1  LNG接收站HAZOP示例

LNG 接收站的生產過程由于涉及低溫、高壓以及易燃、易爆等危險因素，可能會發(fā)生因設備、管線、閥門的泄漏或破裂而引起的火災、爆炸等危害事故。為防止此類事故的發(fā)生，降低事故危害程度，必須先對其工藝系統(tǒng)進行危險源辨識，確定防范措施，以指導 LNG 接收站的工程設計和生產過程，保障接收站工程的順 利實施。以下以我國東部沿海某 LNG 接收站的基礎設計階段為例，進行HAZOP分析[1]。

典型的LNG接收站的基本工藝為：LNG專用運輸船抵達接收站專用碼頭后，通過液相卸船臂和卸船管線，借助船上卸料泵將LNG送進接收站的LNG儲罐內。在卸船期間，由于熱量的傳入和LNG的物理位移，LNG 儲罐內將會產生大量蒸發(fā)氣。這些蒸發(fā)氣一部分經氣相返回管線和氣相返回臂返回LNG船的料艙，以平衡料艙內壓力；另一部分通過BOG壓縮機升壓進入再冷凝器被LNG冷凝，冷凝用的LNG來自低壓輸送泵，低壓輸送泵安裝在LNG儲罐內，冷凝后的LNG再經高壓輸出泵送入氣化器，在氣化器內LNG被加熱氣化成氣態(tài)天然氣，經調壓、計量后送進輸氣管網。槽車灌裝的LNG來自低壓輸送泵，通過管道和裝車臂直接灌裝。我們運用上一小節(jié)介紹的標準的HAZOP步驟及流程來進行該站的HAZOP分析，首先是劃分節(jié)點。按照工藝系統(tǒng)的不同功能，將該接收站劃分為以下7個節(jié)點。

以節(jié)點2為例示例HAZOP分析結果如下：

以上典型的LNG接收站的HAZOP分析給出了不少很有意義的指導意見，對該接收站的設計工作提供了很好的指導。

   2  HAZOP方法的新進展

從HAZOP分析的本意來看，其目的是通過全面地、詳細地對工藝過程和操作進行檢查，分析系統(tǒng)存在的危險因素，確定偏差是否會對系統(tǒng)造成不期望的后果，以提出防治措施。HAZOP分析通過表格形式列出引起偏差的原因、后果，已有安全保護措施，以及安全保護措施不足時，提出相應的建議措施。對LNG項目而言，HAZOP分析的主要作用即是對危險事件進行完整而全面的辨識以便更好的理解這些事件可能會如何發(fā)生，以及設計上是否已經有足夠的措施來防止這些事件發(fā)生。

HAZOP分析技術的全過程還是過分依靠與會專家的個人經驗，且存在分析過程的重復等問題。對此，建立偏差專家?guī)旒坝嬎銠C輔助HAZOP分析軟件等方面的進展可在一定程度上予以改進[2]。

近年來，隨著計算機技術的發(fā)展，計算機輔助HAZOP分析技術及其軟件迅速發(fā)展，其中基于SDG（符號有向圖）推理方法的HAZOP分析得到較為廣泛應用。符號有向圖SDG（Signed Directed Graph）是系統(tǒng)間的節(jié)點通過有向箭頭連接起來的網絡圖，能清晰、直觀地展現出系統(tǒng)各影響因素、各部件之間的相互影響關系，廣泛用于系統(tǒng)故障診斷。由節(jié)點與節(jié)點間的有向支路兩部分組成。節(jié)點可為系統(tǒng)的物理變量，對LNG項目主要指壓力、溫度、液位、流量及物料組成五類物理量；也可以表示系統(tǒng)中的操作變量，如控制器、閥門等。節(jié)點的狀態(tài)有以下三種：“+”、“-”、“0”，分別表示變量值高于其允許上限、低于允許下限、處于正常范圍。連接兩節(jié)點的有向支路有兩種形式：“+”、“-”，分別表示節(jié)點間的正、負影響關系。正影響指原因節(jié)點變量與后果節(jié)點變量的變化方向同向，即后果變量隨原因變量的增加而增加，此種情況有向支路用實線箭頭表示。反之，負影響則是后果變量隨原因變量的增加而減少，用虛線箭頭表示。

從SDG推理的過程可以看出，其推理過程與HAZOP分析過程相似，具有可比性。節(jié)點的三種狀態(tài)對應于中工藝參數“過高”、“過低”、“正?！比N情況，其中工藝參數過高或過低即為分析中的偏差，所以節(jié)點的狀態(tài)與分析中的偏差相互對應。而且可形象、直觀地表達偏差產生的原因及可能導致的后果，因而與HAZOP分析有著天然的聯系，即SDG的推理機制與HAZOP分析中偏差產生的原因及可能導致的后果分析機制相一致。而且SDG圖可深層次揭示故障傳播路徑，從而為分析建議措施的制定提供參考，人們可從故障傳播路徑入手，提出終止故障傳播的方法，切斷故障傳播途徑，便可避免偏差發(fā)生，達到保障系統(tǒng)安全的目的。

此外，近幾年一個新的方向是HAZOP與過程模擬相結合，通過建立分析對象的過程模型，對偏差進行量化，并對偏差導致的事故后果進行定量描述，從而實現HAZOP的量化分析。文獻[3]以我國四川某LNG加氣站為研究對象，進行了定量HAZOP分析，辨識出儲罐超壓是該加氣站最大的潛在危害，文中通過SGD-HAZOP方法及HYSYS模擬對事故概率及偏差進行量化，從而完成了某LNG加氣站的定量HAZOP分析。該項目本身所涉及的工藝過程較為簡單，但確是LNG裝置的HAZOP量化分析的有益嘗試。