剖析石化业空压机设施的运用

一、经过30多年的发展，目前HAZOP分析方法已被广泛应用于石油开采、炼制、化工、化纤、矿山、冶金及信息科学产业，而HAZOP分析在国内空分装置中应用得还比较少。中国石油广西石化公司空分装置于2009年11月30日一次开车成功，至今运行半年有余，工况运行平稳，这也得益于在设计阶段及时地对本套装置进行了HAZOP分析，从设计源头上避免了事故隐患，本文就广西石化空分装置进行的HAZOP分析做一个回顾，希望能给同行们一个借鉴。

二、装置背景

广西石化空分空压装置是中国石油广西石化1000万t/a炼油工程的一个单项，该单项由空分和空压两部分组成，且采取联合布置的方式。本装置向全厂管网系统提供低压氮气、中压氮气、仪表空气和装置空气。氮气主要用于各工艺装置压缩机密封、聚丙烯再生、各工艺装置开停工或设备检修时置换、吹扫及事故状态时的充氮保护等；仪表空气被用做全厂控制系统的动力源；装置空气被用于部分工艺装置的风送系统、打包系统及开停工或设备检修时置换、吹扫等。

根据全厂氮气、仪表空气和装置空气需用负荷确定空分规模为2×6000m3 /h产品氮气，空压部分规模为3×17500m3 /h，空分和空压共五台原料压缩机，可互为备用。另外为保证空分装置供氮的可靠性，本设计选用两套6000m3 /h的空分制氮设备同时使用。

1.空分空压单元HAZOP审查背景

空分空压单元的HAZOP审查会议于2008年1月28日至2008年2月1日在大庆石化工程公司召开。HAZOP会议主席由印度籍工艺工程师Ajit.Kale担任，审查小组包括工艺、自控、设备、安全、生产管理等相关专业人员。

在审查小组成员深入分析讨论的基础上，结合工艺设计及可操作性方面的资料，对空分空压工艺进行系统的工艺安全分析，全面系统地查找工艺及可操作性方面可能存在的问题，识别出装置存在的能够导致重大工艺安全事故的危险，并进行全面的保护层分析，提出相应的解决措施，保证该工艺安全平稳的运行。

会议供用时40h，分析11张PID图样，产生建议数35个。

2.空分空压单元HAZOP审查

审查过程涵盖空分空压装置的各个单元，包括空分装置的空气过滤及压缩机系统、空气预冷系统、空气纯化系统、分馏塔系统、氮气压缩系统、液氮贮存及汽化系统、氮气储存及外送系统，空压装置的空气过滤及压缩机系统、干燥系统、过滤系统、仪表空气增压和储存系统。HAZOP审查时按照不同系统划分了共计9个节点，对节点的偏差、原因、后果及保护措施进行了详尽的分析。

HAZOP分析时可能用到的引导词和偏差的组合及可能原因，分析过程记录。

3.空分空压单元HAZOP审查结论

本次HAZOP分析会议提出的35条建议中，有关于操作方案澄清方面的建议，有关于设计文件书面表达方面的建议，有关于设计文件与规范一致性方面的建议，较为重要的建议为：

1）建议设计承包商与压缩机供货商确认：如果压缩机入口控制阀误操作关闭时是否压缩机会停车来自我保护。

2）由于压缩机出口压力和管网系统压力的差值较大可能会引起的管路系统振动。比如差值较大的原因可能是压力变送器故障。需要供货商提供相关信息来减少这种情况带来的损失。

3）液氮汽化器有被冻结的可能性，应增加停泵连锁，当水温低于10℃时考虑联锁停泵。

4）液氮汽化器的凝水溢流管线与DSW进料管线相连后与排液阀门相连。如果切断阀误操作可能会使液氮汽化器内的凝水无法排放，从而导致汽化器无法正常工作。*可靠的操作经验是溢流管线应直接与地漏相连。

5）应在液氮汽化器壳程上设置凝水的低液位报警。

6）应确保氮气泄放时不会有冷气体出现在工作区。

7）建议在停车时在冷箱界面附近加8字盲板以彻底隔离。

8）应和液氮汽化器供货商确认是否设置了热膨胀安全阀保护。

9）建议设计承包商将所有氮气放空管线合并并通过统一的总管放空至安全高度，根据化工部标准HG20570.2，95中的要求，放空口至少要高出以排放口为中心的7.5m为半径范围内的地面，设备平台的2.5m以上。

三、结语

很多国内业主和工程公司出于对项目投资和进度的考虑以及在思想上受固有观念的束缚，对HAZOP不够重视，即使是项目在国外基础设计包中已经包含HAZOP研究报告，在详细设计时也未将HAZOP结果融入到设计中去，认为如果遵照HAZOP的结果来进行设计和操作，一方面会造成投资额的增加，另一方面会导致开车困难，或者根本无法开车。

实际上，HAZOP相当于将设计阶段的设计审查和工厂操作的事故预案结合起来进行的更加系统、更加全面的分析考虑，并将这一考虑在项目开始阶段就融入到装置设计中去，是把“安全源于设计”的理念*好的落实，它能保证将一个安全合格的装置移交给业主。应该说目前国内装置很少做HAZOP研究，但是随着国外技术和国际工程公司的大量介入，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的接轨，HAZOP研究会在越来越多的工程设计中得到应用。