(中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 北京 100029)
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)冷庫(kù)的冷藏容量已突破1000萬(wàn)噸。我國(guó)冷庫(kù)行業(yè)起步晚,屬二十世紀(jì)70、80年代建造的比例很高,許多企業(yè)管理不規(guī)范,有些工程甚至未經(jīng)設(shè)計(jì)和正規(guī)安裝,使得一些冷庫(kù)隔熱材料的施工、設(shè)備材料的選用以及管道焊接等方面帶有先天性的缺陷。這些裝置一旦發(fā)生事故,后果將極其嚴(yán)重[1]。
關(guān)于危險(xiǎn)與可操作性分析(HAZOP)的研究較多,王峰[2]等研究了基于層次分析法的計(jì)算機(jī)輔助HAZOP 分析技術(shù),對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程中存在的重要危險(xiǎn)隱患提出了防范建議。王龍[3]等進(jìn)行了基于未確知的化工系統(tǒng)HAZOP 分析,解決了傳統(tǒng)HAZOP 分析的存在的問(wèn)題。李娜[4]等在HAZOP分析的基礎(chǔ)上,引入層次分析法,實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全評(píng)價(jià)的半定量化。郭宇晴[5]等研究了一種間歇過(guò)程HAZOP 危險(xiǎn)性分析方法,并對(duì)對(duì)精細(xì)化學(xué)品間歇生產(chǎn)過(guò)程的萃取提純工序進(jìn)行了危險(xiǎn)性分析。王彪[6]等介紹了HAZOP 分析方法在某LNG站設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用,為修改與完善設(shè)計(jì)提供了參考。王婷[7]等研究了輸油氣站場(chǎng)HAZOP分析方法及其應(yīng)用,提出了增加安全設(shè)施和調(diào)整工藝流程等相關(guān)改進(jìn)措施。余濤[8]等研究了HAZOP方法在聚乙烯生產(chǎn)裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用,給出了降低風(fēng)險(xiǎn)的合理措施。張平[9]等分析了HAZOP 分析在中亞天然氣管道的應(yīng)用,為其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和持續(xù)改進(jìn)工作提供了建議。齊海桃[10]等運(yùn)用HAZOP 方法,對(duì)氨合成塔進(jìn)行危險(xiǎn)性辨識(shí),并提出相應(yīng)的對(duì)策措施。
小型氨制冷裝置的HAZOP分析目前還未有開(kāi)展。本文采用HAZOP方法對(duì)小型氨制冷裝置進(jìn)行分析,旨在對(duì)裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行安全審查,識(shí)別出設(shè)計(jì)中可能存在的偏差,并分析偏差可能導(dǎo)致的危害和可操作性問(wèn)題。
HAZOP是用來(lái)評(píng)估裝置的一種方法,其目的是為了找出設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題并提出預(yù)防措施。分析過(guò)程主要是從工藝狀態(tài)參數(shù)出發(fā),通過(guò)引導(dǎo)詞考查工藝狀態(tài)參數(shù)變動(dòng),分析參數(shù)變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響,找出參數(shù)變動(dòng)可能導(dǎo)致的后果,并對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)的偏差和變動(dòng)給出降險(xiǎn)意見(jiàn)。HAZOP分析流程如圖1所示,HAZOP會(huì)議的分析流程如圖2所示。
圖1 HAZOP分析流程圖
壓縮機(jī)將低溫低壓氨氣吸入壓縮機(jī),使氨氣壓力升高到大于蒸發(fā)式冷凝器,將高壓氨氣排至蒸發(fā)冷凝器。蒸發(fā)式冷凝器內(nèi),溫度和壓力較高的氨氣與溫度較低的空氣進(jìn)行熱交換,氣體冷凝變?yōu)橐后w。液氨進(jìn)入貯氨器,再經(jīng)過(guò)節(jié)流閥節(jié)流降溫降壓形成低溫低壓液氨,進(jìn)入低壓循環(huán)桶,分別向6個(gè)冷卻系統(tǒng)供冷。冷卻設(shè)備內(nèi),低溫低壓的液氨吸收被冷卻物質(zhì)的熱量而汽化,氨氣及未被汽化的液氨回到低壓循環(huán)桶,低溫低壓的氨氣又被壓縮機(jī)吸走。這樣,便在制冷系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)壓縮、冷凝、節(jié)流和汽化完成循環(huán)。(制冷工藝流程示意圖,如圖3所示。)
圖2 HAZOP會(huì)議的分析流程圖
圖3 制冷工藝流程示意圖
風(fēng)險(xiǎn)矩陣是進(jìn)行HAZOP風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。在HAZOP分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)矩陣,利用事故的后果嚴(yán)重等級(jí)和事故發(fā)生的頻率等級(jí)在風(fēng)險(xiǎn)矩陣中計(jì)算事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。HAZOP分析時(shí)采用的風(fēng)險(xiǎn)矩陣見(jiàn)圖4。
圖4 HAZOP分析風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖
HAZOP項(xiàng)目組對(duì)某公司小型氨制冷裝置進(jìn)行分析,共分析分析節(jié)點(diǎn)9個(gè)節(jié)點(diǎn)。HAZOP分析的節(jié)點(diǎn)劃分,見(jiàn)表1。
表1 節(jié)點(diǎn)信息表
引導(dǎo)詞+工藝參數(shù)=偏差。用引導(dǎo)詞來(lái)描述要分析的問(wèn)題,能夠?qū)⒋治龅膯?wèn)題系統(tǒng)化。應(yīng)用一套完整的引導(dǎo)詞,可以得到所有可能的偏差。節(jié)點(diǎn)1的主要偏差見(jiàn)表2。
表2 節(jié)點(diǎn)1偏差表
按確定的程序?qū)ζ钸M(jìn)行分析,分析導(dǎo)致偏差的全面原因及不同原因可能導(dǎo)致的后果,確定已有的安全措施是否充足,提出整改建議。節(jié)點(diǎn)1的部分HAZOP分析結(jié)果表3。
表3 節(jié)點(diǎn)1的部分HAZOP分析結(jié)果表
1)通過(guò)引導(dǎo)詞引出偏差,HAZOP方法可對(duì)所有工藝參數(shù)最大化完備性的分析其可能的原因、后果和提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施。
2)考慮了對(duì)人員安全、環(huán)境污染及財(cái)產(chǎn)損失三方面的影響,對(duì)某公司小型氨制冷裝置進(jìn)行了HAZOP分析,共分析問(wèn)題20項(xiàng),其中高風(fēng)險(xiǎn)情況5項(xiàng)。
3)針對(duì)小型氨制冷裝置高風(fēng)險(xiǎn)情況,給出了詳細(xì)的原因分析及對(duì)應(yīng)的措施,為預(yù)防和減少、避免類似事故、實(shí)現(xiàn)對(duì)小型安制冷裝置的安全控制提供了具體參考和重要依據(jù)。