安全预评价研究报告.doc

安全预评价报告

安全预评价报告

设计单位：榆林学院化学与化工学院
设计团队：五动请醇
成员姓名：张超 王绒绒 屈甜甜 周航宇 张 阔
指引教师：白妮 郝华睿 亢玉红 刘玲娜 范晓勇

7月

目录
1. 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 HAZOP分析发展状况 1
1.3 HAZOP分析意义 2
1.4 HAZOP分析长处 2
2 HAZOP分析办法 3
2.1 办法简介 3
2.2 分析准备 6
2.3 HAZOP分析 6
3 精制工段HAZOP分析 9
3.1 节点划分 9
3.2 乙二醇精馏塔（T0402）HAZOP分析表 10
3.3塔顶冷凝液回流管线HAZOP分析表 12
4 总结 15

1. 绪论
1.1 引言
化工生产过程涉及大量易燃易爆、有毒有害物质，一旦物质正常运营状态遭到破坏，便会发生火灾、爆炸或泄漏等事故，导致严重生命财产损失和环境污染。为防止化工生产过程危险事故发生和蔓延，需要对化工生产过程进行提前防止。
～中华人民共和国先后发生了：辽宁省“7·16”输油管道爆炸、江苏省“7·28”丙烯管道爆炸，甘肃省“2·16”硫化氢中毒等重大事故，使人民生命财产损失惨重。
过程工业生产条件复杂、不易控制等都是导致事故因素。虽然事故是不也许完全避免，但是可以通过加强安全管理等有效手段来防止事故发生，同步采用科学有效危险性评价分析办法更是必不可少办法之一，它可以使人们对整个生产、制造、储存系统危险性有一种明确结识，有针对性进行管理、检查并消除安全隐患，制定严格操作规程并加强员工安全保护办法，继而有效减少事故发生。
危险及可操作性（HAZOP）分析是以系统工程为基本一种可用于定性分析或定量评价危险性评价办法，从生产系统中工艺状态参数出发，应用系统审查办法审查已有生产工艺总图，通过度析生产运营过程中工艺状态参数变动，操作控制中也许浮现偏差，以及这些变动与偏差对系统影响，找出其因素，明确生产过程中存在重要危险，并针对变动与偏差后果提出应采用办法。HAZOP分析是由有经验跨专业专家小组对装置设计和操作提出有关问题，共同讨论解决问题办法。HAZOP分析以其分析全面、系统、细致等突出优势被公以为当前最可靠危险分析办法之一，合用于设计阶段和既有生产装置评价。
1.2 HAZOP分析发展状况
在国内，HAZOP分析应用起步较晚，近来几年才有单位开始应用这种办法，并且应用范畴重要集中在有外资参加大型设施建设中。近几年来，由危险性设施导致重大事故在国内时有发生，HAZOP分析办法知识普及限度和实际应用限度都在迅速提高。当前国内应用HAZOP分析办法作进行风险分析单位重要有：中华人民共和国石化工程建设公司、中石化洛阳工程公司、中石油华东勘查设计研究院等。
HAZOP分析从提出至今已有近40年历史，依照其发展特点，可以将其分为三个阶段：人工HAZOP分析阶段、逻辑化计算机辅助HAZOP阶段和智能化计算机辅助HAZOP阶段。
1.3 HAZOP分析意义
在国内化工类专业高等教诲中，除专门安全工程专业外，其她专业对工艺安全教诲课程严重缺失，导致培养工程师对HAZOP分析知识匮乏，不适应世界经济一体化对高素质人才规定，同步对于即将工作毕业生来说，这一方面知识缺少将会给她们在设计院等单位工作带来诸多被动性，因此HAZOP分析办法学习与应用会使她们对于化工安全有一种全面结识，同步对于工作也是大有裨益。
1.4 HAZOP分析长处
HAZOP分析不是唯一风险评估办法，它之因此能被广泛使用，是由于它具备一系列长处：
（1）能对工艺设计进行全面系统分析研究和审查，分析审查质量取决于审查小组人员构成和素质，组长能力和工艺安全文献精准性；
（2）能对生产操作人员操作错误及由此而产生后果进行分析研究，对那些由于人为操作错误导致严重后果进行某些预测，并针对性提出办法，以保证装备生产安全；
（3）针对工艺设计中潜在危险进行分析研究，HAZOP可以有效发现这种潜在危险，甚至更微小隐蔽又可导致从来没有发生过事故隐患，并采用办法消除；
（4）通过HAZOP分析审查，排除了工艺装置在设计和操作中也许发生突然停车、设备破坏、产品不合格及爆炸、着火中毒等恶性事故，从而提高装置生产效率和经济效益；
（5）通过HAZOP分析研究，可以使设计和操作人员更加全面进一步理解装置性能，既完善了设计，保证了装置生产安全，又能充实了生产操作规程，提高操作人员培训质量。

2 HAZOP分析办法
2.1 办法简介
2.1.1 HAZOP 术语
要真正掌握HAZOP分析技术，一方面对HAZOP技术中用到术语有精确理解，HAZOP分析中惯用术语定义如下：
（1）分析节点：指具备拟定边界设备（如两容器之间管线）单元，对单元内工艺参数偏差进行分析；
（2）操作环节：间隙过程不持续动作，或者是由HAZOP分析组分析操作环节；也许是手动、自动或计算机自动控制操作，问隙过程每一步使用偏差也许与持续过程不同；
（3）引导词：用于定性或定量设计工艺指标简朴词语，引导辨认工艺过程危险；
（4）工艺参数：与过程关于物理和化学特性，涉及概念性项目如反映、混合、浓度、pH值及详细项目如温度、压力、相数及流量等；
（5）工艺指标：拟定装置如何按照但愿操作而不发生偏差，即工艺过程正常操作条件；
（6）偏差：分析组使用引导词系统地对每个分析节点工艺参数（如流量、压力等）进行分析发现系列偏离工艺指标状况，偏差形式普通是“引导词+工艺参数”；
（7）因素：指发生偏差因素。一旦找到发生偏差因素，就意味着找到了对付偏差办法和手段，这些因素也许是设备故障、人为失误、不可预料工艺状态（如构成变化）、外界干扰（如电源故障）等；
（8）后果：指偏差所导致成果，后果分析时假定发生偏差时已有安全保护系统失效，不考虑那些细小与安全无关后果；
（9）安全办法：指设计工程系统或调节控制系统，用以避免或减轻偏差发生时所导致后果（如报警、连锁、操作规程等）；
（10）补充办法：修改设计、操作规程，或者进一步进行分析研究（如增长压力报警、变化操作环节顺序）建议。
2.1.2 HAZOP 节点划分
HAZOP分析在间歇操作过程中节点为操作环节（间歇过程不持续动作），而在持续操作过程中为工艺单元（具备拟定边界设备单元）。
为了逻辑地、有效地分析进行HAZOP分析，一方面要将工艺图或操作程序划分为分析节点或操作环节。对于持续工艺过程，分析节点划分基本原则为：划分节点无所谓“对”和“错”，普通按照工艺流程自然顺序，从进入PID管线开始，继续直至设计意图变化，或继续直至工艺条件变化，或继续直至下一种设备。上述状况变化作为一种节点结束，另一种节点开始。在选取分析节点后来，分析组组长应确认该分析节点核心参数，并保证小组中每一种成员都懂得设计意图。常用节点类型如表1所示：
表1 常用节点类型
序号
节点类型
序号
节点类型
1
管线
9
换热器
2
泵
10
软管
3
间歇反映器
11
环节
4
持续反映器
12
炉子
4
槽/罐/容器
13
公用工程
6
塔
14
其她
7
压缩机
15
作业详细简介
8
鼓风机

2.1.3 偏差拟定办法
HAZOP 分析中拟定偏差最惯用办法是引导词法，即将引导词作用于工艺参数拟定出有实际意义偏差。用引导词拟定偏差办法可以保证HAZOP 分析统一性，同步可以将要分析问题系统化，应用一套完整引导词，可以导出所有也许偏差，而不致被漏掉。
（1）通用引导词如表2所示：
表2 通用引导词及意义见表
引导词
含意
阐明
No（空白）
对设计意图否定
设计或操作规定指标或事件完全不发生
Less（减量）
数量减少
同原则值比较，数值偏小
More（过量）
数量增长
同原则值比较，数值偏大
Part 0f（某些
质减少
只完毕即定功能一某些
As Well As（随着）
质增长
在完毕即定功能同步，随着多余事件发生
Reverse（相逆）
设计意图逻辑反面
浮现和设计规定完全相反事或物
Other Than（异常）
完全代替
浮现和设计规定不相似事或物
（2）惯用工艺参数
流量、温度、时间、pH值、频率、电压、混合、分离、压力、液位、构成、速度、黏度、信号、添加剂等。
（3）偏差构成
偏差是指一种工艺里，工艺参数偏离正常值波动范畴，普通表达为：引导词+工艺参数=偏差。工艺参数分为两类，一类是概念性参数（如反映、转化）；另一类是详细（专业）参数（如温度、压力）。
用引导词来描述要分析问题可以保证HAZ0P办法统一性，同步可以将要分析问题系统化，应用一套完整引导词，可以导出每个具备实际意义偏差，而不致被漏掉。
2.1.4 偏差分析
拟定了每个分析节点偏差后，就要对每个偏差进行分析。分析内容涉及因素、后果、保护办法、建议办法。
（1）因素：指引起偏差发生因素，这是偏差分析重点，一旦找到发生偏差因素，就意味着找到了对付偏差办法和手段，这些因素也许是设备故障、人为失误、不可预见工艺状态（如构成变化）或来自外部破坏（如电源故障）等。
（2）后果：指偏差导致后果，分析中假定发生偏差时已有保护办法失效，导致后果（事故），这里不考虑那些细小、与安全无关后果。
（3）保护办法：指已有设计工程系统或调节控制系统，用以避免或减轻偏差发生时所导致后果，如报警、连锁等。
（4）建议办法：指修改设计、操作规程，或者进一步进行分析研究（如增长压力报警、变化操作环节顺序）建议等，用以最大限度减少事故发生。
2.2 分析准备
HAZOP分析需要将工艺图或操作规程划分为分析节点或操作环节，然后用引导词找出过程中危险，辨认出那些具备潜在危险偏差，并对偏差因素、后果及控制办法等进行研究分析。
HAZOP分析涉及过程各个方面，涉及工艺、设备、仪表、控制、环境等，由于HAZOP分析人员知识局限性，总会与HAZOP分析办法规定有差距，因而，对某些详细问题可听取专家意见，必要时对某些某些分析可延期进行，在获得更多资料后再进行分析。
为了更加有效精确地进行HAZOP分析，准备工作涉及如下内容：
（1）拟定分析目、对象和范畴；
（2）选取分析小组；
（3）获得必要资料；
（4）将资料变成恰当表格并拟定分析顺序；
（5）安排会议
（6）HAZOP分析培训
2.3 HAZOP分析
准备工作做好之后，小组分析工作即可开始，如下内容是小组会议中进行工作。其中重要操作环节如下:
2.3.1 划分节点
依照节点划分原则，在划分节点时应注意如下因素：
（1）单元目与功能；
（2）单元物料（体积或质量）；
（3）合理隔离／切断点；
（4）划分办法一致性。
2.3.2 解释工艺指标或操作环节
在选取分析节点后来，分析组组长应确认该分析节点核心参数，如设备设计能力、温度和压力、构造规格等，并保证小组中每一种成员都懂得设计意图。如果有也许最佳由工艺专家做一次解说与解释。
2.3.3 拟定故意义偏差
选用一种节点一种工艺参数有引导词进行构造化，拟定有实际意义偏差，如前所述，采用对每一种工艺参数顺序使用引导词，这样可以导出所有偏差，而不致被漏掉。
2.3.4 对偏差进行分析
分析组按拟定程序对每个节点或操作环节偏差进行分析。分析得到一系列成果：偏差因素、后果、保护装置、建议办法等。
2.3.5 小结
HAZOP分析流程图意义：
（1）一次选取一种节点进行分析；
（2）选取该节点一种工艺参数；
（3）使用引导词建立故意义偏差；
（4）分析偏差后果、列出也许因素、提出办法。
依照以上环节先选取一种节点进行，选取一种工艺参数，选取一种引导词，向下进行，完毕循环后，再选取另一种引导词，重复第（3）、（4）条，直到所有引导词循环完之后，再进入该节点下一工艺参数，即进入（2），继续向下循环。当该节点中工艺参数均分析完之后，再进入下一种节点如上重复进行。如此始终分析下去，直到所有节点都进行了分析。

3 精制工段HAZOP分析
3.1 节点划分
选取PID图纸，该图纸节点设立如图1所示：

节点6
节点2
节点7
节点5
节点3
节点4
节点1

图1 图纸节点划分
节点1：乙二醇精馏塔（T0204）；
节点2：乙二醇精馏塔进料管线；
节点3：塔顶冷凝器（E0211）；
节点4：回流罐（V0204）；
节点5：塔顶冷凝液回流管线；
节点6：乙二醇采出管线；
节点7：塔底再沸器（E0210）；
在本设计中选用节点1和节点5阐明详细分析过程。
3.2 乙二醇精馏塔（T0401）HAZOP分析表

节点1：乙二醇精馏塔（T0204）
,
图2 精制工段节点1控制方案
设计意图：将混合液中乙二醇精馏出来；
工艺指标：操作温度110℃，操作压力0.1Mpa，塔顶乙二醇纯度达到99.9%以上。

表3 乙二醇精馏塔（T0401）HAZOP分析表
序号
工艺工况
工艺状态
因素
也许后果
保护办法
建议办法
1

塔釜液位
高
1.进料流量高；
2.塔底采出液流量控制阀事故关闭；
3.塔底液位检测器给出错误信号，使流量控制阀启动太小；
1.损坏塔构件；
2.液泛；
3.塔低温度低；
4.塔底回流循环量大；
5.形成憋压；
1.塔底液位批示器；
1.塔底高液位批示报警装置；
2.检查各仪表有效性；
低
1.进料流量低；
2.再沸器温度太高；
3.塔底采出液流量控制阀事故全开；
4.塔底液位检测器给出错误信号，使流量控制阀启动太大；
1.塔低温度高；
1.塔底液位批示器；
1.塔底低液位批示报警装置；
2.检查各仪表有效性；

塔体温度
高
1.塔进料减小；
2.流经再沸器速度太快；
3.再沸器温度太高；
4.进料液温度太高；
5.塔顶冷凝器失效；
6.塔底液面太低；
1.塔压高；
2.塔分离效果下降，产品质量不合格；
3.塔操作负荷加大；
4.再沸器、冷凝器消耗量加大；
1.塔釜回流蒸汽管线上加温度批示装置；
2.塔釜回流蒸汽管线加定压安全阀；
3.塔顶蒸汽管线上加定压安全阀；
1.回流管线安装流量监测仪；
2.高温批示报警装置；
3.检查各仪表有效性；
低
1.塔釜回流过量；
2.进料轻组分闪蒸；
3.进料热量较于过冷状态；
4.流经再沸器速度太慢；
5.再沸器温度太低；
6.温度变送器给出错误信号，是再沸器蒸汽入口阀门处在小开度；
1.塔顶压力减小；
2.塔分离效果下降，产品质量不合格；
3.塔顶回流量减小；
1.进料管线安装温度批示仪表；
2.塔顶回流蒸汽管线上安装流量批示装置；
3.塔釜回流蒸汽管线温度批示仪表；

1.回流管线安装流量监测仪；
2.检查各仪表有效性；
3.低温批示报警装置；

2

塔体压力
高
1.进料轻组分闪蒸；
2.进料物流压力高；
3.塔盘堵塞；
4.塔液位升高；
5.塔温度升高；
6.塔顶采出管线堵塞；
7.塔顶采出量减小；
1.导致塔渗液或漏液甚至爆炸；
2.塔顶冷凝器热负荷大；
3.塔操作负荷增大；
1.压力批示仪表；
2.进料管线安装压力批示仪表；
3.塔顶回流蒸汽管线上安装流量批示装置；
1.安装安全泄压阀；
2.安装高压批示报警装置；

低
1.塔温度低；
2.塔顶冷凝器冷却剂用量过大；
3.进料流量较小；
4.进料温度过冷；
5.塔釜采出量过大；
6.安全泄压阀事故打开；
1.重组分被带到塔顶，塔顶产品质量不合格；
2.气相负荷变大导致物沫夹带；
3.塔解决量下降；
1.压力批示仪表；
2.塔釜回流蒸汽管线流量批示仪表；
3.塔顶加冷凝气管线安装流量批示仪表；
4.进料管线安装温度检测仪表；
5.塔釜采出液管线安装流量批示仪表；
1.减小冷凝器冷剂用量；
2.减少塔顶采出量；
3.减少釜采出量；
4.增大再沸器蒸汽流量；

3

敏捷板温度
高
1.进料热量较多；
2.塔釜上升蒸汽量增多；
3.温度变送器给出错误信号，使再沸器蒸汽入口阀门开度较大；
4.蒸汽温度控制阀故障时处在启动状态；
1.塔顶压力升高；
2.塔操作负荷加大；
3.再沸器、冷凝器消耗量加大；
4.产品质量不合格；
1.塔釜回流蒸汽管线上加温度批示装置；
2.塔釜回流蒸汽管线加定压安全阀；
3.塔顶蒸汽管线上加定压安全阀；
1.检查各仪表有效性；
低
1.进料热量较于过冷状态；
2.塔釜上升汽量减少；
3.温度变送器给出错误信号，是再沸器蒸汽入口阀门处在小开度；
4.蒸汽温度控制阀故障时处在小开度状态状态；
1.塔顶压力减小；
2.产品质量不合格；
1.塔釜回流蒸汽管线上加温度批示装置；
1.检查各仪表有效性；
3.3塔顶冷凝液回流管线HAZOP分析表
节点5：塔顶冷凝液回流管线

图3 精制工段节点5控制方案
设计意图：输送回流液，保证回流比；
工艺指标：回流温度50.5℃，回流压力0.04Mpa，质量流量169723.83kg/h。

表4 塔顶冷凝液回流管线HAZOP 分析表
序号
工艺工况
工艺状态
因素
后果
安全办法
建议办法
1

回流循环量
高
1.回流比控制器发出错误信号，使流量控制阀启动过大；
2.回流控制阀事故全开；
1.回流罐液位减少；
2.塔顶压力减少
3.塔内下降液体流量加大；
1.回流量加流量检测与控制装置；
2.回流罐安装液位批示装置；
1.回流罐加低液位报警；
低
1.回流变送器给出错误信号，使流量控制阀关闭过小；
2.回流控制阀停留在低流量位置；
1.回流罐液位升高；
2.产品纯度也许达不到规定；
3.塔内压力升高；
1.回流量加流量检测与控制装置；
2.回流罐安装液位批示装置；
1.回流罐加高液位报警；
无
1.回流泵停止工作；
2.回流变送器给出错误信号，致流量控制阀关闭；
3.回流调节阀事故时在关闭位置；
1.塔顶压力急剧升高；
2.塔内气相流量无法某些冷凝，产品质量达不到规定；
3.回流罐液位升高；
1.回流泵采用备用泵；
2.回流量加流量检测与控制装置；
1.回流罐加高液位批示报警装置；
2

回流压力
高
1.回流泵堵塞；
2.回流罐游压力高；
3.原料温度高；
4.回流控制阀故障在闭位置；
5.回流流量变送器故障给出错误信号，导致流量调节阀关闭；
1.通过泄压阀泄漏；
2.管线渗液或漏液（超过管子压力级别）；
3.没有液体回流，产品纯度局限性；

1.压力批示器；
2.采用备用泵；

1.高压报警装置；
2.加回流低流量控制；
3.对回流罐加高液位控制；
3

失去密封
1.腐蚀；
2.外部火灾；
3.外部撞击；
4.垫圈或密封圈失效；
5.谁水持续冲击；
6.不恰当维护；
7.材料缺陷；
8.控制阀处泄漏；
9.设备堵塞物热膨胀；
10.排污阀泄漏；
11.高压；
1.泄漏；
1.远距离或人工操作隔离管线能力；
2.止逆阀；
3.腐蚀探测器；
4.释放阀；
5.防爆膜；
1.无损检测；
2.按规定操作；

4 总结
HAZOP分析能全面辨认流程中危险和改进操作，减少管理盲点，有效提高工作流程效率和生产力。HAZOP分析集中分析异常操作状况和此前未发生过事，是对设计重要补充。有文献数据显示，进行HAZOP分析并采纳有关建议后，运营时浮现问题至少减少一种数量级。尽管当前重要发达国家已经立法强制其在工程建设项目推广应用，但是该办法在国内却没有得到大范畴应用。HAZOP分析相称于将设计阶段设计审查和工厂操作事故预案结合起来进行更加系统，更加全面分析考虑，并将这一考虑在项目开始阶段就融入到装置设计中去，保证将一种安全合格装置移送给业主。随着国外技术和国际工程公司大量介入，以及国内业主和工程公司在理念上和程序上与国际先进水平接轨，HAZOP研究会在越来越多工程设计中得到应用。