HAZOP分析在空分仪表与逻辑检查中的应用

乔丽娟，杨国锋，刘志辉

(河南省煤气(集团)有限责任公司义马气化厂，河南义马 472300)

HAZOP(Hazard and Operability Analysis)是按照科学的程序和方法，从系统的角度出发对工程项目或生产装置中潜在的危险进行预先的识别、分析和评价，识别出生产装置设计及操作和维修程序，并提出改进意见和建议，以提高装置工艺过程的安全性和可操作性。HAZOP被公认为是可极大提高工厂生产安全性、可靠性的一种安全评价方法。英、美等国还将HAZOP列为强制型国标。在中国，HAZOP也日益受到重视，国家安监总局已将其作为重点推广的危险分析方法。本文对一种内压缩空分仪表与逻辑进行的HAZOP分析做简单描述，希望能起到抛砖引玉的作用。

1 装置简介

空分装置采用氮、氧双泵内压缩流程，带全精馏制氩系统，配套空压机组形式为汽轮机驱动的“一拖二”，汽轮机由杭汽生产，主压缩机、空气增压机为沈鼓提供，液氮泵、液氧泵、膨胀增压机组均为法国CRYOSTAR产品。该装置投运后多次出现备用设备自动切换引起联锁停机等故障，影响了空分装置长周期安全稳定运行。

2 空分仪表与逻辑HAZOP分析

2.1 空分仪表与逻辑HAZOP分析背景

备机自动切换与联锁停机等故障主要受仪表与逻辑控制，因此，针对空分仪表与逻辑进行了HAZOP分析。

HAZOP检查小组在深入分析讨论的基础上，结合设计资料、厂家资料、操作指导书、操作规程、现场实际等，对空分仪表与逻辑进行系统的安全分析，查找仪表与逻辑方面可能存在的问题，识别可能导致事故的危险，并进行全面的保护层分析，提出相应的措施。检查工作历时20 d，分析PID图、逻辑图52张，提出建议44项。

2.2 空分仪表与逻辑HAZOP检查

空分仪表与逻辑检查包括空分装置的各个单元，共划分为9个节点，对节点的偏差、原因、后果和保护措施进行了详尽的分析。HAZOP分析时可能用到的引导词和偏差的组合及可能原因示意表见表1，分析过程记录示意表见表2。

3 空分仪表与逻辑HAZOP检查结论

本次空分仪表与逻辑HAZOP检查，提出建议44项，主要与仪控方案澄清、设计文件与实际逻辑设置一致性纠正、设计逻辑修改有关。

建议空压机组油系统联锁修改为:取消油泵运行信号作为联锁起辅泵的条件;修改联锁起、停辅油泵的油压设定值;修改联锁起辅油泵、事故油泵的条件;修改扫描频率，提高灵敏度;增设低油压联锁停机2 s延时来减少干扰、降低切换频率和切换波动、在保证安全的前提下减少油压联锁停车。建议修改汽轮机排气压力报警、联锁设定值，使组态设定值与设计值一致，减少汽轮机真空联锁停车。建议修改空压机、增压机启动条件中入口导叶、入口阀设置，降低启动消耗。建议修改膨胀机喷嘴控制逻辑，取消50度关闭，80度跳闸，关闭可以再起，跳闸后需要复位才能再开的启动条件;修改紧急切断阀控制逻辑，取消喷嘴加热器运行才能开阀的条件;修改加温逻辑，缩短膨胀机组启动时间。建议修改膨胀机转速联锁中转速大于200 r/min不允许手动停油泵的设置值，增强设备安全性。建议修改膨胀机组逻辑中关于液氧泵、液氮泵出口压力低至正常值83%左右时膨胀增压机回流阀全开的设置，降低工况波动。建议修改液氧泵、液氮泵联锁逻辑中的出口压力设置，减少泵的非正常切换和停泵。建议修改空压机组振动、位移逻辑中打仿真解除不了联锁的设置，避免设备在线检查出现误停车。建议空冷塔出口压力低联锁做成与入口压力一起“二取二”，减少误停车。建议检查确认空压机组防喘振逻辑与实际一致性。建议检查确认空压机组与膨胀机组、低温液体泵逻辑关系。建议检查确认空压机组与膨胀机组、低温液体泵逻辑关系。建议检查确认空压机组轴承温度、轴振动、轴位移逻辑与实际一致性。

表1 HAZOP分析引导词/偏差可能原因示意表

表2 HAZOP分析过程记录示意表

4 空分仪表与逻辑HAZOP分析实际效果

经过对该空分装置仪表与逻辑的HAZOP分析、检查、落实各项整改措施、加强综合管理，该装置连续运行两年多，超过历史最长记录385 d，提高了企业效益。国产空分装置在煤化工行业里有这样的运行业绩比较罕见。