基于HAZOP,分析在化工过程故障诊断过程中应用分析
时间：2023-04-25 08:55:06 来源：千叶帆 本文已影响人
苏茂辉，王 策
（山东鑫安消防安全工程有限公司，山东 滨州 256600）
我国是化工行业生产大国，化工行业占据着我国国民经济的重要作用，对我国国民经济的发展和科技进步具有重要的促进作用，但是同时也带来严重的安全和环保问题，破坏和谐的社会环境。通过统计2016年～2021 年近五年我国化工事故数据信息，可以得到近五年我国化工事故起数和死亡人数统计图，如图1 所示[1-3]。虽然近几年我国的化工事故呈现逐年递减的趋势，但是与发达国家相比还有较大的差距，平均维持在每年100 多起的水平。从逐年降低的事故起数和死亡人数数据可以反映出国家对化工安全生产的重视程度逐渐增大，安全管理的理念和安全意识也在逐年提高。
图1 2016—2021 年全国化工事故起数和死亡人数统计
为进一步分析我国化工事故特征，对2018 年当年的事故死亡人数分布进行统计得到如图2 所示，从图2 可以看出我国的化工安全事故多以中毒和窒息、火灾爆炸、高处坠落事故为主，占到当年化工事故死亡人数的66%[4-5]。我国每年因化工事故造成的死亡人数维持在150 以上的水平，也反映出我国当前的化工事故死亡人数仍较为严重。化工事故所造成的的死亡人数呈现逐年递减的趋势，表明我国的化工从事者的安全意识和管理水平将之前有所提高，但是安全形势仍不容乐观。随着化工行业的规模化、信息化、自动化和集团化等发展，化工的产品和机械也越来越复杂，一旦发生安全事故，所造成的化工行业的整体危害性和后果更为严重。因此需要不断增强隐患问题的辨识和分析能力，加强对事故的预防和管控能力。
图2 2018 年全国事故死亡人数分布统计图
HAZOP 分析评估是一种广泛应用于精细化工、石油化工、医药、机械制造等各个行业的危险分析、评估的方法，它采用头脑风暴的方式发现生产装置中可能存在的各种事故隐患、联锁操作和管理流程中的问题[6]。其分析流程如下页图3 所示[7]。
图3 HAZOP 分析流程图
HAZOP 分析方法是当前国际上危险与可操作性评估中常用的方法，也是检验生产装置系统性和完备性较好的分析方法，被石油化工、医药和军工生产等各行各业所广泛使用，我国也通过立法的方式对涉及“两重点一重大”的化工项目进行强制的HAZOP 定期评估进行规定[8]。HAZOP 分析方法在有害因素风险辨识方面有着独到的优势，一是可以对整个生产装置的工艺异常状况进行全面的辨识分析，也可以从某一局面生产工艺的角度进行风险辨识；
二是不仅可以辨识出生产工艺故障和潜在的风险隐患，还可有针对性地制定预防措施，防止异常状况和安全事故的发生。
2.1 HAZOP 分析和故障诊断的关系
HAZOP 分析主要是针对化工工艺参数偏差开展的头脑风暴风险辨识，与故障的定义“化工过程中操作参数或工艺变量出现人为不可接受的偏差”具有相似的地方，都是针对化工过程的偏差分析[9]。于是专家就采用符号有向图（SDG）将HAZOP 分析和故障诊断进行结合[10]。SDG 模型在实际应用中存在建模困难的问题，不能推导出全面的偏差原因、偏差结果，并且存在在线故障诊断过程中网络复杂条件下可能导致推理速度受限，虽然SDG 模型进行HAZOP 分析中存在诸多的问题，但是对偏差风险分析具有一定的启发意义。
2.2 HAZOP 分析在精细化工装置的应用
1）分析系统中同工艺生产装置。HAZOP 分析在精细化工生产装置的使用、生产、维护和保养等不同的时期，可以全面辨识分析出系统存在的缺陷。为了保证HAZOP 分析可以顺利进行，把系统中的某个工艺流程和管道作为研究对象。对多套生产装置若采用的管道、仪表系统、设施和工艺参数等都没有较大的差异，其生产所有的原料、中间品和产品等基本相同，可以对这几套装置同时作为研究对象进行HAZOP 分析评估。
2）客观科学的分析节点。精细化工生产装置一般为采用间歇式反应，对生产工艺进行科学、客观的划分分析节点，节点主要为生产的主要设备、仪表和管线。
3）精准确定偏差。在分析阶段采用有、无、高、底等引导词结合工艺参数对偏差进行分析研究，结合温度、压力、流速和操作流程等工艺参数进行分析，结合化工生产工艺的实际情况，结合管理人员的头脑风暴的方式进行讨论分析，用引导词作为导向来确定偏差分析。
4）进行偏差原因分析。因化工生产所涉及的原料、中间品和产品都涉及到危化品具有较高的危险性，工艺偏差、误操作和管理流程偏差都会发生安全事故和故障，都需要高度重视，也应作为危害控制评价分析的重要依据。
5）偏差导致的结果和风险分析。精细化工对反应的温度、压力和流速等都有较高的特定要求，装置工艺所涉及的仪表、联锁等较多，其工艺所涉及的偏差也较多，所带来的衍生风险隐患也较多，需要进行详细的偏差分析，排查出生产过程中存在的各种安全隐患问题，把安全风险降低和控制在可接受的程度。一旦化工物料发生泄漏就会对社会造成恶劣的影响，如果对生产装置和设备性能产生影响，也会造成生产装置的停车，对产品的质量和性能产生影响，不利于企业对生产经济成本的控制。
常减压装置是化工行业常用的典型装置设备，其HAZOP 分析划分的节点如表1 所示。原油进入电脱盐罐前进行换热，为电脱盐系统原油进料提供相应的进料无/少流量和多流量的偏差进行HAZOP 分析评估的结果具体如162 页表2 所示。
表1 HAZOP 分析划分的节点
表2 精馏塔液位高偏差的HAZOP 分析统计表
为了进一步提高精细化工的本质安全，对化工生产过程的温度、压力和操作流程都要进行精准化的控制，进一步提高生产的智能化、自动化和机械化，对精细化工的生产进行实时的监测和过程控制，降低生产工艺的危害，通过自动化控制将工艺风险和危害控制在安全风险可接受的范围。增加生产过程的本质安全和安全预防措施，过程安全的保护等级要求高于过程系统，精细化工装置的设计单位必须于具有甲级化工设计资质的单位进行设计，并对化工工艺的系统安全设计提出合理化的建议和要求，明确化工设计的意图。结合化工生产的工艺特点和工艺危害特点，合理和科学地设计工艺参数和系统控制回路，从安全的角度出发设计出安全冗余。
猜你喜欢精细化工偏差化工泉州永春骏能精细化工有限公司中国造纸(2022年8期)2022-11-24《化工管理》征稿简则化工管理(2022年30期)2022-11-15《化工管理》征稿简则化工管理(2022年15期)2022-11-15一起化工安全事故的警示江苏安全生产(2021年8期)2021-11-05辽宁省精细化工科技成果转化困境探析与建议中国市场(2021年34期)2021-08-29如何走出文章立意偏差的误区学生天地(2020年6期)2020-08-25两矩形上的全偏差数学年刊A辑(中文版)(2020年2期)2020-07-25精细化工车间“三字诀” 让精益安全理念落地生根中国盐业(2019年3期)2019-04-25精细化工废水污染特性分析及控制策略化工管理(2017年23期)2017-03-04关于均数与偏差系统医学(2016年8期)2016-02-20 相关热词搜索：分析，过程中，故障诊断，
