輸氣站場 HAZOP 分析原理與應用研究

劉玉杰 曹旭 馬雨廷

摘要：輸氣場站是長輸管道兩大組成部分之一，它的主要任務是對氣體進行凈化，換熱，計量，調壓后輸送往下游【1】。同時，它也是長輸管道中風險最高的地方，在生產運行期間，易發生泄漏、爆炸等安全事故。為了能夠最大限度地使生產中風險降低，利用HAZOP分析法對輸氣場站的設備及工藝進行詳細的安全分析。通過分析討論給出相應的建議，可有效地減小場站發生風險的可能性【2】。

關鍵詞：輸氣場站;HAZOP;安全

0引言

天然氣是優質、高效、綠色、清潔的低碳能源，用天然氣取代污染嚴重的傳統能源是改善大氣環境質量的必然趨勢。加快天然氣開發利用，促進協調穩定發展，是我國推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系的重要路徑【3】。

目前，天然氣最主要的運輸方式分別為管道輸送和LNG運輸。管道輸送中最重要的部分之一即為輸氣場站。輸氣場站可對天然氣進行過濾凈化、升溫、計量、調壓等工藝操作，由于其設備種類數量多，工藝流程相對復雜，輸氣場站也成為長輸管道風險最高的地方。

1 HAZOP分析法

1.1 HAZOP分析法簡介

HAZOP全稱危險與可操作性分析，是一種以設備或工藝為分析對象的危險性評價方法，用于分析設備和工藝流程中存在的危險及其原因，并尋求必要的風險控制措施。通過分析生產運行過程中的工藝變化或參數變化、操作過程中可能出現的偏差、偏差對安全生產的影響以及可能導致的后果，找出產生偏差的原因，并針對偏差產生的后果提出相應措施【4】。

相較于其他常用的安全分析方法，HAZOP分析法更加的簡單，系統，深入，將其運用于輸氣場站安全分析，可有效的防止事故發生。本文采用HAZOP分析法對某輸氣場站進行危險識別和安全評價，重點分析該場站進出站輸氣節點、臥式過濾分離器、水浴換熱器、超聲波流量計、調壓撬等設備，對其進行節點劃分，建立偏差，分析偏差產生的原因、后果以及必要措施，最終提出改進的意見進行匯總并實施，從而減少發生危險的可能性，確保輸氣場站安全運行。

1.2 HAZOP分析步驟

（1）節點劃分

節點即工藝單元，在本文的實例分析中劃分的節點主要包括管道、設備、撬裝工藝單元等。工藝流程中的節點與現場工藝流程相對應，流程里的每一個節點都對應現場的具體工藝單元，我們對每一個節點進行詳細分析，并使其產生偏差，從而對其進行安全分析。

（2）節點解釋（節點功能介紹）

對每一個節點進行功能性分析，分析其設計的目的，從而使分析人員清晰的了解該節點原理、性能、參數、功能等。

（3）建立偏差（偏離）

偏差是對評價意圖或設計意圖的偏離【5】。偏差的建立離不開參數與引導詞的選取，參數與引導詞相結合形成有實際意義的偏差。

參數：用來描述節點的物理、化學狀態，HAZOP分析常見的偏差有溫度、壓力、流量、液位、反應、時間、泄放排放等。

引導詞：即一個簡單的詞或詞組，用來描述狀態參數的改變，常見的引導詞有：無、增加、減少、異常、超前、延遲等。

（4）分析原因

對（3）中建立的偏差進行分析，找出導致偏差產生的緣由，這也就意味著可以根據緣由找出相對應的方法或措施。輸氣場站常見的導致偏差產生的原因有：人員因素（管理，意識，操作等），設備故障，設備腐蝕，組成改變，外界干擾等。

（5）后果評估及采取措施

確定分離產生的原因后，由分析小組對偏離可能產生的后果進行評估，輸氣場站常見的偏離所導致的結果有：管道壓力超高可能導致天然氣泄漏，進而在一定條件下形成火災、爆炸等。分析完偏離產生的后果后，對已經存在的安全措施進行討論記錄。

（6）記錄結論及提出建議

HAZOP分析小組對偏差，原因，措施進行詳細的記錄，并提出可行的合理化建議。不斷重復（1）-（6）的分析過程，對每一個節點以及每一個節點的偏差都進行詳細的分析記錄。最后，對所有分析結果進行整理，并匯總小組成員提出的合理化建議。HAZOP分析法的具體分析步驟詳見圖1。

2 實例分析（以某天然氣分輸場站為例）

為了能夠更好的闡述HAZOP分析內容及分析步驟，本文以某天然氣分輸場站為例進行HAZOP實例分析。

該站為某天然氣長輸管線中一座分輸站，工藝流程設計為雙路一用一備（兩路設備完全一致）。站內工藝設備包括：進、出站管道，2臺臥式過濾分離器，2臺水浴換熱器，2臺超聲波流量計，2座調壓撬，同時工藝區內配有放空系統，排污系統及自用氣撬一座。主要工藝流程為：進站管線接收主干線來氣--經過臥式過濾分離器進行過濾除雜--經過水浴換熱器對天然氣換熱升溫--經過流量計進行各類數據計算--經過調壓撬進行壓力調節--經過出站管道輸送給下游城市燃氣門站。

在正式進行HAZOP分析前，首先成立分析小組，其次確定本次分析的范圍或分析對象。該分析組成員的專業應盡可能全面，包含工藝、設備、安全、自動化等。與此同時，需要積極地與站場運營人員進行溝通協調，盡可能全面的收集所需的相關資料。

做完以上的前期工作后，正式開始HAZOP分析作業。經過分析小組各成員的討論分析，最終將該分輸場站劃分為9個分析節點，進站輸氣管道、臥式過濾分離器、水浴換熱器、超聲波流量計、調壓撬、出站輸氣管線、放空系統、排污系統、自用氣撬。

本文以節點2臥式過濾分離器為例，對其進行詳細的分析。分析小組對節點2進行偏差建立，原因分析，后果分析，現有安全措施收集匯總后，提出了改善建議并進行記錄匯總。

3 結語

輸氣站場采用HAZOP分析法對各節點進行分析，不但可以有效地發現工藝中的潛在危險，并采取各類措施進行消除，而且可以對場站工作人員的錯誤操作以及由此錯誤操作產生的后果進行研究分析，對人為因素導致的后果進行分析預測，并提出針對性的措施，以此排除日常生產工作中可能發生的惡性事故并確保設備安全及生產安全，極大程度的提高了生產效率和經濟效益。

本文以某天然氣分輸站為例，列舉了其中過濾分離器這一節點的分析記錄報告。經過實際應用，在經過HAZOP 安全分析后，場站輸氣人員對各工藝設備及其操作有了更深層次的認知，能夠更清楚的認識到場站各個節點的各個偏差所造成的后果，同時能夠及時采取相關的安全措施，保障了場站平穩輸氣，安全運行。

參考文獻：

【1】李玉星.姚光鎮.輸氣管道設計與管理.中國石油大學出版社，2012.