卡哈爾·瓦熱絲江

（中國石油天然氣集團有限公司新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000）

1 儲油庫的風(fēng)險分析

儲油庫在危險化學(xué)品儲存企業(yè)中，承擔(dān)著存儲易燃、易爆和有毒化學(xué)品的重要任務(wù)，這些儲罐的安全運行直接關(guān)系到企業(yè)的安全生產(chǎn)和周邊環(huán)境的安全。儲罐作業(yè)中常見的安全風(fēng)險包括泄漏、爆炸、火災(zāi)以及化學(xué)反應(yīng)事故，泄漏通常由儲罐的結(jié)構(gòu)損壞、密封失效或管道腐蝕引起，可能導(dǎo)致有害化學(xué)物質(zhì)擴散到環(huán)境中。爆炸和火災(zāi)風(fēng)險則多由存儲物質(zhì)的易燃易爆特性、靜電積累或操作不當(dāng)?shù)纫蛩赜|發(fā)，除此之外，儲罐內(nèi)化學(xué)品的不穩(wěn)定性和外部環(huán)境因素（如溫度、壓力的變化）也可能引發(fā)各類危險的化學(xué)反應(yīng)[1-2]。

此外，對于企業(yè)而言，在儲罐作業(yè)中還需要注意人為因素帶來的風(fēng)險，如操作失誤、監(jiān)控不足、維護不當(dāng)?shù)?，這些因素可能導(dǎo)致安全防護措施的失效，進而增加事故發(fā)生的可能性[3]。因此，針對這些潛在風(fēng)險，企業(yè)應(yīng)進行全面的風(fēng)險分析和管理，通過定期對儲罐進行檢查和維護，實施有效的安全管理措施，以及培訓(xùn)相關(guān)人員，降低風(fēng)險，從而保障企業(yè)和周邊環(huán)境的安全。

2 HAZOP概述

2.1 HAZOP 的定義和原理

HAZOP（危害與可操作性分析）源于20 世紀(jì)60年代，最初用于化學(xué)和石油工業(yè)，其核心在于系統(tǒng)地識別并評估工業(yè)過程中可能出現(xiàn)的偏離設(shè)計意圖的情況。該方法基于一種假設(shè)性思維模式，通過提出一系列指導(dǎo)詞，如No（空白）、Less（減量）、More（過量）等，來探討設(shè)備、物質(zhì)或過程可能發(fā)生的異常情況。每個指導(dǎo)詞作為一種思維觸發(fā)點，能夠引導(dǎo)參與者深入分析可能導(dǎo)致這些偏離的原因，以及這些偏離可能產(chǎn)生的后果。在這個過程中，分析團隊會考慮所有相關(guān)的設(shè)計參數(shù)，如溫度、壓力、流量和濃度，并評估這些參數(shù)偏離正常操作范圍時可能產(chǎn)生的影響。HAZOP分析的另一個關(guān)鍵要素是跨學(xué)科團隊的協(xié)作，分析團隊通常由工程師、操作員、技術(shù)專家和安全專家組成，他們各自提供不同的視角和專業(yè)知識，以確保分析的全面性。通過細(xì)致的討論和分析，HAZOP 旨在揭示可能被忽視的風(fēng)險點，進而為責(zé)任單位制定相應(yīng)的風(fēng)險控制措施提供依據(jù)，從而提升整個工業(yè)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.2 HAZOP 對危險化學(xué)品企業(yè)的重要性

實踐中，HAZOP 在儲罐風(fēng)險分析中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過系統(tǒng)地識別和評估潛在的風(fēng)險，HAZOP能夠幫助企業(yè)更加有針對性地采取預(yù)防措施，從而減少事故發(fā)生的可能性。

專家團隊會集中討論儲罐的設(shè)計，選擇一個特定的流程節(jié)點或設(shè)備，分析相關(guān)操作以及維護過程中可能出現(xiàn)的偏差，并評估這些偏差可能導(dǎo)致的危害，提出相應(yīng)的建議措施。開展HAZOP 可以促進企業(yè)在設(shè)計和運營階段就整合安全因素，而非僅在事故發(fā)生后采取措施。此外，這種方法的應(yīng)用還有助于危險化學(xué)品儲存企業(yè)滿足日益嚴(yán)格的工業(yè)安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)贏得政府機構(gòu)和公眾的信任。通過定期進行HAZOP 分析，企業(yè)能夠不斷更新和改進其安全管理措施，從而適應(yīng)工藝變化和新興的安全挑戰(zhàn)。

3 HAZOP應(yīng)用案例

3.1 企業(yè)概況

國內(nèi)某大型油氣儲運儲油庫通過使用HAZOP，在實際應(yīng)用中體現(xiàn)出較好的效果和價值。該儲油庫原油庫庫容 690 000 m3。其中有 50 000 m3油罐 13座、20 000m3油罐 2 座（均為浮頂罐），主要功能是接收、儲存3 條國內(nèi)及國外管線輸送來的原油，原油工藝系統(tǒng)主要分為5 個區(qū)：原油加熱區(qū)、原油罐區(qū)、泵棚區(qū)、外輸閥組區(qū)、收球筒排污罐區(qū)。

3.2 節(jié)點劃分

在HAZOP 分析中，該儲油庫原油工藝系統(tǒng)被劃分為5 個節(jié)點表，如表1 所示。

表1 該儲油庫HAZOP分析節(jié)點

3.3 偏差確定

本次HAZOP 分析從工藝參數(shù)、引導(dǎo)詞入手（如表2 所示），根據(jù)該儲油庫的情況，確定了95 個具有實際意義的偏差（部分節(jié)選內(nèi)容如表3 所示）

表2 該儲油庫HAZOP分析引導(dǎo)詞表

表3 該儲油庫HAZOP分析選取的偏差（節(jié)選）

3.4 分析與記錄

根據(jù)上述HAZOP 分析結(jié)果，此次HAZOP 分析按照風(fēng)險矩陣風(fēng)險等級，成功識別出較大風(fēng)險43 個，一般風(fēng)險73 個，提出建議7 條，并為每個問題都提出了具體的改進措施。

3.5 主要風(fēng)險分析

3.5.1 加熱節(jié)點

當(dāng)溫度低時，管線來油經(jīng)加熱爐入口閥門進入加熱爐，升溫后，再經(jīng)加熱爐出口閥門去罐區(qū)。在點火時，如爐膛置換不干凈，造成爐膛內(nèi)氣體配比失調(diào)，會造成閃爆事故，這是加熱爐常見的事故。長輸管道來油壓力高會導(dǎo)致管線壓力偏高，密封點泄漏，嚴(yán)重時會導(dǎo)致設(shè)備、管閥件損壞。加熱爐真空壓力控制器故障、火筒超溫會導(dǎo)致鍋筒壓力偏高，管閥件損壞。如果加熱爐補水不及時、補水電磁閥故障、補水管道中無水或供水壓力極低，則會導(dǎo)致加熱爐水相液位偏低，造成停爐，嚴(yán)重時會導(dǎo)致火筒超溫?fù)p壞的后果。爐管結(jié)垢會導(dǎo)致加熱爐原油進出口壓差偏高，原油流速變慢，加熱效率低，可能會造成爐管燒壞。若加熱爐溫度調(diào)制過低，原油升溫后達不到規(guī)定的溫度，則可能會造成原油輸送過程原油管道冷凝凍堵堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)超壓，在安全閥失效的情況下，可能會導(dǎo)致法蘭、閥門泄漏，進而引發(fā)火災(zāi)爆炸。

3.5.2 原油罐區(qū)節(jié)點

如果切罐不及時，會導(dǎo)致罐液位偏高，存在冒罐，可能導(dǎo)致火災(zāi)的后果；液位偏低，則會導(dǎo)致浮船落底、喂油泵和原油外輸泵汽蝕損壞。

環(huán)境溫度高會導(dǎo)致罐溫度偏高，可能出現(xiàn)輕組分揮發(fā)的問題；溫度偏低時則罐內(nèi)原油可能會凝固，不能輸轉(zhuǎn)。

不良地質(zhì)條件可能會導(dǎo)致儲罐沉降，如果儲罐不同部位沉降不同步，則可能會發(fā)生管道或罐體焊縫開裂，進而引發(fā)油品泄漏事故。

如果工程質(zhì)量驗收把關(guān)不嚴(yán)、保溫設(shè)施質(zhì)量不過關(guān)，例如管道保溫層縱向和橫向接縫安裝不規(guī)范，則會出現(xiàn)雨水進入保溫材料，造成保溫層絕熱系數(shù)下降、加快設(shè)備管閥件腐蝕速度。

另外，當(dāng)儲罐清罐、檢修后投用時，作業(yè)人員如操作不合理可能會導(dǎo)致進油速度過快，可能會引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。

3.5.3 泵噴區(qū)節(jié)點

當(dāng)油罐液位低、入口過濾器堵塞時，會讓給油泵入口壓力偏低，導(dǎo)致泵汽蝕、軸承振動、溫度上升、出口壓力低的情況。當(dāng)來油溫度高時給油泵入口溫度也會偏高，可能會導(dǎo)致泵汽蝕、軸承振動、溫度上升等情況；環(huán)境溫度低時，給油泵入口溫度也會偏低，可能會造成油品流動性差。當(dāng)給油泵出現(xiàn)故障停運時，管內(nèi)原油可能會出現(xiàn)逆流，造成泵出口原油倒流、形成水錘損壞葉輪等情況。如果泵出口壓力太高、后系統(tǒng)輸油不暢時，主泵去換熱器管線壓力會偏高，可能會導(dǎo)致管閥件緊密封點出現(xiàn)泄漏，嚴(yán)重時可能會因超壓損壞設(shè)備。

3.5.4 閥組區(qū)節(jié)點

來油壓力高、壓力調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障時，外輸閥組出口壓力會偏高，造成管閥件靜密封點泄漏，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)超壓損壞的情況。

來油壓力低、泄壓閥泄漏、電動閥出現(xiàn)故障時，外輸閥組出口壓力會偏低，造成原油停輸?shù)暮蠊?/p>

3.5.5 收球筒排污罐節(jié)點

如果轉(zhuǎn)油泵出現(xiàn)故障，收球筒排污罐液位會偏高，可能導(dǎo)致油溢流、污染環(huán)境等事故。后續(xù)系統(tǒng)不暢時，轉(zhuǎn)油泵出口壓力就會偏高，嚴(yán)重時設(shè)備管閥件會因超壓而損壞。收球筒排污罐液位偏低、泵入口過濾器堵塞時，可能會造成回收的油品停輸。

3.6 建議措施

1）對于罐液位偏高的建議措施：針對目前各儲罐物料進出口管道靠近罐體處的總閥為手動閥的情況，此次HAZOP 分析團隊建議改成滿足AQ 3053—2015《立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術(shù)規(guī)程》要求的液壓型或電動型執(zhí)行機構(gòu)的總切斷閥。提出該建議措施的理由及目的為：AQ 3053—2015《立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術(shù)規(guī)程》第6.13 條明確指出：切斷閥儲罐物料進出口管道靠近罐體處應(yīng)設(shè)一個總切斷閥。對大型儲罐而言，應(yīng)采用帶氣動型、液壓型或電動型執(zhí)行機構(gòu)的閥門。當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)為電動型時，其電源電纜、信號電纜和電動執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)做防火保護。切斷閥應(yīng)具有自動關(guān)閉和手動關(guān)閉功能，手動關(guān)閉包括遙控手動關(guān)閉和現(xiàn)場手動關(guān)閉。

2）對于罐液位偏低的建議措施：此次HAZOP分析團隊建議設(shè)置液位低低聯(lián)鎖停原油外輸泵。提出該建議措施的理由及目的為：GB 50074—2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》第15.1.3 條明確指出：容量大于或等于50 000 m3的外浮頂儲罐和內(nèi)浮頂儲罐應(yīng)設(shè)低低液位報警。低低液位報警設(shè)定高度（距罐底板）不應(yīng)低于浮頂落底高度，低低液位報警應(yīng)能同時聯(lián)鎖停泵。

3）對于罐液位偏低的建議措施：此次HAZOP分析團隊建議罐的最低液位應(yīng)高于浮頂或浮盤的支撐高度0.2 m 以上。提出該建議措施的理由及目的為：GB 50074—2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》第15.1.1 條明確指出：儲罐低液位報警的設(shè)定高度應(yīng)滿足泵不發(fā)生汽蝕的要求，外浮頂儲罐和內(nèi)浮頂儲罐的低液位報警設(shè)定高度（距罐底板）宜高于浮頂落底高度 0.2 m及以上。

4）對于保溫設(shè)施安裝質(zhì)量異常（管道保溫層縱向和橫向接縫安裝不規(guī)范）的建議措施：此次HAZOP 分析團隊建議企業(yè)按標(biāo)準(zhǔn)對承包商保溫設(shè)施安裝質(zhì)量進行驗收。提出該建議措施的理由及目的為：GB 50645—2011《石油化工絕熱工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》第7.1.7 條明確指出：水平管道金屬保護層的環(huán)向接縫應(yīng)沿管道坡向搭向低處，其縱向接縫宜布置在水平中心向上下45°范圍內(nèi)，縫口朝下。

5） 對于儲罐清罐、檢修后投用操作異常（進油速度快）的建議措施：此次HAZOP 分析團隊建議企業(yè)進一步完善操作規(guī)程，在操作規(guī)程中增加“空油罐初始投用時，在進出油管未浸沒前，進油管流速應(yīng)控制在1 m/s 以下”等要求。提出該建議措施的理由及目的為：SYT 5921—2017《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規(guī)范》第3.3.1.2 條明確指出：進油時應(yīng)緩慢開啟，在進出油管未浸沒前，進油管流速應(yīng)控制在1 m/s 以下，浸沒后管線油流速控制在3 m/s以下，以防止靜電荷積聚。

6）對于給油泵出口壓力偏高的建議措施：此次HAZOP 分析團隊建議企業(yè)重新修訂入口匯管設(shè)有壓力變送器的位號。提出該建議措施的理由及目的為：與原油罐來油去外輸泵匯管的壓力變送器的位號重復(fù)。

7）對于外輸閥組出口壓力偏高的建議措施：此次HAZOP 分析團隊建議企業(yè)重新修訂外輸閥組前、后壓力變送器的位號。提出該建議措施的理由及目的為：外輸閥組前、后壓力變送器的位號重復(fù)。