HAZOP評(píng)價(jià)方法在液氯充裝中的應(yīng)用

王偉，劉文遠(yuǎn)，高燕軍

(陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719319)

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“陜西北元”)位于陜西榆神工業(yè)園區(qū)，建有110萬t/a聚氯乙烯、80萬t/a燒堿、12萬t/a液氯，是國(guó)內(nèi)較大的氯堿生產(chǎn)企業(yè)。液氯生產(chǎn)場(chǎng)所設(shè)計(jì)有6臺(tái)氯氣液化機(jī)組，8臺(tái)液氯儲(chǔ)槽，每臺(tái)液氯儲(chǔ)槽為53 m3，理論儲(chǔ)存液氯最大量498 t，主要用于平衡氯氣生產(chǎn)。

氯氣屬于劇毒化學(xué)品，一旦大量泄漏，會(huì)引發(fā)接觸人員的氣管—支氣管炎、肺炎或肺水腫等職業(yè)病，對(duì)環(huán)境造成污染。因此，評(píng)價(jià)液氯儲(chǔ)存危險(xiǎn)有害因素及危害程度，預(yù)先發(fā)現(xiàn)事故隱患，采取防護(hù)對(duì)策，顯得尤為重要。陜西北元針對(duì)重大危險(xiǎn)源液氯貯存，運(yùn)用 HAZOP 評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析，提出科學(xué)有效的安全措施。

1 HAZOP方法簡(jiǎn)介

HAZOP分析方法起源于英國(guó)帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司(ICI公司)，是一種用于辯識(shí)設(shè)計(jì)缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結(jié)構(gòu)化分析方法。方法的本質(zhì)是通過工藝單元或操作步驟中那些具有潛在危險(xiǎn)的偏離挖掘整個(gè)危險(xiǎn)事故劇情，這些偏離通過引導(dǎo)詞引出，使用引導(dǎo)詞可激發(fā)分析人員的創(chuàng)新思維。其原理是從單元(即分析節(jié)點(diǎn))的設(shè)計(jì)意圖出發(fā)，從生產(chǎn)運(yùn)行過程中工藝狀態(tài)參數(shù)的變動(dòng)、操作控制中可能出現(xiàn)的偏差入手進(jìn)行分析，反向檢查分析導(dǎo)致偏離的原因，正向檢查偏離導(dǎo)致的不利后果，識(shí)別現(xiàn)有的安全措施，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如果風(fēng)險(xiǎn)不可接受，提出相應(yīng)的建議措施[1]。

1.1 分析準(zhǔn)備

成立HAZOP 分析小組,其中組成有HAZOP分析組長(zhǎng)、記錄秘書、工藝工程師、操作專家、安全工程師、設(shè)備工程師、儀表工程師、等專業(yè)人員，并由組長(zhǎng)對(duì)成員進(jìn)行HAZOP培訓(xùn)。

1.2 實(shí)施 HAZOP 分析

(1)工藝設(shè)備介紹。由分析小組成員介紹裝置原理和運(yùn)行的現(xiàn)狀，使每個(gè)成員對(duì)整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)意圖、工藝功能、設(shè)備、電氣、儀表、公用工程的配置情況等都有一個(gè)比較清晰的、完整的認(rèn)識(shí)。

(2)劃分節(jié)點(diǎn)。對(duì)每一套裝置，按工藝流程圖劃分工藝單元，確定單元的范圍和起止邊界，選擇管線或設(shè)備作為分析節(jié)點(diǎn)。間歇式工藝，則按操作步驟來劃分節(jié)點(diǎn)，對(duì)危險(xiǎn)性大的步驟進(jìn)行重點(diǎn)分析。

(3)確定偏差。確定分析節(jié)點(diǎn)之后，選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)，按照 HAZOP分析方法的7 個(gè)引導(dǎo)詞，依次確定偏差。

(4)偏差分析。分析小組對(duì)有意義的偏差進(jìn)行分析，分析偏差產(chǎn)生的原因；分析偏差可能帶來的后果(假定所有安全措施失效)，包括對(duì)人、物、環(huán)境等產(chǎn)生的不良影響；對(duì)偏差產(chǎn)生的可能性(L)及后果(S)進(jìn)行分級(jí)；根據(jù)現(xiàn)有的安全措施及其有效性，提出建議措施。如此循環(huán)往復(fù)步驟 (3)和(4)，直到完成所有的節(jié)點(diǎn)。

(5)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。依據(jù)公司風(fēng)險(xiǎn)判別準(zhǔn)則，分析小組對(duì)偏差的風(fēng)險(xiǎn)度(R)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排序，對(duì)重大的風(fēng)險(xiǎn)重新核實(shí) HAZOP 分析結(jié)果。

1.3 編制HAZOP分析報(bào)告

記錄員基于分析過程的記錄文件，整理 HAZOP分析會(huì)議記錄和會(huì)議資料，形成分析報(bào)告并落實(shí)建議措施，經(jīng)分析小組討論，組長(zhǎng)最終確認(rèn)。

1.4 建議措施的落實(shí)

通過 HAZOP 分析提出的建議措施，如增設(shè)壓力報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)、噴水冷卻系統(tǒng)、圍堰、防火堤、安全儀表系統(tǒng)(SIS)、安全閥、防爆膜、防腐處理、修改操作規(guī)程等，在安全技術(shù)例會(huì)進(jìn)行研究討論，技術(shù)人員跟蹤HAZOP建議整改。

2 液氯充裝流程簡(jiǎn)述

氯氣被液化后進(jìn)入氯氣分離器V-602，分離出的液氯進(jìn)入液氯儲(chǔ)槽V-604，作為副產(chǎn)品外售，該企業(yè)主要監(jiān)控的安全指標(biāo)為液氯儲(chǔ)槽液位小于80%，儲(chǔ)槽壓力小于0.2 MPa，便于評(píng)價(jià)分析，將液氯儲(chǔ)槽進(jìn)口閥門A及出口閥門B作為分析單元(節(jié)點(diǎn))。

2.1 分析單元

液氯儲(chǔ)槽主要控制的工藝參數(shù)：溫度、液位、壓力、流量。分析單元(節(jié)點(diǎn))為液氯進(jìn)口閥門A至液氯輸出口閥門B，如圖 1 所示。

圖1 液氯儲(chǔ)槽工藝Fig.1 Process of liquid chlorine storage tank

2.2 分析結(jié)果及討論

以液氯儲(chǔ)槽液位的 HAZOP 分析為例加以說明，HAZOP 分析結(jié)果見表 1。

從表1對(duì)液氯儲(chǔ)槽的液位進(jìn)行 HAZOP 分析可以看出：存在的主要偏差有液氯儲(chǔ)槽液位過高或過低等，為了控制偏差的發(fā)生，企業(yè)制定了一系列的措施，有些措施是原設(shè)計(jì)就有的，有些是后來技術(shù)改造增加的安全措施，如液位報(bào)警、緊急切斷閥，設(shè)置有毒氣體報(bào)警儀、按照要求定期進(jìn)行三氯化氮排放等，對(duì)事故的發(fā)生起到一定阻止和減緩作用，基本能滿足安全生產(chǎn)需要，但尚存部分事故隱患；從企業(yè)安全管理角度考慮，并考慮到液氯大量泄漏后的災(zāi)難性后果，已有的措施不能很好地滿足現(xiàn)有裝置的應(yīng)處理要求，如液氯儲(chǔ)槽破裂，大量液氯泄漏，僅現(xiàn)有的事故氯單元進(jìn)行處理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此，須增加一些安全控制措施。

表1 液氯儲(chǔ)槽液位的 HAZOP分析Table 1 HAZOP analysis of liquid level of liquid chlorine storage tank

3 安全措施與建議

(1)定期檢測(cè)液氯儲(chǔ)槽V-604液氯管線壁厚(每半年1次)，防止管線薄弱環(huán)節(jié)彎頭等管壁變薄，液氯泄漏。

(2)建議設(shè)定液氯儲(chǔ)槽V604低限液位400 mm，定期啟動(dòng)包裝泵P604打循環(huán)(建議每周打1次循環(huán))，防止液氯儲(chǔ)槽三氯化氮積聚超標(biāo)。

(3)真空分配臺(tái)V609增加遠(yuǎn)傳壓力表(壓力表量程-0.1～0.1 MPa)，防止真空分配臺(tái)超壓,液氯泄漏。

(4)排污處理罐周圍增加氯氣檢測(cè)報(bào)警儀，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氯氣泄漏，提醒人員應(yīng)急處置，防止氯氣進(jìn)一步擴(kuò)散。

(5)定期更換排污處理罐V-608吸收堿液(暫定每季度一次)，防止堿液濃度低吸收不充分，壓力上漲導(dǎo)致氯氣泄漏。

(6)排污處理罐V608補(bǔ)生產(chǎn)水管線閥門增加閥門操作標(biāo)識(shí)牌，防止人員誤操作。

(7)定期切換維保液氯包裝泵P-608(每半年一次)，防止包裝泵震動(dòng)損壞設(shè)備。

(8)給事故引風(fēng)機(jī)C602增加遠(yuǎn)程啟停控制，液氯泄漏氣體報(bào)警儀報(bào)警，聯(lián)鎖啟動(dòng)報(bào)警值(10-5)聯(lián)鎖事故引風(fēng)機(jī)，去事故氯自控閥門打開，防止氯氣泄漏時(shí)不能及時(shí)啟動(dòng)吸收。

(9)將液氯儲(chǔ)槽V-604SIS液位設(shè)立關(guān)鍵報(bào)警，增加獨(dú)立報(bào)警燈屏，防止液氯儲(chǔ)槽液位高報(bào)警未發(fā)現(xiàn)或不重視造成液氯超壓泄漏。

4 結(jié)語

通過對(duì)液氯儲(chǔ)槽液位進(jìn)行的HAZOP分析可以看出，主要存在的問題有液氯儲(chǔ)槽區(qū)域有毒氣體報(bào)警儀的數(shù)量不足，緊急事故狀態(tài)下的應(yīng)急自動(dòng)化操作措施欠缺，液氯儲(chǔ)槽罐體及液氯管線泄漏檢測(cè)缺失。因此，應(yīng)落實(shí)相應(yīng)的對(duì)策措施，以提高氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠性。