HAZOP分析在合成氨在役裝置中的應用

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計年產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月投產到2020年1月已經運行了17a，裝置運行時間久，很多當初設計已不能適應當前的安全生產需求。為了防止重大事故發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，并根據分析結果確定防范及改進措施，使得裝置能不斷完善、保證生產運行更加安全。

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，識別過程偏差導致的不可接受的風險狀況。HAZOP 作為一種系統化、結構化的危害識別工具已經廣泛應用于識別裝置在設計和操作階段的工藝危害。HAZOP 分析由一組多專業背景的人員，以會議的形式，將裝置劃分為若干小的節點，使用一系列的參數和引導詞構建偏差，采用頭腦風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、系統的審查過程，可以評估裝置潛在的設計失誤或誤操作，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致第一個初始事件的發生。

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 可以在其他原因導致壓力過高引發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或單個排污閥誤開）進行分析。

4）對于多列平行裝置/設備，僅對其中的單列裝置/設備進行 HAZOP 分析，對該列裝置設備 HAZOP 分析的結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/設備之間的關聯關系。

5）當某控制回路（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 個節點，主要包含了以下單元：天然氣壓縮機單元，加氫及一段轉換單元，燃氣透平及空氣壓縮機單元，二段轉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，氨冷凍系統單元，馳放氣系統單元，放空系統及氨火炬單元，蒸汽系統單元，脫氧槽及鍋爐給水系統單元，開工加熱爐單元，機組蒸汽及凝液系統單元，機組潤滑油及干氣密封系統單元，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 分析結論

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

表1 HAZOP分析統計表

需特別關注的建議措施有11 條（見表2）。

表2 需特別關注的HAZOP分析建議措施統計表

續表

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險及削減后風險（考慮現有措施）。其中，初始風險可以識別出裝置中隱藏的安全隱患，以便于提出相應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。