HAZOP分析方法在轻烃回收装置中的应用

陈 殿 李 涛 王沫云

(中国石油西南油气田公司川西北气矿)

HAZOP分析方法在轻烃回收装置中的应用

陈 殿*李 涛 王沫云

(中国石油西南油气田公司川西北气矿)

危害和可操作性分析(HAZOP)被公认为是设施设计和操作中危害识别的主要手段。通过对在用装置进行HAZOP分析，可以详细找出生产装置固有的危险因素，从而提出安全应对措施来提高生产装置本身的安全水平和可操作性，让生产运行过程更加安全。将安全分析方法与具体工艺相结合，选择HAZOP分析方法对西南油气田公司江油轻烃厂轻烃装置进行安全分析。

轻烃回收装置 HAZOP分析 风险评价

英国帝国化工公司(ICI)于20世纪70年代开发了危险与可操作性分析(Hazard and Operability Study/Analysis，HAZOP)方法，以找出工艺安装中故障的原因和导致的结果。HAZOP是一种有预定内容的危害识别手段，被公认为是设施的设计和操作中危害识别的主要手段[1]。HAZOP分析需要一个多专业人员组成的小组，分析结果是小组成员的一致意见。该方法在欧美等国的过程工业风险分析中已有广泛应用[2]。经过不断地改进和完善，HAZOP分析方法已经发展为一种成熟的风险分析方法，被广泛应用于各类工艺过程和项目的风险评估工作中。目前，我国对天然气处理厂要求越来越高，随着社会与企业对HSE的要求越来越高，中国石油天然气集团公司专门下发了《危险与可操作性分析工作管理规定》等管理文件对中石油企业HAZOP 实施提出技术要求，并于2011年颁发了中石油企业标准《危险与可操作性分析技术指南》，因此，很有必要通过HAZOP分析查找厂内设计中存在的危害和操作问题，从而准确掌握装置或操作方面的隐患，并提出切实可行的改进建议来消除隐患，实现增加装置安全性、优化装置操作性的安全目标。

1 HAZOP研究过程概述

1.1研究目的与范围

本次HAZOP分析是根据川西北气矿江油轻烃厂工艺分析装置正常工艺操作条件以外的偏差引起的不利因素与可能后果，找出装置在工艺设计、设备运行、操作及安全措施等方面存在的不足，为装置的安全运行与安全隐患整改提供依据，以提高装置运行的安全性和可操作性。本次HAZOP分析范围包括轻烃回收装置原料气预处理系统、透平膨胀机制冷、液烃混合物精馏、液化石油气及稳定轻烃储存等主体设施。

1.2装置简介

江油轻烃回收装置为典型的单级膨胀制冷(ISS)工艺技术，采用“双塔脱水+膨胀机制冷+脱乙烷塔回收C3+”的工艺过程。主体装置由原料气预处理、透平膨胀机制冷、液烃混合物精馏、干气增压外输、液化石油气储存充装组成，配套辅助生产设施包括放空火炬、空压站、加热炉、锅炉(以及软水系统)、循环水、分析化验、高、低压配供电各一座。天然气凝液回收流程如图1所示。

图1 天然气凝液回收流程

2 节点信息

为了有效地进行HAZOP分析，将分析对象划分为若干便于分析的节点。节点的划分一般按工艺流程结合主体设备厂进行，主要考虑单元的目的与功能、单元的物料、合理的隔离/切断点及划分方法的一致性等因素[3]。

连续工艺一般可将主要设备作为单独节点，也可以根据工艺介质性质的情况划分节点，工艺介质主要性质保持一致的可作为一个节点。节点划分不宜过小，节点过小重复讨论过多，影响分析效率；也不宜过大，节点过大容易出现遗漏与分析不全的情况[4]。HAZOP分析节点一般由小组组长在会前进行初步划分，具体分析时与小组成员讨论确定。针对江油轻烃厂生产装置的主要设备和功能，按照HAZOP分析结点划分原则，将江油轻烃厂生产装置划分为13个节点，详见表1。

表1 江油轻烃厂生产装置节点划分统计表

(续表1)

3 HAZOP分析过程与结论

3.1HAZOP分析过程

HAZOP系统地使用各种参数的结合体(如：流量、压力、温度)和引导词(如：无、过多、过少、反向)，以形成与设计本意或希望的操作模式相背离的偏差(如：无流量、压力偏低)，对每一个装置的组成部分(节点)，都要找出偏差的可靠原因，其后果也要经过讨论和评价，并记录下需采取的行动或要求，以供项目组进一步考虑实施。本项目偏差统计见表2。

表2 江油轻烃厂生产装置节点划分统计表

HAZOP小组工作的成果是一套详细的纪要，每一个偏差都记录其中。这些记录包括讨论的综述和行动建议，HAZOP分析流程如图2所示。

按HAZOP分析方法要求，项目组在西南油气田江油轻烃厂组织了HAZOP分析会议，在小组成员充分讨论和沟通的基础上，完成了HAZOP分析工作表和行动建议表。

3.2HAZOP分析结论

江油轻烃厂生产装置的HAZOP分析，主要是对生产装置进行工艺安全和可操作性分析。通过分析，共发现问题48项，提出整改建议48项，这些建议可用来为将来的装置大修或整改提供参考。江油轻烃厂HAZOP分析行动建议见表3。

4 HAZOP在轻烃回收装置上的管理创新

4.1装置运行方面

通过使用HAZOP分析方法识别系统工艺方面存在的潜在危险并提出相应的改进措施，提升了江油轻烃回收装置的安全性。将轻烃回收装置人员多年积累的经验和知识进行有形传承，利用图形化的方式进行HAZOP分析，所得到的HAZOP分析结果可以进一步利用。HAZOP分析结果除得到HAZOP报表外，还将参与分析的结论以一个图形化的因果关系模型的方式保留下来，以后再次对该装置进行分析时，只需对模型图进行局部修改，然后自动推理，就可以得到新的分析结果。这样既可以节约时间和成本，也可以让装置运行更加合理[5]。因此，HAZOP分析结果重复利用实际上就是提升装置运行管理的一个过程。

图2 HAZOP分析流程

节点编号序号建议措施11增设本站进站压力监控和远传系统。2分-103A/B手动放空管线设双阀控制。3分-102排污阀设双阀。4增加分-102液位高报。5增加分-102液位远传低报,排污设双阀。6FT1101增加伴热。7容-204、分-102应设置排污口、排污阀门和漏斗、放散管和放散阀门。28分-101手动放空增设双阀,现场放空管线设双阀,安全阀后增加双作用截流截止阀。9分-101增加高、低液位报警。10分-103放空管由接入OG0106-80,改为直接碰放空总管OGD-101-150。11维修干燥器放空系统,控制再生气流速,防止放空阀堵;或者更换干燥器,更换后干燥器应按要求配置安全阀、手动放空阀及压力表等安全附件。12器-101A/B放空管线由接入OG0106-80,改为直接碰放空总管OGD-101-150。13滤-101A/B应设安全阀和手动放空系统。14管线OG1112和OG1113上设双阀控制,并增设压力表。15滤-101放空管由接入OG0106-80,改为直接碰放空总管OGD-101-150。16分-103安全阀前增加一支控制阀,手动放空设双阀。17器-101A/B在再生气进出口管线上分别增设安全阀组和手动放空阀组。增设干燥器压力远传监控,增设差压计。18器-101A/B手动放空阀设为双阀控制,在原料气进、出口管线上增设压力表。19滤-101A/B增设差压表和差压变送器。20在压缩机出口增设润滑油过滤器。321分-105增设手动放空。22加热炉增设火焰监视器,定期检验加热炉。23在再生气进出干燥器管线上增设压力表,压力远传低报。24增设炉-101超温燃料气联锁关断。25恢复已停用的分-105出口流量计。26增加冷-101再生气出口温度高报。427分-104安全阀前增设控制阀,常开;手动放空设双阀。28塔-101安全阀前增设控制阀,常开;增设手动放空系统。29在膨胀机前增设原料气在线水分析仪。30阀FV1103旁路管线设双阀。31在分-104液烃管线上增设ESD紧急关断系统和安全阀。LV1107旁路管线设双阀。塔101手动放空设双阀。32膨胀机增压端出口手动放空阀设双阀。33调节阀FV1103旁通管路设双阀。534PV1101、PV1102、PV1105旁通管线设双阀。35滤-102A/B手动放空阀设置双阀,排污阀设双阀。636增设炉-101炉膛检测高报,联锁TV1002关断,TV1002换为带截断功能的调节阀。FV1003、TV1002旁路管线设双阀控制。

(续表3)

4.2装置资料管理方面

在确保HAZOP分析顺利进行之前，要对装置的图纸、信息及操作规程等进行收集，这样不仅确保讨论的顺利进行也有利于专家进一步了解分析轻烃回收装置的工艺流程、操作规程、运行状况及管理现状等实际情况。只有充分预想分析设计情况，才能对图纸资料等分析理解到位，分析过程才能沟通更加顺畅、效率更高。因此，HAZOP分析准备工作实际上就是提升装置资料管理的一个过程。

5 结束语

HAZOP小组成员在确保安全的前提下，会对装置中工艺流程、完善工艺设施提出建议，而这些建议都是尽可能从装置运营的角度考虑。这可以促进企业隐患整改到位，避免整改难度过大。只有合理科学且明确可行的建议，才能真正提高企业的本质安全。

将HAZOP分析方法应用于轻烃回收装置安全评价中能够使分析人员对于单元中的工艺过程和设备有深入地了解，在实际生产过程中对于潜在的隐患、危险源有进一步的认识，因此，HAZOP分析方法应用于轻烃回收装置的安全评价是可行的，其分析内容、程序可作为所有员工进行安全培训的有效方法。

[1] 赵文芳，姜春明，姜巍巍，等.HAZOP分析核心技术[J].安全、健康和环境，2005，5(3)：1～3.

[2] Kletz T A.Hazop-past and Future[J].Reliability Engineering and System Safety，1997， 55(3)：263～266.

[3] 罗鹏，韦生应，梁毓林.危险与可操作性分析方法在石油化工装置的应用[C].中国石油石化健康、安全、环保技术交流大会.呼和浩特：中国石油学会，2012：167～172．

[4] 郭勇，郇爽，李志远.化工装置设计中的危害和可操作性研究(HAZOP)[J].河北化工，2007，30(7)：79～80．

[5] 李华. HAZOP分析在化工装置安全管理中的应用[J].金山企业管理，2012，(4)：10～12.

(Continued from Page 378)

algorithm concerned were discussed and this method’s feasibility and implementation were expounded. The diagnosis examples verify this method’s fault tolerance and effectiveness in dealing with complicated fault conditions and it has high accuracy in the fault location.

air-cooled condense, fault diagnosis, Elman neural network, RBF neural network, D-S evidence theory

*陈 殿，男，1975年8月生，工程师，厂长。四川省江油市，621700。

TQ050.7

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0254-6094(2016)03-0410-06

2015-04-22，

2016-05-09)