文/冷悅山 茍東曉 蘇憲章

HAZOP分析作為工藝危害分析中較為系統(tǒng)和有效的方法之一，在杜絕、減少事故發(fā)生，降低事故損失等方面發(fā)揮著重要作用。本文利用HAZOP分析方法分析凝析油分離裝置在設(shè)計(jì)階段存在的安全薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)揮其在工藝安全、儀表控制等方面的重要作用，是設(shè)計(jì)方案的安全補(bǔ)充。

危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP）是在開展工藝危害分析工作中，通過使用“引導(dǎo)詞”分析工藝過程中偏離正常工況的各種情形，從而發(fā)現(xiàn)危害源和操作問題的一種系統(tǒng)方法。1974年，英國帝國化學(xué)工業(yè)公司（ICI）正式發(fā)布了HAZOP技術(shù)，其后歷經(jīng)ICI和英國化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)（CIA）之大力推廣，此分析法逐漸由歐洲傳播至北美、日本及沙特阿拉伯等國家。在國內(nèi)方面，20世紀(jì)90年代開始開展調(diào)查跟蹤，進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)設(shè)計(jì)單位開始在設(shè)計(jì)過程中引入HAZOP方法。2010年起，國家安監(jiān)總局相繼發(fā)布了《國家安全監(jiān)管總局 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理的通知》（安監(jiān)總管三〔2013〕76號(hào)）、Q/SY 1364-2011《危險(xiǎn)與可操作性分析技術(shù)指南》、AQ/T 3049-2013《危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP分析）應(yīng)用導(dǎo)則》等，對(duì)于HAZOP分析工作作出了較為明確的要求。凝析油分離工藝過程中若壓力、流量及液位等控制不當(dāng)，將引起局部超壓，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)火災(zāi)爆炸，定期進(jìn)行HAZOP分析勢在必行。

工藝簡介

本文所述凝析油分離裝置采用優(yōu)化的初餾-常壓-脫丁烷工藝路線，其工藝流程如下：

凝析油預(yù)熱、電脫鹽后，經(jīng)多級(jí)換熱器加熱后進(jìn)入初餾塔。初頂油氣經(jīng)空冷后進(jìn)回流罐，冷凝的輕石腦油部分回流。初頂油經(jīng)初頂回流泵抽出后，一部分返回塔頂作為回流，另一部分經(jīng)換熱后進(jìn)入脫丁烷塔。含硫污水經(jīng)初頂排水泵與常頂排水合并后送出裝置。初底油一部分經(jīng)初底油泵抽出后，依次經(jīng)多級(jí)換熱后進(jìn)入常壓塔；另一部分為初底循環(huán)油進(jìn)初底重沸爐加熱后返回初餾塔底部。加熱后的初底油進(jìn)入常壓塔，常頂油氣經(jīng)換熱、空冷后進(jìn)回流罐，冷凝的重石腦油部分回流，部分從裝置流出。

常一線油從常壓塔采出送至常壓汽提塔上段，塔釜再沸器由常二中油供熱，汽化油氣返塔，常壓汽提塔上段塔底常一線油經(jīng)換熱、空冷、冷卻后至罐區(qū)。常二線油從常壓塔采出送至常壓汽提塔下段，塔釜再沸器由常底油供熱，汽化油氣返塔，常壓汽提塔下段塔底常二線油經(jīng)換熱、空冷、冷卻后至罐區(qū)。常三線油從常壓塔采出，經(jīng)換熱、空冷、冷卻后至罐區(qū)。常一中油從常壓塔采出，先作為脫丁烷塔的再沸器熱源，后經(jīng)多個(gè)換熱器取熱后返回常壓塔。常二中油從常壓塔采出，經(jīng)多個(gè)換熱器取熱后返回常壓塔。常底油經(jīng)換熱后，部分回至加熱爐進(jìn)口作為循環(huán)油，部分經(jīng)空冷、冷卻后至罐區(qū)。

自初餾塔頂來的輕石腦油經(jīng)換熱后進(jìn)常壓塔。塔頂油氣經(jīng)冷卻后進(jìn)入脫丁烷塔頂回流罐進(jìn)行氣液分離。常頂冷凝液化氣經(jīng)脫丁烷塔頂回流泵抽出后，一部分作為回流返回常頂，另一部分液化氣送出裝置。常底輕石腦油經(jīng)冷卻器冷卻后從裝置流出。

HAZOP分析過程

HAZOP分析工作是由具有豐富工作經(jīng)驗(yàn)和不同專業(yè)背景人員的分析小組完成，主要成員包括分析主席、秘書、工藝工程師、儀表工程師、設(shè)備工程師、生產(chǎn)及操作人員代表。HAZOP分析主席應(yīng)具備一定的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)能力，負(fù)責(zé)引導(dǎo)分析小組高質(zhì)量完成HAZOP分析工作。HAZOP小組的其他成員也應(yīng)具備較充分的專業(yè)知識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)意圖有較充分的了解，若發(fā)現(xiàn)重要的問題可邀請(qǐng)其他相關(guān)專家臨時(shí)參加。

HAZOP分析是以經(jīng)驗(yàn)法為主，用引導(dǎo)詞方法將系統(tǒng)劃分多個(gè)節(jié)點(diǎn)，由專家團(tuán)隊(duì)優(yōu)選引導(dǎo)詞（如無、多、少等）和關(guān)鍵工藝參數(shù)（如流量、液位、壓力等），引導(dǎo)小組成員通過集體討論，從操作和設(shè)計(jì)的角度查明導(dǎo)致偏差的可能原因（如無流量、高液位、低壓等），并針對(duì)偏差可能導(dǎo)致的不良后果，分析確認(rèn)現(xiàn)有的安全措施是否足以控制風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)，建議補(bǔ)充、增加新的保護(hù)措施。分析過程中，被識(shí)別的危險(xiǎn)與可操作性問題匯總于HAZOP記錄工作表。

分析節(jié)點(diǎn)劃分

分析小組根據(jù)HAZOP分析方法的要求和工作進(jìn)度安排，將此裝置工藝流程劃分為20個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體見表1。

表1 HAZOP分析節(jié)點(diǎn)

表2 HAZOP分析引導(dǎo)詞和相關(guān)參數(shù)

引導(dǎo)詞

引導(dǎo)詞是一種特定的用于描述要素設(shè)計(jì)目的（意圖）偏離的詞或短語，用以激發(fā)分析人員想象思維，使其專注于分析，有效提出觀點(diǎn)并進(jìn)行討論，從而使分析更完整、全面。HAZOP分析所用引導(dǎo)詞和參數(shù)見表2。

HAZOP分析成果

分析成果

本次HAZOP分析對(duì)凝析油裝置安全、設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行偏差分析，識(shí)別現(xiàn)有安全保護(hù)措施，并針對(duì)不足之處提出相關(guān)建議措施，分析成果舉例如表3。

通過對(duì)凝析油裝置20個(gè)節(jié)點(diǎn)的整體分析，可引起該裝置較大安全隱患的主要因素是壓力、流量及液位等，列舉如下：

1.換熱器內(nèi)壓力過高，導(dǎo)致超壓破壞；

2.初餾塔進(jìn)料流量過低，導(dǎo)致支路爐管結(jié)焦，甚至燒穿；

3.常壓塔進(jìn)料流量過低，常壓爐進(jìn)料組分減少，可能造成爐管干燒，嚴(yán)重時(shí)燒穿；

4.初頂油進(jìn)入脫丁烷塔流量過低，可能導(dǎo)致液化氣進(jìn)入高壓瓦斯罐，進(jìn)而可能引發(fā)高壓瓦斯帶油；流量過高，回流罐界位降低，可能導(dǎo)致液化氣竄至含硫污水裝置，導(dǎo)致下游超壓，引發(fā)火災(zāi)爆炸；

5.脫丁烷塔液位過低，導(dǎo)致液化氣竄至輕石腦油儲(chǔ)罐，導(dǎo)致下游超壓及浮船損壞，從而引發(fā)火災(zāi)爆炸；

6.常壓爐及重沸爐爐內(nèi)壓力過高，長明燈脫火熄滅，燃料氣再次進(jìn)入可能引發(fā)爆燃；

7.常壓爐及重沸爐爐膛內(nèi)流量過低，爐空氣供應(yīng)不足，氧含量降低，嚴(yán)重時(shí)造成爐火熄滅，空氣再次進(jìn)入可能引發(fā)爆燃。

建議措施

鑒于以上安全隱患，本次分析針對(duì)識(shí)別出的現(xiàn)有安全保護(hù)措施不足之處提出建議措施，共計(jì)71條，大致歸為安全功能相關(guān)（如聯(lián)鎖、安全設(shè)施相關(guān)）、一般儀表及自動(dòng)控制問題、工藝、設(shè)備及管線、管理類等5類建議類型，總結(jié)如下：

表3 HAZOP分析工作表

續(xù)表3 HAZOP分析工作表

1.建議措施較多集中在一般儀表、自動(dòng)控制及工藝、設(shè)備管線方面，建議增設(shè)相關(guān)儀表高低報(bào)警及偏差報(bào)警，必要時(shí)進(jìn)行聯(lián)鎖切斷設(shè)置，進(jìn)一步提高儀表的安全性能；

2.建議進(jìn)一步明確相關(guān)操作規(guī)程和制度，加強(qiáng)巡檢，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)；

3.建議及時(shí)更新相關(guān)圖紙，保證圖紙與現(xiàn)場的一致性；

4.本次HAZOP分析后果存在風(fēng)險(xiǎn)的現(xiàn)有保護(hù)措施含有安全儀表系統(tǒng)（SIS），建議進(jìn)一步引入保護(hù)層分析（LOPA）技術(shù)，有效彌補(bǔ)HAZOP分析中存在的安全保護(hù)措施起到的風(fēng)險(xiǎn)降低和殘余風(fēng)險(xiǎn)不能定量化等不足；

5.建議對(duì)裝置現(xiàn)有的SIS系統(tǒng)通過安全完整性等級(jí)（SIL）分析驗(yàn)證，確保SIS系統(tǒng)達(dá)到要求的SIL。