摘 要：HAZOP分析是由英國(guó)ICI公司于20世紀(jì)70年代提出的。HAZOP分析是一種定性或定量分析系統(tǒng)工程危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)方法，并找出相應(yīng)對(duì)策。爐內(nèi)脫硫技術(shù)廣泛應(yīng)用于以循環(huán)流化床為鍋爐的火電廠中。石灰石處理系統(tǒng)的HAZOP分析以系統(tǒng)工藝流程圖和PID為主，保證了該系統(tǒng)在常見(jiàn)的各種復(fù)雜工況下，依然能夠穩(wěn)定的為鍋爐提供高質(zhì)量的石灰石成品，滿足脫硫工藝需要。文章闡述了HAZOP分析在火電廠石灰石處理系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：HAZOP分析；石灰石處理系統(tǒng)；實(shí)際應(yīng)用

1 HAZOP分析

HAZOP[1]（Hazard and Operability Analysis，危險(xiǎn)與可操作性）分析是一種用于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、工藝過(guò)程危害及操作性問(wèn)題的系統(tǒng)化分析方法，HAZOP分析的本質(zhì)就是通過(guò)會(huì)議論證對(duì)工程系統(tǒng)工藝圖和操作規(guī)程進(jìn)行分析。會(huì)議由各個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員組成的分析小組按規(guī)定的方式系統(tǒng)地研究每一個(gè)分析節(jié)點(diǎn)，分析偏離設(shè)計(jì)工藝條件的偏差所導(dǎo)致的危險(xiǎn)和可操作性問(wèn)題。

1.1 HAZOP分析的實(shí)施流程

HAZOP分析主要包括四個(gè)方面：分析界定、分析準(zhǔn)備、分析會(huì)議和總結(jié)報(bào)告。

1.2 分析界定

分析界定確定HAZOP分析的范圍與目的，根據(jù)目標(biāo)分析對(duì)象確定相關(guān)專業(yè)，并依此組建分析團(tuán)隊(duì)，明確每名團(tuán)隊(duì)成員的職責(zé)。

1.3 分析準(zhǔn)備

分析準(zhǔn)備包括制定HAZOP分析計(jì)劃和進(jìn)度，將分析團(tuán)隊(duì)成員按專業(yè)領(lǐng)域和分析對(duì)象進(jìn)行分組，明確交叉領(lǐng)域的討論前提和討論計(jì)劃。準(zhǔn)備全部所需的技術(shù)資料，安排指定人員對(duì)會(huì)議過(guò)程全程進(jìn)行記錄。

1.4 分析會(huì)議

分析會(huì)議[2]包括劃分節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)思路闡述，確定偏離，推斷不利后果，分析原因，現(xiàn)有安全防護(hù)措施分析，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及提出建議措施。在設(shè)計(jì)思路闡述中，分析團(tuán)隊(duì)要特別注意設(shè)計(jì)闡述人員的引導(dǎo)詞（IEC61882中規(guī)定了11個(gè)引導(dǎo)詞，如無(wú)“No”、過(guò)多“More”、過(guò)少“Less”、伴隨“As well as”等11個(gè)）、參數(shù)（包括概念性參數(shù)和過(guò)程參數(shù)）及偏離。引導(dǎo)詞+參數(shù)=偏離，通過(guò)這一公式分析各個(gè)參數(shù)的偏離量，分析產(chǎn)生原因和不利后果，結(jié)合現(xiàn)有防護(hù)措施并通過(guò)專業(yè)討論得出合理化建議措施。

1.5 總結(jié)報(bào)告

總結(jié)報(bào)告包括編制HAZOP分析表、HAZOP分析報(bào)告、HAZOP分析的審查。如果包含后續(xù)跟蹤的話，還需包括建議措施后續(xù)跟蹤和職責(zé)、HAZOP分析的關(guān)閉。

2 火電廠石灰石處理系統(tǒng)

火電廠石灰石處理系統(tǒng)是指從石灰石卸車到石灰石爐前料倉(cāng)的整個(gè)工藝流程。包括石灰石顆粒的倉(cāng)儲(chǔ)及輸送、制粉及篩分、成品石灰石的氣動(dòng)輸送設(shè)備。

石灰石顆粒一般由業(yè)主在市場(chǎng)購(gòu)買，顆粒一般在30-50mm，儲(chǔ)存石灰石的場(chǎng)地要求有一定防雨措施并遠(yuǎn)離水源。

石灰石制粉及篩分需要特殊的粉末設(shè)備，由于理想的爐內(nèi)脫硫用石灰石粒度在1mm左右，傳統(tǒng)的磨機(jī)和破碎機(jī)均無(wú)法達(dá)到粒度要求，需要使用專用粉末設(shè)備。且傳統(tǒng)篩分方法無(wú)法將1mm左右易潮解顆粒進(jìn)行篩選，常選用風(fēng)選設(shè)備對(duì)石灰石粉末進(jìn)行篩分。

成品石灰石粉末需要使用完全密封的管道進(jìn)行輸送。為保證石灰石的穩(wěn)定連續(xù)供應(yīng)，一般火電廠會(huì)儲(chǔ)存一定量的石灰石粉以保證循環(huán)流化床的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫[3]技術(shù)是指在循環(huán)流化床鍋爐中將石灰石粉末與煤粉同時(shí)燃燒，在800～900℃時(shí)，石灰石分解成CO2和CaO， 多孔CaO與SO2發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4。其化學(xué)反應(yīng)式如下：

CaCO3-CaO+CO2

CaO+1/2O2+SO2-CaSO4

3 HAZOP分析在石灰石處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

下面以巴基斯坦FFBL自備電廠項(xiàng)目石灰石處理系統(tǒng)為例，淺談HAZOP分析在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的具體實(shí)例。

3.1 石灰石顆粒輸送

本項(xiàng)目石灰石顆粒輸送由裝載機(jī)卸料至輸送機(jī)尾部漏斗，輸送機(jī)采用波紋擋邊皮帶機(jī)，皮帶機(jī)從動(dòng)輪處裝有零速開關(guān)，頭部溜槽設(shè)有堵料開關(guān)，信號(hào)反饋至中控并參與互鎖，防止因皮帶機(jī)故障造成的對(duì)設(shè)備及人員的危害。皮帶機(jī)裝有帶有計(jì)算功能的稱重傳感器，并反饋給中控；金屬探測(cè)器信號(hào)同樣反饋給中控并參與互鎖，這樣可以保證物料中沒(méi)有金屬異物，保護(hù)鍋爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶機(jī)兩側(cè)均勻布置若干組跑偏開關(guān)，每組跑偏開關(guān)分輕度跑偏和重度跑偏，信號(hào)均反饋給中控，當(dāng)重度跑偏信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，皮帶機(jī)停機(jī)。皮帶機(jī)頭部設(shè)置聲光報(bào)警，每次啟動(dòng)時(shí)提示周邊人員注意。

3.2 石灰石粉末及篩分

石灰石顆粒由皮帶機(jī)輸送至石灰石緩沖倉(cāng)，緩沖倉(cāng)口設(shè)置兩組料位計(jì)，每組包括一個(gè)雷達(dá)料位計(jì)和一個(gè)機(jī)械料位計(jì)，雙保險(xiǎn)防止因儀表誤報(bào)造成料位過(guò)高甚至物料溢出。緩沖倉(cāng)下游為一條稱重皮帶機(jī)，同樣配有稱重傳感器和保護(hù)開關(guān)，其中保護(hù)開關(guān)信號(hào)反饋中控并參與互鎖。稱重皮帶機(jī)上加裝保護(hù)作用的除鐵器，確保下游設(shè)備安全。石灰石顆粒經(jīng)由稱重傳感器輸送至石灰石專用粉末設(shè)備柱磨機(jī)[4]，破碎后的石灰石經(jīng)由一條密封皮帶輸送至斗式提升機(jī)，接口處加裝堵料探測(cè)裝置，信號(hào)反饋中控并參與互鎖。物料經(jīng)由斗式提升機(jī)輸送至風(fēng)選裝置，F(xiàn)L瀑流式選粉機(jī)，接口處同樣加裝堵料探測(cè)裝置，信號(hào)反饋中控并參與互鎖。通過(guò)FL瀑流式選粉機(jī)的成品石灰石粉直接進(jìn)入氣旋分離機(jī)，而后進(jìn)入氣力輸送系統(tǒng)。未通過(guò)選粉機(jī)的石灰石通過(guò)一條封閉皮帶機(jī)和一個(gè)雙向?qū)Я喜鄯祷刂林C(jī)進(jìn)行二次粉磨。柱磨機(jī)可為一用一備，雙向?qū)Я喜凵涎b有堵料探測(cè)裝置，信號(hào)反饋中控并參與互鎖；同時(shí)還裝有兩個(gè)位置傳感器用于檢測(cè)導(dǎo)向電動(dòng)推桿的位置，信號(hào)反饋中控并參與互鎖，防止回料因誤操作進(jìn)入備用柱磨機(jī)。

3.3 中控

石灰石輸送系統(tǒng)中，所有儀表監(jiān)測(cè)到的故障信號(hào)如皮帶機(jī)保護(hù)報(bào)警信號(hào)、金屬探測(cè)器報(bào)警信號(hào)、堵料信號(hào)、高低倉(cāng)位報(bào)警信號(hào)、分流擋板位置信號(hào)、各種單機(jī)故障信號(hào)等都要通過(guò)通訊反饋至中控，根據(jù)工藝流程選擇參與互鎖，防止因部分誤操作或設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常及其連鎖反應(yīng)造成財(cái)產(chǎn)損失甚至人員傷亡。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)家有關(guān)部門尤其是國(guó)家安監(jiān)總局接連出臺(tái)了若干相關(guān)文件，文件中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)HAZOP分析在實(shí)際項(xiàng)目中的推廣和應(yīng)用，并提出了明確的要求和指導(dǎo)意見(jiàn)，全面肯定HAZOP分析技術(shù)在實(shí)踐中杜絕、減少事故發(fā)生、降低災(zāi)害帶來(lái)?yè)p失及分析事故原因等領(lǐng)域發(fā)揮的積極作用。歐美國(guó)家將HAZOP分析列入強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。高質(zhì)量的HAZOP分析涉獵廣泛，包括流程工藝設(shè)計(jì)、自動(dòng)化控制、儀表、供配電等相關(guān)專業(yè)，對(duì)各專業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)有一定的依賴，所以今后我國(guó)HAZOP分析的發(fā)展方向是提高相關(guān)人員的風(fēng)險(xiǎn)管理水平，而不能機(jī)械的套用HAZOP分析方法，這也對(duì)各行業(yè)的從業(yè)技術(shù)人員提出了新的要求，新的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐志勝.安全系統(tǒng)工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：73-74.

[2]張少華.HAZOP技術(shù)應(yīng)用[J].石油化工設(shè)計(jì)，2007，24（2）：54-58.

[3]李圍潮，袁孝競(jìng).煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展，1998（2）：12-15.

[4]陳建斌，羅明鑫.石灰石制備系統(tǒng)收資報(bào)告[R].2006，11.