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摘要：大多数工艺安全事故都有一个共同的特征,即"泄漏",表现为化学品泄漏或能量泄漏。导致化学品或能量泄漏的原因多种多样,多数是源自系统中存在的工艺危害。本文探讨了工艺危害分析方法在过程安全管理中的应用。
关键词：工艺危害；危害分析；决策依据
0 引言
工艺危害是指工艺系统或相关设施中存在的化学或物理条件,它们有可能导致化学品或能量泄漏,并进而导致人员伤害、财产损失或环境污染。在全球范围内发生过很多重大的工业事故,引起了社会各界的重视,工业界开始逐渐意识到,需要应用系统的方法和技术来预防工艺安全事故，这就促进了过程安全管理的研究与发展。
1、工艺危害分析的作用
工艺危害分析(Process Hazard Analysis，简称PHA)是过程安全管理的核心要素，即有组织地、系统地对工艺装置或设施进行危害辨识，能够为消除和减少工艺过程中的危害、减轻事故后果提供必要的决策依据。工艺危害分析关注设备、仪表、公用工程、人为因素及外部因素对于工艺过程的影响，着重分析着火、爆炸、有毒物泄漏和危险化学品泄漏的原因及后果。
2、定性分析法
HAZOP分析是一种用于辨识工艺缺陷、工艺过程危险及操作性问题的系统性的定性分析方法，具体操作方法是:以系统工程为基础，用关键词为引导，找出过程中工艺状态的偏差，然后再继续分析造成偏差的原因、后果及可采取的对策。表1是某化工装置苯塔系统的HAZOP分析表。
如表1所示，脱轻塔的塔顶罐可能形成酸性物质水溶液，导致酸性腐蚀，脱轻塔内物料泄漏至环境中，如遇火源，可能导致火灾爆炸，人员伤亡。事实上，回流管线发生苯泄漏的情况，在化工行业并不罕见。根据HAZOP的建议项，除了在两个阀门间增加排放阀之外，还需要针对可能出现的严重后果制作应急预案，有针对性的加强应急演习。
3、半定量分析法
LOPA是一种半定量的风险评估技术，通常使用初始事件后果严重程度和初始事件减缓后的频率大小表征场景的风险。由于每一保护层在要求时都可能发生失效，所以必须提供充足的保护层来减小事故场景风险。在很多化工行业的过程安全管理中，都运用诸多自动化监控，但是这自动化监控一旦失灵，又没有相应的措施，那么其后果将不堪设想。就此方面，利用LOPA采取一系列有效措施，可使事故发生的后果降至最低。在过程安全管理中，具备多层独立的保护层是评估过程安全性的基础。对于一种触发事件，可开发并执行若干种独立的保护层，如果有一层保护层失效，还有另外一层可提供保护功能。
为了预防安全金字塔顶层事件的发生，需要采用保护层分析LOPA原理，通过8个保护层指标进行监测和分析。8个保护层分别为本质安全设计、基本过程控制系统、报警和人员响应、SIS/ESD(紧急停车系统)、物理保护(泄放装置)、释放后保护设施、工厂应急响应、社区应急响应，在LOPA分析基础上，如果不能满足工艺安全要求，则进行SIL(安全完整性)评估与控制，用于建设项目详细设计阶段、自动化控制及安全联锁技术改造。
4、定量分析法
对可能导致重大过程安全危害事故的场景，根据需要进行定量风险评估。通过计算分析事故后果的大小及相应的频率，可以得到事故对个人或社会造成的风险，并与风险可接受标准进行比较，判断是否可接受。
利用SAFETI事故后果模型软件，输入选定的参数，就可以自动计算分析出各种事故后果的影响范围。例如，模拟某管道破裂事故场景，具体操作如下:接出的管道由于施工、被撞击或其他原因而断裂，管道破裂事故发生后，可能产生气体扩散、爆炸等事故模式。设定有一个100mm的裂口，破裂处距地面高度1m，破裂地点为室外。
根据软件计算结果，这里分别列出扩散气体达到爆炸上限(UEL)、爆炸下限(LEL)和50％爆炸下限(0.5LEL)的距离，见表2。
5、工艺危害分析常见问题及措施
不少企业都在推行各种工艺危害分析方法，很多国内的企业都在尝试采用HAZOP、LOPA等方法为新建项目和运行中的工艺系统开展危害分析与风险评估。以下是笔者过去几年对一些企业工艺危害分析工作进行审核时发现的一些常见问题:
(1)缺乏明确的工艺危害分析管理制度
不少推行工艺安全管理制度的企业，虽然开展工艺危害分析，但是没有明确的程序规定该如何有效地开展工艺危害分析工作。
企业或工厂需要明确开展工艺危害分析工作的具体要求，并将这些要求形成书面的文件。例如，明确哪些工艺系统在什么阶段需要开展工艺危害分析、应该采用哪些分析方法、对分析小组成员及组长的要求、企业或工厂可以接受的风险标准、对分析报告的要求、对跟踪完成建议项的要求、复审的要求以及各相关方的职责等等。
(2)工艺危害分析的质量不高
有些企业虽然开展工艺危害分析，但质量不高，主要体现在两个方面:一是没有充分识别工艺系统潜在的危害；二是建议措施不充分或不适当，例如多采用行政措施如操作程序(而非工程措施)来控制危害。需要根据导致工艺危害分析质量不高的情形采取针对性的措施。
情形一，缺乏足够的工艺安全信息资料。所采用的P&ID图纸质量不高，与现场设施的实际安装情况不一致，或对涉及的化学品缺乏足够的了解。在开展工艺危害分析工作之前，要尽可能收集相关的工艺安全信息资料，确认有最新版本的图纸和文件。组长应在开展工艺危害分析之前，确认具备开展分析所必要的资料。
情形二，工艺危害分析小组经验不足。常见的情形是缺乏相关的专业成员，或组长的经验不足。小组成员的经验直接影响工艺危害分析的质量，需要根据项目的特点选择适当的组员；组长需要确认分析小组中包括所要求的专业成员，如果没有适当的操作人员和维护维修人员参与，应该停止分析工作。组长应事先接受过相关分析方法的系统培训，并参与过实际的分析项目，以获得足够的实践经验。
情形三，工艺危害分析采用的方法不全面。常见的情形是将HAZOP分析方法和工艺危害分析等同，误以为开展工艺危害分析工作就只是利用HAZOP方法进行分析。HAZOP分析方法只能分析工艺系统本身的问题，全面的工艺危害分析还应该包括诸如设施布置分析和人为因素分析等等。组长需要根据工艺系统的特征选择适当的分析方法。
情形四，分析记录过于简单。有些分析报告的记录非常简单，可读性差，经过一段时间(例如过了半年)后，即使是当初参与分析讨论的人，也会很难读懂当初的分析报告。分析记录是分析报告的重要组成部分，它应该详细描述讨论过程中识别的各种事故情景、相应的后果、现有的措施及必要的建议措施等。
情形五，开展工艺危害分析的时间紧迫。应项目的进度要求压缩开展工艺危害分析的时间，往往会影响分析工作的质量。为了既不影响项目进度，又保证有足够的时间开展工艺危害分析，对于新建的项目宜尽早开展工艺危害分析工作，如果在详细设计阶段开展危害分析，宜在第一版P&ID图纸完成后尽快开展。很多企业将工艺危害分析工作分阶段完成，在项目不同阶段对应不同深度的分析，这也是值得借鉴的实践方法。
(3)工艺危害分析报告不完整
有些企业虽然有非常详细的工艺危害分析记录，但是报告中却没有对应的P&ID图纸；也有些企业用新版P&ID图纸替代了开展分析时所采用的P&ID图纸。这两种情况都会严重影响报告的使用。
正确的做法应该是:在分析报告中附上当时开展危害分析时所使用的P&ID图纸，并宜在这些图上用不同颜色描出各个节点，以保证报告的完整性和可读性。
(4)分析报告的建议措施未有效落实
有些企业虽然开展了工艺危害分析，却没有落实分析时提出的建议措施，要么是设施现场的客观条件限制了这些建议措施的落实，要么是出于经济方面的考虑而将它们搁置。对于分析过程中识别的某种危害，一般有很多解决的方法，分析小组在提出建议措施时应考虑工厂的实际情况，建议适当的、可执行的措施。此外，管理层对安全的认知和承诺，也是解决好工艺安全和经济投入矛盾的重要前提。
6、结束语
综上所述，根据工艺复杂程度，我们应选择合适的分析方法进行工艺危害分析。同时，应该积极借鉴和吸收发达国家的工艺管理经验，大力发展我国的安全标准化体系，帮助国内企业识别、把控高危工艺中的风险，发展和完善国内企业的工艺安全标准化体系。
参考文献:
[1]苏崇永.浅谈工艺安全管理的发展[J].当代化工研究.2017(02)
[2]杨传亮.化工企业工艺安全技术管理探究[J].化工管理.2017(04)
论文作者:黄丽容
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/13
标签：工艺论文; 方法论文; 保护层论文; 措施论文; 事故论文; 过程论文; 企业论文; 《防护工程》2017年第10期论文;