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

老良 - Samoretti

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

HAZOP分析節點(diǎn)的劃分通常會(huì )根據工藝流向，從管線(xiàn)進(jìn)入P&ID的地方開(kāi)始，再到下一個(gè)設計意圖、或者到下一重大的工藝狀態(tài)變化的點(diǎn)或到下一臺設備。以下圖一物料A工藝為例，工廠(chǎng)外輸送過(guò)來(lái)的物料A，進(jìn)入儲罐T-01，儲罐存儲的物料A通過(guò)泵P-01送去ISO槽車(chē)，或者送到下游用戶(hù)。典型的工藝操作有廠(chǎng)外接受物料A，物料A存儲，物料裝槽車(chē)，物料送至下游用戶(hù)使用。重大的工藝操作有物料輸送、存儲、供應等。關(guān)鍵的設備有儲罐、泵等。

圖一 物料A輸送、儲存和供應工藝流程

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HAZOP節點(diǎn)劃分的原則有：
a)  保持簡(jiǎn)單，但是節點(diǎn)不能一直過(guò)??；
b)  選擇的節點(diǎn)通常不超過(guò)2小時(shí)，特別是開(kāi)始HAZOP分析的第一個(gè)節點(diǎn)；
c)  選擇第一導引詞盡量不超過(guò)5個(gè)原因。如果超過(guò)5個(gè)，可能選的節點(diǎn)過(guò)大；
d)  注意特別考慮界面的問(wèn)題，通常HAZOP分析中需要討論的時(shí)間比較長(cháng)；
e)  區分連續、間歇和半間歇操作。不同操作方式的工藝單元或操作不要劃分為同一節點(diǎn)內；
f)  節點(diǎn)劃分沒(méi)有對錯，取決于工藝本身和HAZOP小組的總體能力，但會(huì )使得HAZOP分析節點(diǎn)更容易或者更難完成；
g)  如果小組需要將一個(gè)節點(diǎn)分成多個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行分析，則馬上分解該節點(diǎn)；
h)  間歇操作的HAZOP分析尤為重要，它預示著(zhù)多個(gè)節點(diǎn)的同時(shí)分析?？赡苄枰殖啥鄠€(gè)節點(diǎn)來(lái)分析。
以上述工藝為例，有的組長(cháng)將整個(gè)工藝劃分為如下圖二兩個(gè)節點(diǎn)。第1個(gè)節點(diǎn)為物料A輸送進(jìn)入儲罐和物料儲存，并輸送至泵P-01進(jìn)口，第2個(gè)節點(diǎn)是裝車(chē)和向下游用戶(hù)供應物料A。這種節點(diǎn)的分法可以描述為簡(jiǎn)單粗暴。首先，第1節點(diǎn)同時(shí)考慮和兩個(gè)操作，物料A從廠(chǎng)外輸送進(jìn)入儲罐T-01，在儲罐內儲存。物料廠(chǎng)外輸送可能是間歇操作，而T-01可能是連續運行。另外廠(chǎng)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。節點(diǎn)1很可能造成廠(chǎng)界界面問(wèn)題討論的遺漏或者需要比較長(cháng)的時(shí)間完成分析。第1節點(diǎn)的時(shí)間如果花費時(shí)間過(guò)長(cháng)，很可能會(huì )打擊小組成員的積極性和信心。第2 節點(diǎn)同時(shí)包括了物料A的裝車(chē)和下游用戶(hù)的供應。裝車(chē)和可能是半連續操作，下游用戶(hù)有三個(gè)，可能同時(shí)存在間歇使用和連續使用原料A的狀況，可能涉及多個(gè)界面問(wèn)題的討論。

圖二 物料A輸送、儲存和供應工藝節點(diǎn)劃分方法一

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比較有經(jīng)驗的組長(cháng)通?？赡軙?huì )將上述工藝劃分成4個(gè)節點(diǎn)討論。如下圖所示，組長(cháng)使用云圖將工藝劃分成4個(gè)節點(diǎn)，第1節點(diǎn)是廠(chǎng)界開(kāi)始至緊急切斷閥SDV-01，這個(gè)節點(diǎn)從工藝的角度比較簡(jiǎn)單，為單一管線(xiàn)。但是由于考慮到界面的問(wèn)題，可能涉及的討論點(diǎn)比較多，而且組長(cháng)可以通過(guò)第1個(gè)節點(diǎn)討論，統一HAZOP分析小組的討論方式、思考邏輯、記錄方式，也可以通過(guò)這個(gè)節點(diǎn)了解小組成員的個(gè)性、能力、活躍性等。第2個(gè)節點(diǎn)從SDV-01開(kāi)始到泵P-01為止，包括儲罐T-01以及附屬設施和泵P-01的進(jìn)口管線(xiàn)。第3個(gè)節點(diǎn)是泵P-01出口到ISO槽車(chē)。第4個(gè)節點(diǎn)是SDV-03至下游用戶(hù)。圖三中節點(diǎn)劃分考慮了將不同功能的操作劃分在不同的節點(diǎn)中，節點(diǎn)大小也比較合適。但是有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

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

b)  容易遺漏管線(xiàn)、閥門(mén)等， 如下圖中SDV-02和SDV-03之間的管線(xiàn)。節點(diǎn)3和節點(diǎn)4 討論過(guò)程中都可能遺漏這一管線(xiàn)的存在；

c)  復雜的工藝中容易產(chǎn)生云圖交叉等。

圖三 物料A輸送、儲存和供應工藝節點(diǎn)劃分

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大部分優(yōu)秀的組長(cháng)都會(huì )通過(guò)使用熒光筆描線(xiàn)的方式，保持仔細地節點(diǎn)劃分和確保沒(méi)有遺漏。如下圖四，同樣劃分成4個(gè)節點(diǎn)，第1和第2個(gè)節點(diǎn)完全相同?？紤]到ISO槽車(chē)和下游用戶(hù)的供應都是通過(guò)泵P-01完成，所以，第3個(gè)節點(diǎn)從泵P-01開(kāi)始，一直劃到ISO槽車(chē)，而第4個(gè)節點(diǎn)，同樣是從泵P-01通過(guò)SDV-03劃到下游用戶(hù)管線(xiàn)為止。這樣畫(huà)法的好處是泵P-01到閥門(mén)SDV-03 和SDV-04的管線(xiàn)劃了兩邊，說(shuō)明該工藝至少有兩個(gè)不同的運行狀態(tài)需要使用這根管線(xiàn)，幫助HAZOP分析小組更加重視這兩個(gè)節點(diǎn)的分析。

圖四 物料A輸送、儲存和供應工藝節點(diǎn)劃分

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無(wú)論上述工藝的節點(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形式展示節點(diǎn)的劃分；

b)  如果有更多的信息，可能需要劃分更多的節點(diǎn)，如氮氣供應；安全閥PSV出口管線(xiàn)（如果接到防空總管或者火炬等處理設施）；SDV-03 到下游用戶(hù)可以根據和業(yè)主或者設計人員充分討論用戶(hù)的情況劃分1-3個(gè)節點(diǎn)；

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

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

e)  需要的時(shí)候，切斷閥、控制閥可以作為節點(diǎn)的分割點(diǎn)，甚至極少數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(cháng)必須意識到，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雜程度，節點(diǎn)不要過(guò)大或一直過(guò)小，而且需要根據組長(cháng)和HAZOP小組的習慣和能力來(lái)決定。節點(diǎn)劃分沒(méi)有好壞之分，但是不同的劃分方法會(huì )直接導致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。