HAZOP评价方法在液氯充装中的应用

王伟，刘文远，高燕军

(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319)

陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“陕西北元”)位于陕西榆神工业园区，建有110万t/a聚氯乙烯、80万t/a烧碱、12万t/a液氯，是国内较大的氯碱生产企业。液氯生产场所设计有6台氯气液化机组，8台液氯储槽，每台液氯储槽为53 m3，理论储存液氯最大量498 t，主要用于平衡氯气生产。

氯气属于剧毒化学品，一旦大量泄漏，会引发接触人员的气管—支气管炎、肺炎或肺水肿等职业病，对环境造成污染。因此，评价液氯储存危险有害因素及危害程度，预先发现事故隐患，采取防护对策，显得尤为重要。陕西北元针对重大危险源液氯贮存，运用 HAZOP 评价方法进行分析，提出科学有效的安全措施。

1 HAZOP方法简介

HAZOP分析方法起源于英国帝国化学工业公司(ICI公司)，是一种用于辩识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法。方法的本质是通过工艺单元或操作步骤中那些具有潜在危险的偏离挖掘整个危险事故剧情，这些偏离通过引导词引出，使用引导词可激发分析人员的创新思维。其原理是从单元(即分析节点)的设计意图出发，从生产运行过程中工艺状态参数的变动、操作控制中可能出现的偏差入手进行分析，反向检查分析导致偏离的原因，正向检查偏离导致的不利后果，识别现有的安全措施，进行风险评估，如果风险不可接受，提出相应的建议措施[1]。

1.1 分析准备

成立HAZOP 分析小组,其中组成有HAZOP分析组长、记录秘书、工艺工程师、操作专家、安全工程师、设备工程师、仪表工程师、等专业人员，并由组长对成员进行HAZOP培训。

1.2 实施 HAZOP 分析

(1)工艺设备介绍。由分析小组成员介绍装置原理和运行的现状，使每个成员对整个装置的设计意图、工艺功能、设备、电气、仪表、公用工程的配置情况等都有一个比较清晰的、完整的认识。

(2)划分节点。对每一套装置，按工艺流程图划分工艺单元，确定单元的范围和起止边界，选择管线或设备作为分析节点。间歇式工艺，则按操作步骤来划分节点，对危险性大的步骤进行重点分析。

(3)确定偏差。确定分析节点之后，选择一个节点，按照 HAZOP分析方法的7 个引导词，依次确定偏差。

(4)偏差分析。分析小组对有意义的偏差进行分析，分析偏差产生的原因；分析偏差可能带来的后果(假定所有安全措施失效)，包括对人、物、环境等产生的不良影响；对偏差产生的可能性(L)及后果(S)进行分级；根据现有的安全措施及其有效性，提出建议措施。如此循环往复步骤 (3)和(4)，直到完成所有的节点。

(5)风险评估。依据公司风险判别准则，分析小组对偏差的风险度(R)进行评价，并进行风险排序，对重大的风险重新核实 HAZOP 分析结果。

1.3 编制HAZOP分析报告

记录员基于分析过程的记录文件，整理 HAZOP分析会议记录和会议资料，形成分析报告并落实建议措施，经分析小组讨论，组长最终确认。

1.4 建议措施的落实

通过 HAZOP 分析提出的建议措施，如增设压力报警、联锁保护、喷水冷却系统、围堰、防火堤、安全仪表系统(SIS)、安全阀、防爆膜、防腐处理、修改操作规程等，在安全技术例会进行研究讨论，技术人员跟踪HAZOP建议整改。

2 液氯充装流程简述

氯气被液化后进入氯气分离器V-602，分离出的液氯进入液氯储槽V-604，作为副产品外售，该企业主要监控的安全指标为液氯储槽液位小于80%，储槽压力小于0.2 MPa，便于评价分析，将液氯储槽进口阀门A及出口阀门B作为分析单元(节点)。

2.1 分析单元

液氯储槽主要控制的工艺参数：温度、液位、压力、流量。分析单元(节点)为液氯进口阀门A至液氯输出口阀门B，如图 1 所示。

图1 液氯储槽工艺Fig.1 Process of liquid chlorine storage tank

2.2 分析结果及讨论

以液氯储槽液位的 HAZOP 分析为例加以说明，HAZOP 分析结果见表 1。

从表1对液氯储槽的液位进行 HAZOP 分析可以看出：存在的主要偏差有液氯储槽液位过高或过低等，为了控制偏差的发生，企业制定了一系列的措施，有些措施是原设计就有的，有些是后来技术改造增加的安全措施，如液位报警、紧急切断阀，设置有毒气体报警仪、按照要求定期进行三氯化氮排放等，对事故的发生起到一定阻止和减缓作用，基本能满足安全生产需要，但尚存部分事故隐患；从企业安全管理角度考虑，并考虑到液氯大量泄漏后的灾难性后果，已有的措施不能很好地满足现有装置的应处理要求，如液氯储槽破裂，大量液氯泄漏，仅现有的事故氯单元进行处理远远不够，因此，须增加一些安全控制措施。

表1 液氯储槽液位的 HAZOP分析Table 1 HAZOP analysis of liquid level of liquid chlorine storage tank

3 安全措施与建议

(1)定期检测液氯储槽V-604液氯管线壁厚(每半年1次)，防止管线薄弱环节弯头等管壁变薄，液氯泄漏。

(2)建议设定液氯储槽V604低限液位400 mm，定期启动包装泵P604打循环(建议每周打1次循环)，防止液氯储槽三氯化氮积聚超标。

(3)真空分配台V609增加远传压力表(压力表量程-0.1～0.1 MPa)，防止真空分配台超压,液氯泄漏。

(4)排污处理罐周围增加氯气检测报警仪，及时发现氯气泄漏，提醒人员应急处置，防止氯气进一步扩散。

(5)定期更换排污处理罐V-608吸收碱液(暂定每季度一次)，防止碱液浓度低吸收不充分，压力上涨导致氯气泄漏。

(6)排污处理罐V608补生产水管线阀门增加阀门操作标识牌，防止人员误操作。

(7)定期切换维保液氯包装泵P-608(每半年一次)，防止包装泵震动损坏设备。

(8)给事故引风机C602增加远程启停控制，液氯泄漏气体报警仪报警，联锁启动报警值(10-5)联锁事故引风机，去事故氯自控阀门打开，防止氯气泄漏时不能及时启动吸收。

(9)将液氯储槽V-604SIS液位设立关键报警，增加独立报警灯屏，防止液氯储槽液位高报警未发现或不重视造成液氯超压泄漏。

4 结语

通过对液氯储槽液位进行的HAZOP分析可以看出，主要存在的问题有液氯储槽区域有毒气体报警仪的数量不足，紧急事故状态下的应急自动化操作措施欠缺，液氯储槽罐体及液氯管线泄漏检测缺失。因此，应落实相应的对策措施，以提高氯碱生产系统的安全可靠性。