探索利用预先危险性分析指导新建装置安全开车

引言（1）

    王源500万t/a常减压蒸馏装置是一座大型炼油装置。通过搜集同类装置试车过程发生的各类事故，认真分析新装置投料试车过程中可能产生的危害因素，利用预先危险性分析（PHA）方法，对试车生产工艺过程危险性大的部位进行风险评价，提出合理可行的预防措施，指导装置安全试车。

     500万t/a常减压蒸馏装置是兰州石化公司继300万t/a重油催化裂化联合投料试车一次成功后的又一套即将投产的大型炼油装置。试车前，炼油厂安环科组织工程技术人员、管理人员，认真搜集同类装置试车过程发生的各类事故，认真分析新装置投料试车过程中可能产生的危害因素，利用预先危俭性分析（PHA）方法，对试车生产工艺过程危险性大的部位进行风险评价，提出合理可行的预防措施，指导装置安全试车。

预先危险性分析法简介（2）

    1 概述

    　　预先危险性分析（PHA）是在进行某项工程活动（包括设计、施工、生产、维修等）之前，对系统存在的各种危险因素（类别、分布）、出现条件和事故可能造成的后果进行宏观、概略分析和系统安全分析方法。其目的是早期发现系统或过程中的潜在危险因素，确定系统或过程的危险性等级，提出相应的防范措施，防止这些危险因素发展成为事故。

    2 分析步骤

    2.1 熟悉对象系统

    　　尽可能确节了解对象系统的生产目的、工艺流程、生产设备、物料、操作条件、辅助设施、环境状况等资料；搜集类似系统、设备的事故统计、分析资料，以弥补早期分析时对象系统资料有限的不足。

    2.2 分析危险、有害因素和触发事件

     （1）从能量转化、有害物质、设备故障、人员失误及外界影响等方面分析系统存在的危险、有害因素。为防止遗漏，可将系统分成若干子系统，逐系统查找、记录。

     （2）分析触发事件：触发事件是系统危险、有害因素导致事故、危害发生的条件（实质上也是一种危险、有害因素），是事故、危害发生的直接原因。

     （3）推测可能导致的事故类型和危险、危害程度。

     （4）确定危险、有害因素后果的等级：

    　　按危险、有害因素导致的事故和危害的危险（危害）程度，将危险、有害因素划分为4个危险等级，等级划分如表1所示。

    　　表1 预先危险性分析危险、有害因素危险等级划分表

    　　

    （5）制定相应预防措施

    　　按危险、有害因素后果危险等级的轻、重、缓、急，采取相应的对策措施。
 
工艺生产过程危害因素分析（3）

    首先对工艺生产过程危害因素分析进行识别与分析。常减压蒸馏主要由常压蒸馏、减压蒸馏和加热炉系统等3部分组成，其工艺生产过程中火灾、爆炸危险点分析如下：

    1 机泵、管带区

    本装置中泵输介质均属易燃易爆物质，且设备集中，作业频繁，火灾、爆炸的危险性较

    高，为不安全场所。

     常压塔底泵和减压塔底泵送高温热油，若密封刺开，将会自燃起火。

     由于加工原油中含硫较高，加工过程中生成酸性含硫化合物，具有较强的腐蚀性，并且加工原油中环烷酸含量较高，则在减压塔底泵出口高温管线、常压塔顶油气挥发线、空冷器的气液相变等部位，易发生腐蚀穿孔和减薄而引起的爆破火灾事故。

     高温重油部位排液、放空或采样时，若开阀过快且开度过大，容易发生大量油料喷出着火事故。

    2 换热设备

    　　该部分包括常顶冷凝冷却系统、减顶抽空冷凝冷却系统以及其它换热设备。

    　　换热网络在整个常减蒸馏过程中，操作温度较高，且介质多为易燃易爆的烃类物质，存在火灾、爆炸危险隐患。

    　　减顶冷凝冷却器以及减顶一级抽空冷凝冷却器，均为负压操作，介质为柴油和瓦斯，操作温度超过物料的闪点，如果设备、管线和阀门等连接处密封不良，空气漏入，易引起爆炸事故。

    3 初馏塔、常压塔

    　　两塔的主要火灾、爆炸危险存在于塔顶、馏出线和冷凝冷却系统，该系统容易发生腐蚀穿孔，造成漏油起火。另外，生产中初顶回流罐盛装汽油，因回流量大，若液面失控，易造成满罐溢出而带来火灾爆炸危险。

    4 减压塔

    　　减压塔内处的物料是常压重油，为可燃物质，减压蒸馏操作温度高达389℃左右，而减压塔是在负压下操作，负压下的油品和水均比常压时的沸点低，若因操作不当或与塔相连的法兰、放空阀等不严密，外部空气就会进入塔内，与塔内油气形成爆炸性混合物而发生爆炸火灾。

    　　本装置所加工的原料中所含环烷酸成分在减压操作温度时腐蚀性较强，容易导致设备和管线损坏，此不安全因素增加了减压蒸馏部分发生火灾、爆炸事故的危险性。

    　　塔底液面过高，高温重油在塔底停留时间过长，会裂化结焦，堵塞出口管，造成冲塔着火事故。

    5 加热炉

    　　本装置中的两个主要加热炉为常压炉、减压炉。其中，常压炉中的主要加热介质为初馏塔底油，减压炉中的主要介质为常压重油。

    　　常压炉和减压炉采用有火对炉管内的介质进行加热。生产中若进料不均匀；炉管内易结焦，造成局部过热，会导致炉管破裂，引起漏油着火。特别是减压炉因其加热的原料组分重、炉出口温度高，比常压炉更易结焦，超温严重时还会在减压塔内形成焦块，堵塞抽出管等，导致冲塔着火事故。

    　　常压炉和减压炉的出口转油线因高温油气内含有硫等杂质、被加工的原油中环烷酸含量较高，油气线速度又快，易被腐蚀冲刷，导致减薄穿孔引起火灾。

    本装置加热炉的燃料为燃料油和瓦斯气，若操作不当，炉膛有发生爆炸的危险。

    6 电气设备故障

    　　本工程中，电器设备遍布厂区的每一个角落，因此对电气设备故障形成的火源而造成的火灾应特别重视。电气火灾爆炸事故主要表现为电弧或电火花引发的事故和由电气设备异常发热而造成的烧毁设备事故、火灾事故。
 
预先危险性分析评价及措施（4）

    本次评价重点对机泵、换热器及变、配电室、常压塔、减压塔等塔类和加热炉采用预先危险性定性分析。由于本装置的危险性较高，故重点对其火灾爆炸危险进行定性分析。

    1 预先危险性分析

    1.1 机泵预先危险性分析

     本装置中的机泵共有79台，现应用预先危险性分析法对其进行危险性分析和评价。分析结果见表2。

     表2 机泵预先危险性分析

    

    1.2 换热器预先危险性分析

     本装置中的换热设备共有101台，其中的减渣等高温换热器由于存在腐蚀泄漏且减渣等的自燃点较低等特点而具有较高的危险性。

     换热器是用来交换热量的设备。对换热器要按正常的操作程序进行，以确保其安全有效的运行。应用预先危险性分析法对换热器进行危险生分析和评价，分析结果见表3。

     表3 换热器预先危险性分析

    

    1.3 变配电室预先危险性分析

     石油化工企业生产装置的变、配电室本身具有的火灾危险性，再加上易燃易爆物料与生产装置的危险性，使得其火灾发生比较频繁，影响较大。因此在此有必要对其进行预先危险行分析。具体分析结果见表4。

     表4 变、配电室预先危险性分析

    

    1.4 常压塔、减压塔类预先危险性分析

     常压塔、减压塔是常减压蒸馏装置的主要分馏设备，常压塔底油和减压塔底油属于高温重油，一旦发生泄漏很可能酿成火灾，同时，减压塔属于负压操作，一旦密封失效，空气窜入塔内，将会发生爆炸，其整体危险性较高，应用预先危险性分析对常压塔等塔类进行危险性分析和评价，具体分析情况见表5。

     表5 常压塔等塔类预先危险性分析

    

    1.5 加热炉预先危险性分析

     本装置中的加热炉包括常压炉、减压炉。在减压炉的危险因素分析中得知，减压炉具有值得警惕的危险性，再加上加热炉的事故隐患因素较多，故现对其再进行预先危险性定性分析。分析结果见表6。

     表6 加热炉预先危险性分析

     
结果分析（5）

     从装置试车的生产工艺过程的危害因素识别与分析，以及表1～6中的预先危险性分析可以得知：要确保试车过程机泵、换热器、变配电室、常压塔等塔类及加热炉的安全运行，则应从3个方面着手：

     一是从管材的正确设计、先择开始，逐步加强管理；二是在施工（特别是焊接质量问题）、维护中严把质量关，尽可能杜绝设备泄漏；三是在操作中严遵规程，做到遵章守纪，注意做好系统之间的安全衔接。

     装置投料试车后，在按正常程序操作的前提下，要坚持定期检查，进行岗位检查，特别是重要岗位，及时发现问题并及时查明原因，采取正确得当的检修措施，排除故障，尽可能消除或减少事故损失；强化技术培训，对操作人员要有技术上的必要要求，要熟知自己所在位的机泵、换热器、常压塔等塔类、加热炉的特点、性能、操作规程等方面的知识，从而做到设备安全运行，岗位员工规范操作。
 
试车阶段风险控制的关键点（6）

      通过生产工艺过程危害因素分析和对重点危险岗位的危险性分析，结合同类装置事故教训，认为该500万t/a常减压蒸馏装置投料试车过程必须强化HSE风险控制，重点做好以下控制：

    1 严格施工纪律，杜绝违章作业

    　　装置中期交工后，仍然会有施工收尾工作，施工作业点多面广，时间紧，任务急，施工队伍多，人员杂。因此，必须明确装置与施工方的对接负责人，统一口径，进行交底，问题集中反馈，由工程和监理部门组织督促整改；施工单位应该不见交底单子不作业，防止出现混乱和反复。

    2 严格用火管理，杜绝冒险蛮干

    　　投料试车阶段装置引瓦斯、点炉子和油联运期间，必须明确施用火管理制度，除了动火的升级管理，必须注意用火点的工艺动态和设备动态，如附近有无脱液、排气、通下水、设备拆维修等作业，严格对照风险削减措施，逐一落实，监控到位。要特别防止麻痹大意，违章指挥，冒险蛮干，确保各环节受控，预防事故发生。

    3 严把工程质量，不留一丝隐患

    　　工程收尾和保运期间，施工单位的主力人员多数已经撤出，但是该阶段往往由于施工质量不良、材质选择不当，给装置的日后生产留下隐患，因此，工程和监理部门应继续坚持施工标准和验收标准不降低，确保装置的长周期安全运行。

    4 严格过程控制，严防超温超压

    投料试车过程，电气仪表控制系统正在检验和调试，机动设备的密封件有待考验。因此，

    装置进油后，必须稳步推进，不宜大幅调节；对高温重油设备，一定控制升降温速度，控制好压力，防止设备损坏泄漏，引发事故。

    5 严明操作纪律，自觉遵守规程

    　　装置开工初期，岗位员工对于同一操作有不同的操作心得和技巧民，应鼓励员工多摸索控制条件，同时，应及时总结分析重大工序点的控制参数，及时统一操作，尽快实现平稳，让员工自觉遵守试车期间临时操作规程和其它技术要求，防止误操作。