HAZOP 分析技术在输油管道站场的应用

903 2012 年 12 月　第 31 卷 第 12 期 网络出版时间：2012-9-4 10:36:19　　　　　　网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/13.1093.TE.20120904.1036.004.html 危险与可操作性（Hazard and Operability Analysis，HAZOP）是 20 世纪 70 年代由英国帝国化 学公司（ICI）提出的。经过几十年的实践应用和发展 完善，HAZOP 技术因其科学、系统的优势，在装置工 艺危害辨识领域地位突出，在发达国家被广泛应用，包 括化工、石油、石化、机械、航天等工业领域[1]。在国外， HAZOP 方法是诸多安全规范推荐应用的危险辨识方 法，例如：美国政府颁布的法规《高度危险化学品处理 过程的安全管理》。在国内，《安全评价通则》规定使用 HAZOP 分析方法，但一直未得到广泛应用；近年来，政 府和企业均积极倡导采用 HAZOP 方法进行安全 分析[2]，在化工、石化方面的应用日渐增多[3-5]，但在长 输油气管道中的应用刚刚起步[6-9]。随着完整性管理 理念的不断深入和配套技术的不断发展，油气管道运 营企业逐步加强油气管道站场的风险管理，采取多种 技术手段识别、评价风险[10]，并在 HAZOP 应用方面做 了积极的尝试。 1 HAZOP 分析技术 HAZOP 是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危 险及操作性问的结构化分析方法，其通过系列会议 对工艺图纸和进行分析。会议中，由不同专 HAZOP 分析技术在输油管道站场的应用 冯文兴1 贾光明1 谷雨雷1 姜征锋1 戴联双1 程万洲1 杨晓铮1 李敬2 1. 中国石油管道公司，河北廊坊 065000；2. 中国石油天然气管道局，河北廊坊 065000 冯文兴等.HAZOP分析技术在输油管道站场的应用.油气储运，2012，31（12）：903-905. 文章编号：1000-8241（2012）12-0903-03 摘要：危险与可操作性（HAZOP）技术是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危险及操作性问题的结 构化分析方法，包括划分节点，解释设计意图、工艺指标和操作步骤，确定有意义的偏差，分析偏差， 分析结果记录，提交分析报告等基本过程，其对于生产实际的指导意义主要在于偏差的确定，对偏差 产生原因、造成后果的分析，对已有保护措施的总结以及新的风险控制建议措施的提出等。运用该 技术，对西部成品油管道某站场进行危害辨识和风险评价，管道运营公司管理层根据分析报告对中、 高风险偏差加强了控制，并将风险控制建议措施落实到对应部门和站场的日常管理工作中，建议采 纳率达 70％。讨论了 HAZOP技术在油气管道某站场的应用价值和注意事项。 关键词：输油管道；站场；HAZOP；节点；引导词；偏差；危害辨识；风险评价 中图分类号：TE832　　　　 文献标识码：A　　　　　 doi：10.6047/j.issn.1000-8241.2012.12.007 业人员组成的分析组系统地研究每一个节点，使用引 导词识别出具有潜在危险的偏差，并对每个有意义的 偏差进行分析，获悉其产生的可能原因和后果及已有 的安全保护措施等，同时提出控制风险的建议（图 1）。 （1）划分节点。为系统有效地进行 HAZOP 分析， 以工艺流程为依据，考虑功能分区、压力分界、阀门截 断等因素，对工艺及仪表控制流程进行分析节点划分。 图 1　HAZOP 分析流程图 完 整 性 904 www.yqcy.net 2012 年 12 月　第 31 卷 第 12 期 （2）解释设计意图、工艺指标和操作步骤。选择节 点后，确认该节点的关键参数，如设备的实际能力及设 计流量、温度和压力等，并使每位小组成员均充分了解 设计意图。 （3）确定有意义的偏差。偏差为引导词与工艺参 数的结合，通常表示为：引导词＋工艺参数=偏差。即 选取一个节点的一个工艺参数，由引导词进行结构化， 确定具有实际意义的偏差。用引导词描述要分析的问 题可以确保分析的统一性和系统性。 （4）对偏差进行分析。分析组分析导致偏差的全 面原因，不同原因状况下可能导致的危害后果，已有的 安全措施是否充足，并提出关于安全措施的新建议。 （5）分析结果记录。分析记录是 HAZOP 分析的 重要组成部分，也是后期编制分析报告的直接依据。 记录员根据分析讨论过程提炼出恰当的结果，将所有 重要意见记录下来，并及时将记录内容与分析组人员 沟通，以保证准确和全面。 一次选择一个节点，并选择该节点的一个工艺参 数和对应引导词，建立有意义的偏差进行分析。完成 循环后，选择另一个引导词确定偏差进行分析，直至所 有引导词完成循环，再进入下一工艺参数和对应的引 导词。该节点的工艺参数全部分析完成后，进入下一 个节点，重复上述分析步骤，直至完成所有节点分析。 2 应用实例 在西部成品油管道某站场应用 HAZOP 技术辨识 危害、评价风险。该站场为管道首站，有两路来油，输 送汽油、柴油两种油品，具有油品储存、增压、流量监 测与调节、泄压保护、清管器收发、倒罐、站内排污进 零位系统、混油回掺及装车等功能。主要设施：3 台给 油泵，3 台输油主泵；8 座储罐，总库容 12×104 m3，其 中 9×104 m3 为柴油储罐，3×104 m3 为汽油储罐；进出 站阀组、清管器收发装置；消防泵房设置 2 台泡沫消防 泵，3 座泡沫罐；高低压配电室设两套 6 kV 变配电系 统。站内工艺流程主要有正常输油流程、清管流程、泄 压流程、排污流程（图 2）。正常输油流程：油品经上游 销售公司计量站进该站场储罐或旁接进给油泵，经给 油泵进输油泵，经输油泵增压、调节阀调压后进下站。 炼厂来油直接进该站场储罐或旁接进给油泵。 （1）分析准备：首先，HAZOP 项目组与管道运行 企业管理层进行交流，共同确定分析工作的范围、目 标和所需的资源支持。其次，HAZOP 项目组完成数 据资料的收集，主要包括工艺流程图（PFD），工艺管 道仪表流程图（P&ID），装置工艺技术规程，岗位操作 规程，泵、储罐、阀门、管道等设备的台帐、操作规程、 维护手册和事故记录等。在分析会议前，将主要资料 分发给分析组成员。再次，确定分析组成员。成员的 知识、经验对分析结果的可信度和深度至关重要，组长 应该经验丰富、有独立工作的能力，受过 HAZOP 分析 领导的专业训练；成员应该专业齐全，在专业领域有较 多经验。该项目分析组成员包括运营公司和 A 站场 的运行人员、管理人员、设计公司设计人员、管理专家 和消防主题专家，专业包含工艺、安全、仪表自动化、机 械设备、消防等。最后，在分析前，由组长对成员培训 HAZOP 分析的流程和方法，明确成员的职责，解释数 据的收集情况。 （2）节点划分：经过分析讨论，将该站场工艺系统 划分为 16 个节点（表 1）。 编号 节点描述 编号 节点描述 1 炼厂汽油进油管道 9 外输管道 2 0# 柴油进汽油储罐区 10 发球流程 3 0# 柴油进柴油储罐区 11 泄压流程 4 拱顶罐 12 污油罐 5 内浮顶罐 13 消防系统 6 储罐至给油泵前的管道 14 泡沫系统 7 给油泵组 15 冷却喷淋系统 8 外输泵组 16 防静电系统 表 1　某站场 HAZOP 分析节点 完 整 性 图 2　某站场工艺流程示意图 905www.yqcy.net 冯文兴等：HAZOP 分析技术在输油管道站场的应用 Feng Wenxing，et al：The application of HAZOP analysis technology in pump stations of oil pipeline （3）偏差确定：从工艺参数、引导词入手，结合该站 场的情况，确定 16 个具有实际意义的偏差（表 2）。 编号 偏差 描述 1 液位高 液位过高 2 液位低 液位过低 3 压力高 压力过高 4 压力低 压力过低 5 流量高 流量过高 6 低流量/无流量 流量过低/没有流量 7 温度高 温度过高 8 温度低 温度过低 9 流质变化 油质发生变化 10 逆流 流向相反 11 泄漏 管道、泵、储罐泄漏 12 水击 发生水击现象 13 操作异常 操作失误 14 维修异常 维修过程中操作失误带来的偏差 15 设备异常 设备损坏或异常状态 16 失掉功能 失掉设计功能 表 2　某站场 HAZOP 选取的偏差 应用 HAZOP 分析技术尚处于起步和经验积累阶段， 推广应用时应注意以下几点：①管理层重视是关键，应 推动定期或者在站场重大工艺变更前进行 HAZOP 分 析，将其纳入管理程序，经常关注和跟踪 HAZOP 分 析成果的采纳、落实情况。②各级管理和技术人员 的参与是基础，应根据企业实际需求，加强培训，建立 HAZOP 分析专家库和骨干团队，鼓励员工参与分析。 ③数据和资料的完整性、真实性、与实际情况的一致 性，是 HAZOP 分析取得良好成果的前提，直接关乎分 析评价的质量，应不断健全工艺安全信息系统。（4）应 统一 HAZOP 分析的内容、标准，确保分析工作规范一 致，具有可比性。 [1] 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院. HAZOP 分 析指南[M]. 北京：中国石化出版社，2008：1-209. [2] 国家安全监管总局，工业和信息化部. 安监总管三〔2010〕186 号 关于危险化学品企业贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安 全生产工作的》的实施意见[G]. 2010. [3] 文科武. HAZOP 技术及其在石化行业中的应用[J]. 炼油设计， 2002，32（8）：55-58. [4] 张斌. HAZOP 技术在丁辛醇装置上的应用研究[D]. 东营：中国 石油大学（华东），2008. [5] 齐海桃，蒋军成. HAZOP 技术在氨合成塔危险辨识中的应 用[J]. 中国安全生产科学技术，2011，7（3）：104-108. [6] 张志胜，杨洪兵. HAZOP 分析在西气东输管道工程中的应 用[J]. 现代职业安全，2010（6）：72-75. [7] 赵宏振. 长输管道天然气站场 HAZOP 分析实践[J]. 天然气与 石油，2010，28（4）：1-4. [8] 刘萍. 中亚天然气管道压气站 HAZOP 分析[J]. 石油规划设计， 2010，21（6）：35-38. [9] 李秋萍，李秋娟. HAZOP 分析方法在油气管道系统中的应用研 究[J]. 石油化工安全环保技术，2011，27（1）：17-21. [10] 冯文兴，税碧垣，李保吉，等. 定量风险评价法在成品油管道站 场风险管理中的应用[J]. 油气储运，2009，28（10）：10-13. （收稿日期：2011-12-29；编辑：关中原） 参考文献： 作者简介：冯文兴，高级工程师，1979 生，2007 年博士毕业于中国 科学技术大学安全技术及工程专业，现主要从事管道完整性、风险 评价技术的研究工作。 电话：0316-2170641；Email：wxfeng@petrochina.com.cn 完 整 性 （4）分析与记录：按顺序分析有意义的偏差产生的 原因、后果、风险及已有的安全措施，并提出建议措施。 总计分析偏差 283 个，高风险 14 个，中风险 103 个，低 风险 166 个，总计提出建议 108 条，按照格式要求做了 详细记录。所有记录表和建议均由分析组成员共同审 核，以保证完整性和准确性。最后，分析组编制分析报 告，将记录表和建议提交管道运营公司管理层。 （5）成果应用：管道运营公司管理层对 HAZOP 分 析报告和建议进行审核，组织研讨，最终决定对中、高 风险偏差加强控制，并要求将风险控制建议措施落实 到对应部门和站场的日常管理工作中，建议采纳率达 70％。同时，管理层还认为，员工积极参与 HAZOP 分 析，管理、技术和操作人员对设计意图和操作规程的理 解将更加深刻，对工艺装置、设备将更加熟悉，对各种 参数偏离导致风险的认识将更加全面、深入，对确保管 道的安全、高效运行具有积极意义。 3 结论 应用实践证明，HAZOP 分析技术适用于输油气 管道站场的工艺安全分析，是提高管理人员、操作人员 的过程安全管理和技术水平的有效方法。管道企业开 展 HAZOP 分析工作，有利于提高工艺装置、设备的风 险控制水平，提高控制措施的可操作性，从而有效识别 隐患和指导隐患治理。因此，管道企业应在工艺安全 管理中大力推广 HAZOP 分析技术。当前，管道企业