HAZOP分析在火電廠石灰石處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：HAZOP分析是由英國ICI公司于20世紀70年代提出的。HAZOP分析是一種定性或定量分析系統(tǒng)工程危險性的評價方法，并找出相應(yīng)對策。爐內(nèi)脫硫技術(shù)廣泛應(yīng)用于以循環(huán)流化床為鍋爐的火電廠中。石灰石處理系統(tǒng)的HAZOP分析以系統(tǒng)工藝流程圖和PID為主，保證了該系統(tǒng)在常見的各種復雜工況下，依然能夠穩(wěn)定的為鍋爐提供高質(zhì)量的石灰石成品，滿足脫硫工藝需要。文章闡述了HAZOP分析在火電廠石灰石處理系統(tǒng)中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：HAZOP分析；石灰石處理系統(tǒng)；實際應(yīng)用

1 HAZOP分析

HAZOP[1]（Hazard and Operability Analysis，危險與可操作性）分析是一種用于發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的系統(tǒng)化分析方法，HAZOP分析的本質(zhì)就是通過會議論證對工程系統(tǒng)工藝圖和操作規(guī)程進行分析。會議由各個領(lǐng)域?qū)I(yè)人員組成的分析小組按規(guī)定的方式系統(tǒng)地研究每一個分析節(jié)點，分析偏離設(shè)計工藝條件的偏差所導致的危險和可操作性問題。

1.1 HAZOP分析的實施流程

HAZOP分析主要包括四個方面：分析界定、分析準備、分析會議和總結(jié)報告。

1.2 分析界定

分析界定確定HAZOP分析的范圍與目的，根據(jù)目標分析對象確定相關(guān)專業(yè)，并依此組建分析團隊，明確每名團隊成員的職責。

1.3 分析準備

分析準備包括制定HAZOP分析計劃和進度，將分析團隊成員按專業(yè)領(lǐng)域和分析對象進行分組，明確交叉領(lǐng)域的討論前提和討論計劃。準備全部所需的技術(shù)資料，安排指定人員對會議過程全程進行記錄。

1.4 分析會議

分析會議[2]包括劃分節(jié)點，設(shè)計思路闡述，確定偏離，推斷不利后果，分析原因，現(xiàn)有安全防護措施分析，風險評估及提出建議措施。在設(shè)計思路闡述中，分析團隊要特別注意設(shè)計闡述人員的引導詞（IEC61882中規(guī)定了11個引導詞，如無“No”、過多“More”、過少“Less”、伴隨“As well as”等11個）、參數(shù)（包括概念性參數(shù)和過程參數(shù)）及偏離。引導詞+參數(shù)=偏離，通過這一公式分析各個參數(shù)的偏離量，分析產(chǎn)生原因和不利后果，結(jié)合現(xiàn)有防護措施并通過專業(yè)討論得出合理化建議措施。

1.5 總結(jié)報告

總結(jié)報告包括編制HAZOP分析表、HAZOP分析報告、HAZOP分析的審查。如果包含后續(xù)跟蹤的話，還需包括建議措施后續(xù)跟蹤和職責、HAZOP分析的關(guān)閉。

2 火電廠石灰石處理系統(tǒng)

火電廠石灰石處理系統(tǒng)是指從石灰石卸車到石灰石爐前料倉的整個工藝流程。包括石灰石顆粒的倉儲及輸送、制粉及篩分、成品石灰石的氣動輸送設(shè)備。

石灰石顆粒一般由業(yè)主在市場購買，顆粒一般在30-50mm，儲存石灰石的場地要求有一定防雨措施并遠離水源。

石灰石制粉及篩分需要特殊的粉末設(shè)備，由于理想的爐內(nèi)脫硫用石灰石粒度在1mm左右，傳統(tǒng)的磨機和破碎機均無法達到粒度要求，需要使用專用粉末設(shè)備。且傳統(tǒng)篩分方法無法將1mm左右易潮解顆粒進行篩選，常選用風選設(shè)備對石灰石粉末進行篩分。

成品石灰石粉末需要使用完全密封的管道進行輸送。為保證石灰石的穩(wěn)定連續(xù)供應(yīng)，一般火電廠會儲存一定量的石灰石粉以保證循環(huán)流化床的連續(xù)運轉(zhuǎn)。

循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫[3]技術(shù)是指在循環(huán)流化床鍋爐中將石灰石粉末與煤粉同時燃燒，在800～900℃時，石灰石分解成CO2和CaO， 多孔CaO與SO2發(fā)生反應(yīng)生成CaSO4。其化學反應(yīng)式如下：

CaCO3-CaO+CO2

CaO+1/2O2+SO2-CaSO4

3 HAZOP分析在石灰石處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

下面以巴基斯坦FFBL自備電廠項目石灰石處理系統(tǒng)為例，淺談HAZOP分析在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的具體實例。

3.1 石灰石顆粒輸送

本項目石灰石顆粒輸送由裝載機卸料至輸送機尾部漏斗，輸送機采用波紋擋邊皮帶機，皮帶機從動輪處裝有零速開關(guān)，頭部溜槽設(shè)有堵料開關(guān)，信號反饋至中控并參與互鎖，防止因皮帶機故障造成的對設(shè)備及人員的危害。皮帶機裝有帶有計算功能的稱重傳感器，并反饋給中控；金屬探測器信號同樣反饋給中控并參與互鎖，這樣可以保證物料中沒有金屬異物，保護鍋爐正常運轉(zhuǎn)。皮帶機兩側(cè)均勻布置若干組跑偏開關(guān)，每組跑偏開關(guān)分輕度跑偏和重度跑偏，信號均反饋給中控，當重度跑偏信號出現(xiàn)時，皮帶機停機。皮帶機頭部設(shè)置聲光報警，每次啟動時提示周邊人員注意。

3.2 石灰石粉末及篩分

石灰石顆粒由皮帶機輸送至石灰石緩沖倉，緩沖倉口設(shè)置兩組料位計，每組包括一個雷達料位計和一個機械料位計，雙保險防止因儀表誤報造成料位過高甚至物料溢出。緩沖倉下游為一條稱重皮帶機，同樣配有稱重傳感器和保護開關(guān)，其中保護開關(guān)信號反饋中控并參與互鎖。稱重皮帶機上加裝保護作用的除鐵器，確保下游設(shè)備安全。石灰石顆粒經(jīng)由稱重傳感器輸送至石灰石專用粉末設(shè)備柱磨機[4]，破碎后的石灰石經(jīng)由一條密封皮帶輸送至斗式提升機，接口處加裝堵料探測裝置，信號反饋中控并參與互鎖。物料經(jīng)由斗式提升機輸送至風選裝置，F(xiàn)L瀑流式選粉機，接口處同樣加裝堵料探測裝置，信號反饋中控并參與互鎖。通過FL瀑流式選粉機的成品石灰石粉直接進入氣旋分離機，而后進入氣力輸送系統(tǒng)。未通過選粉機的石灰石通過一條封閉皮帶機和一個雙向?qū)Я喜鄯祷刂林C進行二次粉磨。柱磨機可為一用一備，雙向?qū)Я喜凵涎b有堵料探測裝置，信號反饋中控并參與互鎖；同時還裝有兩個位置傳感器用于檢測導向電動推桿的位置，信號反饋中控并參與互鎖，防止回料因誤操作進入備用柱磨機。

3.3 中控

石灰石輸送系統(tǒng)中，所有儀表監(jiān)測到的故障信號如皮帶機保護報警信號、金屬探測器報警信號、堵料信號、高低倉位報警信號、分流擋板位置信號、各種單機故障信號等都要通過通訊反饋至中控，根據(jù)工藝流程選擇參與互鎖，防止因部分誤操作或設(shè)備運轉(zhuǎn)異常及其連鎖反應(yīng)造成財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。

4 結(jié)束語

近年來，國家有關(guān)部門尤其是國家安監(jiān)總局接連出臺了若干相關(guān)文件，文件中重點強調(diào)HAZOP分析在實際項目中的推廣和應(yīng)用，并提出了明確的要求和指導意見，全面肯定HAZOP分析技術(shù)在實踐中杜絕、減少事故發(fā)生、降低災害帶來損失及分析事故原因等領(lǐng)域發(fā)揮的積極作用。歐美國家將HAZOP分析列入強制性標準。高質(zhì)量的HAZOP分析涉獵廣泛，包括流程工藝設(shè)計、自動化控制、儀表、供配電等相關(guān)專業(yè)，對各專業(yè)人員的經(jīng)驗有一定的依賴，所以今后我國HAZOP分析的發(fā)展方向是提高相關(guān)人員的風險管理水平，而不能機械的套用HAZOP分析方法，這也對各行業(yè)的從業(yè)技術(shù)人員提出了新的要求，新的挑戰(zhàn)。

參考文獻

[1]徐志勝.安全系統(tǒng)工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012：73-74.

[2]張少華.HAZOP技術(shù)應(yīng)用[J].石油化工設(shè)計，2007，24（2）：54-58.

[3]李圍潮，袁孝競.煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展，1998（2）：12-15.

[4]陳建斌，羅明鑫.石灰石制備系統(tǒng)收資報告[R].2006，11.