水煤浆气化装置hazop分析及总结

水煤浆气化装置hazop分析及总结内容摘要：

气泄漏的原因有工艺气管道超温蠕变，强度减弱；工艺气压力高；工艺气管道的 内部 H2S 腐蚀 和 外部氧腐蚀 ， 磨蚀 ， 支架脱落造成 的 振动 ， 检修过程中的焊点未经试压 等等。 工艺气 一旦 泄漏 ，其中的可燃气体，如 H2等， 会导致火灾 ， 爆炸 ，严重损坏设备，造成人员伤亡。 而其中的有毒气体，如 CO，H2S 等则会导致 人员的中毒。 （ 3）高压窜低压 碳洗塔排水过大，加水过少，送往气化炉的水量过大或排水管线泄漏等都会使 高压 气 窜低压 ， 导致闪蒸系统的超压， 闪蒸罐内部挡板 的 损坏， 使 设备 产生 振动和罐壁 的 减薄。 严重时 闪蒸罐超压破裂， 工艺 气泄漏。 （ 4）损害炉砖或内构件 气化炉的超温和过氧会导致炉砖的脱落和变薄，气化炉内构件损坏。 炉砖和内构件的损坏一方面会 降低炉壁的强度， 减弱气化炉操作的稳定性 ； 另一方面 ，如果 气化炉下降管 和下锥体损坏会 造成 窜气和 高温工艺气短路 ，严重时 造成工艺气泄漏， 爆管， 发生火灾、爆炸和人员中毒事故。 水煤浆气化装置存在的问题 危险与可操作性（ HAZOP）分析是最系统、全面的工艺设计方案审查、工艺危险性分析方法。 本次应用 HAZOP 分析方法对 水煤浆气化工艺的分析，发现的问题有： （ 1）设计方面的问题 问题 1：烧嘴冷却水 系统气水分离罐 V3206 A/B 容易形成负压，取样时必须在分离罐充氮形成正压（稀释作用），导致在线分析和人工分析很难准确的检测出真实的 CO 浓度。 要求在检测仪的取样方法和设备选型上做大的改进。 同时， 18 考虑到泄漏的工艺气体可能被带到脱盐水罐，在脱盐水罐上方与空气形成爆炸性混合气体，建议在脱盐水罐 V3205 进行氮封。 问题 2：现场 设置可燃气体（ CO、 H2）监测报警仪 和 有毒气体（ H2S）监测报警仪并将信号远传至 CCR，并未设置 CO 有毒气体监测报警仪。 问题 3： PV111 一旦出现故障很容易 引起 气化炉 超压，建议 PV111 考虑并联阀，防止阀门故障时气化炉超压。 问题 4： T3202A/B 的排水管线及液位调节阀没有备用管线及副线，管线堵塞或阀门卡塞后很容易引起系统超压。 （ 2）工艺信息管理方面的问题 问题 5： PID 图上 没有及时更新反映 装置的 工艺变更 情况 ，如 现场煤浆管线增加了 4”导淋阀 ，而 PID 图中没有绘制出。 问题 6： PID 图没有标明 P3201A/B 泵本体远传压力 （ 3）设备方面的问题 问题 7：烧嘴冷却水系统 CO 监测仪灵敏度与可靠性差； 问题 8： 车间内 便携式氧气、一氧化碳报警器使用的问题（寿命短、数量少） ； 问题 9： 下锁渣阀泄漏率较大，可靠性较差； 问题 10：烘炉过程中从另外一台正在运行的气化炉系统泄漏工艺气到正在烘炉的气化炉，现存的措施有单道手动阀和单道控制阀。 但是，由于装置的操作压力高、阀门大，使用时间长以后容易产生泄漏，处理比较难控制。 （ 4）管理方面的问题 问题 11：应急预案的具体火灾爆炸场景 问题 12：急救措施培训、演练不到位。 （ 5）需要进一步研究的问题 问题 13：煤浆管线流量计后至气化炉前的管线 ，一旦发生 泄漏 ， 后果 将 非常严重，但是 目前装置 却没有相应的保护 和控制 措施 问题 14：氧 流量计后至气化炉的氧气管线 可能由于泄漏、氧压力低或单向阀卡涩，造成工艺气逆流，后果将非常的严重。 问题 15：工艺气（干气 CO 41%、 H2 38%） 在不同温度、压力下的爆炸极限是多少。 在气化炉出口或碳洗塔顶部是否有必要安装在线氧含量分析仪，氧含量分析仪的适用范围（大量水蒸气存在）及分析需要花费的时间等还需要进一 19 步的确定。 问题 16：由于 V3209 在释放冲洗水的过程中吸入大量空气，锁斗罐泄压的过程中，溶解在渣水中的微量 /少量可燃气体通过泄压管泄放到冲洗水罐 V3209，在冲洗水罐上方气相空间有可能形成爆炸性混合气体。 现有措施：充氮。 需 进一步确定措施有效性。 问题 17：有些工艺气体管道焊缝在检修完毕后无法进行试压和探伤（焊点不规则），无相应的控制措施。 问题 18：偶尔出现碳洗塔框架和工艺气体管道振动 安全对策措施和 建议 HAZOP 分析提出的安全对策措施和建议如下 : 1） 煤浆泵进口阀门操作双确认制度 ，并 挂禁动牌和警示牌 ； 2） 制定 煤浆管线流量计后泄漏 的 控制措施 3） 建议定期更换 煤浆 泵的易损件 4） 建议 煤浆 泵转速换算流量与流量计流量偏差大时报警 5） 建议参考煤浆流量情况停车检查烧嘴或管道 6） 建议参考炉温、工艺气组分、烧嘴冷却水 CO 泄 漏在线监测及气化炉发气量考虑气化炉是否停车 7） 建议对煤浆管线管托定期进行检查、防腐和加固，对锈蚀严重的螺栓进行更换 8） 建议定期检查和清理超高压氮气的单向阀 9） 建议每周期检查 1 次煤浆泵变频器信号控制接地线 10） 建议提高烧嘴冷却水系统 CO 监测仪灵敏度与可靠性 11） 建议更多配备氧报警仪 12） CO 报警仪、氧报警仪出现故障时应及时更换，应保证报警仪的数量和质量 13） 建议氧管线巡检时必须佩带氧报警仪 14） 建议提高 气化炉 热电偶的寿命 15） 建议设立 气化炉 表面温度高报警 16） 建议 PV111 考虑并联阀，防止 阀门故障时气化炉超压 17） 建议提高烧嘴冷却水系统 CO 监测仪灵敏度与可靠性 20 18） 建议烧嘴冷却水系统气水分离罐 V3206 A/B 容易形成负压，取样时必须在分离罐充氮形成正压（稀释作用），导致在线分析和人工分析很难准确的检测出真实的 CO 浓度。 要求在检测仪的取样方法和设备选型上做大的改进 19） 建议 PV111 考虑并联阀，防止阀门故障时气化炉超压 20） 操作人员应经常对比 PT111 和 PT107，偏差大时及时联系仪表检查 21） 建议提高工艺气流量表的准确度 22） 建议增加工艺气组份 CH4低报警与 CO2高报警 23） 建议增加汽水分离器 V3211 低液位报警 24） 建议提高汽水分离器 V3211 液位 计 LT142 可靠性，防止误动作 25） 建议投用除氧水泵 P3206 自启动联锁 26） 建议 将 进 除氧器 的冷凝液 低压管线 改成高压管线 27） 建议 将进除氧器的 冷凝液 低压阀门上锁，挂禁动牌 28） 建议煤气和尾气的交接管线增加置换排放导淋，便于系统置换 29） 建议气化炉炉膛 抽负由操作规程要求 35min 改为 5min 以上 30） 建议提高火焰探头的灵敏度 31） 建议及时投用火焰检测联锁 5 小结 本次 HAZOP 分析，从 11 月 10 日至 11 月 14 日共计 5 天，参与分析的人员由安工院和公司的技术人员组成共 8 人，按每天工作 8 小时计算，本次分析 共计 885=320 人 工作时。 通过 本次 HAZOP 分析，从系统安全的角度对 水煤浆气化 装置危险与可操作性问题进行 了 归纳与梳理，识别出了装置存在的工艺安全问题，为企业的工艺安全管理和安全平稳运行提供了非常有价值的第一手资料。 同时，这次分析将先进的安全分析方法和理念引入基层、深入现场，指导生产技术人员的日常安全生产的做法，受到了企业的好评。 21 附件 1 HAZOP 分析表格 公司名称 ： 装置名称 ： 日期： 工艺单元 ： 煤 气化单元 分析组成员 ： 图纸号： 分析节点 ： 煤浆给料泵 P3201A/B, 8＂ 32CS02AF2B 节点功能 ： 煤浆加压计量 控制参数 ： 煤浆压力、煤浆流量、煤浆泵转速 序号 偏差 原因 后果 P A E R 保护措施 建议措施 煤 浆 泵 进口压力低 1）进口管线煤浆堵塞 2）给料罐 V3201 料位超低 3）进口管线煤浆泄漏 4）进口 4”导淋阀误开 5）进口 2”取样阀未及时关闭 煤浆泵实际流量和转速换算流量不一致，实际流量小，导致氧碳比失调，严重时造成气化炉过氧爆炸 B5 B5 B1 B5 1） PIA115/215 低报警 2）气化炉煤浆流量低（ 12t/h）联锁停车 3）氧 /碳比高高联锁（ 延时 10秒； 延时 5 秒）停车 4）进口阀门操作双确认制度 挂禁动牌和警示牌 煤 浆 泵 进口压力高 给料罐 V3201 超高料位 没有大的安全后果 B1 B1 B1 B1 煤 浆 泵 出口 管 线 压力高 泵出口手阀开度小或关闭 泵体超压，气化炉过氧爆 炸 B5 B5 B1 B5 泵本体压力高报警、停车（ P3201A泵 报警， 跳停；P3201B泵 ， MPa跳停） 煤浆切断阀 XV102开度小或关闭 1）管线超压 2）煤浆流量低或无，氧碳比过大，造成过氧爆炸 B5 B5 B1 B4 1）煤浆管线不同部位有多个压力检测点（ DCS有 3 个： PT141/241， PT101，泵本体；现场： PG50 50 504） 2） XV102（三取二）未开，系统停车 3 ） 煤浆管线 PIA101 高报警（ ） 22 泵出口煤浆管线堵塞 1）管线超压 2）煤浆流量低或无，氧碳比过大，造成过氧爆炸 B5 B5 B1 B5 1）煤浆稳定性检测， 1 次 /4h 2）煤浆管线不同部位有多个压力检测点（ DCS有 3 个： PT141/241， PT101，泵本体；现场： PG50 50 504） 3 ）煤浆管线 PIA101 高报警（ ） 煤 浆 泵 出口 管 线 压力低（低于气 化 炉 操作压力） 1）煤浆管线大量泄漏 2）煤浆泵出口导淋阀误开 3) XV101 及后手阀同时误开 工艺气和氧气的混合气逆流，导致煤浆管线、烧嘴爆炸或炉内爆炸 D5 D5 D1 D5 1） PDT105 低报警（ ） 2） CCTV24 小时监控炉头煤浆管线 3）煤浆流量计反向指示为零 4）导淋阀挂禁动牌上锁，双人操作 5）导淋阀增加为双道阀 流量计后面的煤浆管线泄漏控制措施 煤 浆 流 量高 出现的可能性很低 无严重安全后果 B1 B1 B1 B1 煤 浆 流 量低（无） 煤浆泵进口压力低，见 严重时导致气化炉过氧，甚至爆炸 C5 C5 C1 C5 见 建议泵转速换算流量与流量计流量偏差大时报警） 建议定期更换泵的易损件 1）高压煤浆泵本体故障，包括进、出口单向阀泄漏、隔膜破裂、泵进、出口单向阀不动作、推进液系统故障 2） 高压煤浆泵本体故障，连轴器脱落 3） 泵出口导淋阀误开 4）出口煤浆管线堵塞 5）流量计之前煤浆管线泄漏 6）隔膜腔螺栓存在交变应力导致螺栓断裂 7）煤浆泵跳车或误停 1）采用多点煤浆流量 FT101A/B/C 监测、报警（ 24m3/h）、跳车（ 12m3/h） 2）氧 /碳比高高联锁（ 延时 10秒； 延时 5 秒）停车 3）泵转速换算流量与流量计流量对比 4） CCTV随时监控煤浆泵本体 5）高压煤浆泵停车联锁气化炉停车（延时 2s） 6）煤浆泵双电源 23 煤 浆 浓 度低 1） 煤浆稳定性差，分层 2） 煤浆管线上水冲洗阀门误开或严重内 漏 3） 煤浆槽大量进水 气化炉过氧，导致气化炉超温，严重造成碳洗塔爆炸（事故案例） C5 C5 C1 C5 1）分析频次 1 次 /8h（粒度、黏度、浓度、密度） 2）煤浆管线上的冲洗水阀上盲板 3）在制浆区所有冲洗水阀是双道阀，中间加导淋（常开） 4）巡检， 1 次 /h 5）棒磨机煤浆分析 1 次 /4h 煤 浆 烧 嘴压差大 1） 炉头煤浆管线堵 2） 烧嘴头部堵 3） 煤浆黏度过大 4）煤浆稳定性差 加剧烧嘴磨损，烧嘴头部偏流，导致雾化效果差 D2 D3 D1 D1 1） PDT105 压差高报（ ） 2）控制 煤浆黏度 7001400cp 建议参考煤浆流量情况停车检查烧嘴或管道 煤 浆 烧 嘴压差小 见 见 D5 D5 D1 D5 见 1） 烧嘴头部损坏，煤浆环隙加大 2）煤浆浓度或黏度过低 烧嘴雾化效果差，严重时导致气化炉过氧 C5 C5 C1 C5 1） PDT105 低报警（ ） 2）见 建议参考炉温、工艺气组分、烧嘴冷却水 CO 泄漏在线监测及气化炉发气量考虑气化炉是否停车 煤浆泄漏 管道磨蚀 导致入炉氧 /碳比失调，严重时气化炉过氧爆炸 C。