现代化工

现代化工 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (S1) : 292-296. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2026.S1.048

工业技术

基于HAZOP分析的某自动生产线安全评价

刘超 ¹ ,
赵荣 ² ,
王莹 ² ,
田淑宝 ² ,
王端 ¹^,^*

作者信息 +

Safety evaluation of an automatic production line based on HAZOP analysis

LIU Chao ¹ ,
ZHAO Rong ² ,
WANG Ying ² ,
TIAN Shu-bao ² ,
WANG Duan ¹^,^*

Author information +

文章历史 +

Received		Published
2025-12-09		2026-05-31
Issue Date	Revised Date
2026-06-05	2025-12-09

PDF (2129K)

摘要

通过危险与可操作性分析(HAZOP),对某企业的自动包装工艺生产线进行安全评价。通过确立节点、节点偏差分析、整体分析等步骤分析了可能出现的安全事故和引发后果的严重程度。研究表明,除静电堆积外,大多数风险事件均为低风险事件。对于静电堆积,做好生产线定期检修和提高人工操作规范性是有效的预防措施。

Abstract

A safety evaluation of the automatic packaging production line of an enterprise is conducted through Hazard and Operability Analysis (HAZOP).Possible safety accidents and the severity of their consequent impacts are analyzed through steps such as establishing nodes,analyzing node deviations,and conducting overall analysis.The research shows that except for electrostatic accumulation,most risk events are classified as low-risk.For electrostatic accumulation,regular maintenance of the production line and improved standardization of manual operations are effective preventive measures.

Graphical abstract

关键词

自动包装 / HAZOP分析 / 节点 / 偏差 / 静电堆积

Key words

automatic packaging / HAZOP analysis / node / deviation / electrostatic accumulation

引用本文

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刘超,赵荣,王莹,田淑宝,王端. 基于HAZOP分析的某自动生产线安全评价[J]. 现代化工, 2026, 46(S1): 292-296 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2026.S1.048

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随着时代发展,固体推进剂包装技术的地位愈发重要。在国内外研究中,都将其融入到固体推进剂的整体研发系统里,从而最大程度保证固体推进剂的质量和可靠使用。目前大多数推进剂包装还采用人工作业,往往存在安全风险高、劳动强度大、标准化程度低等问题。推进剂自动包装工艺的产生较好地解决了这些问题,而对于自动生产工艺的风险评估和防控也显得尤为重要。

近年来,危险与可操作性分析(hazard and operability analysis,HAZOP)经过不断地完善发展已成为化工行业应用最广泛的安全评价方法之一。监管部门也在大力推行HAZOP分析法,对HAZOP分析的范围和深度要求不断提高^[1]。国家安监部门在相关文件中明确要求:对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源的生产储存装置在进行工艺风险分析时必需强制性采用该分析方法^[2]。HAZOP在固体推进剂制造工艺上已有广泛应用。徐鹏^[3]将固体推进剂制造工艺分为“吸收”、“压延”、“压伸”和“切药”4节点,利用HAZOP分析得出“压延”、“压伸”是工艺中的风险较大节点。刘小琴^[4]通过用HAZOP-LOPA-SIL分析体系,分析高燃速固体推进剂生产系统的捏合工序,确定了摩擦碰撞、静电以及电气火花引燃物料这3个重大风险点。对于推进剂包装方面的研究多集中于优化结构设计,依靠模拟仿真和试验对各种性能等做出验证。徐飞扬等^[5]进行2种制式包装推进剂的对比试验,结果表明降低包装强度可减少推进剂的危险性。郭思硕等^[6]通过对包装模型开展静态放置和动态跌落仿真研究,对包装结构的力学性能和安全性能做出评价。本文中着眼于生产系统,利用HAZOP分析法,对固体推进剂自动包装工艺生产线进行全面安全评价。评估存在的风险和可能出现的危害并提出相应的安全措施。

1 自动生产线简述

该生产线用于推进剂的自动化包装生产,可大大提高包装的自动化水平,减少工作人员数量和劳动强度,在优化生产效率的同时提高生产安全性。生产工作流程可概括为:通过智能生产线将生产好的推进剂药柱用托盘盛放到机械臂旁,进行内外包装后装箱,在箱体标记后进行堆垛。该生产线首尾工序还需要人工完成:通过转运小车将生产好的推进剂药柱转运至上料缓冲区,在完成装箱堆垛后,再次通过叉车作业将已码好垛的推进剂包装箱成批量运输至指定位置。生产系统布局如图1所示。

2 HAZOP分析

2.1 方法简介

HAZOP分析是以系统工程为基础的一种分析方法。系统化和结构化、启发性和实用性是其鲜明的特点。该方法是以引导词为基础,对工艺参数可能发生的偏差进行系统性的辨识和分析,评估偏差带来的后果并提出相应的改进措施。通过HAZOP分析,企业可以及时发现和消除潜在的安全隐患,降低事故风险,保障员工的生命财产安全。

HAZOP分析步骤如下。

(1)确定节点,将系统划分为若干节点。划分时,要考虑其实际意义和独立性。确保节点的划分既不过于简单又不过于冗杂。

(2)确定节点分析指标,如设备的运行状况、出料系统的实际流量、包装系统的静电堆积等。

(3)确定偏差,偏差一般为:引导词+工艺参数=偏差。引导词一般为“过高”、“过低”、“异常”等。工艺参数取自实际生产加工的过程,如温度、压力、流量等。

(4)偏差分析,分析引起偏差的原因、偏差可能带来的后果,对不足之处提出新的安全措施建议。

(5)整体分析。按节点进行分析;选择该节点的一个工艺参数;使用引导词建立有意义的偏差;分析偏差的原因、危害后果、已有的安全措施是否充分,提出新的安全措施建议。将所有节点进行风险矩阵分析,得到风险较大的节点,也就是重点风险防控对象。

2.2 节点划分

根据HAZOP分析法的原理,将生产流程做分段处理。主要由药柱上料转运模块、药柱自动内包装模块、自动装箱模块、码垛模块组成。将每一个模块视作一个节点,将首尾的人工操作工序合为一个节点,共计5个节点,节点具体描述如表1所示。

2.3 工艺偏差

在确定工艺偏差时,要与实际可能发生的事故结合。该生产线主要的安全问题是推进剂引起的燃爆事故,分析点火源与可燃物是确定偏差的依据。生产线绝大部分为无人操作区,点火源的主要来源为静电火花,可将部分工艺偏差制定为静电过大、静电堆积。对于可燃物,推进剂粉末、推进剂碎屑是主要来源。推进剂之间相互摩擦、碰撞,推进剂与设备之间的摩擦、碰撞都会产生碎屑。所以可将推进剂的状态异常、推进剂数量异常、设备故障、运输线效率低、机械臂抓取力过大等制定为工艺偏差。

2.4 风险分析标准

本次HAZOP分析工作依据国家标准《危险与可操作性分析(HAZOP分析)应用导则》(AQ/T 3049—2013)^[7],及团体标准《危险与可操作性分析质量控制与审查导则》(T/CCSAS 001—2018)^[8],并参照生产单位风险可承受标准进行。本次HAZOP分析立足于上述标准,参考其他学者的划分依据,将风险发生的概率由不可能到可能分为7个等级,将事故严重程度分为5个级别,得到表2所示的风险矩阵^[9]。

将风险度(RS)分为4个等级。

(1)RS≥30为重大风险项,需立即停产整改。未完成整改前禁止生产。

(2)20≤RS<30为较大风险项,必须限期采取有效的措施降低风险等级。

(3)10≤RS<20为一般风险项,当难以实施有效的技防措施时,允许采取行政管理手段及配备PPE等降低风险。

(4)RS<10为低风险项,但需要对具体作业人员进行风险告知。

2.5 重点猜想

静电火花是推进剂和火炸药事故中的常见因素^[10]。一般通过摩擦产生和堆积2方面途径形成点火源,在分析时将其列为重点。在燃烧要素里,推进剂碎屑是可燃物的来源,其产生同样与摩擦有关。设备与设备之间、设备与产品之间、产品相互之间的摩擦都是考虑的重点。在生产系统首尾两端仍需人工参与,大量的事故案例说明,发生事故与操作人员违规操作、安全意识不足有直接关系^[11],所以操作人员的不安全行为也是风险防控的重点。

3 HAZOP分析结果

将前文划分的5个节点进行逐一分析,表3~表7依次为所列偏差和分析结果。共列举了14项可能出现的偏差,比较其风险等级,只有人工作业流程的静电过多是一般风险事件。剩下13项中,风险等级最高的是7,共计4项,分别是上料系统和包装系统的静电过多、推进剂药柱数量和包装纸的状态异常。前两者是提供点火源,后两者则是提供可燃物,说明将燃烧要素作为重点风险排查的思路是正确的。静电过多、推进剂状态异常、人工操作失误是3大主要影响因素。

4 结论

(1)推进剂上料环节和人工防爆叉车转运环节都有静电堆积起火的风险,且因为工人的不规范操作行为和不安全操作意识都会增大风险发生的概率。所以要加强对人工环节的重视程度,需要对操作人员进行专业培训,确保熟练掌握操作流程和注意事项。对于可能出现静电堆积的环节要认真排查。尤其是转运和包装环节,及时更换导电橡胶等易损耗材料。大型设备和机器人等做好接地处理,定期检查静电泄放路径。

(2)专业人员要定期对生产设备进行检查和维修,排查一切存在的不安全状态,保证设备以最佳状态运行。对各类软件系统也要定期调试、校准。加强机器人的维护保养,及时更换磨损的部件。

(3)HAZOP分析法作为一种安全有效的风险管控方法,为从设计到生产都奠定了安全基础。因其繁复的分析流程和投入较多的人力成本,企业往往忽视甚至并不开展HAZOP分析。认真开展HAZOP分析并做好风险管控是未来化工领域安全研究的重要方向^[12]。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

[1]	陈行水, 刘云. HAZOP分析在精细化工液氯储存中的应用[J]. 山东化工, 2025, 54(8):267-269.

[2]	丁慧娟. HAZOP评价方法在氯化氢合成工序中的应用分析[J]. 氯碱工业, 2025, 61(1):30-35.

[3]	徐鹏. 工艺危害分析(PHA)在火炸药及其制品生产过程中的应用研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2017.

[4]	刘小琴. 固体推进剂生产过程的系统风险评估与安全优化研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2018.

[5]	徐飞扬, 姚亚东, 吴星亮, 等. 制式包装设计压力对无水肼液体推进剂危险等级分类影响试验[J]. 含能材料, 2022, 30(11):1099-1105.

[6]	郭思硕, 西轩业, 赵荣, 等. 推进剂包装结构设计与力学性能仿真分析[J]. 包装工程, 2025, 46(1):249-256.

[7]	中华人民共和国应急管理部.AQ/T 3049—2013危险与可操作性分析(HAZOP分析)应用导则[S]. 北京: 中国安全生产科学研究院, 2013.

[8]	中国化学品安全协会.T/CCSAS 001—2018危险与可操作性分析质量控制与审查导则[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

[9]	武晓飞, 杨浩, 马东亮. HAZOP分析方法在超高压临氢系统中的应用[J]. 工业安全与环保, 2024, 50(5):62-66.

[10]	彭琪琪, 张周梅, 杨森. 基于BZA-2、FTA、AHP对固体推进剂捏合工序燃爆事故的风险分析[J]. 安全与健康, 2024,(3):49-53,60.