工艺安全管理系统的核心要素-工艺危害分析

工艺安全管理系统的核心要素-工艺危害分析

工艺安全管理系统的核心要素-工艺危害分析 篇1

工艺安全管理系统的核心要素-工艺危害分析

摘要：介绍了国际上对工艺危害分析的有关规定,总结了工艺危害分析的方法及应用,重点介绍了工艺危害分析中HAz0P方法的应用,列举了工艺危害分析实例,为做好工艺危害分析与控制工作提供借鉴.作 者：张广文 白永忠 李奇 万古军 Zhang Guangwen Bai Yongzhong Li Qi Wan Gujun 作者单位：中国石化安全工程研究院,山东青岛,266071期 刊：安全、健康和环境 Journal：SAFETY HEALTH & ENVIRONMENT年，卷(期)：,9(9)分类号：X9关键词：工艺安全管理 工艺危害分析 HAZOP 风险评估

工艺安全管理系统的核心要素-工艺危害分析 篇2

火炬是石油、石化企业重要的安全设施,它的正常运行对石化企业的生产和安全至关重要[1]。

火炬系统的安全性主要包括两个方面:一是火炬系统的自身安全性。包括火炬处理能力是否满足工厂可燃气体及有害气体安全排放的需求;有害气体的燃尽率、噪音、消烟效果;点火设施、防止回火设施的可靠性;系统材质选用的是否满足要求等;二是火炬系统的操作安全。包括凝结液的及时清理,水封液位的监控,点火设施的维护和定期检测,消烟蒸汽的控制,油气回收连锁控制系统的定期维护和检测,长明灯燃烧状况的监测等。设计上的本质安全与生产操作安全的有效结合,才能确保火炬系统的安全运行。

近年来,国内外因火炬系统工艺设计不合理、设施设备存在缺陷和操作不当等原因导致的事故时有发生,如2005 年 3 月 23 日英国石油公司(BP)位于美国德克萨斯州(Texas)的炼油厂异构化装置发生了严重的火灾爆炸事故,造成 15 名员工丧生, 170 余人受伤,事故主要原因是火炬系统设计不合理,放空管线没有与火炬相连,导致泄漏的可燃液体及气体释放到大气,遇点火源后发生闪爆[2]。罗门哈斯某工厂火炬系统由于窜入热空气,导致火炬系统中的甲烷-空气混合气体温度升高至300℃,混合气体燃烧速度剧增,使得火焰传播速度大于混合气体流速从而造成爆燃[3]。国内企业也发生过类似事故,如1984年1月23日,某企业一套聚丙烯装置火炬放空线在横跨公路架空处断裂,可燃气体外泄,机动车打火引起爆炸,当场5人死亡,11人烧伤。

随着炼油装置规模大型化、炼油复杂系数提高和临氢装置能力增加,紧急情况下进入火炬系统的燃料气量大幅度提高,千万吨炼油企业的设计紧急泄放量已达到1000 t/h以上,火炬系统运行风险加大[4,5]。因此,开展火炬系统的工艺安全性研究对确保火炬系统的安全运行显得尤为重要。

本研究采用HAZOP分析对某炼厂火炬系统进行了系统的工艺危害分析,查找火炬系统存在的工艺安全问题,并提出针对性的建议措施。

2 HAZOP分析方法简介

HAZOP是指危险与可操作性研究或危险与可操作性分析,是一种用于辨识工艺缺陷、工艺过程危险及可操作性问题的定性分析方法[6,7]。本质是采取会议讨论的形式,严格按照工艺流程,系统地对工艺过程与操作进行分析。在这个过程中,由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统的研究每一个单元(即分析节点),分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险与可操作性问题。HAZOP分析组将列出引起偏差的原因、后果,以及针对这些偏差及后果已使用的安全保护措施,当分析组确信对这些偏差的保护措施不当时,将提出相应的改进措施[8,9]。目前,HAZOP分析方法已成为国外广泛应用的化工装置工艺过程危险性分析方法[10,11]。

火炬系统HAZOP分析的目标是结合物料、工艺设计和操作性等方面的资料,对火炬系统进行HAZOP分析,系统地、全面地找出工艺和操作上存在的问题,提出相应的工艺控制措施,保证火炬系统安全平稳的运行。

开展HAZOP分析首先要对火炬系统进行节点划分。火炬系统由火炬气排放管网和火炬装置(简称火炬)组成。整个火炬系统包括点火系统的流程简图如图1所示。

本次评估主要选取了分液罐前管线、分液罐、火炬筒体等8个节点,对某炼化火炬进行了较为系统的HAZOP分析。由于火炬筒体是整个火炬系统中较为重要的部分,本文以火炬筒体的分析结果为例,展示HAZOP技术在火炬系统的应用。

3 火炬筒体HAZOP分析结果

本次分析的火炬筒体为烃类火炬气火炬筒体,其节点功能为实现气体的安全、完全燃烧,控制参数主要包括火焰、烟雾、蒸汽流量、筒体压力、高空点火器、长明灯、氮气流量。HAZOP分析结果见表1所示。

从以上HAZOP分析的结果来看,火炬筒体主要存在筒体火焰小或大、烟雾大、蒸汽流量小或大、高空点火器点火不成功、地面爆燃点火系统点火不成功、长明灯点火不成功、氮气流量小等主要偏差。大部分偏差都有一定的保护措施,可在一定程度上降低偏差发生的概率或者消除偏差的影响。由于火炬系统在炼厂安全保护层中的重要性,针对一些具有严重后果或者发生频率较高的偏差,还需要采取进一步的安全控制措施。

4 建议措施

针对HAZOP分析出的问题,提出了如下相关的建议措施。

4.1 蒸汽与燃料气排放量比值调节

在消烟蒸汽及引射蒸汽量不足时,会导致火炬气不完全燃烧,生产大量烟雾。解决这一问题,可采取及时调整消烟蒸汽及引射蒸汽量的方法,根据泄放火炬气量确定蒸汽流量,既可以解决泄放火炬气量大时燃烧不充分的问题,也可解决火炬气量小时火焰容易被蒸汽吹灭的问题。因此建议考虑火炬气的分子量,增设火炬气排放量与蒸汽量比值控制,自动调整蒸汽量[12]。

4.2 确保高空点火器点火成功率

高空点火器点火不成功的原因很多,针对本次分析,高空点火系统在工艺设计及运行上的隐患主要是长明灯燃料气不稳定、高空点火器积碳的问题。

解决长明灯燃料气不稳定的问题,首先建议将过滤器后燃料气管路压力表信号远传至控制室,并增加低压报警,在燃料气管路压力低时能及时发现并采取措施,如更换过滤器。其次建议增加备用燃料气,如天然气或液化气,确保长明灯燃料气来源可靠和稳定。解决高空点火器积碳的问题,可选用防积碳功能的高空点火器[13]。

4.2 确保地面爆燃式点火成功率

地面爆燃式点火系统是在高空点火系统失效后的紧急应对措施,需要人员至火炬塔架下进行手动操作,危险性较大,特别是酸性气泄放时,由于重力作用向下扩散,容易对酸性气火炬附近的人员造成中毒伤害,因此酸性气火炬不能依赖地面爆燃式点火系统。建议酸性气火炬采取长明灯长明的方式,或由手动点火系统改为自动爆燃点火系统。

5 总结

本文对炼油火炬系统HAZOP分析的过程进行了简要介绍,并以火炬筒体HAZOP分析为例,展示了筒体火焰小、高空点火器点火不成功、地面爆燃点火系统点火失败等偏差的分析结果。从分析结果来看:

(1)引起点火失败形成蒸气云从而可能造成闪爆的偏差主要有:筒体火焰无,高空点火器点火不成功或滞后点火,地面爆燃点火系统点火不成功以及长明灯点火不成功,这些都与点火系统密切相关。

(2)可能引起环境污染主要是烟雾大的原因有装置泄放量大、消烟蒸汽量不足、燃烧气组分偏重、分液罐分离效果不好等。

针对HAZOP分析中存在的严重安全后果,本文提出了如下有针对性的建议措施:

(1) 采取蒸汽与燃料气排放量比值调节;

(2) 确保高空点火器及地面爆燃式点火系统的成功率。

工艺安全管理系统的核心要素-工艺危害分析 篇3

关键词：汉羌山地村寨,传统手工艺,核心价值分析,意义

中国几千年的农耕文化, 为民间传统手工艺的发展提供了丰厚的土壤和广阔的空间。它服务于人们生活的方方面面, 既满足人们对生活生产用具的功能要求, 也满足人们对美好生活的精神寄托。在汉羌山地村寨独特的地域环境和人文环境的双重影响下, 该地域的传统手工艺表现出更加独特的功能价值和情感特征。它已经超越了单纯意义上的技艺或是手工艺品的范畴, 更多是汉羌山地村寨居民人们联结情感的纽带和精神传承的动力。

一、汉羌山地村寨传统手工艺概况

汉羌山地村寨指汉族与羌族构成的多民族聚居区域, 主要分布在四川的北川县、平武县、茂县、汶川县、理县, 辐射范围包括四川松潘县、芦山县和陕西宁强县、凤县。地理特征主要为丘陵与高海拔山区。汉羌山地村寨一般分布在适宜生存的河谷坝子、山腰台地及高山森林地带。独特的地理环境和汉羌不同民族文化的交融, 为民间传统手工艺的多样化发展提供可能。他们具有如下共同特征是为一般民众的生活生产需求制作的器物;使用简单的工具, 用纯手工制作;利用当地丰富资源, 就地取材;符合当地人的审美要求, 表达劳动人民祈求美好幸福生活的愿望;制作者是当地人或当地匠人。

二、汉羌山地传统手工艺生存现状

汉羌山地传统手工艺的生存现状让人堪忧。2012年12月至今, 我对分布四川的北川县、茂县、理县的汉羌山地村寨进行了多次的田野调查, 绝大多数的传统手工艺用具只能在当地博物馆的陈列柜里看到, 村寨居民大多也不再使用这些器物。

1. 客观原因

传统的汉羌山地村寨居民生活基本在自给自足的状态下延续, 日常生活生产用具也依赖于祖祖辈辈传承的手艺。随着经济发展、交通运输环境的改善, 大多汉羌山地村民选择外出打工作为自己新的生活方式。个别村寨甚至出现季节性空寨现象。村民农耕方式和耕种内容也在悄然调整。某些羌寨开始专注开发以经济作物种植及羌族名俗文化旅游为重点的村寨旅游经济。这些客观原因是导致汉羌山地村寨传统手工艺失去生存空间的根本原因。

2. 主观原因

汉羌山地村寨居民是传统手工艺的创造者和使用者, 日常生产生活实践活动是评判技艺高低或优劣的唯一标准。在工业产品的侵蚀下, 人们观念里“好”的标准产生变化。例如日常生活中的木质背水桶和水瓢, 已经被塑料制品代替, 人们认为这更卫生、更方便也更显得时尚。这种现象导致本来就为数不多的专职工匠, 不得不放弃手工艺的传承和发展, 另谋生路。多元化信息影响着人们对“美”的评判标准。前后走访多个村寨, 发现色彩俏丽, 图形生动、寓意深刻的羌绣也成为单纯以销售为目的的旅游商品, 千篇一律的复制和模仿其它旅游产品, 使羌绣失去审美价值, 阻碍了羌绣的传承和发展。

三、汉羌山地传统手工艺核心价值分析

1. 朴实的传统工业设计理念

汉羌山地传统手工艺具有朴实的传统工业设计理念, 是生活智慧的集中体现。传统手工艺创造了保障人们生活的“粗货”, 这些造型淳朴, 就地取材制造的用具已经不符合现代生活需求, 但蕴含其中的传统工业设计理念却是核心价值的体现。例如在汉羌山地村寨常见的尖底竹编背篼;称重的斗和升;使用便利的独木梯等。这些用具不论是造型还是功能都满足了人、物、环境三方面的和谐统一。a独木梯是现在还能在村寨看见的一种原始简单的生活用具, 以一整段原木为材料, 根据房屋的高矮和跨步的大小, 用斧头逐一砍出梯步, 每一步仅容下成人的脚尖到脚掌部分, 梯子两边没有扶手, 完全靠攀爬梯子的人用身体掌握平衡。由于村寨房屋具有防御功能, 多数空间逼仄, 这种造型的梯子, 完全符合使用环境的需求。结合使用环境特点进行设计, 是传统手工艺的核心价值所在, 也是现代工业设计的思考要点。b尖底竹编背篼是汉羌居民常用的生产运输工具, 造型特征为尖底圆口或方口。尖底造型即兼顾了人在负重身体前倾时的重心问题, 也解决了途中休息时, 背篼可插入乱石堆或松软泥土的稳定性问题。用材选自本地竹林, 随处可得的加工材料, 是这门编织技术更好发展和传播的保证。更值得一提的是, 背篼在编织过程中, 从底部到顶端, 用3-4圈不同颜色的环状, 作为度量刻度, 可以根据背篼里所装货物的位置, 来判断负重数量, 这些符号是每个村寨独有的语言, 是生活经验的积累和集体智慧的展现。这些早期的人机工学任然是现代工业设计的研究的内容, 以人为本的设计理念是汉羌山地村寨传统手工艺的核心价值观。

2. 民族情感符号的不可替代

汉羌山地村寨传统手工艺是汉羌两种文化融合发展的物质体现, 具有时代烙印和地理环境特征, 本身是民族传统文化和传统艺术的载体。当这些传统手工艺制作的生产生活用具逐渐淡出人们视线时, 附着在这些器具和技艺上的民族情感符号需要被永远的传承下去, 它们是族群情感联结的纽带。a羌绣是羌族特有的传统手工艺之一, 羌族人喜爱在头帕、衣服的领口袖口、围裙、裹肚子、鞋面等处辅以羌绣, 图案多为云云纹或羊角花。汉羌聚居地区的羌民受到汉文化的影响, 也常用羌绣创造富含吉祥祈福含义的图案。如羌族妇女常在围裙上用挑花绣的针法, 刺绣体态饱满的蝴蝶, 表达多子多孙多福的寓意。羌绣不论从技法还是从图案的审美价值都远不如其它绣种, 但它独特的民族审美观、纹饰构图法则及色彩搭配原则, 蕴含着深厚的羌族历史文化内涵。羌绣这门优秀的传统手工艺的核心价值还远不如此, 更多的是它能表达人与人之间纯粹的情感, 千针万线刺绣出是妻子对丈夫、母亲对孩子、少女对情郎的一片真心。

四、汉羌山地传统手工艺核心价值的积极意义