HAZOP分析在合成氨在役裝置中的應(yīng)用

寧 靜，楊永祥，李 明，諸 兵

（海洋石油富島有限公司化肥二部，海南東方 572600）

中國海洋石油富島有限公司化肥二期是設(shè)計年產(chǎn)450kt 合成氨、800kt 尿素裝置，合成氨裝置采用的是KBR（凱洛格布朗）工藝。富島二期2003年9月投產(chǎn)到2020年1月已經(jīng)運行了17a，裝置運行時間久，很多當(dāng)初設(shè)計已不能適應(yīng)當(dāng)前的安全生產(chǎn)需求。為了防止重大事故發(fā)生或減輕事故危害程度，公司決定計劃對合成裝置進行HAZOP 分析，找出缺陷及安全隱患，并根據(jù)分析結(jié)果確定防范及改進措施，使得裝置能不斷完善、保證生產(chǎn)運行更加安全。

1 HAZOP 分析介紹

危險與可操作性分析（HAZOP）的目的是識別工藝或操作過程中存在的危害，識別過程偏差導(dǎo)致的不可接受的風(fēng)險狀況。HAZOP 作為一種系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的危害識別工具已經(jīng)廣泛應(yīng)用于識別裝置在設(shè)計和操作階段的工藝危害。HAZOP 分析由一組多專業(yè)背景的人員，以會議的形式，將裝置劃分為若干小的節(jié)點，使用一系列的參數(shù)和引導(dǎo)詞構(gòu)建偏差，采用頭腦風(fēng)暴的方式對工藝過程中危險和可操作性的問題進行分析研究。它是一個程序化的、正式的、系統(tǒng)的審查過程，可以評估裝置潛在的設(shè)計失誤或誤操作，以及對整個裝置運行的影響。

2 HAZOP 分析的工作流程

HAZOP 分析的工藝流程見圖1。

圖1 HAZOP分析的工藝流程

3 HAZOP 分析前提

1）在 HAZOP 審查中，不考慮互為獨立事件的兩個初始事件同時發(fā)生。兩個初始事件互為獨立事件有兩種情況：一種是它們具有不同的失效模式，另一種是第二個初始事件失效不會導(dǎo)致第一個初始事件的發(fā)生。

2）在 HAZOP 審查中，保護措施的失效不能作為一種引起偏差的原因來考慮。但是可以考慮分析該保護措施發(fā)生的場景（例如PSV 故障不能作為超壓的原因，但是 PSV 可以在其他原因?qū)е聣毫^高引發(fā)的場景中作為保護措施）。

3）在 HAZOP 審查中，單個保護措施的誤動作（不需要動作時）應(yīng)該予以考慮，但是每次只能對一個最終元件（例如單個隔離閥誤關(guān)或單個排污閥誤開）進行分析。

4）對于多列平行裝置/設(shè)備，僅對其中的單列裝置/設(shè)備進行 HAZOP 分析，對該列裝置設(shè)備 HAZOP 分析的結(jié)果與建議也同樣適用于其他列裝置。同時也需要考慮不同列裝 置/設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

5）當(dāng)某控制回路（如PIC/PV）故障時，該回路中傳感器上的 DCS 顯示、報警及聯(lián)鎖均不作為有效安全措施。

4 分析范圍

本次 HAZOP 分析將二期合成氨裝置劃分為 21 個節(jié)點，主要包含了以下單元：天然氣壓縮機單元，加氫及一段轉(zhuǎn)換單元，燃氣透平及空氣壓縮機單元，二段轉(zhuǎn)化爐及高溫變換爐單元，低溫變化及工藝冷凝液汽提塔單元，二氧化碳吸收及高壓閃蒸單元、再生單元，MDEA 溶液及溶液儲罐單元，甲烷化單元，分子篩干燥及冷箱分離單元，氨合成單元，氨冷凍系統(tǒng)單元，馳放氣系統(tǒng)單元，放空系統(tǒng)及氨火炬單元，蒸汽系統(tǒng)單元，脫氧槽及鍋爐給水系統(tǒng)單元，開工加熱爐單元，機組蒸汽及凝液系統(tǒng)單元，機組潤滑油及干氣密封系統(tǒng)單元，其他公用工程單元及 氨儲罐單元。分析的主要操作模式包括：正常運行、開車、短期/長期停車等

5 分析結(jié)論

本次HAZOP 分析，共分析危害場景 437 個，其中，特大風(fēng)險場景 21 個，重大風(fēng)險場景157 個。對于削減后仍為特大風(fēng)險與重大風(fēng)險等級的場景，HAZOP 分析小組提出了相應(yīng)的建議措施，總計 39 條，其中總體建議 2 條，各節(jié)點具體建議37 條（見表1）。

表1 HAZOP分析統(tǒng)計表

需特別關(guān)注的建議措施有11 條（見表2）。

表2 需特別關(guān)注的HAZOP分析建議措施統(tǒng)計表

續(xù)表

在富島二期合成氨裝置 HAZOP 分析中，分析小組對每個危害場景都定義了其初始風(fēng)險及削減后風(fēng)險（考慮現(xiàn)有措施）。其中，初始風(fēng)險可以識別出裝置中隱藏的安全隱患，以便于提出相應(yīng)的建議措施進行隱患整改，是衡量裝置安全水平的重要指標(biāo)。