集中供热系统HAZOP分析

刘恒育 张东胜 程思闻 赵卓阳(北京化工大学机电工程学院, 北京 100029)

集中供热系统HAZOP分析

刘恒育 张东胜 程思闻 赵卓阳(北京化工大学机电工程学院, 北京 100029)

我国城市供热系统的事故率不断上升，不论是居民家里暖气片的“跑冒滴漏”，还是电热厂的锅炉发生爆炸，供热系统的故障一直威胁着人们的财产及生命安全。本文用HAZOP分析方法，从热网等各部分的元件制造、安装到系统运行后的维护检修，对供热系统安全因素进行归纳总结，并建立风险矩阵，防患于未然，从源头降低供热事故可能发生的概率。

集中供热系统;HAZOP分析

近年来，我国集中供热系统规模不断发展，至2011年底，全国城市蒸汽集中供热能85273t/h,全国城市热水集中供热能力338742MW，全国集中供热面积473784万m2，蒸汽管道长13381km，热水管道长133957km。随着供热系统规模的发展，供热安全事故时有发生。供热系统的故障不仅会对居民的生活产生影响，严重的更会威胁人们的生命和财产安全，因此，对集中供热系统的安全管理工作十分重要。

除了加强对热网、换热站等的日常管理和巡检外，我们还应通过安全评价的方法对供热系统的安全性进行评价，客观地考核整个供热系统的运行状况，为系统的规范化管理提供科学依据，这样才能减少事故发生，降低事故损失。

1 集中供热系统概述

集中供热系统由热源、热网和热用户组成，热源产生的蒸汽或热水经过热网为热用户供暖。由热源到热用户的管线系统称为热网，它由一次管网(热源到换热站的管线)和二次管网(换热站到热用户的管线)组成。换热站连接一次管网和二次管网，并装有与用户连接有关设备、仪表和控制设备的机房。集中供热系统规模宏大，设备复杂，容易发生故障的部位包括热电厂锅炉、供热管道以及换热站设备等。本文拟用HAZOP(Hazard and Operability Analysis)分析方 法对 系统可能存在的安全风险进行安全评价，并提出相应的解决办法来应对可能的安全风险，提高系统安全性。

2 HAZOP分析方法概述

HAZOP即危险与可操作性研究，是以系统工程为基础，主要针对化工装置而开发的一种定性的危险性评价方法。HAZOP分析对工艺或操作的特殊点进行分析。这些特殊点称为分析节点，或工艺单元/操作步骤。通过分析每个节点，使用引导词来全面系统地辨识系统设计中可能存在的、导致安全过操作问题的原因及产生的后果，进而评估是否需要采取进一步的安全措施，并提出改进建议。HAZOP分析流程如图1。

3 分析节点划分

可将供热系统的节点划分为热源区、管网区、换热站区和用户区等。集中供热系统HAZOP分析节点如表1所示。

4 主要偏差的确定

在供热系统中常用的偏差有：无流量、流量偏高、流量偏低、压力偏高、压力偏低、温度偏高、温度偏低、液位偏高、液位偏低、爆炸、水击、泄露、腐蚀等。

5 HAZOP分析内容

集中供热系统HAZOP分析内容如表2所示，表中列出了供热系统各部分可能产生的偏差、偏差原因及后果，并且分析了这种偏差的风险矩阵(见表3)，表明偏差出现的可能性及严重性，判定风险等级。

6 结果分析

①在供热系统可能会发生的故障中，后果最严重的基本都发生在是热电厂锅炉和一级管网中，锅炉和管网腐蚀泄漏既会引起人员伤亡及财产损失，事故发生率也较高，因此为Ⅰ级风险；锅炉压力大等故障虽然发生概率不高，但会产生极严重的后果，因此也为Ⅰ级风险。②换热站及二级管网处多为Ⅲ级风险。④热用户处可能发生的故障多为暖气片的“跑冒滴漏”等，事故率高但严重程度小，因此为Ⅳ级风险。

表1 供热系统HAZOP分析节点划分

7 结语

图1 HAZOP分析流程图

就我国目前的实际现状而言，HAZOP分析并没有普及，一方面是因为资金和建设进度的考虑，另一方面是由于已建成的很多热电厂及管道等资料缺失。但是供热安全与人们的生活息息相关，每次事故的发生都伴随着经济损失，并且影响区域内的正常供暖。希望在建设时相关单位能够将HAZOP分析列为设计阶段的重要内容之一，这样才能全面地了解各部分可能存在的安全风险，提高了供热系统的可靠性和安全性。

[1]宋 媛 玲，白 改玲，周 伟，等.HAZOP分析方法在液化天然气接收站的应用[J].化学工程,2012,40(2)：74-78.

[2]赵宏振.长输管道天然气站场HAZOP分析实践[J].天然气与石油,2010,28(4)：1-4.

[3]任利军.浅谈供热管网常见故障及提高供热质量的保证措施[J].城市建设,2010(2):197-198.

[4]路广,路金岭.换热站常见故障原因及消除方法[J].暖通空调, 2003，33(1):128-129.

北京市重点学科建设项目

表2 供热系统HAZOP分析发现

表3 风险矩阵表