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如何進(jìn)行高質(zhì)量危險(xiǎn)與可操作性(HAZOP)分析 技巧(六)- 如何劃分節(jié)點(diǎn)

老良 - Samoretti

在第三節(jié)《組長的職責(zé)和能力》提到過，有經(jīng)驗(yàn)的HAZOP組長可以事先將開始幾天的分析節(jié)點(diǎn)劃分好， 而且節(jié)點(diǎn)的劃分是高質(zhì)量完成HAZOP分析的關(guān)鍵因素之一，那么節(jié)點(diǎn)劃分需要遵循哪些原則？如何劃分節(jié)點(diǎn)可以幫助減少時(shí)間浪費(fèi)、保持HAZOP小組成員的興趣和熱情，從而提高HAZOP分析的效率？

HAZOP分析節(jié)點(diǎn)的劃分通常會(huì)根據(jù)工藝流向，從管線進(jìn)入P&ID的地方開始，再到下一個(gè)設(shè)計(jì)意圖、或者到下一重大的工藝狀態(tài)變化的點(diǎn)或到下一臺(tái)設(shè)備。以下圖一物料A工藝為例，工廠外輸送過來的物料A，進(jìn)入儲(chǔ)罐T-01，儲(chǔ)罐存儲(chǔ)的物料A通過泵P-01送去ISO槽車，或者送到下游用戶。典型的工藝操作有廠外接受物料A，物料A存儲(chǔ)，物料裝槽車，物料送至下游用戶使用。重大的工藝操作有物料輸送、存儲(chǔ)、供應(yīng)等。關(guān)鍵的設(shè)備有儲(chǔ)罐、泵等。

圖一 物料A輸送、儲(chǔ)存和供應(yīng)工藝流程

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HAZOP節(jié)點(diǎn)劃分的原則有：
a)  保持簡單，但是節(jié)點(diǎn)不能一直過??；
b)  選擇的節(jié)點(diǎn)通常不超過2小時(shí)，特別是開始HAZOP分析的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)；
c)  選擇第一導(dǎo)引詞盡量不超過5個(gè)原因。如果超過5個(gè)，可能選的節(jié)點(diǎn)過大；
d)  注意特別考慮界面的問題，通常HAZOP分析中需要討論的時(shí)間比較長；
e)  區(qū)分連續(xù)、間歇和半間歇操作。不同操作方式的工藝單元或操作不要?jiǎng)澐譃橥还?jié)點(diǎn)內(nèi)；
f)  節(jié)點(diǎn)劃分沒有對(duì)錯(cuò)，取決于工藝本身和HAZOP小組的總體能力，但會(huì)使得HAZOP分析節(jié)點(diǎn)更容易或者更難完成；
g)  如果小組需要將一個(gè)節(jié)點(diǎn)分成多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，則馬上分解該節(jié)點(diǎn)；
h)  間歇操作的HAZOP分析尤為重要，它預(yù)示著多個(gè)節(jié)點(diǎn)的同時(shí)分析?？赡苄枰殖啥鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)來分析。
以上述工藝為例，有的組長將整個(gè)工藝劃分為如下圖二兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。第1個(gè)節(jié)點(diǎn)為物料A輸送進(jìn)入儲(chǔ)罐和物料儲(chǔ)存，并輸送至泵P-01進(jìn)口，第2個(gè)節(jié)點(diǎn)是裝車和向下游用戶供應(yīng)物料A。這種節(jié)點(diǎn)的分法可以描述為簡單粗暴。首先，第1節(jié)點(diǎn)同時(shí)考慮和兩個(gè)操作，物料A從廠外輸送進(jìn)入儲(chǔ)罐T-01，在儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存。物料廠外輸送可能是間歇操作，而T-01可能是連續(xù)運(yùn)行。另外廠外物料輸送涉及到第三方，存在界面，可能討論的因素會(huì)比較多。節(jié)點(diǎn)1很可能造成廠界界面問題討論的遺漏或者需要比較長的時(shí)間完成分析。第1節(jié)點(diǎn)的時(shí)間如果花費(fèi)時(shí)間過長，很可能會(huì)打擊小組成員的積極性和信心。第2 節(jié)點(diǎn)同時(shí)包括了物料A的裝車和下游用戶的供應(yīng)。裝車和可能是半連續(xù)操作，下游用戶有三個(gè)，可能同時(shí)存在間歇使用和連續(xù)使用原料A的狀況，可能涉及多個(gè)界面問題的討論。

圖二 物料A輸送、儲(chǔ)存和供應(yīng)工藝節(jié)點(diǎn)劃分方法一

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比較有經(jīng)驗(yàn)的組長通?？赡軙?huì)將上述工藝劃分成4個(gè)節(jié)點(diǎn)討論。如下圖所示，組長使用云圖將工藝劃分成4個(gè)節(jié)點(diǎn)，第1節(jié)點(diǎn)是廠界開始至緊急切斷閥SDV-01，這個(gè)節(jié)點(diǎn)從工藝的角度比較簡單，為單一管線。但是由于考慮到界面的問題，可能涉及的討論點(diǎn)比較多，而且組長可以通過第1個(gè)節(jié)點(diǎn)討論，統(tǒng)一HAZOP分析小組的討論方式、思考邏輯、記錄方式，也可以通過這個(gè)節(jié)點(diǎn)了解小組成員的個(gè)性、能力、活躍性等。第2個(gè)節(jié)點(diǎn)從SDV-01開始到泵P-01為止，包括儲(chǔ)罐T-01以及附屬設(shè)施和泵P-01的進(jìn)口管線。第3個(gè)節(jié)點(diǎn)是泵P-01出口到ISO槽車。第4個(gè)節(jié)點(diǎn)是SDV-03至下游用戶。圖三中節(jié)點(diǎn)劃分考慮了將不同功能的操作劃分在不同的節(jié)點(diǎn)中，節(jié)點(diǎn)大小也比較合適。但是有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

a)  云圖的畫法會(huì)不小心將管線切斷，特別是沒有切斷設(shè)施如切斷閥、泵等的時(shí)候，容易讓人產(chǎn)生疑惑；

b)  容易遺漏管線、閥門等， 如下圖中SDV-02和SDV-03之間的管線。節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4 討論過程中都可能遺漏這一管線的存在；

c)  復(fù)雜的工藝中容易產(chǎn)生云圖交叉等。

圖三 物料A輸送、儲(chǔ)存和供應(yīng)工藝節(jié)點(diǎn)劃分

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大部分優(yōu)秀的組長都會(huì)通過使用熒光筆描線的方式，保持仔細(xì)地節(jié)點(diǎn)劃分和確保沒有遺漏。如下圖四，同樣劃分成4個(gè)節(jié)點(diǎn)，第1和第2個(gè)節(jié)點(diǎn)完全相同?？紤]到ISO槽車和下游用戶的供應(yīng)都是通過泵P-01完成，所以，第3個(gè)節(jié)點(diǎn)從泵P-01開始，一直劃到ISO槽車，而第4個(gè)節(jié)點(diǎn)，同樣是從泵P-01通過SDV-03劃到下游用戶管線為止。這樣畫法的好處是泵P-01到閥門SDV-03 和SDV-04的管線劃了兩邊，說明該工藝至少有兩個(gè)不同的運(yùn)行狀態(tài)需要使用這根管線，幫助HAZOP分析小組更加重視這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的分析。

圖四 物料A輸送、儲(chǔ)存和供應(yīng)工藝節(jié)點(diǎn)劃分

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無論上述工藝的節(jié)點(diǎn)如何劃分，總是會(huì)遇到各種各樣的困難和潛在沖突狀態(tài)的發(fā)生。需要特別提醒的是：

a)  上述工藝并不是以完美的P&ID形式展示節(jié)點(diǎn)的劃分；

b)  如果有更多的信息，可能需要?jiǎng)澐指嗟墓?jié)點(diǎn)，如氮?dú)夤?yīng)；安全閥PSV出口管線（如果接到防空總管或者火炬等處理設(shè)施）；SDV-03 到下游用戶可以根據(jù)和業(yè)主或者設(shè)計(jì)人員充分討論用戶的情況劃分1-3個(gè)節(jié)點(diǎn)；

c)  對(duì)于間歇操作的工藝，考慮到需要在不同的操作狀態(tài)對(duì)同一段工藝或設(shè)備進(jìn)行多次分析，這樣可能需要定義為多個(gè)節(jié)點(diǎn)。這一點(diǎn)我們將在下一章HAZOP分析技巧中會(huì)詳細(xì)討論；

d)  節(jié)點(diǎn)之間的分割設(shè)備，如閥門SDV-01，泵P-01，SDV-02或者 SDV-03只需要分析一次，至于在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)分析并不重要，組長可以決定。同樣的，我們將在下一章HAZOP分析技巧中會(huì)詳細(xì)討論；

e)  需要的時(shí)候，切斷閥、控制閥可以作為節(jié)點(diǎn)的分割點(diǎn)，甚至極少數(shù)情況下可以使用單向閥或手動(dòng)閥作為分割點(diǎn)。但是組長必須意識(shí)到，這個(gè)時(shí)候P&ID的質(zhì)量可能需要提高，或者工藝操作中可能需要特殊的考慮。


總之，HAZOP節(jié)點(diǎn)的劃分，首先取決于工藝本身的操作要求、功能變化和工藝的復(fù)雜程度，節(jié)點(diǎn)不要過大或一直過小，而且需要根據(jù)組長和HAZOP小組的習(xí)慣和能力來決定。節(jié)點(diǎn)劃分沒有好壞之分，但是不同的劃分方法會(huì)直接導(dǎo)致HAZOP分析中遺漏的多和少，也會(huì)很明顯地影響到HAZOP分析的效率。