液氨儲罐泄漏HAZOP分析

中鋁中州鋁業(yè)有限公司 李翠芳｜文

液氨在儲存、輸送、蒸發(fā)等各個環(huán)節(jié)如果發(fā)生泄漏，不但可能造成操作人員急性中毒傷害甚至死亡，而且氨與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火可能引起燃燒或爆炸，后果較為嚴重。本文以中鋁中州鋁業(yè)有限公司（中州鋁業(yè)）液氨儲罐為例，應用HAZOP 分析方法（即危險與可操作性研究）對液氨儲罐泄漏原因進行分析，并提出安全對策措施。

液氨儲罐區(qū)基本情況簡介

中州鋁業(yè)燃煤鍋爐的脫硝裝置（SCR反應器）采用液氨作為脫硝還原劑，氨區(qū)設置在廠區(qū)東南角，氨區(qū)內(nèi)有2 臺液氨儲罐，采用南北向并列布置，在氨罐南側依次布置有2 個液氨蒸發(fā)器，液氨蒸發(fā)器南側由西向東依次布置2 臺卸料壓縮泵機、1 個氨氣稀釋槽及2 個氨氣緩沖罐，氨區(qū)四周設置有鐵藝柵欄與廠區(qū)內(nèi)其他設施隔離開。

HAZOP分析方法簡介

HAZOP 分析方法（危險與可操作性研究分析方法）主要是通過分析生產(chǎn)運行過程中工藝狀態(tài)參數(shù)的變動，操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，以及這些變動與偏差對系統(tǒng)的影響及可能導致的后果，找出出現(xiàn)變動與偏差的原因，明確裝置或系統(tǒng)內(nèi)及生產(chǎn)過程中存在的主要危險、危害因素，并針對變動與偏差的后果提出應采取的措施。

HAZOP 分析有“要素優(yōu)先”和“引導詞優(yōu)先”兩種分析方法，本文以“要素優(yōu)先”的方式進行分析（流程圖見圖1）。

圖1 “要素優(yōu)先”的HAZOP 分析流程圖

HAZOP分析過程

組建分析小組

由于該工藝過程較簡單、涉及區(qū)域較小，中州鋁業(yè)建立的分析組由4 人組成，包括設備主管一名（擔任HAZOP 組長）、工藝技術員一名、設備技術人員一名、維修人員一名。

資料收集

分析組收集的主要資料包括：工藝流程圖（見圖2）、工藝儀表流程圖、設備數(shù)據(jù)表（見表1）、崗位操作規(guī)程、維護保養(yǎng)記錄等。

圖2 工藝流程簡圖

表1 主要設備資料清單

生產(chǎn)工藝為：液氨的供應由液氨槽車運送至廠區(qū)內(nèi)，利用液氨卸料壓縮機將液氨由槽車壓入儲氨罐內(nèi)，然后采用液氨供應泵將氨罐內(nèi)的液氨輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)通過蒸汽水浴蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽出口調(diào)節(jié)閥后輸送到SCR 脫硝裝置區(qū)。

節(jié)點劃分

經(jīng)過小組討論，分析組將裝置劃分為5 個主要節(jié)點，分別是：液氨儲罐、蒸發(fā)器、緩沖罐、液氨泵、管線。

HAZOP 分析

分析組按照順序依次對劃分的節(jié)點，即液氨儲罐、蒸發(fā)器、緩沖罐、液氨泵、管線，選擇工藝參數(shù)、引導詞，直到所有節(jié)點都得到分析?？紤]到篇幅限制，本文將一些沒有嚴重后果或內(nèi)容相似的分析略去，只介紹可能造成液氨泄漏的分析結果，具體分析內(nèi)容見表2、表3。

表2 液氨儲罐、蒸發(fā)器、緩沖罐HAZOP分析表

表3 管線HAZOP分析表

HAZOP分析總結

通過HAZOP 分析，分析組提出的對策措施建議包括如下10方面：

1）在液氨儲罐頂部、卸料壓縮機、液氨蒸發(fā)器和氨氣緩沖罐等處設置氣體檢測探頭，同時氣體檢測報警器的儀表選用靜止型在線式不間斷供電電源供電，將報警信號引至控制室。

2）在液氨儲罐現(xiàn)場設置直觀液位計，并用紅線標注最高充裝量，以防超裝，同時設置遠程液位計，并設置液位高低限報警裝置，將其液位參數(shù)接至控制系統(tǒng)，將遠程液位計與液氨進料閥門連鎖。

3）在儲罐現(xiàn)場設置直觀的壓力表，嚴防超裝，同時在貯罐設置遠程壓力表，并設置壓力高限報警裝置，將其壓力參數(shù)接至 控制系統(tǒng)。

4）針對儲罐設置溫度遠傳，將其溫度參數(shù)接至DCS 控制系統(tǒng)，并設置高限報警裝置。

5）針對液氨蒸發(fā)器選用遠程液位計，將其液位參數(shù)接至控制系統(tǒng)，并與液氨開關閥、蒸汽調(diào)節(jié)閥連鎖。

6）針對液氨蒸發(fā)器設置直觀的溫度表和遠程溫度表，并設置溫度高低限報警裝置，同時將其溫度參數(shù)接至控制系統(tǒng)，并與液氨開關閥、蒸汽調(diào)節(jié)閥連鎖。

7）針對氨氣緩沖槽設置直觀壓力表和遠程壓力表，設置壓力高限報警裝置，將其壓力參數(shù)接至控制系統(tǒng)，并與氨氣調(diào)節(jié)閥連鎖。

8）在液氨儲罐、液氨蒸發(fā)器等壓力管道上設置安全閥、放空閥。

9）針對液氨卸車，采用萬向充裝器進行卸車。

10）在液氨罐區(qū)設置視頻監(jiān)控探頭，將視頻信號引至中控室，時刻關注罐區(qū)的情況等。安