对一套熔盐供热系统的hazop分析_丁强

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1、84 丁 强：对一套熔盐供热系统的 HAZOP 分析 对一套熔盐供热系统的 HAZOP 分析 对一套熔盐供热系统的 HAZOP 分析 丁 强 （上海天麟安全管理咨询有限公司，上海 200030） 丁 强：对一套熔盐供热系统的 HAZOP 分析 摘 要：摘 要：危险与可操作性（HAZOP）分析方法，被广泛应用于安全评价和安全管理中。本文通过对一套熔盐供热系统运行过程进行 HAZOP 分析，采用表格的方式记录了该方法的分析过程，强调了分析要点，并指出其在安全评价和工艺安全管理（PSM）中的重要作用。 关键词：关键词：HAZOP；安全评价；工艺安全管理 1 HAZOP 分析方法介绍 1 HAZOP

2、分析方法介绍 经过十几年的实践完善， 安全评价方法得到了广泛应用和发展。 各种评价方法具有不同特点， 适于不同的分析对象和需求。其中，危险与可操作性(HAZOP)分析方法以其分析全面、 系统、 细致等优势成为目前危险性分析领域非常盛行的分析方法之一。 危险和可操作性研究的侧重点是工艺部门或操作步骤各种具体值， 其基本分析过程就是以引导词为引导， 对过程中工艺状态的变化（偏差）加以确定，找出装置及过程中存在的危害。 引导词的主要目的是能够使所有相关偏差的工艺参数得到分析。 常见引导词有：more、less、none、as well as、 other than、 part of、reverse，

3、分析参数包括：温度、压力、流量、液位、组分、时间、速率、粘度、电压、副产物、反应等。 该方法认为任何一套生产工艺的安全运行， 均有其最佳的工艺参数或正常调整范围， 而任何偏离该范围的操作将导致产品质量、泄漏、设备带病作业、排放等不安全状态，不安全状态的积累就会产生火灾爆炸、 中毒等生产事故。 因此，该方法从系统深入分析生产过程入手， 依靠大量的工艺参数作为分析节点， 全面显示各种设备和物料的运行状态， 揭示物料之间的相互影响，从而消除其不安全状态。 该方法系统而细致， 因此分析所需资料较全面， 主要包括：带控制点的工艺流程图 PIDS、工艺基础数据、配管图、设备图、操作规程、过程控制模拟等。

4、HAZOP 分析记录表有多种形式，较常用的分析表格如下： 表 1 可操作性研究分析记录表 建设项目 HAZOP 分析表 车间： 系统： 日期： 分析人员： 关键词 偏差 可能的原因 后果 必要的对策 2 对一套熔盐供热系统运行的简介 2 对一套熔盐供热系统运行的简介 由于 HAZOP 分析方法要求使用带控制点的工艺流程图，并要求分析人员具有较强的行业生产经验。 笔者在化工企业工作多年， 下面仅选取一套熔盐供热系统的运行过程， 以方便介绍 HAZOP 分析方法。 2.1 熔盐供热系统运行流程 由于熔盐热载体供热能提供 200450的高温，被广泛应用于化工生产的供热， 以满足高温工艺需要。 该套熔

5、盐供热系统包括熔盐炉、熔盐贮槽、熔盐泵及其他附件。熔盐炉采用燃料油燃烧产生热量， 并将热量传给熔盐炉盘管内的熔盐。 熔盐是一种无机共熔混合物。 由特定比例的 NaNO2、NaNO3、KNO3混合而成，具有较低的熔点（142oC） 。熔融的熔2011 年 第 11 期 2011 年 11 月化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment 丁 强：对一套熔盐供热系统的 HAZOP 分析 85 盐作为热载体循环在熔盐炉及用热设备之间。 熔盐贮罐在系统停车时， 贮存来自熔盐炉、 用热设备及相关管线内的熔盐。 正常生产过程中，熔盐泵（P401，液下泵）将熔盐贮罐内的熔盐

6、送入熔盐炉。熔盐在炉盘管内自下而上流过炉膛，燃油在炉膛内燃烧加热盘管。从熔盐炉出来的熔盐，温度420oC445oC，在熔盐泵（P401）的推动下，大部分去用热设备 1， 很少部分回流至熔盐贮罐的右侧。 经过用热设备后，温度降低至 400oC420oC，靠位差流入熔盐储罐的热端。为防止熔盐在管道内凝固，管道采取一定的倾斜度。熔盐泵（P402，液下泵）将熔盐送至用热设备 2，温度降低至385oC-420oC，然后靠位差流入熔盐储槽。 运行控制措施： （1）作为泵的运行指示，现场设置泵的出口压力表。 （2）控制室 DCS 监视屏设有温度、流量工艺参数显示和报警。 （3）控制室配电柜设有泵的电流、电压

7、显示。 （4）熔盐炉操作室设有点炉、调整负荷、停炉等控制盘。 2.2 熔盐炉运行的工艺流程简图（PIDS） 3 HAZOP 分析过程 3 HAZOP 分析过程 下表是对熔盐供热系统运行的 HAZOP 分析记录表： 表 2 对熔盐供热系统运行的 HAZOP 分析记录表 可操作性研究 车间/工段：车间/熔盐工段 主要设备：熔盐炉、熔盐泵、熔盐储槽 分析节点：TI401、TI402、TI403、FI401、电机电流、泄漏 日期： 代号： 设计者： 审核人： 节点 引导词 偏差 可能原因 可能后果 安全措施 必要对策 TI401 more 熔盐炉进口管道温度高 1.熔盐炉负荷过大2.用热设备负荷低1.

8、影响反应过程 2.温度过高则损坏用热设备 1.属重点监控参数，制定操作范围 2.及时调整熔盐炉负荷 3.控制室设定高温报警 汽包 熔盐炉 熔盐贮槽 P401A/B P402A/B 用热设备 1 用热设备 2 用热设备 TI401 TI402 TI403 FI401 FI402 图 1 熔盐供热系统流程简图TI404 86 丁 强：对一套熔盐供热系统的 HAZOP 分析 less 熔盐炉进口管道温度低 1.熔盐炉负荷过低2.用热设备负荷高1. 影响反应过程 2.过低则可能凝固堵塞熔盐管道 1.及时调整熔盐炉负荷 2.调整用热设备负荷 more 熔盐炉出口管道温度高 1.熔盐炉负荷过大2.过高则熔

9、盐炉状态异常 1.损坏用热设备，并使能耗增加 2.温度过高则使熔盐的腐蚀度增强，损坏熔盐盘管 1.属重点监控参数，防止超温 2.熔盐炉班组应设置高温报警，并与燃烧器设置连锁 3.控制室设定报警信号 控制室应设置声光报警信号 TI402 less 熔盐炉出口管道温度低 1.熔盐炉负荷过低2.熔盐槽内温度过低 1.用热设备负荷降低2.如果温度过低则可能凝固堵塞用热设备的熔盐盘管 1.及时调整熔盐炉负荷 2.暂停用热设备，待升温正常后再启动 3.如果管道已堵塞，则需疏通管道 more 熔盐贮槽回流端温度高 1.用热设备负荷低1.熔盐系统整体运行温度较高 1.增加用热设备负荷 2.降低熔盐炉负荷 TI

10、403 less 熔盐贮槽回流端温度低 1.用热设备负荷高1.熔盐系统整体运行温度低 2.过低则管道堵塞 1.降低用热设备负荷 2.增加熔盐炉负荷 more 熔盐泵 P401流量大 1.熔盐槽液位高 2.用热设备走短路1.有熔盐溢流危险，并遇可燃物燃烧 2.用热设备失效 1.每班测量熔盐槽液位 2.检查用热设备和回流管的阀门状态 FI401 less 熔盐泵 P401流量小 1.熔盐槽液位低 2.熔盐管道堵塞 1.如果流量过低，有烧毁盘管的危险 2.如果盘管堵塞，则熔盐循环受阻，局部过热 1.每班测量熔盐槽液位，低于正常则添加熔盐。 2.及时疏通堵塞管道。 应在控制室设置声光报警信号 电机电流

11、 None 熔盐泵 P401无电流或跳闸 1.电气故障 2.叶轮被熔盐冻结1. 如果正常运行时跳闸，而熔盐炉燃烧加热熔盐，有可能干烧盘管甚至烧坏炉体2.损坏电机 1 属重点监控部位，控制室应设置电机电压和电流指示和报警设施，一旦跳闸应紧急通知熔盐炉班组停炉，并停止反应进料 2.熔盐炉操作室应设跳闸联锁保护，紧急停炉 3.需使用蒸汽疏通冻结部位 1.控制室设跳闸报警信号 2.熔盐炉操作室设置联锁停炉措施 泄漏 Other than 熔盐管道连接处法兰或熔盐泵密封轴泄漏 1.法兰或垫片连接质量差 2.不符合要求的操作错误 1.高温熔盐烫伤人体2.熔盐损失 3.停车检修 1.法兰连接部位设置防护罩

12、2.按操作规程运行熔盐泵 3.配带防护用品，处理过程拉警戒线 4.易泄漏处设置安全标识 易泄漏处设置安全标识，处理过程配戴防护用品 （下转第 81 页） （下转第 81 页） 陶 锦：双层卷焊管钢带镀铜工艺分析及生产线设计 81 理系统图如图 5 所示。 4 总结 4 总结 本文基于双层卷焊管钢带镀铜工艺和传统钢带镀铜生产线， 改进并设计了双层卷焊管钢带镀铜生产线， 具体表现为： （1） 改进后的电解除油装置能很好解决镀铜生产线中除油装置占用面积大的问题，从而节约空间和材料； （2）废水处理系统采用循环装置， 使得可用槽液循环利用， 大大降低能耗。 该生产线改进和完善了传统生产线存在的问题，

13、进一步保证了生产线的安全、稳定、高效运行。 参考文献 参考文献 1 付胜良. 精密镀铜钢带电镀工序工艺特点分析J. 黑龙江冶金, 1997(1): 18-19. 2 赵 红, 梁秀云. 钢带镀铜生产线设备安装工法J. 安装, 1999(10): 8-10. 3 王树森. 无氰镀铜工艺研究D. 大连: 大连海事大学, 2009.6. 4 陈春成. 碱性无氰镀铜新工艺J. 电镀与环保, 2003(4): 10-11. 5 王 平, 程淑英, 赵国庆, 等. 立式连续钢带镀铜生产线J. 轧钢, 1992(3): 42-44. 6 王 荆. 冷轧生产线钢卷包装机组监控系统设计及研究D. 重庆: 重庆大

14、学,2007.5. 7 刘万里. 电镀工艺加工过程中的清洗J. 洗净技术, 2004, 2(8): 5-13. 8 胡延平. 电镀行业发展与实施清洁生产C/2002 北京电镀行业清洁生产研讨会论文集. 2002. 9 朱立群. 清洁生产与电镀技术发展C/贵阳电镀协会成立二十周年年会论文集. 2004. （上接第 86 页） （上接第 86 页） 通过上表分析过程可知， 这套熔盐供热系统主要危险来自各种原因引起的熔盐炉干烧熔盐盘管，可能造成设备损毁。因此，需要采取的保护措施有： （1）控制室内对 DCS 的熔盐炉出口温度（TI402）设置超温声光报警信号。 （2）控制室内对熔盐泵的出口流量（FI

15、401）设置低流量报警信号。 （3）控制室内设置熔盐泵的跳闸报警信号，熔盐炉操作室设置跳闸联锁停炉措施。 值得指出的是， 某化工厂的熔盐供热系统设置了上述第（1） 项的超温报警， 并在控制室设置了泵的电流指示信号，但由于这些报警信号非声光信号而未能引起操作人员的注意，从而造成烧坏炉体和盘管的生产事故，造成 30 多万元的直接经济损失。 4 HAZOP 分析要点 4 HAZOP 分析要点 （1）分析人员应非常熟悉工艺过程，了解设备或管道内的物料及其运行状态， 清楚各种工艺参数， 以及设备的结构等。 （2）分析节点应覆盖所有的 PID 工艺参数和所有的设备、设施，并关注其中的重要节点。 （3） 应清楚每个节点的分析结果， 是正常调整的过程， 还是可能直接引起火灾、爆炸、急性中毒等严重后果。对于能引起严重后果的节点， 应采取冗余的安全措施及清晰的报警信号。 （4）分析节点比较丰富，除了对温度、压力、流量等基本节点外，对塔类设备，还应分析到泄漏、静电后果，对换热器应分析内漏后果， 对泵应分析跳闸的后果， 对管道应分析相逆的后果，对大机组应分析联机运行控制系统。 5 小结 5 小结 当代科学技术进步的一个显著特征是设备、 工艺和产品越来越复杂， 过去仅靠经验来防止事故发生已不能满足现代化生产的需要。HAZOP 分析法以其系统化、具体化的安全分析过程，被广泛应用于初步设计