[发明专利]基于第一原理性建模计算机辅助化工过程安全分析方法

说明书

本发明公开了一种基于第一原理性建模计算机辅助化工过程安全分析方法，包括以下步骤：建立HAZOP分析团队；建立工艺过程模型节点划分，工艺过程模型根据HAZOP审查的PID进行仿真建模得到；设置偏差；量化偏差，对偏差设置一定的数值将获得的偏差进行量化；模拟计算，将量化的偏差引入到工艺过程模型中进行计算得到偏差引起的结果数据；结果数据分析和可视化，计算机将结果数据进行分析并生成分析报告；评估后果与安全措施。本发明将HAZOP分析法结合过程建模，实现了偏差的定量化和偏差引起的结果的定量化，并借助计算机实现了数据的自动处理与可视化，辅助了HAZOP团队对工艺流程的分析，对HAZOP团队做决策提供了数据支撑，提高了分析的可靠性、准确性与效率。

发明领域

本发明属于化工过程安全技术领域，尤其涉及一种基于第一原理性建模计算机辅助化工过程安全分析方法。

背景技术

近年来，化工安全事故频发，HAZOP(危险与可操作性)作为一种系统性的风险辨识方法，可以系统地、全面的认识化工生产装置、工艺所面临的各种风险以及分析风险事故发生的潜在原因，从而提高化工生产装置、工艺的安全性。

HAZOP分析由一组多专业背景的人员以会议的形式，按照HAZOP执行流程对工艺过程中可能产生的危险和可操作的问题进行分析研究。首先将分析装置划分为若干个小的节点，然后使用一系列的参数和引导词，采取头脑风暴的方式进行安全审查，评估装置潜在的设备上或操作上的偏差，找出产生偏差的原因，并且定性地分析偏差可能导致的危害和可操作性问题，提出补充的安全措施和建议。

传统的HAZOP分析也存在一些不足之处。首先它是一种定性分析方法，可以发现安全隐患并预测潜在的危险但无法定量地给出事故发生的可能性和后果的严重程度，并且对偏差及其后果的定义和结果的评估都存在一定的模糊性。同时，HAZOP的分析质量和可靠性很大程度上依赖于团队成员的经验，易受人为因素影响，因此可能存在结论模糊、缺乏综合考虑等问题，从而导致错误的结果。特别是化工过程的规模、复杂性和自动化程度不断增加，对风险的识别和评估也变得更加困难，对团队成员的专业要求提出了更高的要求，此外， HAZOP是一种主要由人工分析的劳动密集型方法，需要花费大量的时间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于第一原理性建模计算机辅助化工过程安全分析方法，将HAZOP分析系统性优势与过程建模技术的定量化结合起来，实现HAZOP的半定量化，此外与计算机技术结合起来，实现数据的自动分析和可视化，起到辅助HAZOP分析团队的作用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明公开了一种基于第一原理性建模计算机辅助HAZOP分析方法，包括以下步骤：

步骤1，建立HAZOP分析团队；

步骤2，建立工艺过程模型节点划分，工艺过程模型根据 HAZOP审查的PID(管道及仪表流程图)进行仿真建模得到；

步骤3，设置偏差；

步骤4，量化偏差，对偏差设置一定的数值将获得的偏差进行量化，如+5％流量过高、+10％流量过高，通过将偏差进行量化，进行定量分析，使HAZOP分析团队更加准确的分析偏差产生的原因；

步骤5，模拟计算，将量化的偏差引入到工艺过程模型中进行计算得到偏差引起的结果数据；

步骤6，结果数据分析和可视化，计算机将结果数据进行分析，并生成分析报告；

步骤7，评估后果与安全措施。

具体的，在节点划分中，节点根据HAZOP审查的PID对工艺过程进行划分，其中，节点包括流程中的一段管线、一个设备及两者的组合。

具体的，节点应在PID上进行明确标识，说明每个节点的编号、起止点和中间部分，同时一个节点涉及多张PID，节点标识还应包括PID的连接编号。