陶文亭，陈如意

（广东佛燃天高流体机械设备有限公司，广东 佛山 ５２８０００）

［摘 要］：危险与可操作性 （ＨＡＺＯＰ）分析作为化工领域广泛采用的风险评估工具，其系统化和结构化的分析方法在识别工艺系统潜在危险方面具有显著优势。以加氢站氢气压缩机为研究对象，基于 ＨＡＺＯＰ分析方法，结合具体设计案例，对压缩机系统进行全面的风险辨识与评估。通过构建偏差分析矩阵，识别出高压氢气泄漏、机械密封失效等关

键风险因素，进而提出多参数协同监测机制和分级联锁保护策略。研究结果表明：该方法可有效降低关键风险的发生概率，为加氢站核心设备的本质安全设计提供了技术参考，对推动氢能产业安全发展具有重要意义。同时，还探讨了ＨＡＺＯＰ分析方法在特殊工况下的适用性改进方案，为类似高压气体处理设备的安全评估提供了新的思路。

［关键词］：ＨＡＺＯＰ分析；加氢站安全；氢气压缩机；风险矩阵；本质安全

中图分类号：ＴＨ４５６ 文献标志码：Ａ

文章编号：１００６－２９７１（２０２６）０１－００２３－０４

１ 引言

随着 “双碳”战略的深入推进，我国氢能产业进入快速发展阶段。据中国氢能联盟统计，截至 ２０２３年底，全国已建成加氢站 ４２８座，预计 ２０２５年将突破 １０００座［１］。然而，在产业快速扩张的同时，加氢站安全事故频发，特别是涉及氢气压缩机的重大事故占比高达 ６３％（基于 ２０２０～２０２３年事故统计）。作为工业安全领域广泛应用的风险评估工具，危险与可操作性研究 （ＨＡＺＯＰ）已形成成熟的标准化应用框架，具备规范化的操作流程和大量成功应用案例。我国现行技术标准体系对 ＨＡＺＯＰ分析的实施提出了具体要求，如 《危险与可操作性分析（ＨＡＺＯＰ分析）应用导则》（ＡＱ／Ｔ３０４９—２０１３）［２］和 《危险与可操作性分析实施导则》（Ｑ／ＳＨ０５５９—２０１３）［３］等标准文件均对 ＨＡＺＯＰ分析的应用价值进行了明确阐述。这些技术规范不仅从制度层面确立了 ＨＡＺＯＰ方法的地位，还对其具体实施要求和适用范围作出了详细规定。通过标准化的偏差识别和风险评估流程，ＨＡＺＯＰ技术能够有效提升系统安全性和降低事故发生率。

２ ＨＡＺＯＰ分析方法体系

２.１ ＨＡＺＯＰ分析方法，图 １

ＨＡＺＯＰ分析作为一种系统化的安全评估方法，通常由跨专业团队通过结构化会议的形式开展。在专业组长的组织下，团队成员运用标准化的引导词体系对工艺流程进行深入审查，系统识别可能偏离设计预期的各类潜在风险。该分析方法要求提供完整的工艺技术资料，包括详细的管道仪表流程图和设计文件，通过对关键操作参数 （如流体特性、压力控制、温度调节等）的全面评估，分析各类工况偏离可能导致的异常情况。研究过程中，采用特定引导词 （如流量异常、压力波动等）对每种潜在偏差进行定性描述，深入剖析其成因及可能后果，并据此构建专项分析矩阵，最终形成基于设计优化的风险防控对策。

２.２ 风险等级分类标准

本研究开展的 ＨＡＺＯＰ分析严格遵循国家安全生产行业标准 《危险与可操作性分析 （ＨＡＺＯＰ分析） 应用导则》 （ＡＱ／Ｔ３０４９－２０１３）［２］及中国化学品安全协会团体标准 《危险与可操作性分析质量控制与审查导则》 （Ｔ／ＣＣＳＡＳ００１－２０１８）［４］的技术规范要求。在分析过程中，风险评价标准的制定主要基于三大核心维度： （１）风险影响严重性的分级评估； （２）风险发生可能性的等级划分；（３）风险矩阵的构建与应用。同时，研究结合项目业主单位的风险可接受标准，对上述标准中的风险等级划分方法进行了适应性调整，以确保分析结果既符合行业规范要求，又能满足项目特定的安全管理需求。这种标准化的分析方法与定制化的评价准则相结合的技术路线，有效保障了 ＨＡＺＯＰ分析结果的科学性和适用性。

风险后果等级 Ａ：产生低后果，可能引发人员短暂不适，影响范围仅限于装置内部，造成的损失可忽略不计，且不会对公司声誉产生负面影响。

风险后果等级 Ｂ：产生较低后果，可能造成人员短时间身体受轻伤，公司各方面损失较小。事件不触发行政处罚，公司形象和声誉小范围较低影响。

风险后果等级 Ｃ：产生中后果，可能造成人员业患职业疾病，公司各方面损失较大，事件受到管理部门的通报或违反允许条件，公司形象和声誉小范围影响。

风险后果等级 Ｄ：产生高后果，可能造成人员业 １～２人死亡，３～６人受重伤，公司各方面损失很大，重大泄漏给工作场地外带来严重的影响，公司形象和声誉造成较大负面影响。

风险后果等级 Ｅ：产生很高后果，可能导致人员 ３人以上死亡，１０人以上受重伤，公司各方面损失极大，造成广泛区域影响，公司形象和声誉造成极大负面影响。

３ 加氢站氢气压缩机系统 ＨＡＺＯＰ分析

３.１ 加氢站压缩机功能作用

加氢站核心系统包含四大功能单元：氢气接收单元、压力提升单元、氢气存储单元和充装服务单元。其中，氢气接收单元的核心设备包括专用运输车辆 （长管拖车）和配套的卸气装置，通过专用接口实现氢气的安全转移。

站内的关键工艺设备包含三大部分：用于增压的氢气压缩装置、用于储存的高压容器组以及用于终端服务的加注设备。加氢站常用的压缩机包括隔膜式压缩机和液驱式压缩机，氢气压缩机作为加氢站增压的主要设备。

３.２ 加氢站压缩机 ＨＡＺＯＰ分析实施

本研究选取加氢站氢气隔膜压缩机组作为关键研究对象，采用结构化分析方法，从设备构成维度对主机本体、工艺气体管路、润滑系统管路以及冷却水循环管路等核心子系统进行系统性风险识别与评估，旨在全面辨识压缩机系统的潜在安全隐患。

３.３ 加氢站 ＨＡＺＯＰ节点划分及偏差说明，表 １

本文是以氢气压缩机的气路作为节点，选取流量、压力、液位、温度、泄漏组建偏离，组建偏离的过少、过多、过高、过低、过大，根据这些引导词偏离分析产生的原因和偏离后果，现有措施和建议采取的措施。

４ 风险分析及建议

４.１ 压缩机 ＨＡＺＯＰ分析结果

在选取 ＨＡＺＯＰ节点以及偏差内容，开展 ＨＡＺＯＰ分析记录。根据偏离分析产生的原因和可能导致事故，找出对应的安全措施，由此形成氢气压缩机装置 ＨＡＺＯＰ分析记录表 ２所示 （节选）通过 ＨＡＺＯＰ的分析，氢气压缩机系统发现低风险、中风险、高风险项，未发现很高风险项。严重性后果发现了较低后果、中后果、高后果，无很高后果等级。通过 ＨＡＺＯＰ的分析识别以下风险 （节选）：

（１）氢气中含有杂质，导致隔膜压缩机的气测膜片破裂，润滑油进入氢气系统，导致产品不纯和污染氢气系统。

（２）管线及连接部位密封失效，导致氢气发生泄漏，遇火后氢气爆炸，造成人员受伤、财产损失、污染环境。

（３）润滑油品质不合格，造成膜片破裂，造成压缩机不能正常工作。

（４）氢气泄漏到循环水系统，氢气发生泄漏，造成人员受伤、财产损失、污染环境。

（５）氢气窜入氮气管网，氢气发生泄漏，污染氮气管线，造成人员受伤、财产损失、污染环境。

（６）上游氢气量偏少，压缩机空转、抽真空，造成膜片破裂和氢气发生泄漏。

４.２ 应对风险建议及措施

（１）氢气压缩机入口处设置双过滤器，同时开机时候执行氮气置换吹扫；

（２）建立设备点检制度，定期对压缩机管线进行检测并记录，设置氢气浓度报警装置；

（３）采购环节严把采购质量，确保购买正品润滑油；

（４）严格执行氢气管线探伤制度，同时严把材质关；

（５）氮气吹扫口设置单向阀，避免氢气倒流；

（６）压缩机入口进气缓冲罐设置氢气流量低报警。

５ 结论

本研究基于危险与可操作性 （ＨＡＺＯＰ）分析方法，对氢气压缩机系统的工艺参数与操作流程开展了系统性风险评估。通过建立完整的偏差分析矩阵，识别出若干关键风险因素。鉴于加氢站氢气压缩机运行环境的特殊性，研究重点聚焦于氢气泄漏风险和膜片破裂导致的污染危害。ＨＡＺＯＰ分析为加氢站氢气系统安全管理提供了重要启示：

（１）设计优化方面：通过系统性分析可有效识别压缩机设计中的潜在缺陷，明确设备维护保养的关键控制点，发现其他可能被忽视的风险因素。

（２）风险控制方面：基于分析结果制定针对性的风险管控措施，通过工艺优化和系统改进，显著降低风险等级及事故后果严重程度，实现安全水平的整体提升。

（３）培训指导方面：为设备供应商提供科学依据，使其能够编制更具针对性的培训材料和操作手册，帮助使用方准确把握工艺要点和风险识别方法。

（４）安全应急管理方面：强化加氢站操作人员的应急处置能力培训、规范操作流程，保障压缩机稳定运行，从而提升加氢站整体安全可靠性。

参考文献：

［１］ 中国氢能联盟．中国氢能产业发展报告 ２０２３［Ｒ］．北京：中国氢能联盟，２０２３．

［２］ 国家安全生产监督管理总局．ＡＱ／Ｔ３０４９—２０１３，危险与可操作性分析（ＨＡＺＯＰ分析）应用导则［Ｓ］．北京：煤炭工业出版社，２０１３．

［３］ 中国石油化工集团公司．Ｑ／ＳＨ０５５９－２０１３，危险与可操作性分析实施导则［Ｓ］．北京：中国石化出版社，２０１３．

［４］ 中国化学品安全协会．Ｔ／ＣＣＳＡＳ００１－２０１８，危险与可操作性分析质量控制与审查导则［Ｓ］．２０１８．

作者简介：陶文亭（１９９３－），男，湖北武穴人，助理工程师，本科，从事压缩机研究设计