HAZOP技术在大型乙烯领域中的应用

段文举

(中国石化上海石油化工股份有限公司烯烃部，上海200540)

HAZOP技术在大型乙烯领域中的应用

段文举

(中国石化上海石油化工股份有限公司烯烃部，上海200540)

使用北京思创信息公司研发的CAH图形软件，运用危险与可操作性分析(HAZOP)技术，对乙烯装置进行危险辨识和风险评价。针对分析报告中的中、高风险偏差加强了控制，并将风险控制措施落实到对应的工艺、设备、安全日常管理工作中，为工艺技术人员实现对装置整体安全控制，预防、减少和避免重大事故提供具体参考和重要依据。

CAH图形软件 乙烯 危险辨识 风险评价

乙烯是石油化工生产的重要原料之一，乙烯的产量代表着一个国家石油化工发展水平。然而，乙烯装置流程长且复杂，既有高温裂解反应，又有催化反应，兼具高温、高压和低温、负压的环境，物料大多为甲类危险品，反应过程中使用碱液等腐蚀性物质，物料中存在H2S等有毒气体，所以容易发生事故。除出现物料泄漏发生着火爆炸事故外，干燥剂粉尘、水合物等易造成冷箱冻堵，热区和裂解炉结焦、聚合等堵塞事故也时有发生。生产过程中物料多是气态，厂内常备有大量液化气原料，也有大量产品储罐的存在，并且装置裂解单元具有大量明火设备(裂解炉)，所以装置的危险程度很高，一个小小的危险隐患就有可能引起重大事故的发生。因此必须通过各种危险辨识手段对装置进行“体检”，将各种危险隐患查找出来并消灭在萌芽状态，危险与可操作性分析(Hazard and OperabilityAnalysis，HAZOP)就是一个非常好的“体检”方法。

1 HAZOP技术介绍

1.1什么是HAZOP技术

HAZOP技术是20世纪70年代由英国帝国化学公司(ICI)提出的，经过几十年的实践应用和发展完善，因其科学、系统的优势，在装置工艺危害辨识领域地位突出，已被广泛应用于化工、石油、石化、机械、航天等工业领域[1]。

1.2HAZOP技术的优势

1.2.1 图形化分析逻辑清晰

采用北京思创信息有限公司开发研制的CAH图形化分析软件进行HAZOP分析，此方法较传统方法的优势在于它可以在建立模型后自动推理，检查出有问题的逻辑，并且自动形成分析报告和分先矩阵。

1.2.2 模型能够辨识潜在风险

采用模型建立参数之间的因果关系比较容易、简单，可识别在不同分析节点之间的辨识出传播的危险，开展深度分析，解决了传统方法的局限性。

1.2.3 分析数据电子化准确表达复杂关系

HAZOP分析结束后可以制作出模型，以后在同类装置进行分析时，只需在模型上进行适当修改，即可完成分析。采用这种图形化的方法进行记录，可以清晰地表达不同原因导致的不同后果，安全措施针对的不同位置，准确地表达相对复杂的因果关系。

2 HAZOP技术在乙烯装置中的应用

2.1乙烯装置HAZOP分析所使用的偏差

分析组使用引导词系统地对每个分析节点的工艺参数(如流量、压力等)进行分析后发现的系列偏离工艺指标的情况，偏离的形式通常是“引导词+工艺参数”。

本次HAZOP分析共使用41个参数，63个偏离。偏离的全面使用能够充分地识别出系统中存在的潜在危险，但是可能导致所用时间较长。如果使用的参数较少，则会遗漏一些问题。表1列出了部分本次HAZOP分析所使用的重点偏离(见表1)。

表1 偏离及描述

2.2HAZOP分析流程

本次HAZOP分析采用以下分析流程(见图1)，做到逐个分析，确保分析内容不遗漏，分析结果准确合理。

图1 分析流程

2.3乙烯装置HAZOP分析节点划分

对乙烯装置全面、系统地进行了HAZOP分析，划分了136个节点，对节点涉及到的偏差、原因、后果和保护措施进行了详尽的分析。在分析期间用不同颜色的线条将流程图按照物料的不同进行切割划分，确保分析界限清晰，不重复分析。

2.4分析结果

通过HAZOP分析，共提出建议措施567条，分6类：针对整个系统的措施、与设备(包括仪表、管线)相关的措施、更新图纸类、与操作规程相关的措施、与分散控制系统(DCS)相关的措施(高低报及其联锁)、其他。其中针对整个系统的措施有55条，与设备相关的措施有217条，更新图纸32条，操作规程相关98条，DCS相关67条，其他98条。

HAZOP分析识别出了装置在工艺和操作方面的潜在危险，进一步提升了装置的本质安全水平。在分析过程中还将装置安全管理的经验充分汇总，为企业的工艺安全管理和安全平稳运行提供了有价值的第一手资料，对工艺安全管理及安全操作都具有非常重要的指导意义。本次分析采用图形化方法进行记录，具有分析结果形象直观、便于重复利用、将来与DCS系统连接后可实现在线操作指导的特点，有助于企业安全生产。

2.5分析结果节选

通过HAZOP分析对整个工艺系统、设备、工艺流程图、DCS相关措施等多个方面提出建设性建议措施，从根本上消除潜在的安全隐患，保障了装置正常运转。

2.5.1 针对整个系统的部分通用措施

确认传递联锁信号所用电缆的耐火性能(适用于所有的联锁)；建议视频监控系统操作的权限交予值班长，以便对重点部位进行监控(该建议适用于整个视频系统)；确认现场的重点部位有良好的照明，以便为夜间的视频监控提供条件(适用于整个系统)。

2.5.2 设备(包括仪表、管线)相关的部分措施

建议对GA-2145的操作开关按钮进行改造(如加盖，旋转开关等)，以防止人员误操作；将DA-2150塔的压差表和液面计测量方式改为双法兰形式的，以防止仪表堵塞；把FA-2170旁边斜梯重新设计安装，以便于人员上下，防止坠落。

2.5.3 更新乙烯装置部分工艺流程

建议更新图纸：从玻璃板液位计倒淋上增加排放到LV-22025调节阀后的管线；LV-22020调节阀后增加到废碱排出调节阀LV-22025阀后的管线；LV-22020阀前增加去CABD和含油污水井管线；增加管线(从FA-2275出口管线3UC至FA-2270A泄压管线上KV-22004和切断阀中间)。

2.5.4 与DCS相关的措施(高低报及其联锁)

建议把GA-2450现场电流表在DCS上显示；DA-2440回流罐FA-2456上的热旁路PIC-24040A开度限位不超过20%；在DCS上增加FA-2456罐液位LT-24022液位低低报。

2.6HAZOP分析结果跟踪

HAZOP分析后，不仅仅是为了给装置“体检”，然后生成一份报告。它的真正作用是让各专业的管理人员根据分析报告来对装置进行“治疗”，凡是在报告中给予中、高危险级别的隐患，应高度重视，并及时解决；同时做出整改计划，不能立即解决问题做好相关防护措施，制定应急预案，对其定时监控，条件允许后立即整改，不放过任何一个事故隐患。

装置在大检修期间针对567条建议进行整改，截止目前已整改550，整改率为97%，未整改内容均制定临时安全措施，加强巡检，条件允许后立即整改。表2列出部分重点建议整改计划。

表2 HAZOP建议措施整改计划(部分)

3 HAZOP分析的实效性

通过HAZOP分析，识别了装置上功能偏离预定设计的设备，暴露出了工艺和设备的危险，为工艺和仪表改进提供了实施方案，同时生成的分析报告。分析模型、知识库以及划好节点的流程图均留给装置分析人员，同时也对本次各装置参与分析人员进行相关分析技巧、分析内容、软件使用方面的专业培训，为日后装置人员自行进行HAZOP分析提供依据和服务支持。

在生产系统正常运行的过程中，可以将新发现的安全问题添加到模型中，持续不断地优化完善原HAZOP分析结果，这样模型知识内容越来越丰富，HAZOP分析结果质量也越来越高，对装置的安全运行的帮助自然也会越大。

4 结论和建议

(1)在公司级建立HAZOP管理制度，对HAZOP分析的活动进行管理，比如：分析队伍、组成模式、开展分析的时间、分析结果的管理、奖惩制度等，并与工艺安全管理体系和健康安全环境(HSE)体系相结合。

(2)根据装置自身特点，建立健全HAZOP技术标准，包括风险矩阵、使用的偏离、报告要求，质量标准等。

(3)通过参与乙烯装置的HAZOP分析，操作工对HAZOP有更深的认识，利用HAZOP来指导生产过程，使风险降低到最小。

(4)定时、定期在装置中开展日常性的HAZOP分析；在装置实施技改前，开展HAZOP分析进行危害辨识；在每次装置出现事故后，立即进行HAZOP分析。

[1] 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院.HAZOP分析指南[M].北京：中国石化出版社，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。

段文举，男，1985年出生，2008年毕业于辽宁石油化工大学，学士，工程师，从事石油化工企业安全环保管理工作。