HAZOP分析在广西石化千万吨年炼油项目中的应用

HAZOP分析在广西石化千万吨/年炼油项目中的应用HAZOPApplicationinPetroChinaGuangxiPetrochemicalCompany’s10MTPARefineryProject权剑彧1王若晓1邓朝红2刘亚洲2赵君昌3（Quanjianyu，wangruoxiao,dengchaohong,liuyazhou，zhaojunchang）（中国石油广西石化公司，广西钦州，535008）（PetroChinaGuangxiPetrochemicalCompany，QinzhouGuangxi,535008）摘要：本文说明了在石化项目中应用HAZOP分析的必要性，介绍了HAZOP在中石油广西石化公司1000万吨/年炼油项目中的应用，指出了进行HAZOP工作应该注意的事项。Abstract:ThisarticlehasexplainedthenecessityofapplicationofHAZOPanalysisinpetrochemicalprojects,andintroducedthespecificapplicationofHAZOPinPetroChinaGuangxiPetrochemicalCompany’s10MTPARefineryProject,pointingoutthewarningsandcautionstobepracticallyattendedintheprocessoftheHAZOPoperation.关键词：HAZOP工艺安全可操作性Keywords:HAZOP,process,safety,operability1、项目介绍为深入落实国家西部大开发战略，优化炼油化工产业布局，中国石油始于2005年9月在广西壮族自治区钦州港建设1000万吨/年炼油项目。项目主要立足于加工中国石油在海外的低硫份额原油并兼顾加工高含硫原油的需要，建设内容包括常减压蒸馏、重油催化裂化、蜡油加氢裂化、连续重整、柴油加氢精制、气体分馏、汽油精制分馏、聚丙烯、硫磺回收联合装置、石脑油加氢等十余套主体生产装置以及公用工程、铁路专用线、码头及码头库区等配套设施。项目设计采用联合设计模式，由国际设计公司与中国石油内部设计院共同承担设计，主体装置分别从美国UOP公司、CDTECH公司、DOW化学公司引进工艺包，污水处理技术从法国得利满公司引进；项目建设采用国际先进的IPMT（IntegratedProjectManagementTeam）管理模式，由广西石化公司与英国AMEC公司以及中国石油相关工程公司组成项目联合管理团队。项目建成投产对于优化中国石油的产业布局，加快中国石油的海外发展速度，满足西南市场的油品需求，促进西部地区持续、快速发展具有十分重要的意义。2、HAZOP分析的必要性HAZOP即危险与可操作分析（HazardandOperabilityAnalysis,简称HAZOP）用来辨识工艺缺陷、工艺过程危险及操作性问题。以系统工程为基础，以关键词为引导，寻找工艺状态的偏差，分析造成偏差的原因、后果及可以采取的对策。HAZOP分析可以在项目的各个阶段进行，可以在基础设计阶段、详细设计阶段、开车前或工艺变更等阶段性节点后进行，本项目针对详细设计需要进行HAZOP分析。首先是工艺安全性的需要。石化行业的特点是易燃、易爆、高温、高压、有毒、有害，一旦发生事故，将造成严重的社会危害和重大的经济损失。行业特点决定了采用科学的安全评价方法，将潜在危险消灭在项目的初期阶段是必不可少的措施之一。在项目的详细设计阶段采用HAZOP分析，是确保设计安全的一个最终步骤，进行HAZOP分析能够及时发现设计中的缺陷并及时进行调整。工艺的安全性主要取决于工艺设计是否安全，严格的HAZOP审查将确保工艺设计正确，从而为项目安全奠定基础。广西石化1000万吨/年炼油项目主项单元91项，参加项目设计的单位在十个以上，该项目的建设是一个复杂的系统工程，相关承包商工作范围之间存在很多界面，必然存在诸多合同差异，尤其是引进工艺技术，世界范围内的合同差异会更大。为了确保设计正确，采用系统的HAZOP安全分析非常必要。其次是操作安全性的需要。通过关键词引导，分析工艺缺陷下的操作、完好工艺的操作以及工艺条件变化后的操作，确保设计便于操作及维护。通过分析操作性问题，使分析人员增加对工艺过程及设备的深入了解，使参加分析的工艺人员对操作及维护增加认识，使参加分析的操作人员对工艺增加了解，对于单元中的危险及应采取的措施有透彻的认识，增强员工积极的安全防范意识。HAZOP分析研究成果对于装置的日常生产与维护以及装置的安全管理提供了良好的指导作用。第三是工艺及操作完整性的需要。由于项目的范围大，参加设计的单位不仅有国内的、也有国外的，项目的界面管理复杂而系统，因此每个单元的设计是否符合于总体设计，有必要采用系统分析的HAZOP分析方法。针对项目的91项主项，计划对其中的49项进行HAZOP分析。对于较为简单的主项，进行图纸审查即可。第四是项目管理的需要。项目建设采用国际先进的IPMT（IntegratedProjectManagementTeam）管理模式，由广西石化公司与英国AMEC公司以及中国石油相关工程公司组成项目联合管理团队。HAZOP程序是项目危险管理程序中的一个组成部分，为了满足IPMT的HSE（健康、安全、环保）要求，HAZOP用来识别项目相关的各种风险，并确保有措施进行预防、控制和减缓。3、HAZOP分析过程及成果3.1团队组建即HAZOP分析的人员组成及职责。HAZOP团队人员组成包括负责人、记录人、各专业的工程师、邀请行业专家等组成。HAZOP团队负责人一般由第三方的、有经验的专家担任，主要职责是负责工作安排、组织会议、进度报告编制、培训等工作；HAZOP团队记录人一般由熟悉项目的工艺人员担任，主要职责是负责记录、整理、人员召集、会议通知等工作；HAZOP团队各专业的工程师一般指建设方及设计方的专业工程师，主要职责是提出并分析问题，负责HAZOP建议跟踪和关闭、负责进度报告整编、负责督促和改进。是否邀请行业专家，根据具体项目情况确定。本项目HAZOP团队负责人称为主席，由英国AMEC公司的印度籍工艺工程师Ajit.Kale担任，记录人称为组长由本项目各专业的工程师担任（记录人同时兼作建设方各专业工程师），各专业工程师包括工艺、自控、土建、设备、安全、生产管理等相关专业人员。在主要工艺装置的HAZOP团队中邀请了行业专家。3.2工作准备工作准备主要包括HAZOP方法培训、资料准备、节点划分等。3.2.1HAZOP方法培训团队没有任何HAZOP经验，培训是必不可少的。HAZOP分析组长培训时间安排5～7天，主要学习内容包括:HAZOP分析的方法、HAZOP组长的职责和领导技巧、HAZOP小组的组成和运行、HAZOP的准备与策划、HAZOP的成功条件。3.2.2资料准备资料准备包括：PID图（HAZOP审查的焦点）、工艺流程图（PFD）、装置平面布置图、工艺技术说明、物料平衡表、危险物料的理化特性（MSDS）、主要工艺设备信息及数据表、以往事故信息、检查报告、操作记录等。3.2.3节点划分节点划分由团队主席依据工艺流程和操作性、维护性进行划分。HAZOP分析节点是针对工艺流程进行、或者根据设备的种类及用途进行划分。针对本项目的循环水场，根据工艺流程划分10个节点列表如下。表1循环水场HAZOP分析节点划分表节点编号节点名称备注节点1辅助单元循环水管道及仪表流程图三循节点2轻油装置循环水管道及仪表流程图二循节点3重油装置循环水管道及仪表流程图一循节点4加氯系统流程图节点5加药系统流程图（阻垢缓蚀剂流程图）节点6加药系统流程图（碱液流程图）节点7旁滤水流程图节点8监测换热器系统流程图节点9生产废水管道及仪表流程图节点10公用工程管道及仪表流程图3.3HAZOP分析过程HAZOP分析过程简单可描述如下：组织会议宣读节点使用引导词分析讨论跟踪、关闭循环水场单元的HAZOP分析会议于2008年9月25日至2008年9月28日在广西石化公司召开，HAZOP会议主席由印度籍工艺工程师Ajit.Kale担任，审查小组包括工艺、自控、设备、安全、生产管理等相关专业人员。HAZOP分析会议上，主席宣读分析节点（如表1）之后设计工程师详述工艺流程，针对每一个节点使用引导词进行分析讨论，形成建议并跟踪、关闭。使用引导词如表2所示。表2循环水场HAZOP分析主要引导词表引导词描述可能产生的原因备注流量过大-泵处理能力加大；-输送扬程降低；-换热器管泄漏；-系统跨接；-控制故障；-管线破裂；-大量泄漏；-开阀错误等。流量过小-管线不畅；-过滤器结垢；-泵缺陷；-容器、管线、阀门；-泵扬程和流量相互牵制；-疏忽截流的阀门等。压力过大-设计压力，管线、容器、管件、仪表的规格；-喘振问题；-气体溢出（放空不足）；-卸压阀隔离措施不够或不当；-压力控制阀故障时关或开；-离心泵压力增高–流量过大等。压力过小-形成真空状态；-气体溶于液体；-泵入口管线不畅通；-未发现的泄漏点；-容器排放程序；–管线直径过大；-泄流排放等。液位过高-出口隔离或堵塞；-流入大于流出；-控制故障；-液位计量不准；-液位报警失效等。液位过低-泄漏；-流出大于流入；-控制故障；-液位测量不准；-仪表接头堵塞等。化学品特性-稳定性/易分解性；-失控反应；-可溶性；-结晶；-固体沉淀；-净化；-粘度；-偶然混合；-可燃性；-毒性等。辅助系统故障-仪表空气/蒸汽/氮气/冷却水/电等的中断；-仪表空气/氮气等的污染；-电信系统；-暖通系统；-计算机；-备件系统；-保护系统；-以前的故障等。开停工-冲洗；-开车；-正常停车；-紧急停车；-紧急状态下的操作；-火情；-交接班；-紧急停车后的开车；--疏散方案；延长作业时间；-以前的事故及幸免的事故等。检修-预防性维修；-预测性维修；-隔离方案；-排放；-吹扫；-清洗；-干燥；-盲断；-通道；-救护方案；-培训；-压力测试；-工作许可证制度；-安装/未安装的备用设备；-备件的供应；-修改后的规格；-备件仓储；-备件目录；-备用设备试运转等。以HAZOP引导词为分析的主题，辨识分析节点所有潜在危险。在审查小组成员深入分析讨论的基础上，结合工艺设计及可操作性的方面的资料，对循环水每个节点工艺进行系统的工艺安全分析，查找工艺及可操作性方面可能存在的问题，识别出装置存在的能够导致重大工艺安全事故的危险，并进行全面的保护层分析，提出相应的解决措施，保证该工艺安全平稳的运行。循环水场HAZOP会议供用时32小时，分析14张PID图纸，产生建议数55项。以循环水场HAZOP分析节点1为例，HAZOP分析的记录表如表3。表3循环水场HAZOP分析节点1分析记录表节点序号分析建议状态备注节点1辅助单元循环水管道及仪表流程图1循环水泵出口回流阀设计为手动操作方式，不便于操作，建议设置为DCS、手动操作，并设置逻辑不允许两路供水系统的回流同时调节。2建议回水总管上的在线温度表增加高温报警。3请审查动力站、空分空压回流的循环热水是否可能含有可燃气和毒气。关闭不含可燃气和毒气4建议循环冷水回水总管上的在线压力表增加高压报警。关闭不增加5请在PID上显示出加氯点的正确位置。6检查供水旁路回流阀门施工位置，如果错误请及更正。7要求在PID中正确显示出所有相关进出管线的相连PID编号。8请确认在所有水池上可能有人操作或定期检查的地点是否有安全保护措施（围栏、平台及照明）。3.4HAZOP分析成果HAZOP分析成果体现为HAZOP工作记录表（全面记录了HAZOP建议）、HAZOP分析报告。循环水场HAZOP分析形成记录表如表3，至2009年10月份，HAZOP建议全部关闭，循环水场于2010年1月份开车一次成功。全厂HAZOP工作实际对41个单元进行了HAZOP分析，提出建议2603个，至今年年初，2550个HAZOP建议已经关闭，53个HAZOP建议需要继续跟踪，完成HAZOP分析