火灾爆炸指数法用于加氢厂房的安全评价
作者:刘学武1 杨涛1 林晖2
来源:1中国石化抚顺石油化工研究院 2中国石化安全工程研究院
评论: 更新日期:2014年05月27日
加氢试验厂房是中国石化抚顺石油化工研究院投资最大、装置最集中的场所,是防火重点部位,做好它的安全评价可以使管理者了解事故隐患和薄弱环节,全面掌握该部位的安全状况,不断改进、完善安全防灾体系与设施,也可据此确定系统是否需要改进设计或增加安全措施,明确改进后的危险性是否达到可以接受的程度,以预防事故发生,实现系统最佳安全的目的。由于加氢试验厂房中均为小型试验装置,故在评价中有别于工业装置,部分选项视情况可以忽略不计。
1安全评价方法选择
现在国内外以开发出许多种安全评价法,按指标量化的体系可分为两大类,即风险率法和相对法。但风险率评价法需要精确的统计数据,其评价结果的准确率才比较高;而往往由于缺乏故障由于液氯生产系统承担着氯气液化、贮存、气化、精制和包装等关键生产过程,设备服役运行多年,生产过程的各工艺控制参数要求苛刻,一旦超概率数据,应用起来有一定的困难。目前应用较多的是相对法,也称指数法或评点法,这类方法是根据过去经验或有关资料,采用一系列相对数值来度量危险性的大小,经综合评价,确定系统安全程度。本文采用的评价方法为美国道化学公司火灾爆炸指数评价法[1],该评价法是以工艺过程中使用、生产物质的理化特性为基础,结合工艺条件、物料量等因素求取火灾爆炸指数。
2确定评价单元
加氢试验厂房内40套小型加氢装置,工艺流程基本相同,故选取整个厂房为评价单元。加氢厂房概况如下。
加氢厂房为钢筋混凝土排架结构,跨度24 m ,长度60 m,屋面设9m跨天窗,耐火等级为二级,设两个安全疏散口,疏散距离为27 m,厂房建筑面积1471m2,容积10 000 m3,厂房采用侧窗、天窗、及屋面泄压,泄压面积933 m2,泄压面积与厂房容积比值为0.075,满足防火规范要求。
2 HAZOP分析
由于液氯生产系统承担着氯气液化、贮存、气化、精制和包装等关键生产过程,设备服役运行多年,生产过程的各工艺控制参数要求苛刻,一旦操作或控制失误,将会对整个氯碱生产系统造成严重威胁,甚至发生容器爆炸,造成氯大量外泄,给职工、周围居民乃至社会造成极大危害。限于篇幅,以下仅对危险性最大的液氯贮槽进行HAZOP分析。
2.1分析单元
液氯贮槽主要控制的工艺参数:液氯贮槽的温度、液位、压力。
分析单元(节点)为液氯输送泵1的进口阀门至液氯输送泵2的进口阀门,如图1所示。
2.2分析结果及讨论
仅以液氯贮罐液位的HAZOP分析为例加以说明,HAZOP分析结果见表1。
引导词 | 偏差 | 原因 | 后果 | 已采取的安全措施 | 建议措施 |
NONE (空白) | 无液位 | 1)液氯进口阀关 闭 2)进口管线堵塞 3)进口阀门盲板 未拆 4)液化器相连管 线断裂 5)液位变送器指 示错误 6)液氯输送泵无 流量或憋压 7)去包装的液氯 管线泄漏 8)设备或管线保 温腐蚀,穿孔泄漏 | 1)无液位即罐内 无液氯 2)液氯(或液氯汽 化后)泄漏 | 1)系统所有阀门处于受控状态 2)严格执行盲板管理规定,按照盲板图挂牌、装拆、消项,专人管理 3)设置了液位低低报联锁停车报警系统;现场设置双液位检测 4)液位控制阀定期检验保养 5)控制系统设置了冗余系统,并定期保养 6)现场安装了有毒气体报警仪探头 7)可以把液氯转送到另外的贮槽。用两个贮槽液面指示的减增来判断失常的液面计 8)随时检查液位上升情况 9)调节阀失常时,转换到备用系统 10)与液氯精制器压力控制联锁 | 1)选择符合材质要求的阀门 2)所有阀门设有打开的标志,并有书面确认程序 3)按照规范增设有毒气体报警仪数量,信号引至中央控制室 4)加强现场巡检 5)增设固定碱液喷淋设施,使得喷淋面积覆盖整个贮槽 6)事故氯吸收系统扩容,增加1台事故氯气吸收塔;并优化运行工艺,吸收塔负压操作 7)对操作工加强培训,严格执行操作规程和安全技术规程 8)现有厂房门窗关闭不严,改为塑钢门窗 9)定期进行设备强检 |
MORE (过量) | 液位 偏高 | 1)后续系统故障 2)后续系统阀门 关闭或开度不够 3)现场液位计与 控制室DCS液位 指示有偏差,仪表指示故障 | 1)安全阀起跳 2)液化器液位升 局 3)导致后续系统 压力上升 | I)液氯贮罐本体设置安全阀,排放管线并人事故氯吸收装置 2)安全阀根阀必须处于全开状态并锁定 3)建立液化器定期排污制度。并做好确认记录。加强分析样品的检验及审查 | 1)加强巡检,发现故障及时处理 2)相连两罐之间手动阀门改为远程控制阀门,且在紧急状态下能够自动切换 3)液氯输送泵的进口管线设置紧急切断阀 |