在役煤气发生装置危险可操作性（HAZOP）分析.docx

          在役煤气发生装置危险可操作性（HAZOP）分析                    摘要：本文通过采用HAZOP分析方法，研究在役煤气发生装置生产运行阶段产生所有偏差的原因、可能导致的最严重后果以及设计中所采取的安全措施，查找原始设计和已有操作规程中的缺陷，评估装置现有控制风险的安全措施是否足够，并针对可能发生的危险情况和部分设计疏漏提出了相应的建议措施，确保生产装置安全运行关键词：HAZOP分析；煤气发生装置；偏离；安全措施1引言HAZOP分析方法是通过一组引导词（比如无流量、多流量、少流量、高温、低温、高压、低压、高液位、低液位等）的使用来全面和系统地辨识装置设计可能存在导致安全或操作问题的设计缺陷为了系统地识别生产运行阶段煤气发生装置潜在的危险，排查事故隐患，评估装置现有控制风险的安全措施是否足够，完善在役装置系统过程安全信息，为修改完善操作规程提供依据2煤气发生装置工艺情况简述研究对象采用固定床煤气发生炉，以焦炭、空气为原料，在高温条件下进行气化反应，制造出富含CO的粗煤气，经净化、精制后，供下游生产线使用气化炉内发生如下主要反应：C＋O2 → CO2＋394.4 kJ/mol （1）C＋1/2O2 → CO＋112.9 kJ/mol （2）C＋CO2 → 2CO－168.5 kJ/mol （3）气化反应主要按（1）式和（3）式进行。

反应（1）和（2）为强放热氧化反应；反应（3）为还原、吸热反应，也是生成CO的主反应反应（1）和（2）为反应（3）提供必要的热量正常生产过程中（不含点炉和养炉阶段），粗煤气由发生炉顶部出来，进入旋风除尘器初步除去较大颗粒灰尘，再进入废热锅炉从废热锅炉底部出来的粗CO煤气经洗涤降温、除尘，进入煤气总管煤气发生装置生产工艺流程简图见图1图1 煤气发生装置生产工艺流程简图3装置生产运行阶段的HAZOP分析造气炉在高温条件运行，所使用的原料焦炭为可燃物质，所产出的CO气体为易燃易爆、有毒气体，装置内有高温蒸汽贯穿全过程，一旦泄露，喷吹到人体将发生烫伤事故生产过程中存在火灾、爆炸以及中毒、灼伤等危险有害因素为了确保生产过程的安全可靠性，装置设计中采取了一系列的防范措施，见表1表1 安全措施内容描述及代码序号措施代码安全措施内容描述1[1.1]夹套汽包上设有液位指示控制高低报警，并远传至DCS系统，联锁控制补液阀的开关2[1.2]液位过低或液位过高时，触发SIS联锁，关闭空气进气管道上阀门，打开应急氮气阀门3[1.3]汽包上设有两个安全阀4[1.4]汽包上设有放空管5[1.5]汽包上设有现场压力仪表6[1.6]出口煤气管道上设有温度指示联锁报警，并远传至DCS系统7[1.7]出口煤气温度过高时，触发SIS联锁，关闭氧气进气管道上阀门，打开应急氮气阀门8[1.8]煤气发生炉炉底设有温度指示报警，并远传至DCS系统9[1.9]蒸汽管线上设有压力指示控制报警，并远传至DCS系统联锁控制阀门10[1.10]煤气发生炉区域设CO气体监测报警仪11[1.11]上、下焦锁阀设联锁，任何时候不能同时打开12[1.12]操作规程中明确先开启下焦阀检查确认后再进行后续加焦作业13[1.13]上、下焦锁阀间充氮保护14[1.14]DCS上设联锁禁止灰锁上下阀同时开启15[1.15]下灰管充氮保护16[1.16]夹套汽包上设有液位指示低报，并远传至DCS系统17[1.17]进入造气区域设置静电消除装置18[1.18]造气区域管道、设备以及电气设备设有静电接地19[1.19]在管理制度和操作规程中明确定期检查、检修以及相应内容20[1.20]电除尘器设有氧含量检测并远传至DCS系统联锁控制氧气量调节阀并在电除尘器上设含氧量高高报，含氧量超标时触发SIS联锁电场停车本次 HAZOP分析主要采用领结图分析法对煤气发生装置进行工艺危险分析，将危险和初始事件布置在事故后果的左侧，而将事故后果布置在最右侧。

在初始事件与事故后果之间是阻止具体事件的关联线及事故预防措施，在事故后果与事故后果之间是后果减缓的措施分析领结关系图见图2、3、4图2 煤气发生炉炉顶氧含量多、炉顶温度高、炉底温度高因果关系图图3 煤气发生炉夹套泄漏、汽包液位低及压力高、煤气发生炉炉壁温度高因果关系图图4 煤气发生炉系统泄漏、操作步骤错误、静电因果关系图HAZOP分析工作表见2表2 煤气发生装置HAZOP分析工作表序号偏离原因后果安全措施1.1炉顶气体氧含量/过多氧气进气量过大火灾、爆炸1、1.11、1.20二氧化碳进气量过小CO2/O2比太小,炉内结疤原料焦炭变化，灰熔点低,炉内结疤焦炭粒度不均，粉末过多,炉内结疤CO2/O2比太小,炉内结疤,局部灭火原料焦炭变化，灰熔点低,炉内结疤,局部灭火焦炭粒度不均，粉末过多,炉内结疤,局部灭火CO2气带水,局部灭火1.2煤气发生炉夹套汽包液位/过少排污阀误开煤气发生炉夹套缺水,煤气发生炉炉壁温度/过多,炉壁薄弱环节破裂1、1.1；2、1.2；软水上水管堵塞或阀门误关排污阀误开煤气发生炉夹套缺水,煤气发生炉炉壁温度/过多,超压爆炸1、1.1；2、1.2；软水上水管堵塞或阀门误关排污阀误开煤气发生炉夹套缺水,煤气发生炉夹套汽包压力/过多,汽包超压爆炸1、1.1；2、1.2；3、1.3；4、1.4；5、1.5；软水上水管堵塞或阀门误关1.3煤气发生炉炉顶温度/过多排灰不及时，燃烧区上移原料消耗量增加1、1.6；2、1.7；未及时加焦，炭层过薄炉壁挂渣，使气流偏流CO2/O2比太小,炉内结疤,出现风洞原料焦炭变化，灰熔点低,炉内结疤,出现风洞焦炭粒度不均，粉末过多,炉内结疤,出现风洞1.4煤气发生炉炉底温度/过多夹套保护板烧坏或脱落，局部排灰快，燃烧未尽的热炭跟着排出损坏炉篦1、1.8；底部氧气进料量过大CO2/O2比太小,炉内结疤,出现风洞,炭从风洞中落下原料焦炭变化，灰熔点低,炉内结疤,出现风洞,炭从风洞中落下焦炭粒度不均，粉末过多,炉内结疤,出现风洞,炭从风洞中落下炉篦转速过快，炉渣层减薄,出灰量过多夹套保护板烧坏或脱落，局部排灰快，燃烧未尽的热炭跟着排出原料消耗量增加1、1.8；底部氧气进料量过大CO2/O2比太小,炉内结疤,出现风洞,炭从风洞中落下原料焦炭变化，灰熔点低,炉内结疤,出现风洞,炭从风洞中落下焦炭粒度不均，粉末过多,炉内结疤,出现风洞,炭从风洞中落下炉篦转速过快，炉渣层减薄,出灰量过多1.5煤气发生炉炉壁温度/过多炉温过高,煤气发生炉夹套缺水炉壁薄弱环节破裂1、1.8；负荷过大,煤气发生炉夹套缺水耐火材料局部脱落,煤气发生炉夹套缺水长时间运行，耐火层变薄,煤气发生炉夹套缺水排污阀误开,煤气发生炉夹套汽包液位/过少,煤气发生炉夹套缺水1、1.1；2、1.2；软水上水管堵塞或阀门误关,煤气发生炉夹套汽包液位/过少,煤气发生炉夹套缺水炉温过高,煤气发生炉夹套缺水超压爆炸1、1.1；2、1.2；负荷过大,煤气发生炉夹套缺水耐火材料局部脱落,煤气发生炉夹套缺水长时间运行，耐火层变薄,煤气发生炉夹套缺水排污阀误开,煤气发生炉夹套汽包液位/过少,煤气发生炉夹套缺水软水上水管堵塞或阀门误关,煤气发生炉夹套汽包液位/过少,煤气发生炉夹套缺水1.6煤气发生炉夹套汽包F60601A压力/过多蒸汽管线上阀门故障关汽包超压爆炸1、1.9；2、1.3；3、1.4；4、1.5；蒸汽出汽管线堵塞汽包超压爆炸1、1.3；2、1.4；3、1.5；炉温过高,煤气发生炉夹套缺水负荷过大,煤气发生炉夹套缺水耐火材料局部脱落,煤气发生炉夹套缺水长时间运行，耐火层变薄,煤气发生炉夹套缺水排污阀误开,煤气发生炉夹套汽包液位/过少,煤气发生炉夹套缺水汽包超压爆炸1、1.1；2、1.2；3、1.3；4、1.4；5、1.5；软水上水管堵塞或阀门误关,煤气发生炉夹套汽包液位/过少,煤气发生炉夹套缺水1.7煤气发生炉系统泄漏法兰、阀门泄漏煤气泄漏到环境中，导致人员中毒1、1.10；管道腐蚀系统薄弱环节泄漏法兰、阀门泄漏煤气泄漏到环境中，遇火源发生火灾爆炸管道腐蚀系统薄弱环节泄漏1.8操作步骤错误加焦作业上、下焦锁阀同时开启,加焦操作错误一氧化碳泄漏，遇火源发生火灾、爆炸1、1.11；2、1.12；3、1.13；4、1.10；人工加焦作业时，上焦阀连续加焦，下焦阀未打开,加焦操作错误一氧化碳泄漏，遇火源发生火灾、爆炸1、1.12；2、1.13；3、1.10；加焦作业前未进行探火,下焦阀卡住,加焦操作错误阀门故障,下焦阀卡住,加焦操作错误加焦作业上、下焦锁阀同时开启,加焦操作错误一氧化碳泄漏，导致人员中毒1、1.11；2、1.12；3、1.13；4、1.10；人工加焦作业时，上焦阀连续加焦，下焦阀未打开,加焦操作错误1、1.12；2、1.13；3、1.10；加焦作业前未进行探火,下焦阀卡住,加焦操作错误阀门故障,下焦阀卡住,加焦操作错误1.9操作步骤错误放灰作业灰锁上阀、灰锁下阀同时开启,出灰操作错误一氧化碳泄漏，导致人员中毒1、1.14；2、1.15；3、1.10；灰锁仓内炉渣量过少,出灰操作错误1、1.15；2、1.10；放灰作业灰锁上阀、灰锁下阀同时开启,出灰操作错误一氧化碳泄漏，遇火源发生火灾、爆炸1、1.14；2、1.15；3、1.10；灰锁仓内炉渣量过少,出灰操作错误1、1.15；2、1.10；1.10夹套泄漏夹套漏水火灾、爆炸1、1.5；2、1.16；1.11静电/过多进入现场的人员携带静电静电积聚，引发火灾、爆炸1、1.17；原料流速过快1、1.18；4 HAZOP分析结论根据以上HAZOP分析，针对可能发生的危险情况和部分设计疏漏提出了以下相应的建议措施，以保证生产装置安全运行：（1）生产过程中产生的一氧化碳为易燃易爆、高毒物料，所有气体输送管道阀门迅速关闭可能导致超压，操作程序应规定限定气动阀关闭速度，缓慢关闭阀门。

2）采取措施防止软水上水管堵塞或阀门误关、排污阀误开导致煤气发生炉夹套汽包液位过低、夹套缺水,导致炉壁温度过高,薄弱环节破裂，引起超压爆炸3）考虑到一旦有其它介质加入煤气发生装置，导致系统不能正常运行，建议全系统所有的物料管线按所输送的物料特性进行涂色及流向标识，补给接口做明显标志，采用不同类型的接口使不同介质的接口不能互相连接4）凡有一氧化碳放空的设备其放空装置应引至安全处；装置上应设有阻火器，且采取可靠的静电接地。