HAZOP技術(shù)在大型乙烯領(lǐng)域中的應(yīng)用

段文舉

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司烯烴部，上海200540)

HAZOP技術(shù)在大型乙烯領(lǐng)域中的應(yīng)用

段文舉

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司烯烴部，上海200540)

使用北京思創(chuàng)信息公司研發(fā)的CAH圖形軟件，運(yùn)用危險(xiǎn)與可操作性分析(HAZOP)技術(shù)，對(duì)乙烯裝置進(jìn)行危險(xiǎn)辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。針對(duì)分析報(bào)告中的中、高風(fēng)險(xiǎn)偏差加強(qiáng)了控制，并將風(fēng)險(xiǎn)控制措施落實(shí)到對(duì)應(yīng)的工藝、設(shè)備、安全日常管理工作中，為工藝技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置整體安全控制，預(yù)防、減少和避免重大事故提供具體參考和重要依據(jù)。

CAH圖形軟件 乙烯 危險(xiǎn)辨識(shí) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

乙烯是石油化工生產(chǎn)的重要原料之一，乙烯的產(chǎn)量代表著一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平。然而，乙烯裝置流程長(zhǎng)且復(fù)雜，既有高溫裂解反應(yīng)，又有催化反應(yīng)，兼具高溫、高壓和低溫、負(fù)壓的環(huán)境，物料大多為甲類危險(xiǎn)品，反應(yīng)過程中使用堿液等腐蝕性物質(zhì)，物料中存在H2S等有毒氣體，所以容易發(fā)生事故。除出現(xiàn)物料泄漏發(fā)生著火爆炸事故外，干燥劑粉塵、水合物等易造成冷箱凍堵，熱區(qū)和裂解爐結(jié)焦、聚合等堵塞事故也時(shí)有發(fā)生。生產(chǎn)過程中物料多是氣態(tài)，廠內(nèi)常備有大量液化氣原料，也有大量產(chǎn)品儲(chǔ)罐的存在，并且裝置裂解單元具有大量明火設(shè)備(裂解爐)，所以裝置的危險(xiǎn)程度很高，一個(gè)小小的危險(xiǎn)隱患就有可能引起重大事故的發(fā)生。因此必須通過各種危險(xiǎn)辨識(shí)手段對(duì)裝置進(jìn)行“體檢”，將各種危險(xiǎn)隱患查找出來并消滅在萌芽狀態(tài)，危險(xiǎn)與可操作性分析(Hazard and OperabilityAnalysis，HAZOP)就是一個(gè)非常好的“體檢”方法。

1 HAZOP技術(shù)介紹

1.1什么是HAZOP技術(shù)

HAZOP技術(shù)是20世紀(jì)70年代由英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司(ICI)提出的，經(jīng)過幾十年的實(shí)踐應(yīng)用和發(fā)展完善，因其科學(xué)、系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，在裝置工藝危害辨識(shí)領(lǐng)域地位突出，已被廣泛應(yīng)用于化工、石油、石化、機(jī)械、航天等工業(yè)領(lǐng)域[1]。

1.2HAZOP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.2.1 圖形化分析邏輯清晰

采用北京思創(chuàng)信息有限公司開發(fā)研制的CAH圖形化分析軟件進(jìn)行HAZOP分析，此方法較傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢(shì)在于它可以在建立模型后自動(dòng)推理，檢查出有問題的邏輯，并且自動(dòng)形成分析報(bào)告和分先矩陣。

1.2.2 模型能夠辨識(shí)潛在風(fēng)險(xiǎn)

采用模型建立參數(shù)之間的因果關(guān)系比較容易、簡(jiǎn)單，可識(shí)別在不同分析節(jié)點(diǎn)之間的辨識(shí)出傳播的危險(xiǎn)，開展深度分析，解決了傳統(tǒng)方法的局限性。

1.2.3 分析數(shù)據(jù)電子化準(zhǔn)確表達(dá)復(fù)雜關(guān)系

HAZOP分析結(jié)束后可以制作出模型，以后在同類裝置進(jìn)行分析時(shí)，只需在模型上進(jìn)行適當(dāng)修改，即可完成分析。采用這種圖形化的方法進(jìn)行記錄，可以清晰地表達(dá)不同原因?qū)е碌牟煌蠊?，安全措施針?duì)的不同位置，準(zhǔn)確地表達(dá)相對(duì)復(fù)雜的因果關(guān)系。

2 HAZOP技術(shù)在乙烯裝置中的應(yīng)用

2.1乙烯裝置HAZOP分析所使用的偏差

分析組使用引導(dǎo)詞系統(tǒng)地對(duì)每個(gè)分析節(jié)點(diǎn)的工藝參數(shù)(如流量、壓力等)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)的系列偏離工藝指標(biāo)的情況，偏離的形式通常是“引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)”。

本次HAZOP分析共使用41個(gè)參數(shù)，63個(gè)偏離。偏離的全面使用能夠充分地識(shí)別出系統(tǒng)中存在的潛在危險(xiǎn)，但是可能導(dǎo)致所用時(shí)間較長(zhǎng)。如果使用的參數(shù)較少，則會(huì)遺漏一些問題。表1列出了部分本次HAZOP分析所使用的重點(diǎn)偏離(見表1)。

表1 偏離及描述

2.2HAZOP分析流程

本次HAZOP分析采用以下分析流程(見圖1)，做到逐個(gè)分析，確保分析內(nèi)容不遺漏，分析結(jié)果準(zhǔn)確合理。

圖1 分析流程

2.3乙烯裝置HAZOP分析節(jié)點(diǎn)劃分

對(duì)乙烯裝置全面、系統(tǒng)地進(jìn)行了HAZOP分析，劃分了136個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)涉及到的偏差、原因、后果和保護(hù)措施進(jìn)行了詳盡的分析。在分析期間用不同顏色的線條將流程圖按照物料的不同進(jìn)行切割劃分，確保分析界限清晰，不重復(fù)分析。

2.4分析結(jié)果

通過HAZOP分析，共提出建議措施567條，分6類：針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的措施、與設(shè)備(包括儀表、管線)相關(guān)的措施、更新圖紙類、與操作規(guī)程相關(guān)的措施、與分散控制系統(tǒng)(DCS)相關(guān)的措施(高低報(bào)及其聯(lián)鎖)、其他。其中針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的措施有55條，與設(shè)備相關(guān)的措施有217條，更新圖紙32條，操作規(guī)程相關(guān)98條，DCS相關(guān)67條，其他98條。

HAZOP分析識(shí)別出了裝置在工藝和操作方面的潛在危險(xiǎn)，進(jìn)一步提升了裝置的本質(zhì)安全水平。在分析過程中還將裝置安全管理的經(jīng)驗(yàn)充分匯總，為企業(yè)的工藝安全管理和安全平穩(wěn)運(yùn)行提供了有價(jià)值的第一手資料，對(duì)工藝安全管理及安全操作都具有非常重要的指導(dǎo)意義。本次分析采用圖形化方法進(jìn)行記錄，具有分析結(jié)果形象直觀、便于重復(fù)利用、將來與DCS系統(tǒng)連接后可實(shí)現(xiàn)在線操作指導(dǎo)的特點(diǎn)，有助于企業(yè)安全生產(chǎn)。

2.5分析結(jié)果節(jié)選

通過HAZOP分析對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)、設(shè)備、工藝流程圖、DCS相關(guān)措施等多個(gè)方面提出建設(shè)性建議措施，從根本上消除潛在的安全隱患，保障了裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.5.1 針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的部分通用措施

確認(rèn)傳遞聯(lián)鎖信號(hào)所用電纜的耐火性能(適用于所有的聯(lián)鎖)；建議視頻監(jiān)控系統(tǒng)操作的權(quán)限交予值班長(zhǎng)，以便對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)控(該建議適用于整個(gè)視頻系統(tǒng))；確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)的重點(diǎn)部位有良好的照明，以便為夜間的視頻監(jiān)控提供條件(適用于整個(gè)系統(tǒng))。

2.5.2 設(shè)備(包括儀表、管線)相關(guān)的部分措施

建議對(duì)GA-2145的操作開關(guān)按鈕進(jìn)行改造(如加蓋，旋轉(zhuǎn)開關(guān)等)，以防止人員誤操作；將DA-2150塔的壓差表和液面計(jì)測(cè)量方式改為雙法蘭形式的，以防止儀表堵塞；把FA-2170旁邊斜梯重新設(shè)計(jì)安裝，以便于人員上下，防止墜落。

2.5.3 更新乙烯裝置部分工藝流程

建議更新圖紙：從玻璃板液位計(jì)倒淋上增加排放到LV-22025調(diào)節(jié)閥后的管線；LV-22020調(diào)節(jié)閥后增加到廢堿排出調(diào)節(jié)閥LV-22025閥后的管線；LV-22020閥前增加去CABD和含油污水井管線；增加管線(從FA-2275出口管線3UC至FA-2270A泄壓管線上KV-22004和切斷閥中間)。

2.5.4 與DCS相關(guān)的措施(高低報(bào)及其聯(lián)鎖)

建議把GA-2450現(xiàn)場(chǎng)電流表在DCS上顯示；DA-2440回流罐FA-2456上的熱旁路PIC-24040A開度限位不超過20%；在DCS上增加FA-2456罐液位LT-24022液位低低報(bào)。

2.6HAZOP分析結(jié)果跟蹤

HAZOP分析后，不僅僅是為了給裝置“體檢”，然后生成一份報(bào)告。它的真正作用是讓各專業(yè)的管理人員根據(jù)分析報(bào)告來對(duì)裝置進(jìn)行“治療”，凡是在報(bào)告中給予中、高危險(xiǎn)級(jí)別的隱患，應(yīng)高度重視，并及時(shí)解決；同時(shí)做出整改計(jì)劃，不能立即解決問題做好相關(guān)防護(hù)措施，制定應(yīng)急預(yù)案，對(duì)其定時(shí)監(jiān)控，條件允許后立即整改，不放過任何一個(gè)事故隱患。

裝置在大檢修期間針對(duì)567條建議進(jìn)行整改，截止目前已整改550，整改率為97%，未整改內(nèi)容均制定臨時(shí)安全措施，加強(qiáng)巡檢，條件允許后立即整改。表2列出部分重點(diǎn)建議整改計(jì)劃。

表2 HAZOP建議措施整改計(jì)劃(部分)

3 HAZOP分析的實(shí)效性

通過HAZOP分析，識(shí)別了裝置上功能偏離預(yù)定設(shè)計(jì)的設(shè)備，暴露出了工藝和設(shè)備的危險(xiǎn)，為工藝和儀表改進(jìn)提供了實(shí)施方案，同時(shí)生成的分析報(bào)告。分析模型、知識(shí)庫(kù)以及劃好節(jié)點(diǎn)的流程圖均留給裝置分析人員，同時(shí)也對(duì)本次各裝置參與分析人員進(jìn)行相關(guān)分析技巧、分析內(nèi)容、軟件使用方面的專業(yè)培訓(xùn)，為日后裝置人員自行進(jìn)行HAZOP分析提供依據(jù)和服務(wù)支持。

在生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，可以將新發(fā)現(xiàn)的安全問題添加到模型中，持續(xù)不斷地優(yōu)化完善原HAZOP分析結(jié)果，這樣模型知識(shí)內(nèi)容越來越豐富，HAZOP分析結(jié)果質(zhì)量也越來越高，對(duì)裝置的安全運(yùn)行的幫助自然也會(huì)越大。

4 結(jié)論和建議

(1)在公司級(jí)建立HAZOP管理制度，對(duì)HAZOP分析的活動(dòng)進(jìn)行管理，比如：分析隊(duì)伍、組成模式、開展分析的時(shí)間、分析結(jié)果的管理、獎(jiǎng)懲制度等，并與工藝安全管理體系和健康安全環(huán)境(HSE)體系相結(jié)合。

(2)根據(jù)裝置自身特點(diǎn)，建立健全HAZOP技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括風(fēng)險(xiǎn)矩陣、使用的偏離、報(bào)告要求，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。

(3)通過參與乙烯裝置的HAZOP分析，操作工對(duì)HAZOP有更深的認(rèn)識(shí)，利用HAZOP來指導(dǎo)生產(chǎn)過程，使風(fēng)險(xiǎn)降低到最小。

(4)定時(shí)、定期在裝置中開展日常性的HAZOP分析；在裝置實(shí)施技改前，開展HAZOP分析進(jìn)行危害辨識(shí)；在每次裝置出現(xiàn)事故后，立即進(jìn)行HAZOP分析。

[1] 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院.HAZOP分析指南[M].北京：中國(guó)石化出版社，2008：1-209.

ApplicationofHAZOPTechnologyinLargeEthyleneField

Duan Wenju

(OlefinsDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

Hazard and operability analysis (HAZOP) method was used to identify and evaluate the risk of 300 kt/a ethylene plant with CAH graphics software developed by Beijing Sichuang Information Company.The medium and high risk deviation in the analysis report was controlled strictly,and the risk control suggestions were implemented in the corresponding process,equipment and day-to-day safety management work,which provided a specific reference and important basis for the technical staff to achieve overall safety control on the plant,prevent,reduce and evade major accidents.

CAH graphics software,ethylene,danger identification,risk assessment

1674-1099 (2017)05-0046-04

TE687

A

2017-07-15。

段文舉，男，1985年出生，2008年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，學(xué)士，工程師，從事石油化工企業(yè)安全環(huán)保管理工作。