危險與可操作性分析（hazop）在中壓蒸汽鍋爐的應用

1、<p>　　危險與可操作性分析（HAZOP）在中壓蒸汽鍋爐的應用</p><p>　　摘要：文中應用HAZOP分析方法對中壓蒸汽鍋爐裝置進行了分析，根據分析結果指出了鍋爐裝置存在的安全問題，并提出了建議措施。 </p><p>　　關鍵詞：HAZOP 鍋爐 措施 </p><p>　　HAZOP（Hazard and operability analysi

2、s）方法是英國帝國化學工業(yè)公司于1960年提出的一種系統危險分析方法[1]。目前已發(fā)展成為一種成用于辨識設計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結構化分析方法，方法的本質就是通過系列的會議對工藝圖紙和操作規(guī)程進行分析。在這個過程中，由各專業(yè)人員組成的分析組按規(guī)定的方式系統地研究每一個單元，分析偏離設計工藝條件的偏差所導致的危害和可操作性問題。 </p><p>　　鍋爐是常用的能量轉換設備。在石化行業(yè)中，鍋爐作為石油

3、化工生產中的主要動力設備， 由于其所處理的物料多數易燃易爆，危險性很大。在生產運行過程中設備、參數和操作之間存在相當復雜的關系， HAZOP分析方法特別適用于此類系統。 </p><p><b>　　一、工藝流程描述 </b></p><p>　　我廠三臺鍋爐均為單鍋筒橫置式立式自然水循環(huán)中壓蒸汽鍋爐，燃料在爐膛燃燒生成高溫火焰和煙氣，除氧水在鍋爐受熱面中經輻射和對流

4、換熱吸收高溫火焰和煙氣的熱量，在定壓過程發(fā)生汽化和過熱，生產出過熱蒸汽。鍋爐的主要特點是所用燃料易燃易爆，我廠三臺鍋爐產生的蒸汽壓力為3.50～3.82MPa，溫度為440～450℃，屬于高溫高壓的生產裝置。 </p><p>　　鍋爐使用的除鹽水、燃料氣、燃料油均由專線供給。鍋爐生產的中壓蒸汽主要供煉油區(qū)蒸汽透平動力用汽和一部分工藝加溫用汽，剩余部分用來發(fā)電，或經減溫減壓器降級為低壓蒸汽；低壓蒸汽主要供煉油區(qū)動

5、力用汽、工藝加溫用和生活區(qū)冬季采暖用。 </p><p>　　二、HAZOP分析過程實施 </p><p><b>　　1.分析前的準備 </b></p><p>　　HAZOP研究的側重點是工藝部分或操作步驟的各種具體值，其基本過程就是以引導詞為引導，對過程中工藝狀態(tài)（參數）可能出現的變化（偏差）加以分析，找出其可能導致的危害。 </p

6、><p>　　準備階段主要包括確定分析目標、對象和范圍、成立分析小組、收集必要的資料、安排會議分析討論。分析范圍包括我廠鍋爐裝置生產界區(qū)內的除氧給水系統、鍋爐蒸汽蒸發(fā)系統、燃料、供風及煙氣系統、蒸汽減壓減溫系統、加藥系統及附屬的公用工程部分。在對我廠鍋爐裝置進行HAZOP分析過程中，成立了包括工藝、設備、操作、維修、儀表、電氣等專業(yè)人員在內的小組。在收集了包括初步設計階段項目說明書；工藝管道儀表流程圖（P&I

7、D）；工藝流程圖（PFD）；儀表數據表；儀表聯鎖邏輯圖；公用工程部分工藝管道儀表流程圖（P&ID）等相關技術資料，并對圖紙、資料進行分析，從中確定滿足HAZOP分析的圖紙及資料。 </p><p>　　2.HAZOP分析過程 </p><p>　　HAZOP分析小組針對分析范圍內各參數偏差產生的原因、偏差導致的后果、設計中已采取的工程控制措施進行了詳細的分析。我廠鍋爐裝置HAZOP

8、分析，共劃分了除氧給水系統、鍋爐蒸汽蒸發(fā)系統、燃料、供風及煙氣系統、蒸汽減壓減溫系統、加藥系統、綜合6個節(jié)點，48個工藝偏差，內容涵蓋6張P&ID圖紙。在節(jié)點劃分的基礎上，HAZOP分析小組對工藝操作及工藝設計、儀表、設備、工藝安全信息等方面的問題進行了詳細分析。 </p><p>　　如露點腐蝕問題，我廠鍋爐裝置空氣預熱器存在露點腐蝕的現象，經過小組人員的分析討論，其主要原因是煙氣中含有氣態(tài)水和硫化氫，

9、在露點溫度下產生液態(tài)水，與硫化氫生成弱酸，對設備材料產生電化學腐蝕。為防止發(fā)生露點腐蝕主要考慮了以下三方面考慮，一是提高空氣預熱器出口煙氣的溫度，二是提高空氣預熱器入口空氣的溫度，三是空氣均勻分配，減少死區(qū)。再如燃料氣管線阻火器問題，目前燃料氣管線上阻火器安裝在速斷閥前，如遇火情，會出現回火燒壞速斷閥，建議將阻火器移至速斷閥前，另外考慮到管路介質臟而導致阻火器經常堵塞，可增加阻火器冗余配置，便于阻火器堵塞后清理或更換。 </p&g

10、t;<p>　　3.評估風險等級并提出建議措施 </p><p>　　針對每個節(jié)點，選取符合節(jié)點要求的所有偏差，并根據偏差所產生的后果嚴重程度、采取現有措施后的發(fā)生概率，對其進行風險等級劃分。我廠鍋爐裝置HAZOP分析，共劃分了6個節(jié)點，48個工藝偏差，內容涵蓋6張P&ID圖紙，通過與裝置技術人員的共同分析討論，共同提出了39條建議，其中Ⅲ風險2個，Ⅱ級風險28個，Ⅰ級風險9個；儀表問題19

11、個、工藝問題17、設備問題3個，內容涵蓋了鍋爐裝置所有的工藝流程、設備節(jié)點等重要內容。 </p><p>　　對風險程度為Ⅲ級的風險（無Ⅳ級的風險）提出了進一步的消減措施。對于風險等級為Ⅰ、Ⅱ的風險，提出了供參考的建議措施。如節(jié)點2鍋爐蒸汽蒸發(fā)系統中針對目前采用手閥控制連續(xù)排污量，因壓差過大閥門易損壞，同時排放量大于5%易造成口容器超壓損壞。建議參考鍋爐房設計規(guī)范GB50041-2008中9.2.8第2條，在進連

12、排擴容器前管線增設限流孔板，使定連排排污率控制在2%～5%。 </p><p><b>　　三、結論 </b></p><p>　　HAZOP分析的對象主要是工藝流程或操作步驟的各種具體值，且側重點在于各種具體值的變化（偏差）可能導致的危害，因此，HAZOP分析并不能發(fā)現裝置全壽命過程中的所有問題和潛在隱患。HAZOP有助于系統的識別和評估工藝危害風險，查找生產裝置事

13、故隱患，并將分析結果作為詳細設計、設計變更、隱患治理、員工培訓、操作規(guī)程和應急預案制修訂等工作的重要依據，這些對提高裝置自控率、安全水平、操作穩(wěn)定等方面具有很大意義。我廠將確保HAZOP分析所發(fā)現的問題被文件化歸檔，并通過隱患治理、技術攻關、技措項目、檢維修等方式確保所有的建議措施在生產運行過程中得到落實，以保證裝置的安全可靠運行。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></