辨识了常减压装置工艺流程及设备的危险与可操作性问题，分析了现有工艺过程中与设计要求背离的工艺参数的变化（即偏离）的原因，以及由此而产生的后果，提出了合理的建议措施以降低发生偏离的概率，从而避免了事故的发生，最大限度保证了工艺操作的稳定性。
02
组件分析小组，确定组长
根据装置实际，组建涵盖工艺、设备、安全、操作、仪表、电气等专业的分析小组，从各专业的角度出发，保证分析内容的全面性、分析结论的可靠性，提出有效的建议措施。
03
分析准备
为了便于分析的开展，需要准备装置管道和仪表流程图（PID）、工艺技术规程和岗位操作法、联锁逻辑图或因果关系表、设备布置图、设备数据表、物质安全数据表（MSDS）、管道材质等级规定及管道表、以往的危险源辨识或安全分析报告等资料。
04
分析过程详解
本次分析在装置HOZAP分析的基础上，增加保护措施，提出相应的建议措施，降低风险后得到最终风险。
节点划分
对于连续工艺过程，节点的划分一般按照工艺流程的自然顺序进行，从进入的PID管线开始，直至设计意图的改变，或至工艺条件的改变，或继至下一个设备。本次分析根据PID图纸上的流程将装置划分为23个节点。节点的划分，应当坚持详细、全面、有效的原则，如下表所示。
识别分析风险
①识别分析风险步骤
a. 确定偏差，识别风险后果。
根据《危险与可操作性分析操作指南》中的分析方法，确定各个偏差，找出引起偏差的原因，并列举出所能引起的各种后果。
b. 确定初始风险。
对照HSE风险矩阵标准，根据风险发生的可能性概率和危害严重性的大小，确立偏差的初始风险。
c. 对事件进行独立保护层分析。
根据AQ/T3054-2015保护层分析（LOPA）方法应用导则，对事件逐一进行独立保护层分析，分析各个方面的保护措施。
化工企业典型保护层分为：本质安全设计、基本过程控制系统（BPCS）、关键报警和人员响应、安全仪表功能系统（SIF）、物理保护、释放后保护设施、其它保护措施（工厂和社区应急响应）。
d. 确定目前风险。
通过独立保护层分析，计算降低事件发生的概率，确定目前风险等级。
e. 提出建议措施，确定最终风险。
在此基础上，对各保护层提出增加的建议措施，如现场增加快速切断阀门装置，增加DCS显示，增加指示低报警等，建议措施应该具有较强的可操作性，并能够付诸实施。进一步降低风险，确定最终的风险等级。
②识别分析风险举例
a. 示例一
该示例选自节点2：脱后原油换热至初馏塔蒸馏。
详细偏差：初馏塔塔底液位过低或者无。
分析原因及后果：原油量过低，由于供料不足导致初馏塔塔底液位偏低或无；初馏塔塔底液位（LI103）指示偏高，但实际液位偏低，而DCS显示出真实的液位情况，即初馏塔塔底液位偏低；后路换热网络调节阀（HC007/008/009）故障全开，在进料量一定的前提下，后路出料量增大，导致初馏塔塔底液位过低或无；大、小常压炉八路分支（FIC103/104/105/106、FIC014/015/016/017）全开，在进料量一定的前提下，后路出料量增大，导致初馏塔塔底液位过低或无；原油性质偏轻，在其它工艺操作条件不变的情况下，大量的组分蒸馏至塔顶，导致初馏塔塔底液位过低。
初馏塔塔底液位过低或无，会直接引起初底泵抽空、设备损坏，大量高温油品泄漏着火造成火灾。
选取第2项初馏塔塔底液位（LI103）指示偏高的情况进一步做LOPA分析。根据风险矩阵表格，初始风险定义为C5。针对该项风险采取如下保护措施：
1）原油量（FIQ140）设低流量报警。
2）初底油（FI008/009/010）设单独的低流量报警。
3）现场初馏塔塔底设玻璃板液位计。
4）现场初馏塔塔底抽出阀设快速切断功能。
5）现场初底泵设24h电视监控。
在上述5项措施中，1）、2）项属于关键报警和人员响应措施，增加防范措施的PFD取值分别为1×10-1，重新确定风险为C4，建议初馏塔底部增加独立的液位DCS显示，风险可降低至C3，危险程度进一步降低。
b. 示例二
该示例选自节点12：减压塔进料升温。
详细偏差：减压炉氧含量偏低。
分析原因及后果：鼓风机故障停机，氧含量供应严重不足，加热炉燃烧不完全；燃料气（瓦斯）量过大，在氧含量一定的情况下，加热炉燃烧不完全；在两种状况下，加热炉燃烧不完全，会导致冒黑烟，预热器发生二次燃烧、损坏预热器，严重时加热炉熄火、炉膛闪爆。根据风险矩阵表，初始风险定义为D5。
针对燃料气（瓦斯）量过大这个原因提出如下防范措施：
1）减压炉出口设温度控制TIC304，出口分支温度设高报。
2）炉膛氧含量AIC301设低报。
3）排烟温度TI310设高报。
4）预热器烟气入口温度TI309设高报。
5）加热炉设高温火焰监视器。
6）加热炉设防爆门。
在上述措施中，措施1）为BPCS调节控制，PFD取值为1×10-1；措施2）~5）键报警和人员响应，PFD取值为1×10-1；措施6）为爆炸减缓保护措施，PFD取值为1×10-1，重新定义风险等级降至D2。
将以上两个示例的分析过程记录到分析表中。
分析结果
按照上述方法，对常减压装置进行全面地HAZOP及LOPA分析，总计分析221个偏差，340个事故场景。对这些场景进行全面的风险评估，在现有保护措施下，分析小组有针对性的提出更多的预防和控制措施，共计61条（部分措施列举见下表）。
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整理： 化工活动家
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