化工工藝危害分析怎么做用哪些軟件？專家給你講清楚

什么是PHA？ProcessHazardAnalysis，簡稱

PHA，指：工藝危害和風險分析。

在化工企業(yè)中，其生產(chǎn)工藝的顯著特點為：高溫高壓、易燃易爆炸，從而帶來的典型危害有：火災、爆炸及有毒性氣體的釋放。

而

PHA，即為：模擬化工生產(chǎn)過程，對可能引起的這幾類危害進行建模分析，將復雜的問題或現(xiàn)象用數(shù)字模型來描述，對于這些危害的類別、出現(xiàn)條件以及后果等進行概略性地分析并提出對策，從而使得危害發(fā)生的概率降低到預期的范圍。PHA為PSM的核心要素，是通過一系列有組織的、系統(tǒng)性的以及徹底的分析活動來發(fā)現(xiàn)和評估一個工藝過程的潛在危害，并且提出降低危害發(fā)生的措施。PHA的工作由一個小組完成，小組成員應具備工藝、設備、儀表以及電氣的工程設計和操作維護的經(jīng)驗，以及需要有危害與風險評估、功能安全和HSE（Health、Safety、Environment）方面的知識。PHA的流程其主要由如下的9個步驟組成：1.計劃與準備；2.危害識別；3.工藝危害評估；4.后果分析；5.其他需要考慮的因素；6.風險評估；7.建議措施與報告；8.記錄歸檔；9.管理層審核。其中，工藝危害評估與風險評估為PHA的重中之重。目前，國內(nèi)所運用的主要的工藝危害評估的手法為：危害與可操作性分析（HazardandOperabilityAnalysis，簡稱HAZOP）。在完成HAZOP之后所進入的風險評估階段，主要所運用的手法為：保護層分析（LayerofProtectionAnalysis，下簡稱：LOPA），若分析后該危害的殘留風險的發(fā)生概率仍未達到預期，將通過追加安全儀表功能（SafetyInstrumentFunction,下簡稱：SIF），并對安全完整性等級(SafetyIntegratedLevel，下簡稱SIL)進行驗證，從而來確認殘留風險的發(fā)生概率是否降低至預期。以下將會對上述的PHA分析手法進行簡要介紹。

主要的PHA分析手法在適用于化工企業(yè)的GB/T21109-2017《過程工業(yè)領域安全儀表系統(tǒng)的功能安全》的標準中，定義了功能安全的全生命管理周期，見圖2而上章所提及的PHA分析手法也分別匹配在其中。HAZOP分析HAZOP分析誕生在英國，由化學工程師T.克萊茲在41歲時發(fā)明。1963年，HAZOP分析首次在帝國蒙德化學公司（ICI）新建苯酚工廠被應用，在公司內(nèi)部摸索和應用了10年之后才在英國普及推廣，并延續(xù)到全球。圖2

基于GB/T21109-2017的安全生命周期HAZOP分析以小組討論會的方式對危害與可操作性問題進行詳細研究。由小組長（也稱作HAZOP主席）主導分析過程，并安排一位記錄員做記錄。它首先把P&ID圖樣劃分成若干節(jié)點，之后針對每個節(jié)點采用一系列的引導詞，系統(tǒng)性地辨識出與設計意圖的潛在偏差，并圍繞著這些偏差，來探尋導致偏差的原因及其后果，以及已使用的安全裝置。當小組確信這些裝置的保護措施不當時，將提出相應的建議措施。關于HAZOP分析的具體實施方法與示例，見圖3，可參考AQ/T3049-2013《危險與可操作性分析（HAZOP分析）應用導則》。圖3HAZOP應用示例LOPA分析LOPA分析是一種半定量的分析評估技術(shù)，它以HAZOP的報告作為基礎，對所辨識出的危害用圖表列出其觸發(fā)原因，防護措施（保護層），或者抑制其危險后果的減災措施（抑制減輕層）。通過這些表格，確定總體上需要哪些風險降低措施，揭示是否需要額外的風險降低手段，確定所需要的SIF，以及SIF應該滿足的SIL等級。關于LOPA分析的具體實施方法與示例，可參考AQ/T3054-2015《保護層分析（LOPA分析）應用導則》。SIL驗算

根據(jù)LOPA分析的結(jié)果，若要追加相應SIL等級的SIF，則通過組建安全儀表系統(tǒng)，把系統(tǒng)中所劃分出的SIF適用到HAZOP分析中所要求的危害保護措施中去。一個SIF由3部分組成，分別為：傳感器部分、邏輯控制器部分和執(zhí)行機構(gòu)部分，見圖4。每部分中所用到的儀器儀表可按照結(jié)構(gòu)約束進行冗余配置，并運用馬爾可夫模型，來算出SIF的SIL等級。把算出的SIL等級與LOPA分析所要求的SIL等級進行對比，若達成，則選用儀器儀表組成的SIF能夠適用。圖4SIF基本構(gòu)成圖5安全繼電器關于SIL驗算的具體實施方法與實例，可參考：GB/T20438.5-2017《電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全第5部分：確定安全完整性等級的方法示例》GB/T20438.6-2017《電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全第6部分：GB/T20438.2和GB/T20438.3的應用指南》。國內(nèi)主流的PHA分析軟件早在1990年時，就有學者開始研究PHA分析軟件。而1990年，Windows3.0才剛剛開始問世，那時的Windows功能很弱，所以軟件的功能也非常的簡單。后來隨著Windows操作系統(tǒng)不斷成熟，陸續(xù)地PHA分析軟件也逐漸的發(fā)展了起來。目前在國內(nèi)市場上主流的PHA分析軟件有3款，分別為：PHA-Pro、exSILentia和RiskCloud。PHA的發(fā)展趨勢

未來的PHA分析及管理將往著一體化和平臺化的方向發(fā)展。特別是在SIS系統(tǒng)導入之后的運營和維護管理，變更管理，行動跟蹤管理，以及儀表和各控制元件的失效數(shù)據(jù)管理等，將由統(tǒng)一的軟件平臺進行統(tǒng)計和匯總，從而形成并達到如GB/T21109-2017中所構(gòu)筑的功能安全全生命周期的數(shù)字化、可視化以及網(wǎng)絡化安全體系。目前，像HIMA、Honeywell、以及歌略等廠家已經(jīng)開始著力開發(fā)并陸續(xù)推出類似的一體化安全管理平臺，相信在不久的將來，其會進一步的普及，來使得安全風險的管理變得更加的規(guī)范，并具有可落地、可執(zhí)行性。小結(jié)本文對化工工藝危害分析（PHA）及其應用軟件進行了簡要分析，就PHA的