[發(fā)明專利]基于第一原理性建模計算機輔助化工過程安全分析方法

在審

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• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113836670A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 郝琳;朱佳興;衛(wèi)宏遠
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/28;G06Q10/06;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

本發(fā)明公開了一種基于第一原理性建模計算機輔助化工過程安全分析方法，包括以下步驟：建立HAZOP分析團隊；建立工藝過程模型節(jié)點劃分，工藝過程模型根據(jù)HAZOP審查的PID進行仿真建模得到；設置偏差；量化偏差，對偏差設置一定的數(shù)值將獲得的偏差進行量化；模擬計算，將量化的偏差引入到工藝過程模型中進行計算得到偏差引起的結果數(shù)據(jù)；結果數(shù)據(jù)分析和可視化，計算機將結果數(shù)據(jù)進行分析并生成分析報告；評估后果與安全措施。本發(fā)明將HAZOP分析法結合過程建模，實現(xiàn)了偏差的定量化和偏差引起的結果的定量化，并借助計算機實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動處理與可視化，輔助了HAZOP團隊對工藝流程的分析，對HAZOP團隊做決策提供了數(shù)據(jù)支撐，提高了分析的可靠性、準確性與效率。

發(fā)明領域

本發(fā)明屬于化工過程安全技術領域，尤其涉及一種基于第一原理性建模計算機輔助化工過程安全分析方法。

背景技術

近年來，化工安全事故頻發(fā)，HAZOP(危險與可操作性)作為一種系統(tǒng)性的風險辨識方法，可以系統(tǒng)地、全面的認識化工生產(chǎn)裝置、工藝所面臨的各種風險以及分析風險事故發(fā)生的潛在原因，從而提高化工生產(chǎn)裝置、工藝的安全性。

HAZOP分析由一組多專業(yè)背景的人員以會議的形式，按照HAZOP執(zhí)行流程對工藝過程中可能產(chǎn)生的危險和可操作的問題進行分析研究。首先將分析裝置劃分為若干個小的節(jié)點，然后使用一系列的參數(shù)和引導詞，采取頭腦風暴的方式進行安全審查，評估裝置潛在的設備上或操作上的偏差，找出產(chǎn)生偏差的原因，并且定性地分析偏差可能導致的危害和可操作性問題，提出補充的安全措施和建議。

傳統(tǒng)的HAZOP分析也存在一些不足之處。首先它是一種定性分析方法，可以發(fā)現(xiàn)安全隱患并預測潛在的危險但無法定量地給出事故發(fā)生的可能性和后果的嚴重程度，并且對偏差及其后果的定義和結果的評估都存在一定的模糊性。同時，HAZOP的分析質(zhì)量和可靠性很大程度上依賴于團隊成員的經(jīng)驗，易受人為因素影響，因此可能存在結論模糊、缺乏綜合考慮等問題，從而導致錯誤的結果。特別是化工過程的規(guī)模、復雜性和自動化程度不斷增加，對風險的識別和評估也變得更加困難，對團隊成員的專業(yè)要求提出了更高的要求，此外， HAZOP是一種主要由人工分析的勞動密集型方法，需要花費大量的時間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于第一原理性建模計算機輔助化工過程安全分析方法，將HAZOP分析系統(tǒng)性優(yōu)勢與過程建模技術的定量化結合起來，實現(xiàn)HAZOP的半定量化，此外與計算機技術結合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動分析和可視化，起到輔助HAZOP分析團隊的作用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

本發(fā)明公開了一種基于第一原理性建模計算機輔助HAZOP分析方法，包括以下步驟：

步驟1，建立HAZOP分析團隊；

步驟2，建立工藝過程模型節(jié)點劃分，工藝過程模型根據(jù) HAZOP審查的PID(管道及儀表流程圖)進行仿真建模得到；

步驟3，設置偏差；

步驟4，量化偏差，對偏差設置一定的數(shù)值將獲得的偏差進行量化，如+5％流量過高、+10％流量過高，通過將偏差進行量化，進行定量分析，使HAZOP分析團隊更加準確的分析偏差產(chǎn)生的原因；

步驟5，模擬計算，將量化的偏差引入到工藝過程模型中進行計算得到偏差引起的結果數(shù)據(jù)；

步驟6，結果數(shù)據(jù)分析和可視化，計算機將結果數(shù)據(jù)進行分析，并生成分析報告；

步驟7，評估后果與安全措施。

具體的，在節(jié)點劃分中，節(jié)點根據(jù)HAZOP審查的PID對工藝過程進行劃分，其中，節(jié)點包括流程中的一段管線、一個設備及兩者的組合。

具體的，節(jié)點應在PID上進行明確標識，說明每個節(jié)點的編號、起止點和中間部分，同時一個節(jié)點涉及多張PID，節(jié)點標識還應包括PID的連接編號。