危害与可操作性分析
危害与可操作性分析（HAZOP）是为了识别及评估在制程上可能产生的问题，结构化及系统化的检视流程及作业的方法，流程及作业可以是正在计划中的，也可以是既有的，所关注的问题是可能造成人员或设备的风险，或是影响正常作业的问题。
危害与可操作性分析一开始是用来分析化工厂的程序控制系统，但之后延伸到其他类型的系统，也包括复杂系统及软件系统。危害与可操作性分析是一种以引导词（guide-word）配合制程参数（温度、压力等）为基础的定性危害分析技术，一般会由多部门组成的团队（HAZOP团队）脑力激荡，透过多次的会议来进行。
方式[编辑]
简介[编辑]
此分析方式可适用于有相关设计资讯的程序，现有的或规划中的皆可。一般会包括一个程序流程图，其中包括许多个别的设备以及连接设备的管路。每一个设备或管路皆标示其“设计意图”。例如在化工厂中，一个管路的设计意图是要输送浓度为96%、温度为20°C的硫酸，质量流率为2.3 kg/s，从泵浦输送到热交换器，热交换器的设计意图是将质量流率为2.3 kg/s，浓度为96%的硫酸、温度由20°C上升到80°。HAZOP团队要找出每个意图中最可能的明显偏差，可能原因及影响。可以用来判断现有的安全防护是否足够，或是需要加入其他行动，使风险降低至允许程度以下。
HAZOP的会议一般是规划一天三至四小时。一个中型的化工厂中，设备及管路约有一千二百个，大约需要进行四十次HAZOP会议才能确认完所有的项目[1]，现在有许多软件可以协助HAZOP会议的进行。
参数及引导词[编辑]
HAZOP需要针对设计意图选择适当的参数，常见的字包括流量、压强、温度及成分。从上例中可以看出，各参数的偏差就会造成设备和原始设计意图的偏差。为了识别偏差，可以用一组“引导词”（Guide Words）配合程序中设计意图的各参数。依英国标准BS:IEC 61882:2002[2]，有以下这些引导词：
| 引导词 | 意义 |
|---|---|
| 无（NO） | 完全不符合设计意图 |
| 较多（MORE） | 定量的增加 |
| 较少（LESS） | 定量的减少 |
| 不仅……又（AS WELL AS） | 定性的变化/增加 |
| 只有部分（PART OF） | 定性的变化/减少 |
| 相反（REVERSE） | 和设计意图的逻辑恰好相反 |
| 除……以外（OTHER THAN） | 完全取代 |
| 早（EARLY） | 相对于某一时间 |
| 晚（LATE） | 相对于某一时间 |
| 以前（BEFORE） | 相对于某一程序 |
| 以后（AFTER） | 相对于某一程序 |
（后面四项适用于批量操作或是序列操作）
引导词可以和参数组合，形成例如“无流量”、“较多压力”之类的组合，若组合有意义，即为一个潜在的偏差。在以上例子中，“较少成分”表示硫酸的浓度低于96%，而“错误成分”（OTHER THAN COMPOSITION0）表示其中含有其他物质（例如油）。
下表列出一些常用的引导词及参数的组合，以及这些组合的说明。
| 参数／引导词 | 较多 | 较少 | 无 | 相反 | 不仅……又 | 只有部分 | 除……以外 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 流量 | 较多流量 | 较少流量 | 无流量 | 倒流 | 浓度偏差 | 污染 | 材料偏差 |
| 压强 | 较多压强 | 较少压强 | 真空 | 压强不同 | 爆炸 | ||
| 温度 | 高温 | 低温 | |||||
| 水位 | 水位过高 | 水位过低 | 无水位信号 | 水位不同 | |||
| 时间 | 太长／太迟 | 太短／太早 | 跳过程序中某步骤 | 程序逆行 | 省略动作 | 额外的动作 | 时间错误 |
| 搅动 | 快速混合 | 慢速混合 | 无混合 | ||||
| 反应 | 快速反应／ 失控 | 慢速反应 | 无反应 | 不想到的反应 | |||
| 启动／停机 | 太快 | 太慢 | 动作未进行 | 配方错误 | |||
| 排水/通风 | 时间太长 | 时间太短 | 无 | 压力变化 | 时序错误 | ||
| 惰性化 | 高压 | 低压 | 无 | 污染 | 材料错误 | ||
| 工具故障（设备中的气体，电力） | 故障 | ||||||
| DCS故障 | 故障 | ||||||
| 维护 | 无 | ||||||
| 振动 | 太小 | 太大 | 无 | 频率错误 |
只要建立了系统潜在危害的原因及其影响，就可以研究如何修改系统，提升安全性。修改的系统要再进行一次危害与可操作性分析，确定没有新的问题出现。
团队[编辑]
危害与可操作性分析一般会以团队的方式来进行，其角色如下[2]（其他参考资料可能会有不同的名称）：
| 名称 | 其他名称 | 角色 |
|---|---|---|
| 研究负责人（Study leader） | 主席（Chairman） | 对危害与可操作性分析有经验，但没有参与此项设计的人，以确认有谨慎的依危害与可操作性分析的要求进行 |
| 记录者（Recorder） | 秘书（Secretary）或抄写员（scribe） | 确认问题有记录下来，建议有传递出去 |
| 设计者（Designer） | （或是此制程设计团队的代表） | 解释设计细节，提供进一步资讯 |
| 使用者（User） | （或是使用者中的代表） | 考虑使用情形，询问其操作性，以及偏差后的影响 |
| 专家（Specialist） | (or specialists) | 在此技术领域有专业知识的人 |
| 维护者（Maintainer） | 未来需维护此程序的人 |
早期的版本有建议研究负责人也要是记录者[3]，但现在多半建议有另一个人来记录。一般建议团队至少要有五个人[4]，在大型的制程中，可能会有许多个危害与可操作性分析会议，可能会依领域不同，团队中的专家会不同，设计者也会不同，但一般而言研究负责人及记录者是不会更换的。团队最多可以到20人[3]，但一般建议一次开会不会超过8人[4]。现在有许多不同供应商的软件可以协助研究负责人也要是记录者。
历史[编辑]
此分析技术起源自帝国化学工业（ICI）的有机重化事业部（Heavy Organic Chemicals Division），当时是英国的国际级化学公司。此公司1968年到1982年的安全顾问特雷弗·克雷兹曾描述过当时的情形[3][5]，以下为其描述的摘要。
1963时为了要研究酚制造厂的设计，由三个工程师成立团队，每周花三天的时间开会讨论，持续了四个月之久。一开始用的技术是称为“严格审查”（critical examination）的技术，但之后就将目的改为寻找设计中的变异。公司后来又进一步的改善此流程，称为“可操作性研究”（operability studies），在是公司中危害分析程序的第三阶段（第一及第二阶段分别是概念阶段及规格阶段） ，在第一个细部设计产出后进行。
1974年英国发生了傅立可斯工厂爆炸事件，傅立可斯附近的化工厂爆炸，厂内的72人有28人死亡，36人重伤。之后不久化学工程师协会专业认证委员会（IChemE）在提赛德大学举办了一个一周的安全课程，其中也包括上述的分析技术。此课程和之后陆续几年的课程都全部额满。在1974年也发表了公开文献中的第一篇相关论文[6]。1977年时化学工业协会发行了相关指南[7]，但一直到此时都还没有在正式出版物中出现HAZOP的名称。克雷兹在1983年首次使用HAZOP，用在IChemE课程的课堂笔记中[3]。自此时开始，危害与可操作性分析成为英国化学工程课程中必修的一部分[3]。
相关条目[编辑]
参考资料[编辑]
- ^ Swann, C. D., & Preston, M. L., (1995) Journal of Loss Prevention in the Process Industries, vol 8, no 6, pp349-353 "Twenty-five years of HAZOPs"
- ^ 2.0 2.1 British Standard BS: IEC61882:2002 Hazard and operability studies (HAZOP studies)- Application Guide British Standards Institution. “This British Standard reproduces verbatim IEC 61882:2001 and implements it as the UK national standard.”
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Kletz, T. A., (1983) HAZOP & HAZAN Notes on the Identification and Assessment of Hazards IChemE Rugby
- ^ 4.0 4.1 Nolan, D.P. (1994) Application of HAZOP and What-If Safety Reviews to the Petroleum, Petrochemical and Chemical Industries. William Andrew Publishing/Noyes. ISBN 978-0-8155-1353-7
- ^ Kletz, T., (2000) By Accident - a life preventing them in industry PVF Publications ISBN 0-9538440-0-5
- ^ Lawley, H. G.,(1974) Chemical Engineering Progress, vol 70, no 4 page 45 "Operability studies and hazard analysis" AIChE
- ^ Chemical Industries Association (1977) A Guide to Hazard and Operability Studies
延伸阅读[编辑]
- Kletz, Trevor. Hazop and Hazan 4th Edition. Taylor & Francis. 2006. ISBN 978052955062 请检查
|isbn=值 (帮助). - Tyler, Brian, Crawley, Frank & Preston, Malcolm. HAZOP: Guide to Best Practice 2nd Edition. IChemE, Rugby. 2008. ISBN 978-0-85295-525-3.
- Gould, J., (2000) Review of Hazard Identification Techniques, HSE（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Summary of HAZOP（页面存档备份，存于互联网档案馆） Explanation by the US Coastguard
- Hazard and Operability Studies Explanation by a software supplier
- https://web.archive.org/web/20120410212545/http://www.planning.nsw.gov.au/plansforaction/pdf/hazards/haz_hipap8_rev2008.pdf
- 制程安全管理中华民国劳委会