输气站场 HAZOP 分析原理与应用研究

刘玉杰 曹旭 马雨廷

摘要：输气场站是长输管道两大组成部分之一，它的主要任务是对气体进行净化，换热，计量，调压后输送往下游【1】。同时，它也是长输管道中风险最高的地方，在生产运行期间，易发生泄漏、爆炸等安全事故。为了能够最大限度地使生产中风险降低，利用HAZOP分析法对输气场站的设备及工艺进行详细的安全分析。通过分析讨论给出相应的建议，可有效地减小场站发生风险的可能性【2】。

关键词：输气场站;HAZOP;安全

0引言

天然气是优质、高效、绿色、清洁的低碳能源，用天然气取代污染严重的传统能源是改善大气环境质量的必然趋势。加快天然气开发利用，促进协调稳定发展，是我国推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要路径【3】。

目前，天然气最主要的运输方式分别为管道输送和LNG运输。管道输送中最重要的部分之一即为输气场站。输气场站可对天然气进行过滤净化、升温、计量、调压等工艺操作，由于其设备种类数量多，工艺流程相对复杂，输气场站也成为长输管道风险最高的地方。

1 HAZOP分析法

1.1 HAZOP分析法简介

HAZOP全称危险与可操作性分析，是一种以设备或工艺为分析对象的危险性评价方法，用于分析设备和工艺流程中存在的危险及其原因，并寻求必要的风险控制措施。通过分析生产运行过程中的工艺变化或参数变化、操作过程中可能出现的偏差、偏差对安全生产的影响以及可能导致的后果，找出产生偏差的原因，并针对偏差产生的后果提出相应措施【4】。

相较于其他常用的安全分析方法，HAZOP分析法更加的简单，系统，深入，将其运用于输气场站安全分析，可有效的防止事故发生。本文采用HAZOP分析法对某输气场站进行危险识别和安全评价，重点分析该场站进出站输气节点、卧式过滤分离器、水浴换热器、超声波流量计、调压撬等设备，对其进行节点划分，建立偏差，分析偏差产生的原因、后果以及必要措施，最终提出改进的意见进行汇总并实施，从而减少发生危险的可能性，确保输气场站安全运行。

1.2 HAZOP分析步骤

（1）节点划分

节点即工艺单元，在本文的实例分析中划分的节点主要包括管道、设备、撬装工艺单元等。工艺流程中的节点与现场工艺流程相对应，流程里的每一个节点都对应现场的具体工艺单元，我们对每一个节点进行详细分析，并使其产生偏差，从而对其进行安全分析。

（2）节点解释（节点功能介绍）

对每一个节点进行功能性分析，分析其设计的目的，从而使分析人员清晰的了解该节点原理、性能、参数、功能等。

（3）建立偏差（偏离）

偏差是对评价意图或设计意图的偏离【5】。偏差的建立离不开参数与引导词的选取，参数与引导词相结合形成有实际意义的偏差。

参数：用来描述节点的物理、化学状态，HAZOP分析常见的偏差有温度、压力、流量、液位、反应、时间、泄放排放等。

引導词：即一个简单的词或词组，用来描述状态参数的改变，常见的引导词有：无、增加、减少、异常、超前、延迟等。

（4）分析原因

对（3）中建立的偏差进行分析，找出导致偏差产生的缘由，这也就意味着可以根据缘由找出相对应的方法或措施。输气场站常见的导致偏差产生的原因有：人员因素（管理，意识，操作等），设备故障，设备腐蚀，组成改变，外界干扰等。

（5）后果评估及采取措施

确定分离产生的原因后，由分析小组对偏离可能产生的后果进行评估，输气场站常见的偏离所导致的结果有：管道压力超高可能导致天然气泄漏，进而在一定条件下形成火灾、爆炸等。分析完偏离产生的后果后，对已经存在的安全措施进行讨论记录。

（6）记录结论及提出建议

HAZOP分析小组对偏差，原因，措施进行详细的记录，并提出可行的合理化建议。不断重复（1）-（6）的分析过程，对每一个节点以及每一个节点的偏差都进行详细的分析记录。最后，对所有分析结果进行整理，并汇总小组成员提出的合理化建议。HAZOP分析法的具体分析步骤详见图1。

2 实例分析（以某天然气分输场站为例）

为了能够更好的阐述HAZOP分析内容及分析步骤，本文以某天然气分输场站为例进行HAZOP实例分析。

该站为某天然气长输管线中一座分输站，工艺流程设计为双路一用一备（两路设备完全一致）。站内工艺设备包括：进、出站管道，2台卧式过滤分离器，2台水浴换热器，2台超声波流量计，2座调压撬，同时工艺区内配有放空系统，排污系统及自用气撬一座。主要工艺流程为：进站管线接收主干线来气--经过卧式过滤分离器进行过滤除杂--经过水浴换热器对天然气换热升温--经过流量计进行各类数据计算--经过调压撬进行压力调节--经过出站管道输送给下游城市燃气门站。

在正式进行HAZOP分析前，首先成立分析小组，其次确定本次分析的范围或分析对象。该分析组成员的专业应尽可能全面，包含工艺、设备、安全、自动化等。与此同时，需要积极地与站场运营人员进行沟通协调，尽可能全面的收集所需的相关资料。

做完以上的前期工作后，正式开始HAZOP分析作业。经过分析小组各成员的讨论分析，最终将该分输场站划分为9个分析节点，进站输气管道、卧式过滤分离器、水浴换热器、超声波流量计、调压撬、出站输气管线、放空系统、排污系统、自用气撬。

本文以节点2卧式过滤分离器为例，对其进行详细的分析。分析小组对节点2进行偏差建立，原因分析，后果分析，现有安全措施收集汇总后，提出了改善建议并进行记录汇总。

3 结语

输气站场采用HAZOP分析法对各节点进行分析，不但可以有效地发现工艺中的潜在危险，并采取各类措施进行消除，而且可以对场站工作人员的错误操作以及由此错误操作产生的后果进行研究分析，对人为因素导致的后果进行分析预测，并提出针对性的措施，以此排除日常生产工作中可能发生的恶性事故并确保设备安全及生产安全，极大程度的提高了生产效率和经济效益。

本文以某天然气分输站为例，列举了其中过滤分离器这一节点的分析记录报告。经过实际应用，在经过HAZOP 安全分析后，场站输气人员对各工艺设备及其操作有了更深层次的认知，能够更清楚的认识到场站各个节点的各个偏差所造成的后果，同时能够及时采取相关的安全措施，保障了场站平稳输气，安全运行。

参考文献：

【1】李玉星.姚光镇.输气管道设计与管理.中国石油大学出版社，2012.