HAZOP分析在中亚天然气管道的应用.pdf

2 0 1 3 年 管道技术5设各 2 0 1 3 箜兰塑里 望竺 竺 竺蔓里 g 竖塑兰旦竺 旦竺竺坐塑 兰 H A Z O P 分析在中亚天然气管道的应用 张平，罗叶新 中国石油天然气管道工程有限公司，河北廊坊0 6 5 0 0 0 摘要危险及可操作性分析 H A Z O P 不仅在工程安全保证方面发挥着重要作用，而且在安全设计 理念的提升和设计水平的持续改进方面可起到促进作用。文中就H A Z O P 分析任务、分析步骤和主要 注意事项等展开论述，并以中亚天然气管道项目为背景，以重要节点 压缩机组 为例进行了分析。通 过分析，进一步明确了H A Z O P 的分析程序，为风险评价工作和持续改进工作提供有意义的参考资料， 为该方法在国内油气管道领域的推广和应用起到一定的指导作用。 关键词管道；危险及可操作性分析；天然气 中图分类号T E 8文献标识码B文章编号1 0 0 4 9 6 1 4 2 0 1 3 0 4 0 0 5 1 0 3 H A Z O PS t u d yA p p l i e do nt h eC e n t r a lA s i aG a sP i p e l i n e Z H A N G P i n g ，L U OY e x i n C h i n aP e t r o l e u mP i p e l i n eE n g i n e e r i n gC o r p o r a t i o n ，L a n a n g0 6 5 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t H a z a r da n do p e r a b i l i t ys t u d y H A Z O P n o to n l yp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h ep r o j e c ts a f e t ya s s u r a n c e ，b u ta l s o e o n t i n o u s l yp r o m o t e st h es a f e t yd e s i g nc o n c e p ta n dd e g i s nl e v e l ．T h ep a p e ru s e st h em a i nn o d ec o m p r e s s i o nu n i t so ft h eC e n t r a l A s i a ng a sp i p e l i n ep r o j e c ta sa ne x a m p l e ，a n dd e s c r i b e st h ep u r p o s e ，p r o c e d u r ea n ds p e c i a ln o t eo fH A Z O P ．T h r o u g hi n v e s t i g a - t i o n sf o rt h ef u r t h e ru n d e r s t a n d i n go ft h eH A Z O Pp r o c e d u r e s ，an o d ed e f i n i t i o np h i l o s o p h ya n das p e c i f i e dp u r p o s ea r ea c h i e v e d ， w h i c hp r o v i d e sm e a n i n g f u lr e f e r e n c ef o rt h er i s ke v a l u a t i o na n dc o n t i n u o u si m p r o v e m e n ta n dp r o v i d e sag u i d e l i n ef o rt h eH A Z O P a p p l i e da n dp o p u l a r i z e di no i la n dg a sf i e l d sr a p i d l yi nC h i n a ． K e yw o r d s p i p e l i n e ；h a z a r da n do p e r a b i l i t ys t u d y ；g a s 1H A Z O P 分析简介 危险和可操作性分析 H a z a r da n do p e r a b i l i t ys t u d y ，H A Z O P 是目前国际上工程建设项目安全评价和分 析的通用方法，具有全面、系统、细致的特点。 它由有经验、跨专业的专家小组对装置的设计提 出有关安全、可操作性方面的问题，共同讨论解决问 题的方法。在研究过程中，通过将工艺过程划分为合 理的单元 分析节点 ，根据相关的设计参数引导词， 针对每个分析节点识别出具有潜在危险的偏差，然后 通过对每个可能的、有意义的偏差从可能的原因、潜 在的后果、已有的安全保护措施等方面进行详细分析 与评估，最后提出应改进的工程措施、应完善的管理 措施等，从而有效控制风险。如此对每个节点反复使 用该方法分析，直到所有节点都被讨论，分析工作才 算完成。H A Z O P 分析法既适用于设计阶段，又适用于 在役生产装置。 收稿日期2 0 1 2 0 8 0 7收修改稿日期2 0 1 3 - 0 2 2 5 2I n Z O P 分析方法 H A Z O P 分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程 危险及操作性问题的结构化分析方法，它把管道输送 系统看成一个连续的生产过程，通过分析每个工艺单 元或操作步骤，识别出具有潜在危险的偏差。 对于输气管道工艺站场设计，H A Z O P 分析按照工 艺仪表流程图 P I D ，将管道系统划分为多个合理的 分析节点，每个节点表现为完成某个特定的功能。 H A Z O P 分析中，确定偏差的最常用方法是引导词法， 即将引导词作用于工艺参数，确定出有实际意义的偏 差。长输管道天然气站场常用的偏差有没有流量、 流量偏高、流量偏低、气质不合格、压力偏高、压力偏 低、异常真空、温度偏高、温度偏低、液位偏高、液位偏 低、腐蚀、爆炸、火灾、失电、设施布置、污染等。在选 定分析节点和偏差后，H A Z O P 分析的任务是根据节点 控制的工艺参数指标，对这些偏差产生的原因、后果、 安全保护、应采取的行动进行综合分析。在了解确定 的设计意图基础上，分析工艺流程图中某节点的参数 变化给整个系统带来的后果，同时假定设置的安全设 施失效，分析带来的危险性并评价其风险。对于识别 万方数据 5 2 P i p e l i n eT e c h n i q u ea n dE q u i p m e n t J u l ．2 0 1 3 出的所有可能导致隐患和操作性问题的原因，应提出 改进措施和建议，以彻底解决存在的安全问题。 H A Z O P 工作流程图见图1 。 系统一般功能的解释 ● 7 - l 选择节点 I ● 解释节点的所有控制，仅表及其他相关特性I ● 明确功能、设计意图 ● l 撬柽塞辨l●w “ ● ● - I 应用弓l 导词I ＆三兰多 火≤兰≥ ◇ 火◇ 、、迥塑 户 ＼蔓应用 ／， Y Y 标志节点完成 N ◇ 标志整个系统完成I 图1I t A Z O P 分析流程图 3 I t A Z O P 分析过程 中亚天然气管道的设计规范、标准以及环保和安 全的要求不同。为保证压气站的技术水平和安全要 求的一致性，为工程建设、采办招标提供可靠、完整、 统一的技术要求和标准，保障管道安全、可靠运行，第 三方咨询公司对中亚天然气管道的压气站场进行了 H A Z O P 分析。下面以中亚天然气管道工程在施工图 阶段的典型压气站压缩机组节点的H A Z O P 分析为 例，说明H A Z O P 分析的过程。 1 划分节点 以典型压气站压缩机组节点为例进行说明。 2 解释工艺指标 确认该分析节点的关键参数，如压缩机的实际能 力、设计流量、设计温度和设计压力等，并确保小组中 的每个成员都知道设计意图。 3 确定有意义的偏差 偏差为引导词与工艺参数的结合，一般表示为 引导词 工艺参数 偏差 即选取1 个节点的1 个工艺参数，由引导词进行 结构化，确定具有实际意义的偏差。用引导词来描述 要分析的问题，可以确保H A Z O P 方法的统一性，同时 能够将要分析的问题系统化，应用一套完整的引导 词，可以导出所有可能的偏差，而不致遗漏。节点的 主要偏差见表l 。 表1 节点偏差表 4 对偏差进行分析 分析组按确定的程序对偏差进行分析。分析导 致偏差的全面原因，不同原因可能导致的危害后果， 已有的安全措施是否充足，提出需添加的改进建议。 典型压气站具体分析结果见表2 。 通过对上述压缩机节点的H A Z O P 分析，可清晰 辨识出存在的不可接受的情况和需要改变的状态，进 而提出需要采取的行动。此行动应从2 个方面着手 防止原因事件的出现；减少事故的后果。一般从以下 几个方面加以考虑修改管道工程设计方案；更新或 增设设备；应急响应；操作程序；冗余系统；防泄漏系 统；重新选址；训练、培训等。同时，在选择措施时，应 考虑系统的可操作性和经济合理性。 4I I A Z O P 分析方法注意事项 4 ．1H A Z O P 分析是持续改进的过程 H A Z O P 分析与工程设计阶段同步进行，并作为油 气管道系统安全性设计的一部分应用到设计的各个 阶段。如果在工程建设完成后再进行H A Z O P 分析， 则可能出现H A Z O P 专家小组所建议的整改措施落实 困难或者落实费用高的问题。 4 ．2 I - I A Z O P 分析与设计审查的区别 设计审查是对设计成果的独立检查，其目的是找 出影响可靠性、安全性及可操作性的设计缺陷。 H A Z O P 分析是在设计成果的基础上，挖掘设计和操作 中的安全隐患，分析事故发生的原因及可能发生的后 果，并进一步提出改进措施。由于H A Z O P 分析会和 设计审查会性质不同、内容不同，且属于不同设计阶 段的工作内容，因此，不应将H A Z O P 分析会作为设计 讨论会，更不能用H A Z O P 分析会代替设计查审会。 万方数据 第4 期张平等H A Z O P 分析在中亚天然气管道的应用5 3 5 结束语 将I - I A Z O P 分析在管道工程设计中推广，将其应 用到管道设计的各个阶段，可提升系统及装置的安全 设计水平。 参考文献 [ 1 ]王若青，胡晨．H A Z O P 安全分析方法的介绍．石油化工安 全技术，2 0 0 3 ，1 9 1 1 9 2 3 ． [ 2 ]赵宏振．长输管道天然气站场H A Z O P 分析实践．天然气 与石油，2 0 1 0 ，2 8 4 1 4 ． [ 3 ]任启瑞．危险与可操作性分析在气田集输工程安全设计 中的应用．天然气工业，2 0 0 3 ，2 7 3 1 3 1 1 3 4 ． [ 4 ]李秋萍，李秋娟．H A Z O P 分析方法在油气管道系统中的 应用研究．石油化工安全环保技术，2 0 1 1 ，2 7 1 1 7 2 0 ． [ 5 ] 郑津洋．长输管道安全风险辨识、评价、控制．北京化学 工业出版社，2 0 0 4 ． 作者简介张平 1 9 7 8 一 ，工程师，从事油气储运及相关行业的 设计和技术研究管理工作。 E - m a i l z h a n g p i n g ．z y p e t r o c h i n a ．e o n kc n 上接第4 7 页 水量，使露点部位转移至换热器钛材 管束内，运行一段时间后发现铁离子含量明显下降。 由此可知由于未能及时获得腐蚀信息，导致装置在改 炼俄罗斯原油后塔顶工艺防腐的滞后性，主要体现在 塔顶露点部位的不确定性，造成初凝点后移，即注水 量不够是引起塔顶管线腐蚀的主要因素MJ 。为了对 更换后的塔顶管线腐蚀状况实施长期实时监控，在换 热器出口管线阀前安装电化学腐蚀探针。至今，通过 电化学腐蚀探针在线监测和定点测厚信息均未发现 常压塔顶系统有异常腐蚀。 5 结束语 近几年，炼化企业通过新建装置、改扩建等方式， 提高了炼制俄罗斯原油的能力，但是也面临着大部分 炼油厂不适合炼制俄罗斯原油的问题。各种原油中 硫化物的类型和含量不同，即使是相同硫含量的原 油，由于活性硫和非活性硫的比例不同，腐蚀状况和 腐蚀环境也相差甚远。因此开展俄罗斯原油加工腐 蚀特征及防护技术研究，急需掌握原油中的硫组分在 炼化装置中分布规律、腐蚀机理及防护技术。 随着国内炼化装置的不断发展，国外的一些防腐 新技术被广泛地学习、采纳。实践证明采用R B I 技 术、定点测厚技术、在役检验技术与腐蚀在线监测技 术相结合的方法，能够及时有效地筛选出准确的腐蚀 部位和腐蚀发展趋势，保证工艺防腐制度的有效执 行，保证装置的长周期安稳运行，间接降低运行成本。 参考文献 [ 1 ] A P1 5 8 1 - - 2 0 0 8 基于风险的检验． [ 2 ] A P I5 7 1 - - 2 0 0 3 炼油厂固定设备的损伤机理． [ 3 ] 林晓华，王庆峰，刘文彬．石化装置风险管理技术与应用． 北京．中国石化出版社，2 0 1 0 3 4 3 6 3 ． [ 4 ]中石化股份有限公司炼油事业部与中石化青岛安全工程 研究院．炼油装置防腐蚀策略．北京中石化股份有限公 司炼油事业部，2 0 0 8 ． 作者简介鞠舰波 1 9 7 9 一 ，工学硕士，主要从事压力管道检 验、风险评估等技术的研究和应用。 E m a i l j j b 2 3 2 9 1 2 6 ．c o r n 万方数据