危險與可操作性(HAZOP:Hazard 、Operability各取首字母組成)研究是以系統工程為基礎的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法,用于探明生產裝置和工藝過程中的危險及其原因,尋求必要對策。通過分析生產運行過程中工藝狀態參數的變動,操作控制中可能出現的偏差,以及這些變動與偏差對系統的影響及可能導致的后果,找出出現變動與偏差的原因,明確裝置或系統內及生產過程中存在的主要危險、危害因素,并針對變動與偏差的后果提出應采取的措施。
危險和可操作性研究方法可按分析的準備、完成分析和編制分析結果報告3個步驟來完成。由各種專業人員(如:工藝、設備、自控、現場操作人員等)按照規定的方法對偏離設計的工藝條件進行過程危險和可操作性研究。鑒于此,雖然某一個人也可能單獨使用危險與可操作性研究方法,但這絕不能稱為危險和可操作性研究。所以,危險和可操作性研究方法與其他安全評價方法的明顯不同之處是,其他方法可由某人單獨使用,而危險和可操作性分析則必須由一個多方面的、專業的、熟練的人員組成的小組來完成。本文將對HAZOP分析方法在原油處理站場中的應用進行詳細的描述、研究和總結,為原油處理系統的風險評價工作提供普遍性的參考。
1、HAZOP分析方法概述
HAZOP分析是以系統工程為基礎的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法,用于探明生產裝置和工藝過程中的危險及其原因,尋求必要對策。
HAZOP研究的側重點是工藝部分或操作步驟的各種具體值,基本過程是以引導詞為引導,將連續的工藝流程分成許多節點,針對每一個分析節點,通過分析生產運行過程中工藝狀態參數的變動,操作控制中可能出現的偏差,以及這些變動與偏差對系統的影響及可能導致的后果,找出出現變動偏差的原因,明確裝置或系統內及生產過程中存在的主要危險、危害因素,并針對變動與偏差的后果提出應采取的措施。
2、HAZOP節點分析
HAZOP分析需要將工藝圖或操作程序劃分為若干分析節點或工藝單元,由分析小組通過系列會議對每個節點使用所有引導詞依次進行討論分析,分析偏離設計工藝條件的偏差所導致的危害和可操作性問題,得到一系列結果,包括:偏差原因、后果、保護裝置、建議措施。HAZOP節點是指系統的工藝流程、工藝設備或者操作程序的特殊點,針對典型的原油處理站場,它的工藝流程主要包括卸油流程、液氣分離流程,原油處理流程、原油凈化流程、加藥流程、站區供熱流程等。主要設備包括分離器、大罐、加熱爐、換熱器、原油處理器、機泵等。具體的節點劃分如表1:
表1原油處理站節點劃分及描述
節點號 | 節點名稱 | 節點描述 |
1 | 卸油流程 | 自卸油臺卸油斗至緩沖罐出口閥門。設備包括卸油斗、卸油方罐、卸油泵、緩沖罐及其管閥。 |
2 | 液氣分離流程 | 自各集油線進口閥門至分離器含水儀出口閥門。 設各包括閥門、分離器、流量計、含水儀。 |
3 | 毛油罐區 | 自分離器間出口至毛油緩沖罐出口。 設備包括摻一段沉降罐、原油緩沖罐及其管閥。 |
4 | 原油處理流程 | 自原油緩沖罐出口至原油脫水器出口。設備包括脫水器、提升泵、換熱器、摻油泵。 |
5 | 凈化處理流程 | 自凈化原油罐入口至原油外輸泵出口。設備包括凈化原油罐、外輸計量系統及其管閥。 |
6 | 加藥流程 | 設備包括加藥泵及加藥管閥。 |
7 | 站區供熱流程 | 燃料氣經過燃燒器在爐膛內燃燒,設各包括膨脹罐、導熱油泵房、熱媒爐間、采暖換熱間。 |
3、HAZOP引導詞
引導詞HAZOP分析的主題,用于定性或定量設計工藝指標的簡單詞語,能夠引導識別工藝過程中每個節點存在的危險。如表1中01號節點可設引導詞為:泄漏、流速、壓力、溫度、液位、振動,02號節點可設引導詞:壓力、液位,03號節點可設引導詞為:界位、液位,04號節點可設引導詞為:壓力、流量、溫度、振動,05號節點可設引導詞為:液位、界位、振動,06號節點可設引導詞為:反應、泄漏、壓力,07號節點可設引導詞為:溫度、壓力、泄漏。
對于原油處理站場,壓力、溫度、流量是重要的工藝參數。針對具體設備來說,機泵應考慮振動、泄漏為重要偏差;油罐應考慮界位、液位等工藝參數;加藥過程應考慮反應的速率、程度等因素;加熱爐應考慮燃氣的泄漏及爐膛的壓力、溫度等因素。同時我們還要考慮檢維修、異常情況等偏差。
4、HAZOP分析過程
HAZOP分析必須由不同專業組成的分析組來完成。HAZOP分析的這種群體方式的主要優點在于能相互促進、開拓思路,這也是HAZOP分析的核心優勢。HAZOP分析小組的知識、技術與經驗對確保分析結果的可信度和深度至關重要,專業組成員成應包括設計、工藝、設備、操作、維護、儀表和電氣、公用工程等,最好有裝置的原始設計人員參與。
HAZOP分析需要將工藝圖或操作程序劃分為若干分析節點或工藝單元,由分析小組通過系列會議對每個節點使用所有引導詞依次進行討論分析,分析偏離設計工藝條件的偏差所導致的危害和可操作性問題,然后根據中石油企業標準(Q/SY1364—2011的相關內容),分析判定事故后果嚴重程度、風險概率和風險級,最后提出建議措施。
5、結論
HAZOP分析法能有效地識別工藝生產或操作過程中存在的危害,識別了不可接受的風險狀況,同時提出了具有針對性和操作性的建議措施,進一步完善了裝置安全生產條件和預防同類安全事故的重復發生,有助于處理裝置本質安全水平的提升。因此,HAZOP分析法在今后油氣田的開發建設過程中的推廣和應用具有十分重要的意義。
HAZOP(Hazard and Operability)分析是一種系統性的風險評估方法,旨在識別和評估潛在危險,并提供相應的解決方案。此技術廣泛應用于各個行業,從化工到制造業,從核能到石油行業。本文將介紹HAZOP分析在幾個重要行業中的應用。
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