HAZOP分析在合成氨在役装置中的应用

宁 静，杨永祥，李 明，诸 兵

（海洋石油富岛有限公司化肥二部，海南东方 572600）

中国海洋石油富岛有限公司化肥二期是设计年产450kt 合成氨、800kt 尿素装置，合成氨装置采用的是KBR（凯洛格布朗）工艺。富岛二期2003年9月投产到2020年1月已经运行了17a，装置运行时间久，很多当初设计已不能适应当前的安全生产需求。为了防止重大事故发生或减轻事故危害程度，公司决定计划对合成装置进行HAZOP 分析，找出缺陷及安全隐患，并根据分析结果确定防范及改进措施，使得装置能不断完善、保证生产运行更加安全。

1 HAZOP 分析介绍

危险与可操作性分析（HAZOP）的目的是识别工艺或操作过程中存在的危害，识别过程偏差导致的不可接受的风险状况。HAZOP 作为一种系统化、结构化的危害识别工具已经广泛应用于识别装置在设计和操作阶段的工艺危害。HAZOP 分析由一组多专业背景的人员，以会议的形式，将装置划分为若干小的节点，使用一系列的参数和引导词构建偏差，采用头脑风暴的方式对工艺过程中危险和可操作性的问题进行分析研究。它是一个程序化的、正式的、系统的审查过程，可以评估装置潜在的设计失误或误操作，以及对整个装置运行的影响。

2 HAZOP 分析的工作流程

HAZOP 分析的工艺流程见图1。

图1 HAZOP分析的工艺流程

3 HAZOP 分析前提

1）在 HAZOP 审查中，不考虑互为独立事件的两个初始事件同时发生。两个初始事件互为独立事件有两种情况：一种是它们具有不同的失效模式，另一种是第二个初始事件失效不会导致第一个初始事件的发生。

2）在 HAZOP 审查中，保护措施的失效不能作为一种引起偏差的原因来考虑。但是可以考虑分析该保护措施发生的场景（例如PSV 故障不能作为超压的原因，但是 PSV 可以在其他原因导致压力过高引发的场景中作为保护措施）。

3）在 HAZOP 审查中，单个保护措施的误动作（不需要动作时）应该予以考虑，但是每次只能对一个最终元件（例如单个隔离阀误关或单个排污阀误开）进行分析。

4）对于多列平行装置/设备，仅对其中的单列装置/设备进行 HAZOP 分析，对该列装置设备 HAZOP 分析的结果与建议也同样适用于其他列装置。同时也需要考虑不同列装 置/设备之间的关联关系。

5）当某控制回路（如PIC/PV）故障时，该回路中传感器上的 DCS 显示、报警及联锁均不作为有效安全措施。

4 分析范围

本次 HAZOP 分析将二期合成氨装置划分为 21 个节点，主要包含了以下单元：天然气压缩机单元，加氢及一段转换单元，燃气透平及空气压缩机单元，二段转化炉及高温变换炉单元，低温变化及工艺冷凝液汽提塔单元，二氧化碳吸收及高压闪蒸单元、再生单元，MDEA 溶液及溶液储罐单元，甲烷化单元，分子筛干燥及冷箱分离单元，氨合成单元，氨冷冻系统单元，驰放气系统单元，放空系统及氨火炬单元，蒸汽系统单元，脱氧槽及锅炉给水系统单元，开工加热炉单元，机组蒸汽及凝液系统单元，机组润滑油及干气密封系统单元，其他公用工程单元及 氨储罐单元。分析的主要操作模式包括：正常运行、开车、短期/长期停车等

5 分析结论

本次HAZOP 分析，共分析危害场景 437 个，其中，特大风险场景 21 个，重大风险场景157 个。对于削减后仍为特大风险与重大风险等级的场景，HAZOP 分析小组提出了相应的建议措施，总计 39 条，其中总体建议 2 条，各节点具体建议37 条（见表1）。

表1 HAZOP分析统计表

需特别关注的建议措施有11 条（见表2）。

表2 需特别关注的HAZOP分析建议措施统计表

续表

在富岛二期合成氨装置 HAZOP 分析中，分析小组对每个危害场景都定义了其初始风险及削减后风险（考虑现有措施）。其中，初始风险可以识别出装置中隐藏的安全隐患，以便于提出相应的建议措施进行隐患整改，是衡量装置安全水平的重要指标。