事故启示 | 树立HAZOP系统观 全局观

随着化工装置不断向规模化、循环经济发展，各装置之间的关联度越来越高，一个异常工况带来的波动通常是多方位的，装置被划分为车间产生的分割线设置不合理，或者各装置的关联风险、叠加风险没有被挖掘评估，极易造成事故、事件发生，下面以一起变换炉爆炸事故进行说明。

1. 流程描述

该装置是一套煤制甲醇生产线，源头是常压固定床间歇煤制气，蒸汽上吹产生的水煤气被引出，经过降温、除尘、脱硫后进入气柜。从气柜出来分为两路，一路去合成氨地面上水封，另一路去甲醇地下U型弯水封。从U型弯水封出来又分为两部分，一部分去甲胺车间原料气压缩机和变压吸附（提纯CO），另一部分去甲醇车间3#、2#、1#压缩机，经压缩机升压至2.0MPa进入合成工段与蒸汽混合，出低变炉高温变换气换热至200～240℃进入低变炉，再经湿法脱硫、热碳酸钾脱碳、精脱硫去甲醇合成（见图一）。

图一  水煤气输送工艺流程图

2. 车间布局

如图一所示。

联锁设置：

a. 水煤气气柜高度高高联锁顶开气柜顶部机械放空装置；

b. 1～3#甲醇压缩机一入水柱低低联锁停对应压缩机；

c. 甲胺原料气压缩机一入水柱低低联锁停对应压缩机。

2011年2月14日23:07分甲醇3#、2#压缩机接连出现一入水柱低跳车，1#压缩机继续运行，23:10分甲醇合成低变炉发生爆炸，系统内部产生的巨大压力将入工段过滤器封头憋开，水煤气夹带着触媒粉从过滤器大盖开始刺出，后续的脱硫液、脱碳液也发生逆流进入低变炉，所幸无人员伤亡情况。

1. 直接原因

合成氨水封（坐落在地面以上）溢流管堵塞（云线1）→→水封水开始沿着水封入口管道逆流→→水封水进入气柜出口去甲醇的U型弯水封（坐落在地面以下）→→去甲醇U型弯水封灌满（云线2），水煤气被切断→→甲醇3#、2#压缩机一入水柱低跳车，甲醇1#一入水柱低跳车联锁失效→→1#压缩机继续运行→→1#压缩机抽破自身的排水水封，空气进入（云线3）→→水煤气携带空气进行甲醇合成，在低变炉入口高温处发生爆炸（见图二）

图二

2. 惯性思维导致错误

造气车间操作人员认为是下游甲醇车间压缩机故障跳车，3#气柜上涨符合常规逻辑；甲醇车间操作人员认为是气柜低导致压缩机跳车，但是在跳车一瞬间气柜高度并不低。实际是两个车间交界处的地下U型弯水封被合成车间的水封水逆流灌满，水煤气从两个车间交界的水封被切断，而通常不太容易想到水封被异常切断。

1. 用HAZOP分析工具能否挖掘出整条事故链？

在进行连续化生产HAZOP分析时，多数是按照车间作为一个系统进行节点划分，以上述事故为例，去合成水封异常封闭是发生在合成车间节点内，溢流水漫延到甲醇车间U型弯水封造成煤气中断，该初始事件又延伸至甲醇车间节点内，事故链的交集较为复杂，涉及气化车间、合成氨车间、甲醇车间、甲胺车间，因车间建制将系统分割的七零八落，在分界点发生事故很难形成正确的系统观、全局观，挖掘整个事故链条存在难度。

2. 仅有的独立保护层有效性没有得到验证，无法切断事故链传播

事发时间还没有引入HAZOP和LOPA思想，存在保护层严重不足的情况，该气柜属于“一拖多”模式，没有在水煤气总管设置压力三取二低低联锁停所有车间运转压缩机，并将该联锁优先单台压缩机联锁。

综上所述，笔者认为在进行连续化大化工的HAZOP分析时，要打破设计院、企业规定的边界，站在全局的角度把各区域有机联系在一起，才能把这种多因素联锁反应的事故场景剖析到位。

来源：北京安必达科技有限公司

作者：石克民

小编：ABD