2015-11裂解单元典型事故和非计划停工案例分析

裂解单元典型事故和非计划停工案例分析（论文编号2015-11）摘要：乙烯行业作为高危险行业,安全问题一直是从业人员关注的焦点,在出现紧急事故的状态下,如何能快速正确的处理事故,使之不发生次生事故,不发生人身伤害,不发生设备损害,不使环境污染就显得尤为重要。本文以乙烯装置裂解单元为例，简要讲述裂解单元常见的事故及处理要点。关键字：乙烯装置、裂解、典型事故、案例分析裂解单元主要分为炉区和急冷区，对于裂解单元存在的典型事故可以以这两个方面来进行讨论。一、裂解炉部分事故处理乙烯装置的裂解炉紧急联锁停车包括三种不同的联锁动作：裂解炉完全联锁停车和所有裂解炉联锁停车、裂解炉部分联锁停车。1.1.单台裂解炉完全联锁停车1.1.1.可自动触发的联锁：控制室和现场的手动停车按钮风机故障联锁停车SS温度高高联锁停车汽包液位低低联锁停车燃料气压力低低联锁停车BFW流量低低联锁停车急冷器后温度高高联锁停车联锁动作：裂解炉进料电磁阀切断切断所有燃料气（底部一次、二次和侧壁）DS维持最后操作状态的较高值或者设计值的90%1.1.2.需要手动PB触发的联锁（紧急状态）除此之外，在某些特殊情况下，为了保护设备人员不受到伤害，需要操作人员手动PB裂解炉，使裂解炉安全的停下来。这些情况包括：1.1.2.1.裂解炉稀释蒸汽压力低当裂解炉稀释蒸汽压力低时，通常是通过补入中压蒸汽的方法来提高DS压力；但是当出现异常情况难以维持DS管网压力时，需要操作人员采取紧急的措施停止裂解炉以保护炉管防止炉管表面超温。DS压力低时应采取的紧急措施：1、操作人员首先要及时的查明原因；2、必要时手动“所有裂解炉联锁停车按钮”，所有裂解炉联锁停车；3、维持裂解炉锅炉给水在对流段的流动，因锅炉给水调节阀有最小限位将有过多的水进入汽包，要维持汽包的正常液位经由汽包的间排阀排放，当汽包压力降低时锅炉给水调节阀能力降低，操作人员可将锅炉给水量改旁路控制以维持汽包正常液位；4、裂解炉风机维持正常的操作。1.1.2.2.辐射段炉管破裂当辐射段炉管发生破裂事故时，在裂解炉烟囱会出现浓重的黑烟或者在破裂处可以看见明显的火焰，有时甚至引起裂解炉炉膛正压。一旦发生此类事故将会引起炉管的严重损坏，所以需要及时的停止裂解炉的操作。当辐射段炉管发生微小的泄露时，可以通过裂解炉各组进料量的不均衡或者对应的该组炉管COT的不稳定来判断，最主要的是要加强对裂解炉炉膛的监护与巡检以及时发现泄漏点。一旦发生此类事故对裂解炉不会造成严重的后果不需要紧急的停车处理，但是需要及时确认泄漏点并加以密切的关注。当裂解炉辐射段炉管破裂时应采取的紧急措施：1、及时的调整裂解炉炉膛内的氧含量及燃料气的量，以降低裂解炉横跨段和辐射段炉管出口处的温度；2、当裂解炉炉管出现破裂事故，及时触动“裂解炉的手动联锁停车按钮”。裂解炉将自动切断进料和燃料的紧急切断阀、稀释蒸汽维持裂解炉联锁前的设定值，同时要完成对裂解炉进料管线的扫线。3、操作人员及时关闭急冷油进料的切断阀，并完成对急冷器的彻底扫线，调整火嘴风门开度及调整炉膛的负压至5mmH2O增加炉膛内的通风量；4、当裂解炉炉管出现严重的破裂事故时，裂解气可能从裂解气总管通过裂解气大阀反串进入发生事故的裂解炉炉膛，致使造成后果严重的炉膛正压。为避免发生裂解气的反串，需要及时的关闭裂解气大阀打开烧焦气大阀；5、依据裂解炉停车降温程序逐步停止裂解炉的操作，然后进行检修处理；6、如果炉管发生微小的泄露，可考虑先对裂解炉进行烧焦后按规定进行检修处理。案例1辐射段炉管断裂（1）事故经过2002年10月26日，某装置老区6﹟裂解炉C2退料结束时炉管（第三组）突然爆裂，裂解气大量窜至炉膛内，造成炉出口温度飞温至1050℃左右，室内迅速关闭燃料气调节阀，将稀释蒸汽量提至4000kg/h，室外关FG、原料油截止阀，并将DS切出急冷水塔，当COT降至500℃时，进行管线扫线作业，确认扫线干净后，重新点火升温，烧焦结束后停炉检修。（2）原因分析炉管老化；在退料过程中，炉出口温度波动较大，COT最低时只有700℃，造成炉管局部应力过大，导致炉管胀裂。（3）整改措施①应迅速按PB，实施紧急停车，提高DS量以保护炉管，关闭裂解气大阀，同时打开烧焦阀。②炉子退料过程中，要严格操作，COT波动要小。1.1.2.3.进料对流段炉管的破裂当进料对流段炉管发生泄露事故时，将引起泄露的烃类在裂解炉对流段或横跨段发生燃烧引起烟囱排放浓烟，如果燃烧在横跨段发生将直接引起横跨段温度（TI0X042、43）明显升高，多数情况下可依据裂解炉烟气中的可燃气体含量来判断对流段炉管是否发生泄漏事故。如果裂解炉发生此类事故需要对裂解炉进行紧急停车处理，具体处理方法类似辐射段炉管破裂事故。1.1.2.4.裂解炉对流段锅炉给水预热盘管破裂当裂解炉对流段锅炉给水预热盘管破裂时，会造成裂解炉汽包液位明显的降低，同时裂解炉烟囱排放出大量的蒸汽，还有可能造成裂解炉炉膛出现正压存在严重的潜在危险。多数情况下，预热盘管泄露造成汽包液位的降低，同时汽包在液位控制下又会致使锅炉给水调节阀尽可能开大以提供更多的锅炉给水；如果泄漏量较大时，还伴随着汽包压力的降低。裂解炉对流段锅炉给水预热盘管破裂时应采取的紧急措施：1、如果裂解炉没有发生自动的联锁停车，需要操作人员及时的手动“裂解炉的联锁停车按钮”以彻底停止裂解炉的进料和燃料，并打开进料管线的蒸汽扫线；2、室内手动关闭锅炉给水的进料调节阀，由于该阀有最小限位同时需要室外关闭该阀后截止阀或者关闭一个锅炉给水进料根部阀；3、关闭汽包的连排阀；4、停止急冷器的急冷油并完成蒸汽吹扫，切换裂解气大阀和烧焦气大阀，通过调节DS的流量控制裂解炉的降温速度，如果汽包的液位过低应停止DS以保护TLE。5、当裂解炉无SS发生时，适时的将SS切除管网通过放空阀放空，控制汽包的压力降一定要缓慢，以防止汽包液位降低过快。案例2操作不当导致对流段锅炉给水盘管爆裂(1)事故经过2002年11月7日7时55分，某装置老区1﹟裂解炉在升温的过程中，对流段锅炉给水（BFW）盘管突然爆裂，室内按PB紧急停车，室外关燃料气（FG）、BFW截止阀，降低稀释蒸汽（DS）进料量，复位后关小烟道挡板，控制降温速度。（2）原因分析老区1﹟裂解炉在升温过程中，排烟温度过高，连续排污（CB）开度太小，使对流段热量不能及时移走，致使BFW对流段盘管超温爆裂。（3）整改措施炉子升、降温及烧焦过程中，严格控制排烟温度，开大连续排污、间断排污，增大锅炉给水进水量。案例3汽包出口挡板变形引起对流段盘管烧坏(1)事故经过：2003年5月13日，某装置6#裂解炉升温至高备状态，7：00内操人员发现SS温度持续升高，加大减温水量也无济于事，SS持续升高至裂解炉联锁。炉子联锁后，SS温度仍上升，7：40炉子出现爆破声并有明火，随即全部切断炉子，灭火。随后订购炉管、更换损坏的裂解炉炉管和SS管线7月14日在对裂解炉缓慢升温过程中，发现SS没流量，紧急将裂解炉6#降温处理。(2)原因分析：经打开汽包彻底检查后认为，造成SS管线损坏的原因是：炉子停车过程，操作不当，造成由于裂解炉汽包SS出口挡板变形，导致出口受阻，造成SS流量瞬间下降，在管子没有保护介质的情况下，加上炉膛温度过高，SS管线温度上升。而SS测温点因在裂解炉外部却不能正确指示其温升，达联锁温度后，SS管线已承受较长时间的高温，超过材质的限制而爆管。SS管线爆管后，大量减温水外漏，喷射到原料管线上，导致高达670℃的原料管线突然收缩而破裂。炉子联锁后，由于炉管破裂，压力下降，以至于从裂解气大阀泄漏的裂解气倒串进入对流段炉管中，与空气混合后在高温下发生爆炸而损坏，爆管后的裂解气进入对流段导致对流段着火。整改措施：1、检修期间，应加大对各设备的检查力度，特别是对平时不注意的死角部分更应加以重视；2、加强操作法培训，严格执行操作规程；3、提高操作人员处理事故的应急能力、判断能力，使损失减少到最低程度。点评：裂解炉发生炉管干烧或汽包干锅，导致设备严重受损。为避免此类事故的发生，一方面对炉子的各种操作要严格执行操作规程，同时加强现场巡检，以便及早发现和处理仪表、设备及管线方面出现的故障，迅速采取应对措施；另一方面要强化对仪表、设备的日常维护管理。一旦出现这类事故，必须待降温后，方可恢复供水。1.1.2.5.废热锅炉工艺管道破裂当废热锅炉工艺管道出现破裂事故时，会有大量的锅炉给水进入裂解气管线造成汽包液位的下降、锅炉给水进水量的增加、TLE出口温度的突然下降以及后续系统的较大波动。废热锅炉工艺管道出现破裂时应采取的紧急措施：1、手动“裂解炉的紧急停车按钮”；2、通过SS过热线上的消音器给汽包泄压，同时关闭汽包的连续排污阀以防止连续排污系统的中压蒸汽反串，汽包压力的降低会减少TLE中BFW的泄漏量；3、汽包泄压之后，汽包的液位会增长的过快，需要操作人员及时关闭锅炉给水调节阀，由于锅炉给水调节阀设有最小限位即使关闭仍然有大量水进入汽包，当汽包液位难以控制时需及时将锅炉给水进料改旁路线，需要有两个操作人员：一个观察汽包中的液位，另一个操纵液位控制阀下游的球阀；4、切断急冷器的急冷油并完成扫线，关闭裂解气大阀打通烧焦流程，给裂解炉降温，降温至安全温度后停止DS的通入，然后完成裂解炉的停车检修；5、通知压缩工段注意监测GB201的转速。1.1.2.6.炉膛内着火裂解炉炉膛着火时没有提供自动的联锁停车，需要操作人员及时的确认原因，并控制燃烧在炉膛内。如果炉膛发生燃烧事故大部分原因是由于炉管的破裂造成的，具体的处理措施依据“炉管破裂事故”的处理方法。案例4锅炉给水调节阀故障导致全装置停车（1）事故经过2001年5月12日20时11分，某装置室内操作人员发现BA-106炉汽包液位高报（LICA10601PV=73.1%），当时液面调节阀处于自动调节状态。20时14分，汽包液面高高报（LICA10601PV=80.2%），当班人员立即现场确认汽包液面，同时室内发现锅炉给水流量达到32455.3kg/h，仪表状态开路。20时16分，汽包液面105.9%，现场发现汽包玻璃板液面100%，锅炉给水进料调节阀现场全开。在当班人员现场关闭该阀下游阀的过程中，BA-106出口高压蒸汽温度下降。20时28分，室内人员发现丙烯压缩机（GB-501）和裂解气压缩机（GB-201）的驱动透平（GT-501/GT-201）轴位移上升。20时31分，GT-201轴位移联锁停车。20时32分，GT-501轴位移联锁停车。GB-501停车后，乙烯制冷压缩机（GB-601）及分离系统相继停车。21时40分，新、老区裂解炉全部停止进料。（2）原因分析BA-106炉锅炉给水调节阀FCV-106-26阀门信号线发生故障，引起汽包液面满，SS蒸汽带水，导致总管SS温度降低，致使GT-501/GT-201轴位移高联锁停车。（3）整改措施①加强联锁管理，投用新裂解炉全部联锁。②加强职工培训，提高职工应急应变处理能力。点评：裂解炉、大型压缩机组等关键设备的联锁保护是确保装置安全生产，避免发生设备事故的重要屏障。特别是一些新上、改造的设备在联锁保护的设计上更为完善，也更趋复杂，一定要在深入研究、仔细领会其联锁设计意图的基础上，认真执行联锁管理制度、程序，坚持对联锁的严格管理。可考虑设计上在SS总管适当位置设置温度监测点。备注：针对这次事故，本人认为操作人员在处理方式上有些欠妥，在发现汽包液位上涨过快的时候，首先要判断液位的真假，比较简便的方法是观察联锁点的数值，同时打开间排调节阀看液位上涨是否减缓，如果有效，通知外操打开TLE排污控制汽包液位，然后检查BFW调节阀通知仪表处理。因为TLE排污对控制汽包液位的效果十分明显，而且此阀打开比较轻松。如果先关BFW根阀，比较难关闭且效果不明显，耽误了宝贵的事故处理时间，造成了严重的后果。1.2.所有裂解炉联锁停车当遇到紧急事故时，所有裂解炉紧急联锁完全停车，具体的联锁动作和单台裂解炉的完全联锁停车完全相同。所有裂解炉联锁停车的原因有：所有裂解炉手动联锁停车装置电源