害。
3.4.3HAZOP分析方法的特点
1）从生产系统中的工艺参数出发来研究系统中的偏差，运用启发性引导词来研究因温度、压力、流量等状态参数的变动可能引起的各种故障的原因、存在的危险以及采取的对策。
2）HAZOP分析所研究的状态参数正是操作人员控制的指标，针对性强，利于提高安全操作能力。
3）HAZOP分析结果既可用于设计的评价，又可用于操作评价；即可用来编制、完善安全规程，又可作为可操作的安全教育材料。
4）HAZOP分析方法易于掌握，使用引导词进行分析，既可扩大思路，又可避免漫无边际地提出问题。 3.4.4HAZOP的目标
根据HAZOP方法，由一支多学科小组在一系列研究会议期间集思广益地讨论具体的工艺设计。该小组按照引导词所提供的结构、检查程序和组长的经验进行分析研究。
由于小组成员之间的互动及其他们各自不同的背景，这种集思广益地讨论可以激发创意并产生新想法。该小组一次专注于设计中的一部分，对这部分中的每一个参数均根据引导词来检查工艺参数中的偏差。
使用引导词可确保从一切想得到的方面来探究该设计。该小组在识别偏差时，必须对每项偏差进行讨论以便能确定其潜在原因和后果。 3.4.5分析步骤
图2为基于引导词法的HAZOP分析流程图。 3.4.6HAZOP的应用
HAZOP方法可以应用于不同行业、不同规模和复杂程度各异的工艺系统，只要是包含工艺流程的系统，都可以采用HAZOP方法对系统进行危害分析，以提高系统的安全性和可操作性。例如，可以应用HAZOP方法对新建项目的工艺设计、现有工艺系统的变更以及当前正在运行的工艺装置进行系统的危害分析。当运用HAZOP方法对复杂的工艺系统进行分析时，分析小组在组长的组织下，
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选择节点或操作步骤 解释工艺指标或操作步骤 下一个节点或操作步骤 选择某工艺参数或任务 下一个工艺参数 使用引导词于工艺参数建立有意义的偏差 下一个引导词 分析偏差后果(假设所有保护失效) 提出措施 列出偏差的可能原因 根据后果、原因估计风险 识别已有避免偏差的保护装置
图2 基于引导词法的HAZOP分析流程图
需要事先将复杂的工艺系统划分成不同的部分，称为节点（Node），然后针对每个节点进行具体的分析。
目前HAZOP已经是化工、石化、炼油、海上油气开采、制药等流程工业普遍应用的危害分析工具，大部分的西方石化、化工和医药企业都要求应用HAZOP方法对新建项目和运行工厂进行危害分析。
据佩里（Perry）化学工程手册，根据统计，在运用HAZOP方法进行危害分析的过程中，所提出的改进措施中有40%是为了提升系统的安全，另外60%是
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为了改善系统的可操作性或者为了便于维修。可见，使用这种方法不仅利于安全，也利于提升工艺系统的可靠性和可操作性。 3.4.7HAZOP的优缺点
HAZOP方法的一个显著的优点是，对工艺系统的分析非常系统、全面，它可以涵盖几乎各种可能的异常工况。它还可以帮助操作人员加深对工艺系统的理解，完成的分析报告可以作为编制操作程序的指导文件，也是编写培训材料的有益参考。而且不需要使用特别的软件，可以采用微软Excel或Word等日常办公软件来记录分析的结论。事实上，只要有纸和笔就可以运用这种方法进行危害分析。
这种方法也有不足之处，主要是非常耗费时间。其次是只适用于工艺系统或操作程序，不考虑工艺系统以外的方面，如安全距离和工厂内的交通等等，因此最好有安全检查表法一起配合应用。此外，使用者的经验对于危害分析的质量影响非常显著，使用者需要接受正规的培训。 3.4.8HAZOP的适用范围
图3 HAZOP的适用范围
HAZOP研究在项目定义阶段、装置的初步（基础）设计阶段、装置的详细设计阶段、装置试车阶段、装置运行阶段、装置工艺变更/改造过程、直至装置退役等各阶段都可以展开如图3所示。
3.5保护层分析（LOPA）
3.5.1介绍
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保护层分析方法是一种半定量的危险性评价方法，它通过评价防护层的要求故障概率来判断现有防护措施是否满足系统的安全需要。它主要应用在化工过程工业中，它通过分析系统中各个防护层的失效概率来评估潜在事故的危险性，并与事故可接受标准进行比较，从而实现对防护系统防护性能的判断。这种半定量的危险性评价方法既可以减少定性评价方法的主观性，又较完全的定量评价方法容易实行，已经成为系统危险性评价技术的发展趋势。它从系统工程角度出发，首次将防护措施系统化，使人们对防护系统的认识更加直观，并且从保护层分析得到的信息可以对保护措施进行判断，确定哪些保护层是关键性的安全设施，从而分配更多的安全资源到这类关键性的保护层。同时，该方法把工艺危险和必须采取的安全措施直接联系起来，避免了以往分析中较易发生的漏项问题。通过保护层分析，可以发现可行方案，如增设其他防护层、改变工艺等，从而选择最经济有效的降低危险性的措施。
LOPA分析方法，作为一种简化的半定量的风险评价方法，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。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。
它通过对现有保护措施的可靠性进行量化的评估，确定其消除或降低风险的能力。它首先分析未采取安全保护措施之前的风险水平，然后分析各种安全保护措施将风险水平降低的程度。其基本特点是基于事故场景（或危险剧情）进行风险研究。基于事故场景是指在运用保护层分析方法进行风险评价时，首先要辨识工艺过程中所有可能的事故场景及其发生的后果和可能性。事故场景是发生事故的事件链，包括起始事件、一系列中间事件和后果事件。一般情况下以后果严重的事件作为事故场景进行分析。事故场景通常可通过HAZOP、FMEA、What If/Checklist等方法获得。
保护层分析的思路，可以用一个“洋葱”来形象地描述其模型，每一层洋葱皮就相当于一个保护层，由于所有的洋葱皮对内核都起到独立保护作用，从而洋葱内核外侵的风险就大大降低。因此，在对某个事故场景进行保护层分析时，确
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定哪些保护层措施能够起到预防事故的目的尤为重要。尤其需考虑相互独立的保护层措施，即独立保护层（independent protection layer，IPL）措施作为预防事故的安全保护措施。保护层分析的目的就是通过各种安全保护措施及其失效概率（probability of failure on demand，PFD）将事故概率（或频率）降低到可接受范围内，具体思路过程如图4所示。
图4 保护层分析思路过程图
在LOPA分析中，将未考虑任何安全保护措施的情况下，发生某种事故的事件称为未减轻事件，其风险称为潜在风险；将采取独立保护层安全保护措施之后，发生事故的事件称为减轻事件，其风险称为剩余风险。因此，进行保护层分析时，首先应分析事件链的发展过程以及事件概率，掌握未减轻事件的潜在风险水平；然后分析各种安全保护措施及其失效概率，确定减轻事件的剩余风险水平。
从原则上讲，保护层分析方法可以运用于一个工程项目的任何阶段，但最有效的阶段是可行性研究至初步设计阶段，即项目原则流程图已完成，但带控制点的流程（P&ID）尚未完成的阶段。当然对于在役装置，也可以结合HAZOP等定性分析方法进行保护层分析。 3.5.2保护层
在本质安全的基础上，针对残余危险需要采取各种安全防护措施（如紧急关闭系统、安全警报系统、自动灭火系统等）来预防重大事故的发生和减少事故损失。也就是说为了防止残余危险造成事故，必须针对残余危险的大小设置可靠的防护措施。把这些预防和控制事故的各层防护措施称为保护层。
保护层的作用主要有两个方面：一是预防和阻止初始事件发展成为事故；二
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