HAZOP技術在大型乙烯領域中的應用

段文舉

(中國石化上海石油化工股份有限公司烯烴部，上海200540)

HAZOP技術在大型乙烯領域中的應用

段文舉

(中國石化上海石油化工股份有限公司烯烴部，上海200540)

使用北京思創信息公司研發的CAH圖形軟件，運用危險與可操作性分析(HAZOP)技術，對乙烯裝置進行危險辨識和風險評價。針對分析報告中的中、高風險偏差加強了控制，并將風險控制措施落實到對應的工藝、設備、安全日常管理工作中，為工藝技術人員實現對裝置整體安全控制，預防、減少和避免重大事故提供具體參考和重要依據。

CAH圖形軟件 乙烯 危險辨識 風險評價

乙烯是石油化工生產的重要原料之一，乙烯的產量代表著一個國家石油化工發展水平。然而，乙烯裝置流程長且復雜，既有高溫裂解反應，又有催化反應，兼具高溫、高壓和低溫、負壓的環境，物料大多為甲類危險品，反應過程中使用堿液等腐蝕性物質，物料中存在H2S等有毒氣體，所以容易發生事故。除出現物料泄漏發生著火爆炸事故外，干燥劑粉塵、水合物等易造成冷箱凍堵，熱區和裂解爐結焦、聚合等堵塞事故也時有發生。生產過程中物料多是氣態，廠內常備有大量液化氣原料，也有大量產品儲罐的存在，并且裝置裂解單元具有大量明火設備(裂解爐)，所以裝置的危險程度很高，一個小小的危險隱患就有可能引起重大事故的發生。因此必須通過各種危險辨識手段對裝置進行“體檢”，將各種危險隱患查找出來并消滅在萌芽狀態，危險與可操作性分析(Hazard and OperabilityAnalysis，HAZOP)就是一個非常好的“體檢”方法。

1 HAZOP技術介紹

1.1什么是HAZOP技術

HAZOP技術是20世紀70年代由英國帝國化學公司(ICI)提出的，經過幾十年的實踐應用和發展完善，因其科學、系統的優勢，在裝置工藝危害辨識領域地位突出，已被廣泛應用于化工、石油、石化、機械、航天等工業領域[1]。

1.2HAZOP技術的優勢

1.2.1 圖形化分析邏輯清晰

采用北京思創信息有限公司開發研制的CAH圖形化分析軟件進行HAZOP分析，此方法較傳統方法的優勢在于它可以在建立模型后自動推理，檢查出有問題的邏輯，并且自動形成分析報告和分先矩陣。

1.2.2 模型能夠辨識潛在風險

采用模型建立參數之間的因果關系比較容易、簡單，可識別在不同分析節點之間的辨識出傳播的危險，開展深度分析，解決了傳統方法的局限性。

1.2.3 分析數據電子化準確表達復雜關系

HAZOP分析結束后可以制作出模型，以后在同類裝置進行分析時，只需在模型上進行適當修改，即可完成分析。采用這種圖形化的方法進行記錄，可以清晰地表達不同原因導致的不同后果，安全措施針對的不同位置，準確地表達相對復雜的因果關系。

2 HAZOP技術在乙烯裝置中的應用

2.1乙烯裝置HAZOP分析所使用的偏差

分析組使用引導詞系統地對每個分析節點的工藝參數(如流量、壓力等)進行分析后發現的系列偏離工藝指標的情況，偏離的形式通常是“引導詞+工藝參數”。

本次HAZOP分析共使用41個參數，63個偏離。偏離的全面使用能夠充分地識別出系統中存在的潛在危險，但是可能導致所用時間較長。如果使用的參數較少，則會遺漏一些問題。表1列出了部分本次HAZOP分析所使用的重點偏離(見表1)。

表1 偏離及描述

2.2HAZOP分析流程

本次HAZOP分析采用以下分析流程(見圖1)，做到逐個分析，確保分析內容不遺漏，分析結果準確合理。

圖1 分析流程

2.3乙烯裝置HAZOP分析節點劃分

對乙烯裝置全面、系統地進行了HAZOP分析，劃分了136個節點，對節點涉及到的偏差、原因、后果和保護措施進行了詳盡的分析。在分析期間用不同顏色的線條將流程圖按照物料的不同進行切割劃分，確保分析界限清晰，不重復分析。

2.4分析結果

通過HAZOP分析，共提出建議措施567條，分6類：針對整個系統的措施、與設備(包括儀表、管線)相關的措施、更新圖紙類、與操作規程相關的措施、與分散控制系統(DCS)相關的措施(高低報及其聯鎖)、其他。其中針對整個系統的措施有55條，與設備相關的措施有217條，更新圖紙32條，操作規程相關98條，DCS相關67條，其他98條。

HAZOP分析識別出了裝置在工藝和操作方面的潛在危險，進一步提升了裝置的本質安全水平。在分析過程中還將裝置安全管理的經驗充分匯總，為企業的工藝安全管理和安全平穩運行提供了有價值的第一手資料，對工藝安全管理及安全操作都具有非常重要的指導意義。本次分析采用圖形化方法進行記錄，具有分析結果形象直觀、便于重復利用、將來與DCS系統連接后可實現在線操作指導的特點，有助于企業安全生產。

2.5分析結果節選

通過HAZOP分析對整個工藝系統、設備、工藝流程圖、DCS相關措施等多個方面提出建設性建議措施，從根本上消除潛在的安全隱患，保障了裝置正常運轉。

2.5.1 針對整個系統的部分通用措施

確認傳遞聯鎖信號所用電纜的耐火性能(適用于所有的聯鎖)；建議視頻監控系統操作的權限交予值班長，以便對重點部位進行監控(該建議適用于整個視頻系統)；確認現場的重點部位有良好的照明，以便為夜間的視頻監控提供條件(適用于整個系統)。

2.5.2 設備(包括儀表、管線)相關的部分措施

建議對GA-2145的操作開關按鈕進行改造(如加蓋，旋轉開關等)，以防止人員誤操作；將DA-2150塔的壓差表和液面計測量方式改為雙法蘭形式的，以防止儀表堵塞；把FA-2170旁邊斜梯重新設計安裝，以便于人員上下，防止墜落。

2.5.3 更新乙烯裝置部分工藝流程

建議更新圖紙：從玻璃板液位計倒淋上增加排放到LV-22025調節閥后的管線；LV-22020調節閥后增加到廢堿排出調節閥LV-22025閥后的管線；LV-22020閥前增加去CABD和含油污水井管線；增加管線(從FA-2275出口管線3UC至FA-2270A泄壓管線上KV-22004和切斷閥中間)。

2.5.4 與DCS相關的措施(高低報及其聯鎖)

建議把GA-2450現場電流表在DCS上顯示；DA-2440回流罐FA-2456上的熱旁路PIC-24040A開度限位不超過20%；在DCS上增加FA-2456罐液位LT-24022液位低低報。

2.6HAZOP分析結果跟蹤

HAZOP分析后，不僅僅是為了給裝置“體檢”，然后生成一份報告。它的真正作用是讓各專業的管理人員根據分析報告來對裝置進行“治療”，凡是在報告中給予中、高危險級別的隱患，應高度重視，并及時解決；同時做出整改計劃，不能立即解決問題做好相關防護措施，制定應急預案，對其定時監控，條件允許后立即整改，不放過任何一個事故隱患。

裝置在大檢修期間針對567條建議進行整改，截止目前已整改550，整改率為97%，未整改內容均制定臨時安全措施，加強巡檢，條件允許后立即整改。表2列出部分重點建議整改計劃。

表2 HAZOP建議措施整改計劃(部分)

3 HAZOP分析的實效性

通過HAZOP分析，識別了裝置上功能偏離預定設計的設備，暴露出了工藝和設備的危險，為工藝和儀表改進提供了實施方案，同時生成的分析報告。分析模型、知識庫以及劃好節點的流程圖均留給裝置分析人員，同時也對本次各裝置參與分析人員進行相關分析技巧、分析內容、軟件使用方面的專業培訓，為日后裝置人員自行進行HAZOP分析提供依據和服務支持。

在生產系統正常運行的過程中，可以將新發現的安全問題添加到模型中，持續不斷地優化完善原HAZOP分析結果，這樣模型知識內容越來越豐富，HAZOP分析結果質量也越來越高，對裝置的安全運行的幫助自然也會越大。

4 結論和建議

(1)在公司級建立HAZOP管理制度，對HAZOP分析的活動進行管理，比如：分析隊伍、組成模式、開展分析的時間、分析結果的管理、獎懲制度等，并與工藝安全管理體系和健康安全環境(HSE)體系相結合。

(2)根據裝置自身特點，建立健全HAZOP技術標準，包括風險矩陣、使用的偏離、報告要求，質量標準等。

(3)通過參與乙烯裝置的HAZOP分析，操作工對HAZOP有更深的認識，利用HAZOP來指導生產過程，使風險降低到最小。

(4)定時、定期在裝置中開展日常性的HAZOP分析；在裝置實施技改前，開展HAZOP分析進行危害辨識；在每次裝置出現事故后，立即進行HAZOP分析。

[1] 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院.HAZOP分析指南[M].北京：中國石化出版社，2008：1-209.

ApplicationofHAZOPTechnologyinLargeEthyleneField

Duan Wenju

(OlefinsDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

Hazard and operability analysis (HAZOP) method was used to identify and evaluate the risk of 300 kt/a ethylene plant with CAH graphics software developed by Beijing Sichuang Information Company.The medium and high risk deviation in the analysis report was controlled strictly,and the risk control suggestions were implemented in the corresponding process,equipment and day-to-day safety management work,which provided a specific reference and important basis for the technical staff to achieve overall safety control on the plant,prevent,reduce and evade major accidents.

CAH graphics software,ethylene,danger identification,risk assessment

1674-1099 (2017)05-0046-04

TE687

A

2017-07-15。

段文舉，男，1985年出生，2008年畢業于遼寧石油化工大學，學士，工程師，從事石油化工企業安全環保管理工作。