浅析HAZOP分析中LOPA的应用

    引言

    HAZOP是全面考察对象分析，对每一个细节提出问题，如在工艺过程的生产运行中，要了解工艺参数（温度、压力、流量、浓度等）与设计要求不一致的地方（即发生偏差），继而进一步分析偏差出现的原因及其产生的结果，并提出相应的对策。

    1、HAZOP分析方法特点

    1.1分析结果的重复利用性

    HAZOP分析对提高石油化工装置使用安全性具有明显效果。将HAZOP分析结果与CAH软件相结合，则可将分析会议的细节通过图形方式记录并保留下来，这样就可以将装置专家们多年积累的经验和技术知识有形的传承下去。保留HAZOP分析报表及专家分析的图形化因果关系模型后，后期在针对该装置进行分析时，仅仅进行局部修改，再完成自动推理，即可得到新的分析报表。

    1.2可有效提高装置资料的管理水平

    HAZOP分析前期所进行的相关图纸、信息以及操作规程的搜集工作，有利于专家对工艺流程、工艺变更事项、工艺运行特性、操作规程等情况进一步的掌握和了解。在对设计理念、图纸资料以及设备运行方案充分了解的基础上，进行小组讨论时才能够更加全面、更加通顺、效率更高。

    1.3具有全程性跟踪分析结果实施情况的特点

    HAZOP分析小组的组建，在对分析结果实际实施情况进行全程性的跟踪和监督，有利于对分析发现的问题进行合理处理并文件化归档，从而确保了石油化工装置生产运行的安全性。

    1.4针对潜在危险源，可提出科学有效的预防和控制措施

    HAZOP分析不仅仅对装置内存在的安全隐患进行寻求和识别，同时其根据装置内存在的潜在危险源.提出科学有效的预防和控制措施。通过提出科学合理且可行有效的建议，企业在较小的范围内对安全隐患进行整改，即可提高装置生产运行的安全性。

    2、LOPA分析万法简介

    LOPA分析方法具体名为:Layer of Protection Analysis (LOPA),英译引用为保护层分析。通过名称即可看出该方法主要是对每一假定事故情形的每一个保护措施进行分析，具体来讲就是分析防止事故情形发生的保护措施是否有效，每种保护措施的有效程度为多少，各种保护措施综合运用后对于风险的削减作用为多大.是否还需要增加保护措施，所增加的保护措施对风险的削减等级为多大。而所有这些分析最终都是通过具体的数学综合运算来计算得出，包括初始事件频率与独立保护层(IPL)故障可能性的数量级(即有效程度)、后果严重度以及可容忍风险标准t.。因此保护层分析方法也是一种半定量的方法，通过对一些通用的保护措施的故障可能性的数量级PFDavg进行赋值，不同专业背景的人员可以容易地在此基础上达成对风险削减程度的共识，从而很容易的计算出己有的安全措施可以将风险降低到什么程度，是否符合公司的风险标准，提出的安全措施应该将风险削减到什么程度，从而避免过保护或保护不足的情况。在IEC-61511标准中，对LOPA保护层的应用举了一个例子来说明如何运用保护层分析的方法计算消减的风险，并以此来确定需要的安全仪表系统的等级闭。具体的过程如图I所示。

                图1保护层分析恩路过程图

    3、HAZOP分析中LOPA的应用

    3.1 LOPA的引入是HAZOP方法的深入

    HAZOP分析的目的是通过对工艺单元或操作步骤进行分析，识别出那些具有潜在危险的偏差，然后通过识别偏差产生的原因和导致的后果，寻求安全保护措施和建议措施。侮一个偏差从产生的原因开始经过一系列的中间事件到后果.都是一个事故场景或危险剧情。而在这一过程中.偏差产生的事故风险有多大，己有的安全措施是否可以有效地将风险抑制在允许范围之内，具体的过程需要多少种安全防护层，每一安全防护层可以减少多少风险，HAZOP分析都解决不了。

    LOPA方法，作为一种简化的风险评价方法.使得对事故场景的分析和评价比其他定量风险评价方法更省时间和精力:更重要的是，它提供了查找风险和事故场景的方法，并且将其与风险允许界限比较，以确定现有的安全措施是否合适，是否需要增加新的安全措施。

    因此，将LOPA融入HAZOP，可使HAZOP的分析更完善和全面，是HAZOP分析的继续。不仅如此，LOPA分析对于复杂的事故场景更具生命力，因为HAZOP只能识别事故场景的始发事件，容易忽视一系列的中间事件和安全保护措施，而LOPA分析由于通过展开分析事故场景的全过程，能很好地识别中间事件、安全措施和事故后果，因此.其分析评价结果也更具客观性和准确性。

    3.2两种方法结合的分析步骤

    HAZOP与LOPA结合进行危险辨识和风险评价的步骤如下:

    (1)熟悉分析的工艺对象和意图.并搜集资料，包括:工艺流程图(process flow diagram. PFDs)，工艺和设备图(process and instrumentation diagram， P&IDs)，设计资料、运行记录和检侧报告等。

    (2)利用偏差识别潜在的危险、危险原因、始发事件和可能导致的后果(即事故场景)，根据表1确定始发事件，中间事件(或条件事件)和后果事件的发生频率.并计算未减轻事件的发生频率及频率等级。未减轻事件发生频率等于始发事件、条件事件和后果事件发生频率的乘积。

    (3)确定潜在事故的后果及其等级，结合其计算出的频率等级评定潜在事故的风险等级。

    (4)识别所有的安全措施和独立保护层(IPLs)，并确定其失效概率，计算考虑安全措施独立保护层时，减轻事件(潜在事故)的剩余风险及其等级。减轻事件的发生频率等于未减轻事件的发生频率与独立保护层各安全保护措施失效概率(即PFD)的乘积。

    (5)若剩余风险达到可接受的水平，则不需进一步采取安全措施和建议措施。否则，要提出切实可行的安全对策，直至将剩余风险降低到可承受的风险水平为止“。

    4、结语

    综上所述，HAZOP分析法在实际应用中对偏差引起的后果风险的大小、减轻剩余风险的大小和现有安全保护措施的有效性不能够寻找到可靠的安全保护措施。LOPA分析方法引入HAZOP分析中能够很好的解决HAZOP分析法残留的问题，并能够将查找的风险和事故场景与允许的界限进行比较，确定现有风险是否在允许范围之内，LOPA分析方法还可以帮助HAZOP分析安全设计提供参考，为管理者提供更完善的风险保护信息。