煤直接液化項目生產裝置泄漏預控管理體系的構建與應用

李 剛

（國家能源集團神華鄂爾多斯煤制油分公司，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

1 煤直接液化項目概述

國家能源集團煤直接液化項目是經國務院審批建成的世界上首個年生產油品百萬噸的工業化煤直接液化項目，該項目采用就近取材的方式，以神東上灣礦高品質原煤為原料，經過煤炭直接液化反應后，再進行后續加工，生產出高品質的汽油、柴油、航空煤油等特種油品，同時還具備生產高級工業瀝青流程，實現煤炭綜合回收利用。煤炭直接液化是在高溫、高壓條件下，在特殊催化劑及溶劑油的作用下，對煤中的大分子進行加氫，把固體狀態的煤炭直接轉化為液體油品的工藝技術。煤直接液化主要的工藝過程包括煤粉制備、煤漿制備、加氫液化、固液分離、產品分餾、產品精制、油渣萃取等部分。

2 煤直接液化項目生產裝置泄漏原因分析

煤直接液化工藝由固體煤轉化為液體油品，該轉化過程決定了氣、液、固三相并存的生產條件。工業規模化的裝置運轉過程中存在堵塞磨損、腐蝕等技術難題。各裝置介質包含煤粉、氨、煤漿、氫氣、硫化氫、高溫油品等，兼具了煉油行業和化工裝置所有工藝特點。在煤直接液化項目中高溫、高壓、高含固三相流、臨氫、易燃、易爆、易磨蝕等工藝條件十分常見，硫化物、氮化物、氯化物、氧化物等對金屬的強烈腐蝕持續發生，同時存在生產設備因壓力頻繁變化產生疲勞等，以上條件都會造成設備泄漏。

2.1 動、靜密封點泄漏

動、靜密封點泄漏是動、靜設備由于密封面磨損，或因壓力、溫度變化導致密封件疲勞失效、緊固件松動等問題產生的介質泄漏[1]。同時，生產條件涉及低溫、高溫、結晶、含固等因素，介質輸送條件苛刻，導致動、靜密封點高頻次泄漏。

2.2 設備、管道磨損腐蝕泄漏

磨損腐蝕是指在材料表面磨損與腐蝕介質共同作用下所產生的局部性金屬腐蝕。煤直接液化生產過程中，煤粉、煤漿、油渣、渣水等含固流體對管道、閥門、轉動設備（尤其是泵體）的沖刷極易導致表面保護膜失效，使設備喪失抗腐蝕能力[2]。介質中的其他硫化物、氮化物、氯化物、氧化物等對上述設備及管線產生的化學腐蝕進一步導致金屬材料減薄、穿孔，從而發生泄漏。例如煤液化裝置的高壓差液控閥、煤氣化裝置的渣水系統、制氫裝置合成氣系統，泄漏發生概率極高。

基于上述可能導致煤直接液化項目設備及管線發生泄漏的原因，辨識出當泄漏發生時可能造成的物料互竄、環境污染、著火、爆炸等安全風險，企業需構建一套完善泄漏預控管理體系，落實設備及管線泄漏預控措施，為煤直接液化生產裝置的安全穩定運行提供保障。

3 泄漏預控體系的構建與應用

煤直接液化項目泄漏預控體系建立的核心是以項目安全風險預控為指導，建立完善的泄漏風險預控管理程序，做到泄漏有預防、泄漏有管控、泄漏有整治。主要工作內容如下：根據介質性質及泄漏發生的方式進行等級劃分，根據從業人員的專業不同進行職責分工，根據泄漏發生的原因進行泄漏預控，根據泄漏等級的不同進行應急處置。

3.1 泄漏等級劃分

煤直接液化項目生產工藝中存在的有毒有害、易燃易爆介質主要包括煤粉、氫氣、一氧化碳、氨、液化石油氣、硫化氫、甲醇、硫酸、汽油等，針對其工藝特點可能產生的安全風險，以及介質泄漏可能導致的危害進行了泄漏等級劃分。主要劃分為4類，分別為輕微泄漏、一般泄漏、嚴重泄漏和不可控泄漏4級，其中輕微泄漏、一般泄漏發生的頻次較高，泄漏的主要形式為密封點的滲漏和滴漏[3]。一般泄漏與輕微泄漏的安全風險均屬于可控風險。在落實安全措施的前提下，可以進行在線處理。嚴重泄漏、不可控泄漏由于安全風險較大，當泄漏點無法實現能量隔離時，應立即采取緊急停車措施，防止因泄漏產生次生事故，減少人員傷亡及財產損失。

3.2 泄漏預控體系崗位職責劃分

煤直接液化項目根據企業管理機構及工作崗位的實際設置情況，構建了泄漏預控崗位管理體系，主要包含安全管理專業、工藝管理專業、設備管理專業、生產班組4個部分，并對管理體系中各崗位進行泄漏預控工作的職責劃分，保證體系的有效、持續運轉。

本文以武漢市光谷區域的土地利用變化模擬為例，選取2006年和2009年的遙感圖像，通過遙感分類獲取不同時段的土地利用情況.利用ARCGIS軟件獲取元胞自動機的影響因素，包括鄰域范圍的城市化元胞數、元胞距城鎮點的距離、元胞距街道的距離、元胞距公路的距離以及元胞自身的類型.利用Rosetta軟件基于粗集理論進行元胞自動機規則的提取，然后基于轉換規則對2011年的土地利用類型進行預測.

3.2.1 安全管理專業

安全管理專業作為預控體系建立的主導專業，負責組織泄漏預控體系建立、制度制定、泄漏隱患排查、應急預案編審、事故調查、安全設施及勞動防護等方面工作。工作職責主要包括泄漏分級和分類、管理要求的制定及監督實施、泄漏應急處置預案的制訂、應急物資的配備、安全設施的管理等。制度的制定范圍主要包括裝置不同階段（設計、施工、正常生產期間、開停工、檢修）的防泄漏管控方案的制訂、落實與執行。應急預案編審主要根據泄漏等級分類對泄漏可能導致的后果進行風險辨識及評價，對發生泄漏時的應急處置操作進行狀態劃分，使裝置經過應急處置后處于安全穩定的退守狀態。同時，檢查、指導各裝置應急演練情況，完善相關應急物資配備。

3.2.2 工藝管理專業

工藝管理專業作為泄漏預控體系中泄漏排查、隱患消除、應急處置的管理主體，從泄漏排查、泄漏管控、泄漏處置、泄漏原因分析及改進實現泄漏閉環管理。負責泄漏預控體系中應急預案、隱患排查、安全設施使用及維護、裝置不同階段（設計、施工、正常生產期間、開停工、檢修）的防泄漏方案制訂、執行、整改、完善。負責在裝置開工前做好系統（含真空系統）或管線、設備法蘭的氣密檢查，以及安全附件（安全閥、爆破片、壓力表、溫度計、液位計等）完好性檢查及投用，并在裝置運行過程中進行定期維護、檢查及故障排除。同時，針對產生的泄漏點進行等級確認，并進行安全風險評估，制訂完善的工藝處置方案及應急預案。建立漏點統計臺賬開展類比排查，以漏點臺賬作為泄漏原因分析依據，進行工藝技術優化或升級。

3.2.3 設備管理專業

設備管理專業是泄漏預控管理體系中的設備管控主體，主要負責設備及管線（動、靜）密封點檢修維護、安全附件的校驗安裝、安全檢測設施維護保養、管道及設備技術檢測、設備防腐及材質升級、泄漏點處理。其中，設備及管線（動、靜）密封點檢修維護主要包括動設備定期盤車、切換、潤滑、密封更換；靜設備進行定期測厚、焊縫檢測、墊片檢查、法蘭熱（冷）緊、緊固件更換。裝置安全檢測設施維護保養主要包括可燃、有毒氣體報警儀（便攜式/固定式）、消防水系統、噴淋系統、現場消防氣防設施、現場應急物資管理等。設備管理專業要根據行業標準、運用技術檢測手段對裝置管道及設備進行定期測厚、焊縫檢測、墊片檢查，根據檢修計劃對換熱器、手閥、調節閥進行查漏、堵漏、打壓試驗。根據泄漏等級、方式制訂現場漏點消除計劃及方案，落實施工計劃，檢查施工器具，完成施工質量驗收。組織施工力量進行裝置設備及管道、安全附件、安全檢測設施的安裝、調試、投用，并進行裝置氣密性實驗及驗收。建立設備運行臺賬，對裝置相應密封點失效原因進行統計、分析、整改，對易漏點或易腐蝕部位的設備材料、技術進行攻關，引進先進防泄漏技術或材料，提升防泄漏管理水平。

3.2.4 生產班組

生產班組為泄漏預控體系的執行主體，負責使用防泄漏監測設備（現場固定有毒有害氣體、可燃氣報警儀、巡檢監控器）及火災報警系統等設備對現場進行泄漏點排查，以及對防泄漏檢查過程中所需的現場樣品進行采集及分析結果匯報、記錄，完成各項防泄漏定期檢查及專項檢查。對消防水系統、噴淋系統及現場消防氣防設施進行定期檢查、試驗和維護，并進行相關工藝處理。一旦裝置發生泄漏情況，要按照工藝處置方案及應急預案對產生的泄漏點進行工藝處置[4]。設備投用或裝置開工前按照裝置氣密檢查方案進行系統氣密性檢查，對氣密結果進行匯報并填寫相關臺賬記錄，配合施工人員進行現場相關氣密點緊固、消漏工作。生產班組人員要嚴格按照操作規程及工藝技術規程進行操作，加強安全附件運行排查，杜絕因設備超壓、超溫、抽空等原因產生的泄漏。定期按照各項應急預案開展應急演練，并不斷優化、完善相關應急預案、工藝處理過程及措施。

3.3 制定泄漏預控管理措施

泄漏預控重在預防，貴在監控。根據煤直接液化項目的工藝特點及泄漏部位的分布情況，建立一套適用于該項目的泄漏預控管理措施，明確生產裝置易泄漏點的排查制度及管控要求，實現對裝置泄漏點的有效管控。

3.3.1 裝置停工期間泄漏預控措施

根據裝置運行周期建立長期運行靜密封點統計臺賬，并在檢修期間對密封件進行定期檢查、更換。根據裝置運行記錄對存在內漏閥門進行下線維修、打壓。制訂裝置設備及管道定期檢測計劃，對裝置設備及管道進行測厚、焊縫檢測，對設備及管線低點存在凝液腐蝕的導淋手閥、管道支撐部位進行檢測，并對存在的缺陷進行消除，建立裝置換熱器內漏排查制度，對裝置換熱器內漏情況進行排查確認，一旦查出問題就及時維修。

根據裝置開工條件要求，建立裝置（設備）投用前氣密性或真空試驗檢測制度及要求，根據裝置（設備）工作壓力進行氣密性試驗，實行氣密三級驗收確認，即操作人員、班組長、管理人員。裝置開工前執行開工條件三級確認管理制度，對裝置安全檢測設施、連鎖投用、儀表調校進行逐一確認。對安全附件管理執行投/停用對照管理，開工前對安全附件投用情況逐一排查，實行責任人簽字確認制度。

3.3.2 裝置運行期間泄漏預控措施

裝置運行過程中的泄漏監測方法主要包括以下方面：通過采用臨氫裝置閉燈檢查、防泄漏監測（現場固定有毒有害氣體、可燃氣報警儀）、監控設備（中控監控設備）及火災報警系統等設備對現場外漏進行防泄漏排查；通過對進出設備物料檢驗分析對比對冷換設備進行內漏排查；通過對設備進行液位對照進行物料互竄排查等。具體工作要求包含以下方面：根據泄漏風險等級，將裝置運行期間涉及高溫、高壓、易燃易爆、有毒有害介質的設備、管線、閥門動靜密封點列入易泄漏點臺賬，進行定期檢查、重點監控。定期對臨氫裝置執行閉燈檢查，對臨氫裝置易泄漏部位進行夜間檢查。對裝置換熱器執行定期內漏排查，采用取樣分析對比、可燃或有毒有害氣體報警儀檢測對換熱器進行定期排查。裝置運行期間定期對裝置易磨損、腐蝕部位進行檢查，并建立定期測厚數據臺賬，跟蹤設備及管道運行情況。對含固運行介質設備實行定期切換，根據磨損情況進行設備定期維修或更換[5]。

3.4 泄漏處理工作流程

當裝置產生泄漏點時，為降低因泄漏可能導致的著火、爆炸、人員傷亡等安全風險，需對發生泄漏部位進行漏點消除。由于煤直接液化裝置泄漏介質具有易燃易爆、有毒有害、高溫高壓等特點，建立標準化泄漏處理工作流程，更有助于泄漏管控工作的有序進行，防止因工作銜接不到位造成泄漏預控管理工作脫節，導致次生事故的發生。裝置泄漏處理工作流程：工藝專業組織定期進行漏點排查或日常檢查發現的漏點→工藝專業組織進行漏點辨識并進行掛牌標識→設備專業進行漏點處理方案準備→工藝專業進行漏點工藝處置→安全專業進行作業評估及安全檢查→設備專業進行消漏施工→各專業協同驗收→工藝專業組織生產及流程恢復。

3.5 泄漏應急處置預案的編制與執行

泄漏應急處置預案主要為現場處置方案，目的在于通過培訓及演練，提高泄漏應急處置能力。煤直接液化項目結合泄漏風險的生產實際及危險性分析情況，根據本單位人員職能分工，通過資料收集、風險評估、應急能力評估完成基于不同部位、不同介質、不同泄漏等級的應急處置預案編制及演練。

為提高應急預案執行過程的快速、高效、準確性，根據應急預案編制標準化應急處置操作卡。以快速進行工藝處置實現泄漏點工藝隔離為基本處置原則，通過對各崗位操作步驟進行標準化制定，實現泄漏應急處置標準化管理。

4 結語

構建煤直接液化泄漏預控安全管理體系，嚴格落實生產現場泄漏預控管理，控制并消除因泄漏導致的潛在風險。通過對可能導致泄漏的風險因素進行梳理，并進行泄漏等級劃分，基于風險因素進行專業及崗位職責分工，在不同裝置運行階段進行管理制度執行、措施落實，使“業務保安”指導思想落地生根，強化了“管生產必須管安全、管業務必須管安全”的管理理念，保障煤直接液化項目各生產裝置“安、穩、長、滿、優”運行。