张超 严铁军

(武汉平煤武钢联合焦化有限公司 武汉 430082)

0 引言

HAZOP是一种系统化安全评价方法，适合对连续的工艺生产过程进行定性分析，分析流程潜在危害、操作控制中可能出现的偏差、生产运行过程中状态参数的变动及其对系统影响和可能导致的后果，找出变动和偏差原因，识别出回收系统内或者设备、生产过程中存在的潜在危险、危害因素及操作性问题，针对可能的后果制定合理的预防措施，降低事故发生频率以及事故发生后果的影响程度[1]。

在焦炉煤气净化过程中涉及较多的危险物质,其原料荒煤气中CO、H2等，中间产物氰化物、硫化氢等, 产品粗苯、重苯和硫磺等,大多为易燃、易爆及易中毒的物质,而物质在槽、塔、罐等容器的反应过程中, 当压力、温度等控制不当时, 极易发生着火爆炸、中毒及环境污染等事故。

1 武钢焦化三回收作业区工艺简介

武钢焦化三回收作业区与2×70孔7.63 m复热式焦炉、年产210万t焦炭的炼焦生产能力相配套。主要负责7.63 m焦炉的荒煤气抽取、冷却和净化，提供合格的焦炉煤气给后序用户；为焦炉提供合格的循环氨水给焦炉上升管降温，并回收荒煤气中焦油。三回收作业区分为冷凝鼓风、硫铵(含剩余氨水蒸氨装置)、终冷洗苯粗苯蒸馏、脱硫硫回收、循环水制冷站。产品有硫铵、粗苯、重苯和硫磺等，图1即为三回收作业区工艺流程[2]。

为进一步建立完善武钢焦化三回收作业区安全风险管控长效机制，辨识生产过程中工艺流程、操作等方面的风险,有效防范安全生产中的“黑天鹅”事件，作业区创新性地将HAZOP分析方法应用到回收系统的安全管理中，本文重点分析了HAZOP分析方法在粗苯管式炉中的应用。

2 作业区HAZOP分析

(1)成立HAZOP分析小组：组成人员包括区域工程师、作业区技术骨干、设备管理人员、专检以及生产和设备作业长，并对责任区域进行划分。

(2)根据HAZOP分析要求收集完善区域工艺安全信息，形成作业区工艺安全信息包(包括物料安全技术说明书、工艺设计信息、设备设计信息等)，同时将工艺安全信息与现场信息进行对比确认，满足工艺危害分析需求，并进行动态管理[3]。

图1 三回收作业区工艺流程

(3)划分节点：根据HAZOP分析适合连续生产过程的特点制定HAZOP分析计划，根据三回收作业区工艺特点及生产区域选取了17个节点开展了HAZOP分析，如表1。其中节点1—4属于粗苯工艺流程[4]、5和6属于环水工艺流程、7—10属于脱硫工艺流程、11属于酸碱库工艺流程、12—14属于硫铵工艺流程、15—17属于鼓风工艺流程。

(4)风险等级评定：本次HAZOP分析使用LS分析法(风险矩阵评价法)来进行定性分析，风险矩阵为5×5矩阵。其中危险源风险度R=L×S(L：发生事故的可能性；S：发生事故的后果严重性)。

(5)偏差分析：通过引导词对各个节点的工艺参数进行偏差分析，并分析不同原因下可能造成的后果，以及现阶段的安全措施，并提出相应的改进措施。对三回收作业区生产工艺涉及到的17个节点进行了分析,并对各节点关键参数/引导词数及各节点相关偏差导致的后果风险等级进行了统计[5-6]，经过分析所有节点均无Ⅳ级风险点，结果如表1所示。

表1 各节点关键参数/引导词数及各节点相关偏差导致的后果风险等级

续表1

由表1可以看出，鼓风机系统涉及到的关键参数较多，表明该节点较为复杂，其次是蒸氨一系统，所有节点共有9个高度风险控制点。同时由表可以看出管式炉节点中涉及2个中度风险控制点和2个高度风险控制点，下面以管式炉节点为例进行分析。

管式炉主要是将富油加热至185～190 ℃后进入脱苯塔，蒸汽加热到400～450 ℃入再生器。这个过程中通过分析，该节点的关键参数主要包括：加热用煤气压力、富油压力及流量、炉膛温度、蒸汽温度、压力及流量等。通过分析小组讨论，对管式炉节点的偏差识别、对节点的偏差产生的原因、可能导致的后果以及应采取的安全措施进行分析，管式炉HAZOP分析，如表2所示。

表2 管式炉系统HAZOP 分析记录

续表2

由表2可以看出,管式炉危险等级达到Ⅲ级，其中煤气压力过低、富油流量过小以及温度过高等偏差需引起操作人员的高度重视。对于入粗苯管式炉煤气压力低可增加低限报警，超低限联锁切断煤气阀门(主阀)和(煤气流量调节阀)，打开放散阀；对于富油流量过小以及温度过高等可设急停按钮，中控室可在紧急情况下将粗苯生产工序紧急停车，避免意外的发生。

3 结论

通过对三回收作业区系统进行HAZOP分析可知，煤气精制生产过程中存在有火灾、爆炸、中毒、窒息、机械伤害等危险有害因素。其中，要重点防范的对象是，电捕和管式炉等，危险等级达到Ⅲ级。作业区工艺运行参数控制在设计范围内，显示报警联锁控制等功能完好，设备设施运行、人员操作维护及管理程序能够满足装置安全运行的要求，但在生产运行中还存在隐患和待完善之处，主要问题及建议、改进措施如下:

(1)增加入粗苯管式炉煤气压力低限报警，超低限联锁切断煤气阀门(主阀)和(煤气流量调节阀)，打开放散阀，因粗苯现场离操作室有一定距离，岗位人员到达现场处理需要一定的时间，这样可以缩短在紧急情况下的反应时间。

(2)增加脱苯塔顶压力高限报警，超高限联锁，切断进脱苯塔蒸汽阀门，粗苯回流泵紧急停车，因粗苯现场离操作室有一定距离，这样可以缩短在紧急情况下的反应时间。

(3)粗苯设急停按钮，中控室可在紧急情况下将粗苯生产工序紧急停车，避免意外的发生。

(4)管式炉煤气管线增设煤气三阀组，管式炉在紧急情况下切断进炉煤气。

(5)对腐蚀的煤气设备和管线除锈刷漆，避免进一步腐蚀，造成煤气泄漏。

作业区对HAZOP分析建议措施进行了跟踪，在分析出所有节点风险点后作业区制作了风险分布与应急疏散四色图，并现场张贴。所有节点涉及到的9个Ⅲ级风险控制点在5个月内有6个降低到Ⅱ级，3个降低到Ⅰ级，作业区风险大大降低。