HAZOP-LOPA分析方法在液氨罐區(qū)的應(yīng)用 張五星.pdf

2 0 1 6 年第1 6 卷第8 期 貝險評熊 H A Z O P L O P A 分析方法在 液氨罐區(qū)的應(yīng)用 張武星 李曉明 中國石化洛陽分公司 河南洛陽4 7 1 0 1 2 摘要 針對H A Z O P 分析方法的不足之處 將L O P A 分析方法融入到H A Z O P 分析方法中 并 應(yīng)用于在役液氨罐區(qū) 系統(tǒng)識別了液氨罐區(qū)存在 的工藝危險和可操作性問題 對高風(fēng)險場景 通過 L O P A 分析評估了保護(hù)措施的有效性 提出了相應(yīng) 的建議措施 關(guān)鍵詞 H A Z O PL O P A 液氨罐區(qū) 危險與可操作性分析 H A Z O P 是一種公認(rèn)有 效 廣泛使用的風(fēng)險評估技術(shù) 但在應(yīng)用過程中也 存在一些問題 如提出的保護(hù)措施是否有效 是 否足夠 每一個保護(hù)措施能夠降低多少風(fēng)險 事 故風(fēng)險是否可以接受 等等 保護(hù)層分析 L O P A 可以很好地解決上述問題 因此在H A Z O P 分析過 程中引入L O P A 分析 能更加深入地評估風(fēng)險 提 出有效安全措施控制風(fēng)險 1H A Z O P L O P A 技術(shù)概要 1 1H A Z O P 方法 H A Z O P 分析是一種基于事故場景的工藝危險 評估技術(shù) 通過確定工藝系統(tǒng)可能發(fā)生的有意義 的偏差 反向追溯導(dǎo)致偏差的特定初始事件 原 因 正向推理偏差可能導(dǎo)致的后果 并評估其在 健康 環(huán)境 財產(chǎn) 聲譽等方面的后果嚴(yán)重程度 將 事故后果分類 量化 分級 包括考慮已有安全措 施降低事故風(fēng)險的作用 必要時按照最低合理可 行 A L A R P 的原則提出建議措施進(jìn)一步降低事故 風(fēng)險 1 1 2L O P A 方法 L O P A 方法是在定性危害分析的基礎(chǔ)上 進(jìn)一 步評估保護(hù)層的有效性 并進(jìn)行風(fēng)險決策的系統(tǒng) 方法 其主要目的是確定是否有足夠的保護(hù)層使 風(fēng)險滿足企業(yè)的風(fēng)險可接受標(biāo)準(zhǔn) L O P A 是一種 半定量的風(fēng)險評估技術(shù) 通常使用初始事件頻率 后果嚴(yán)重程度和獨立保護(hù)層 I P L 失效頻率的數(shù) 量級大小來近似表征場景的風(fēng)險舊J 使用L O P A 進(jìn)行場景風(fēng)險對比時 應(yīng)當(dāng)采用相同的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn) 相同的選擇失效數(shù)據(jù)方法 L O P A 方法主要應(yīng)用于下列情形 事故場景后 果嚴(yán)重 需要確定后果的發(fā)生頻率 確定事故場景 的風(fēng)險等級以及事故場景中各種保護(hù)層降低的風(fēng) 險水平 確定安全儀表功能 S I F 的安全完整性等 級 S I L 確定過程中的安全關(guān)鍵設(shè)備或安全關(guān)鍵 活動 其他 保護(hù)層作為I P L 時 應(yīng)滿足以下基本要求 獨立性 獨立于I E 初始事件 的發(fā)生及其后 果 獨立于同一場景中的其它I P L 有效性 收稿日期 2 0 1 6 0 2 2 2 作者簡介 張武星 高級工程師 注冊安全工程 師 現(xiàn)任洛陽分公司安全技術(shù)專家 長期從事安 全技術(shù)管理工作 S A F E T YH E A L T H E N V I R O N M E N T o 萬方數(shù)據(jù) 境 取險評價 能檢測到響應(yīng)的條件 在有效的時間內(nèi)能及時響 應(yīng) 在可用的時間內(nèi) 有足夠的能力采取所要求的 行動 滿足所選擇的P F D 的要求 可審查性 應(yīng)有可用的信息 文檔和程序可查 以說明保護(hù)層 的設(shè)計 檢查 維護(hù) 測試和運行活動能夠使保護(hù) 層達(dá)到I P L 的要求 初始事件發(fā)生頻率和I P L 的P F D 數(shù)據(jù)可采 用 行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù) 企業(yè)歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù) 基 于失效模式 影響和診斷分析 F M E D A 和故障樹 分析 F T r A 等的數(shù)據(jù) 其他可用數(shù)據(jù)等 選擇失效數(shù)據(jù)時 應(yīng)滿足以下要求 在整個 分析過程中 使用的所有失效數(shù)據(jù)的選用原則應(yīng) 一致 選擇的失效率數(shù)據(jù)應(yīng)具有行業(yè)代表性或 能代表操作條件 使用企業(yè)歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)時 只 H A Z O P 信息 偏差 原因 不利后果 現(xiàn)有安全措施 建議安全措施 其他低風(fēng)險原因 不滿足公司標(biāo)準(zhǔn) 的后果 不滿足I P L 定義的 安全措施 不必要的措施 2 0 1 6 年第1 6 卷第8 期 有該歷史數(shù)據(jù)充足并具有統(tǒng)計意義時才能使用 使用普通的行業(yè)數(shù)據(jù)時 可根據(jù)企業(yè)的具體條 件對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正 可對失效頻率數(shù)據(jù)取整至 最近的整數(shù)數(shù)量級 1 3L O P A 與H A Z O P 相結(jié)合的可行性 H A Z O P 分析是一種定性的分析方法 是識別 危險場景的有效工具 但對于后果嚴(yán)重或風(fēng)險高 的事故場景 缺乏足夠的決策依據(jù) 而L O P A 分析 則是一種半定量的分析方法 可以對H A Z O P 分析 出的事故場景進(jìn)行半定量分析 是H A Z O P 分析的 繼續(xù)和補充 但L O P A 不是識別危險場景的工具 L O P A 的正確分析取決于H A Z O P 所得出的危險場 景的準(zhǔn)確性 包括初始事件和相關(guān)的安全措施是 否正確和全面 H A Z O P 與L O P A 的關(guān)系見圖1 L O P A 皇 析L O P A 鄉(xiāng) 析采用的數(shù)據(jù) 場景背景與描述 初始事件卜 叫初始事件頻率 不利后果卜 叫嚴(yán)重程度 H A Z O P 未識別出的I P L 使能事件和條件 I P L 的P F D 使能事件或條件 頻率 增袈鼠霪饕妒K 險可接燕使風(fēng)險可容忍r 1 8 萄 k 至 圖1H A Z O P 與L O P A 的關(guān)系 2H A Z O P 一1 0 t 1 A 技術(shù)在液氨罐區(qū)的應(yīng)用 2 1 液氨罐區(qū)簡介 某石化公司液氨罐區(qū) 主要包括2 臺5 0I T l 3 液 是 更多場景 主墨 下一個場景 氨球罐 1 臺4 0 0r f l 3 液氨球罐 2 臺液氨輸送泵 2 臺液氨蒸發(fā)器 1 臺氨氣緩沖罐 1 臺氨壓縮機(jī) 1 臺氨液分離器 1 臺氨氣吸收罐及煙囪 1 臺氨水 萬方數(shù)據(jù) 2 0 1 6 每筻 1 6 鲞籮8 期張武星 等二H A Z O P L O P A 分折方法在渣氡罐區(qū)的應(yīng)用風(fēng)險評價 回?zé)挶?主要作用是接收和儲存硫黃回收裝置輸 送的液氨 另外分別向熱電站脫硫脫硝裝置輸送 液氨氣化后的氨氣 供汽車槽車充裝液氨 液氨 或氨氣一旦泄漏或失控 容易發(fā)生中毒窒息 火災(zāi) 爆炸等事故 液氨罐區(qū)已構(gòu)成三級重大危險源 2 2 風(fēng)險矩陣 H A Z O P L O P A 分析中采用中國石化Q S H 0 5 6 0 2 0 1 3 H S E 風(fēng)險矩陣標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行風(fēng)險等 級評估 風(fēng)險矩陣中后果分為人員傷害 財產(chǎn)損 失 環(huán)境影響和聲譽影響4 類 每類后果按照其嚴(yán) 重性從低到高依次分為A B C D E 共5 個等級 風(fēng)險矩陣后果發(fā)生的可能性采用定性和半定量2 種分級形式 按照事故發(fā)生頻率從低到高依次分 為1 2 3 4 5 6 共6 個等級 風(fēng)險分為嚴(yán)重高風(fēng) 險 高風(fēng)險 中風(fēng)險和低風(fēng)險4 個等級 其中高風(fēng) 險和嚴(yán)重高風(fēng)險是不可接受的風(fēng)險 中風(fēng)險是允 許的風(fēng)險 低風(fēng)險是可接受的風(fēng)險 2 3H A Z O P L O P A 分析過程 成立由主席 記錄員和工藝 設(shè)備 儀表 安 全 操作等專業(yè)人員組成的分析小組 制訂分析計 劃 準(zhǔn)備有關(guān)資料 分析前 對小組成員進(jìn)行 H A Z O P L O P A 方法和風(fēng)險矩陣標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn) 統(tǒng)一認(rèn) 識 召開分析會議 按照H A Z O P 分析步驟對每個 節(jié)點和每個偏差進(jìn)行分析 對H A Z O P 分析出的高 風(fēng)險 嚴(yán)重高風(fēng)險場景進(jìn)行L O P A 分析 最后形成 分析報告 2 4 H A Z O P L O P A 分析結(jié)果 按工藝流程將液氨罐區(qū)劃分3 個節(jié)點 分析 偏差6 2 個 分析事故場景4 8 個 其中有2 個高風(fēng) 險 其余為中風(fēng)險和低風(fēng)險 對高風(fēng)險事故場景 進(jìn)行L O P A 分析 共提出8 條建議措施 其中操作 與管理類的3 條 儀表聯(lián)鎖類的3 條 安全設(shè)計類 的2 條 部分H A Z O P 分析記錄見表1 高風(fēng)險場 景的L O P A 記錄見表2 表1液氨罐區(qū)H A Z O P 分析記錄 部分 序號偏差可能原因后果現(xiàn)有保護(hù)措施 嚴(yán)重性可能性風(fēng)險等級建議措施 1 4 0 2 6 高液位液位計液位上升 壓力 液氨罐L T l 4 0 7 增大 引起安全 G 1 4 0 7 L T l 4 0 8 閥起跳 氨氣進(jìn) G 1 4 0 8 L T l 4 1 0人氨吸收系統(tǒng) G 1 4 1 0 故障 嚴(yán)重時從煙囪 外泄 造成人員 中毒 低壓 氨 氣壓縮 機(jī)C 6 0 1 入口 氨氣壓縮 機(jī)C 6 0 1 入口閥或 槽車氣相 線閥門誤 關(guān) P 1 1 4 0 7 P 1 1 4 0 8 P 1 1 4 1 0 D 壓力高報警 L S H l 4 0 7 L S H l 4 0 8 L S H l 4 1 0 液位高高報警 G 1 4 1 0 罐體設(shè)置手動冷 卻噴淋 罐區(qū)設(shè)置有氨氣報警儀 4 D 4 高風(fēng)險用L O P A 分析后 提出 液位上升 壓力 安全閥P S V H 0 7 A 1 A 2 D 3 D 3 中風(fēng)險 增大 氨罐超P S V l 4 0 8 A 1 A 2 P S V l 4 1 0 A 壓 氨氣泄漏 l A 2 造成人員中毒 P 1 1 4 0 7 P 1 1 4 0 8 P 1 1 4 1 0 壓力高報警 L T I 4 0 7 L T l 4 0 8 L T l 4 1 0 液 位高報警 I S H l 4 0 7 L S H l 4 0 8 L S H l 4 1 0 液位高高報警 重 G 1 4 1 0 罐體設(shè)置手動冷 卻噴淋 罐區(qū)設(shè)置有氨氣報警儀 氨氣中斷 氨氣 D 壓縮機(jī)C 6 0 1 人 口形成負(fù)壓 嚴(yán) 重時空氣被吸 入系統(tǒng) 存在爆 炸風(fēng)險 5 D 5 高風(fēng)險用L O P A 分析后 提出 以場景1 液位計L T l 4 0 7 L T l 4 0 8 L T l 4 1 0 故 障 液氨罐G 1 4 0 7 G 1 4 0 8 G 1 4 1 0 液位上升 壓力增 大 引起安全閥起跳 氨氣進(jìn)入氨吸收系統(tǒng) 嚴(yán)重 時從煙囪外泄 造成人員中毒 為例進(jìn)行L O P A 計 算如下 i x 9 J P 肋口 XP e x XP d 式中Z 鰣 初始事件i 的后果 中毒 的發(fā)生頻 率 a S A F E T YH E A L T H E N V I R O N M E N T o 萬方數(shù)據(jù) 度龕 孽蔓霪赫 風(fēng)險評價 2 0 1 6 年第1 6 卷第8 期 表2液氨罐區(qū)L O P A 記錄 項目 序號 1 4 0 2 6 11 4 0 3 3 1 1 初始事件i 的發(fā)生頻率 a P 肋i i 初始事件i 中第J 個阻止后果發(fā)生 的I P L 的P F D P 人員暴露概率 P 人員受傷或死亡概率 場景1 的后果是造成人員中毒 嚴(yán)重性為D 在現(xiàn)有保護(hù)措施的情況下 場景發(fā)生的頻率為 0 1 0 5 0 5X0 1 0 0 0 25 取整后為0 0 0 2 根據(jù)后果等級D 和頻率0 0 0 2 查H S E 風(fēng)險矩陣標(biāo) 準(zhǔn) 場景的現(xiàn)有風(fēng)險等級為D 4 屬高風(fēng)險 因此 需 要增加保護(hù)措施把場景風(fēng)險降低到中風(fēng)險或低風(fēng) 險 小組建議 投用現(xiàn)有L S H H l 4 1 0 液位高高聯(lián) 鎖切斷H V l 4 1 0 1 新增G 1 4 0 7 G 1 4 0 8 液位高高聯(lián) S A F E T Y H E A L T H E N V I R O N M E N T 鎖切斷罐進(jìn)料閥 此獨立保護(hù)層的即D 為0 1 因此 將場景發(fā)生的頻率由0 0 0 2 降低至0 0 0 02 根據(jù)后果等級D 和頻率0 0 0 02 查H S E 風(fēng)險矩陣 標(biāo)準(zhǔn) 場景減緩后的風(fēng)險等級為D 3 屬中風(fēng)險 因 此建議措施可以滿足要求 如果提出的建議是 增加液位高高聯(lián)鎖切斷罐進(jìn)料 且符合S I L l 時 此獨立保護(hù)層的F P D 為0 0 1 因此 可將場景發(fā) 生的頻率由0 0 0 2 降低至0 0 0 00 2 根據(jù)后果等級 D 和頻率0 0 0 00 2 查H S E 風(fēng)險矩陣標(biāo)準(zhǔn) 場景減 緩后的風(fēng)險等級為D 2 屬中風(fēng)險 3 結(jié)語 H A Z O P 與L O P A 相結(jié)合 可以更加全面深人 萬方數(shù)據(jù) 2 0 1 6 年第1 6 卷第8 期 張武星 等 H A Z O P L O P A 分析方法在液氨罐區(qū)的應(yīng)用 地評估事故場景風(fēng)險 在H A Z O P 分析過程中 運 用獨立保護(hù)層理論 可以對保護(hù)措施的有效性做 出判斷 對H A Z O P 分析出的事故場景 運用L O P A 分析可以定量評估保護(hù)措施對風(fēng)險的降低程 度 事故場景現(xiàn)有的風(fēng)險等級以及增加保護(hù)措施 后的風(fēng)險等級 4 參考文獻(xiàn) 1 吳重光 危險與可操作性分析 H A Z O P 應(yīng)用指南 M 北京 中國石化出版社 2 0 1 2 2 A Q T 3 0 5 4 2 0 1 5 保護(hù)層分析 L O P A 方法應(yīng)用導(dǎo)則 s H A Z O P L O P AA n a l y s i sM e t h o di nt h e A p p l i c a t i o no fL i q u i dA m m o n i aT a n k 風(fēng)險評價一 Z h a n gW u x i n g L iX i a o m i n g S I N O P E CL u o y a n gB r a n c h H e n a n L u o y a n g 4 7 1 0 1 2 A b s t r a c t A i m i n ga tt h ed e f i c i e n c yo fH A Z O Pa n a l y s i s m e t h o d t h i sp a p e rp u tL O P Aa n a l y s i sm e t h o di n t o H A Z O Pa n a l y s i sm e t h o d a n da p p l i e dt ot h el i q u i d a m m o n i at a n kf a r mi ns e r v i c ef o rt h es y s t e mi d e n t i f i c a t i o np r o c e s sh a z a r da n do p e r a b i l i t yi l s s u e se x i s ti n l i q u i d a m m o n i at a n k F o rh i g hr i s k s c e n a r i o s t h r o u g ht h eL O P Aa n a l y s i st oe v a l u a t et h ee f f e c t i v e n e s so ft h ep r o t e c t i o nm e a s u r e s p u tf o r w a r dt h ec o r r e s p o n d i n gs u g g e s t i o n K e yw o r d s H A Z O P L O P A l i q u i da m m o n i at a n k 上接第4 6 頁 4參考文獻(xiàn)Daniudi G a sF i e l dT a y uP i p e l i n eB o o s t e rS t a t i o n 1 H a w t h o r n eWR W e d d e BDS H o t t e lHC D i f f u s i o ni nJ e tF i r eH a z a r dS i m u l a t i o nR i s kA s s e s s m e n t l a m i n a rf l a m ej e t s J C o m b u s t i o nF l a m ea n dE x p l o s i o n P h e n o m e n a 1 9 4 9 3 2 5 4 2 6 6 L iJ i a n s h a n 2 腳t e rDF S c sA 1 h e 刪砸o no f j e t 脅d i 鼢 S I N O P E CN o r t hC h i n aO i la n d G a sB r a n c h s i o n s J Jk P r o I 艄I n d 1 9 9 6 9 3 拼1 2 4 5 H e n a J l Z h e n g l l z o u4 5 0 0 0 6 h y 孟nj e td i f h J s i o nn ei nac m s s w i n d J A b s t r a c t T h r o u g ht h es i m u l a t i no fD a n i u d ig a sf i e l d C o I I I bn 鋤e s 1 9 8 3 5 2 9 1 1