煤直接液化项目生产装置泄漏预控管理体系的构建与应用

李 刚

（国家能源集团神华鄂尔多斯煤制油分公司，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

1 煤直接液化项目概述

国家能源集团煤直接液化项目是经国务院审批建成的世界上首个年生产油品百万吨的工业化煤直接液化项目，该项目采用就近取材的方式，以神东上湾矿高品质原煤为原料，经过煤炭直接液化反应后，再进行后续加工，生产出高品质的汽油、柴油、航空煤油等特种油品，同时还具备生产高级工业沥青流程，实现煤炭综合回收利用。煤炭直接液化是在高温、高压条件下，在特殊催化剂及溶剂油的作用下，对煤中的大分子进行加氢，把固体状态的煤炭直接转化为液体油品的工艺技术。煤直接液化主要的工艺过程包括煤粉制备、煤浆制备、加氢液化、固液分离、产品分馏、产品精制、油渣萃取等部分。

2 煤直接液化项目生产装置泄漏原因分析

煤直接液化工艺由固体煤转化为液体油品，该转化过程决定了气、液、固三相并存的生产条件。工业规模化的装置运转过程中存在堵塞磨损、腐蚀等技术难题。各装置介质包含煤粉、氨、煤浆、氢气、硫化氢、高温油品等，兼具了炼油行业和化工装置所有工艺特点。在煤直接液化项目中高温、高压、高含固三相流、临氢、易燃、易爆、易磨蚀等工艺条件十分常见，硫化物、氮化物、氯化物、氧化物等对金属的强烈腐蚀持续发生，同时存在生产设备因压力频繁变化产生疲劳等，以上条件都会造成设备泄漏。

2.1 动、静密封点泄漏

动、静密封点泄漏是动、静设备由于密封面磨损，或因压力、温度变化导致密封件疲劳失效、紧固件松动等问题产生的介质泄漏[1]。同时，生产条件涉及低温、高温、结晶、含固等因素，介质输送条件苛刻，导致动、静密封点高频次泄漏。

2.2 设备、管道磨损腐蚀泄漏

磨损腐蚀是指在材料表面磨损与腐蚀介质共同作用下所产生的局部性金属腐蚀。煤直接液化生产过程中，煤粉、煤浆、油渣、渣水等含固流体对管道、阀门、转动设备（尤其是泵体）的冲刷极易导致表面保护膜失效，使设备丧失抗腐蚀能力[2]。介质中的其他硫化物、氮化物、氯化物、氧化物等对上述设备及管线产生的化学腐蚀进一步导致金属材料减薄、穿孔，从而发生泄漏。例如煤液化装置的高压差液控阀、煤气化装置的渣水系统、制氢装置合成气系统，泄漏发生概率极高。

基于上述可能导致煤直接液化项目设备及管线发生泄漏的原因，辨识出当泄漏发生时可能造成的物料互窜、环境污染、着火、爆炸等安全风险，企业需构建一套完善泄漏预控管理体系，落实设备及管线泄漏预控措施，为煤直接液化生产装置的安全稳定运行提供保障。

3 泄漏预控体系的构建与应用

煤直接液化项目泄漏预控体系建立的核心是以项目安全风险预控为指导，建立完善的泄漏风险预控管理程序，做到泄漏有预防、泄漏有管控、泄漏有整治。主要工作内容如下：根据介质性质及泄漏发生的方式进行等级划分，根据从业人员的专业不同进行职责分工，根据泄漏发生的原因进行泄漏预控，根据泄漏等级的不同进行应急处置。

3.1 泄漏等级划分

煤直接液化项目生产工艺中存在的有毒有害、易燃易爆介质主要包括煤粉、氢气、一氧化碳、氨、液化石油气、硫化氢、甲醇、硫酸、汽油等，针对其工艺特点可能产生的安全风险，以及介质泄漏可能导致的危害进行了泄漏等级划分。主要划分为4类，分别为轻微泄漏、一般泄漏、严重泄漏和不可控泄漏4级，其中轻微泄漏、一般泄漏发生的频次较高，泄漏的主要形式为密封点的渗漏和滴漏[3]。一般泄漏与轻微泄漏的安全风险均属于可控风险。在落实安全措施的前提下，可以进行在线处理。严重泄漏、不可控泄漏由于安全风险较大，当泄漏点无法实现能量隔离时，应立即采取紧急停车措施，防止因泄漏产生次生事故，减少人员伤亡及财产损失。

3.2 泄漏预控体系岗位职责划分

煤直接液化项目根据企业管理机构及工作岗位的实际设置情况，构建了泄漏预控岗位管理体系，主要包含安全管理专业、工艺管理专业、设备管理专业、生产班组4个部分，并对管理体系中各岗位进行泄漏预控工作的职责划分，保证体系的有效、持续运转。

本文以武汉市光谷区域的土地利用变化模拟为例，选取2006年和2009年的遥感图像，通过遥感分类获取不同时段的土地利用情况.利用ARCGIS软件获取元胞自动机的影响因素，包括邻域范围的城市化元胞数、元胞距城镇点的距离、元胞距街道的距离、元胞距公路的距离以及元胞自身的类型.利用Rosetta软件基于粗集理论进行元胞自动机规则的提取，然后基于转换规则对2011年的土地利用类型进行预测.

3.2.1 安全管理专业

安全管理专业作为预控体系建立的主导专业，负责组织泄漏预控体系建立、制度制定、泄漏隐患排查、应急预案编审、事故调查、安全设施及劳动防护等方面工作。工作职责主要包括泄漏分级和分类、管理要求的制定及监督实施、泄漏应急处置预案的制订、应急物资的配备、安全设施的管理等。制度的制定范围主要包括装置不同阶段（设计、施工、正常生产期间、开停工、检修）的防泄漏管控方案的制订、落实与执行。应急预案编审主要根据泄漏等级分类对泄漏可能导致的后果进行风险辨识及评价，对发生泄漏时的应急处置操作进行状态划分，使装置经过应急处置后处于安全稳定的退守状态。同时，检查、指导各装置应急演练情况，完善相关应急物资配备。

3.2.2 工艺管理专业

工艺管理专业作为泄漏预控体系中泄漏排查、隐患消除、应急处置的管理主体，从泄漏排查、泄漏管控、泄漏处置、泄漏原因分析及改进实现泄漏闭环管理。负责泄漏预控体系中应急预案、隐患排查、安全设施使用及维护、装置不同阶段（设计、施工、正常生产期间、开停工、检修）的防泄漏方案制订、执行、整改、完善。负责在装置开工前做好系统（含真空系统）或管线、设备法兰的气密检查，以及安全附件（安全阀、爆破片、压力表、温度计、液位计等）完好性检查及投用，并在装置运行过程中进行定期维护、检查及故障排除。同时，针对产生的泄漏点进行等级确认，并进行安全风险评估，制订完善的工艺处置方案及应急预案。建立漏点统计台账开展类比排查，以漏点台账作为泄漏原因分析依据，进行工艺技术优化或升级。

3.2.3 设备管理专业

设备管理专业是泄漏预控管理体系中的设备管控主体，主要负责设备及管线（动、静）密封点检修维护、安全附件的校验安装、安全检测设施维护保养、管道及设备技术检测、设备防腐及材质升级、泄漏点处理。其中，设备及管线（动、静）密封点检修维护主要包括动设备定期盘车、切换、润滑、密封更换；静设备进行定期测厚、焊缝检测、垫片检查、法兰热（冷）紧、紧固件更换。装置安全检测设施维护保养主要包括可燃、有毒气体报警仪（便携式/固定式）、消防水系统、喷淋系统、现场消防气防设施、现场应急物资管理等。设备管理专业要根据行业标准、运用技术检测手段对装置管道及设备进行定期测厚、焊缝检测、垫片检查，根据检修计划对换热器、手阀、调节阀进行查漏、堵漏、打压试验。根据泄漏等级、方式制订现场漏点消除计划及方案，落实施工计划，检查施工器具，完成施工质量验收。组织施工力量进行装置设备及管道、安全附件、安全检测设施的安装、调试、投用，并进行装置气密性实验及验收。建立设备运行台账，对装置相应密封点失效原因进行统计、分析、整改，对易漏点或易腐蚀部位的设备材料、技术进行攻关，引进先进防泄漏技术或材料，提升防泄漏管理水平。

3.2.4 生产班组

生产班组为泄漏预控体系的执行主体，负责使用防泄漏监测设备（现场固定有毒有害气体、可燃气报警仪、巡检监控器）及火灾报警系统等设备对现场进行泄漏点排查，以及对防泄漏检查过程中所需的现场样品进行采集及分析结果汇报、记录，完成各项防泄漏定期检查及专项检查。对消防水系统、喷淋系统及现场消防气防设施进行定期检查、试验和维护，并进行相关工艺处理。一旦装置发生泄漏情况，要按照工艺处置方案及应急预案对产生的泄漏点进行工艺处置[4]。设备投用或装置开工前按照装置气密检查方案进行系统气密性检查，对气密结果进行汇报并填写相关台账记录，配合施工人员进行现场相关气密点紧固、消漏工作。生产班组人员要严格按照操作规程及工艺技术规程进行操作，加强安全附件运行排查，杜绝因设备超压、超温、抽空等原因产生的泄漏。定期按照各项应急预案开展应急演练，并不断优化、完善相关应急预案、工艺处理过程及措施。

3.3 制定泄漏预控管理措施

泄漏预控重在预防，贵在监控。根据煤直接液化项目的工艺特点及泄漏部位的分布情况，建立一套适用于该项目的泄漏预控管理措施，明确生产装置易泄漏点的排查制度及管控要求，实现对装置泄漏点的有效管控。

3.3.1 装置停工期间泄漏预控措施

根据装置运行周期建立长期运行静密封点统计台账，并在检修期间对密封件进行定期检查、更换。根据装置运行记录对存在内漏阀门进行下线维修、打压。制订装置设备及管道定期检测计划，对装置设备及管道进行测厚、焊缝检测，对设备及管线低点存在凝液腐蚀的导淋手阀、管道支撑部位进行检测，并对存在的缺陷进行消除，建立装置换热器内漏排查制度，对装置换热器内漏情况进行排查确认，一旦查出问题就及时维修。

根据装置开工条件要求，建立装置（设备）投用前气密性或真空试验检测制度及要求，根据装置（设备）工作压力进行气密性试验，实行气密三级验收确认，即操作人员、班组长、管理人员。装置开工前执行开工条件三级确认管理制度，对装置安全检测设施、连锁投用、仪表调校进行逐一确认。对安全附件管理执行投/停用对照管理，开工前对安全附件投用情况逐一排查，实行责任人签字确认制度。

3.3.2 装置运行期间泄漏预控措施

装置运行过程中的泄漏监测方法主要包括以下方面：通过采用临氢装置闭灯检查、防泄漏监测（现场固定有毒有害气体、可燃气报警仪）、监控设备（中控监控设备）及火灾报警系统等设备对现场外漏进行防泄漏排查；通过对进出设备物料检验分析对比对冷换设备进行内漏排查；通过对设备进行液位对照进行物料互窜排查等。具体工作要求包含以下方面：根据泄漏风险等级，将装置运行期间涉及高温、高压、易燃易爆、有毒有害介质的设备、管线、阀门动静密封点列入易泄漏点台账，进行定期检查、重点监控。定期对临氢装置执行闭灯检查，对临氢装置易泄漏部位进行夜间检查。对装置换热器执行定期内漏排查，采用取样分析对比、可燃或有毒有害气体报警仪检测对换热器进行定期排查。装置运行期间定期对装置易磨损、腐蚀部位进行检查，并建立定期测厚数据台账，跟踪设备及管道运行情况。对含固运行介质设备实行定期切换，根据磨损情况进行设备定期维修或更换[5]。

3.4 泄漏处理工作流程

当装置产生泄漏点时，为降低因泄漏可能导致的着火、爆炸、人员伤亡等安全风险，需对发生泄漏部位进行漏点消除。由于煤直接液化装置泄漏介质具有易燃易爆、有毒有害、高温高压等特点，建立标准化泄漏处理工作流程，更有助于泄漏管控工作的有序进行，防止因工作衔接不到位造成泄漏预控管理工作脱节，导致次生事故的发生。装置泄漏处理工作流程：工艺专业组织定期进行漏点排查或日常检查发现的漏点→工艺专业组织进行漏点辨识并进行挂牌标识→设备专业进行漏点处理方案准备→工艺专业进行漏点工艺处置→安全专业进行作业评估及安全检查→设备专业进行消漏施工→各专业协同验收→工艺专业组织生产及流程恢复。

3.5 泄漏应急处置预案的编制与执行

泄漏应急处置预案主要为现场处置方案，目的在于通过培训及演练，提高泄漏应急处置能力。煤直接液化项目结合泄漏风险的生产实际及危险性分析情况，根据本单位人员职能分工，通过资料收集、风险评估、应急能力评估完成基于不同部位、不同介质、不同泄漏等级的应急处置预案编制及演练。

为提高应急预案执行过程的快速、高效、准确性，根据应急预案编制标准化应急处置操作卡。以快速进行工艺处置实现泄漏点工艺隔离为基本处置原则，通过对各岗位操作步骤进行标准化制定，实现泄漏应急处置标准化管理。

4 结语

构建煤直接液化泄漏预控安全管理体系，严格落实生产现场泄漏预控管理，控制并消除因泄漏导致的潜在风险。通过对可能导致泄漏的风险因素进行梳理，并进行泄漏等级划分，基于风险因素进行专业及岗位职责分工，在不同装置运行阶段进行管理制度执行、措施落实，使“业务保安”指导思想落地生根，强化了“管生产必须管安全、管业务必须管安全”的管理理念，保障煤直接液化项目各生产装置“安、稳、长、满、优”运行。