海上平台水处理系统HAZOP分析研究_张哲.pdf

2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT海上平台水处理系统 HAZOP 分析研究海上平台水处理系统 HAZOP 分析研究张哲1武洋1杨伟斌2尹韩玉21.中海油安全技术服务有限公司天津 3004572.天津北海油人力资源咨询服务有限公司天津 300457摘要:随着海上油气开发技术的不断发展,海上平台水处理系统不断完善,逐步实现了标准化设计。针对典型水处理设备的特点,开展 HAZOP 分析,识别详细偏差的原因和后果,帮助操作人员更好地理解处理工艺、了解生产操作可能存在的风险,采取相关控制措施予以控制。关键词:海上平台;水处理系统;标准化设计;HAZOP 分析作者简介:张哲:男,毕业于中国石油大学(华东),动力工程及工程热物理专业,硕士学位,工程师,目前从事工艺安全技术咨询、风险评价工作。近年来,我国海上油气田开发技术和进程都得到了快速的发展,为了更好地开发和利用海上油气资源,提高开采、处理和运输的效率,海上平台设计人员创新性提出平台标准化设计理念,在加快设计进度、缩短设计周期的同时,保证设计质量,节约投资成本1-3。目前,中心平台生产污水处理流程标准化设计采用斜板除油器-气浮选机-核桃壳过滤器-注水细滤器(通常为双介质或者纤维球过滤器)等 4 级处理流程。海上平台的水处理系统设计实现了标准化,但由于油气田的差异性和油气成分的复杂性,若统一使用标准化设计,在一定程度上会增加作业生产过程中的风险性,HAZOP 分析通过结构化和系统化的方法辨识潜在的危险和可操作性问题,获得的结果有助于确定正确的补救措施4,因此,在海上平台设计阶段进行危险和可操作性分析(HAZOP)是非常有必要的。HAZOP 分析是一种分析工程项目运行中可能发生的设计和操作偏差,辨识现有保障措施,有针对性地提出改进建议的危险分析评价方法。HAZOP 分析既适用于设计阶段,又适用于在役的生产装置,既适用于连续生产过程,又适用于间歇生产过程5。1HAZOP 分析方法及流程HAZOP 分析将所研究的过程根据设计目的分为多个逻辑上可管理的节点,见图 1,建立偏差,并对偏差进行潜在原因、后果进行分析,评估可能造成人员伤害、财产损失、环境破坏、声誉损害等风险6。图 1HAZOP 分析流程图HAZOP 分析按以下步骤进行:(1)节点 选择系统中某部分设备;(2)设计意图 界定节点的设计目的及其工艺条件;(3)引导词 结合工艺参数(如流量)产生偏差作为小组分析的提示;(4)详细偏差 记录需要分析的节点内的偏差;(5)原因 识别导致工艺偏差的所有潜在原因;(6)后果 识别每个偏差导致的最终后果(此时不考虑已有的安全措施);(7)保护措施 评估已有的安全措施是否可以将风险降低到可接受水平;(8)建议措施 如果保护措施不足,建议增加安全措施;(9)重复其他相关的引导词;(10)其他节点的分析按以上步骤进行。3 2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT2基于海上平台水处理系统 HAZOP 分析中心平台生产污水处理流程标准化设计为:斜板除油器气浮选机核桃壳过滤器双介质过滤器,现按照此 4 个设备划分节点,逐个对引导词和参数进行假设,分析偏差出现的原因和结果,结合中国海洋石油集团有限公司风险矩阵图见图 2确定风险等级。本文以斜板除油器和气浮选为例进行分析,具体分析结果见表 1 表 2。图 2风险矩阵图表 1斜板除油器 HAZOP 分析结果参数/引导词偏差原因后果初始风险保护措施残余风险液位/过低水相液位过低油相液位过低液位控制故障气相窜入气浮,造成流程波动,严重时设备超压,介质泄漏,发生环境污染较大风险液位低低联锁;高压报警;安全阀低风险管线设备泄漏物料泄漏,遇点火源可能发生火灾爆炸事故一般风险液位低报警;液位低低联锁低风险液位控制故障气相窜入污油罐,轻烃类泄漏,存在火灾爆炸风险较大风险液位低低联锁;高压报警;安全阀低风险管线设备泄漏物料泄漏,遇点火源可能发生火灾爆炸事故一般风险液位低报警;液位低低联锁低风险液位/过高水相液位过高液位控制故障严重时满罐,物料窜入火炬系统,影响火炬背压较大风险液位高高联锁一般风险油相液位过高液位控制故障污油进入水相,造成生产水系统负荷增大,能耗增加一般风险液位高高联锁低风险压力/过低压力过低压力控制故障底部出料不畅,流程波动一般风险液位高报警低风险管线设备泄漏物料泄漏,遇点火源可能发生火灾爆炸事故一般风险压力低报警;压力低低联锁低风险压力/过高压力过高压力控制故障设备超压,介质泄漏,遇点火源可能发生火灾爆炸事故较大风险压力高高联锁;安全阀低风险上游系统窜压设备超压,介质泄漏,遇点火源可能发生火灾爆炸事故一般风险压力高报警;压力高联锁;安全阀低风险4 2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT表 2气浮选 HAZOP 分析结果参数/引导词偏差原因后果初始风险保护措施残余风险液位/过低液位过低前系统来料波动液位过低,影响处理量,造成生产波动低风险液位低报警低风险设备泄漏可能造成转输泵抽空损坏,物料泄漏,环境污染,遇点火源可能发生火灾爆炸事故一般风险液位低报警;液位低低联锁低风险液位/过高油槽液位过高收油不及时严重时满罐,污油窜入放空系统,可能造成物料逸散,造成环境污染低风险液位高高联锁低风险压力/过低压力过低压力控制故障影响物料输送,造成流程波动一般风险压力低低联锁低风险PCV 控制故障影响物料输送,造成流程波动一般风险压力低报警;压力低低联锁低风险压力/过高压力过高压力控制故障设备超压,介质泄漏,发生环境污染较大风险压力高高联锁;安全阀低风险PCV 控制故障设备超压,介质泄漏,发生环境污染较大风险压力高高联锁;安全阀低风险由表 1 和表 2 可以看出,在保护措施充足的前提下,多数偏差导致后果的残余风险处于低风险状态,可接受;但是斜板除油器中液位控制故障导致水相液位过高的残余风险仍处于一般风险状态,风险较大,因此,需要设计人员考虑优化斜板除油器对于液位过高后果的保护措施,以达到低风险状态。3结束语根据分析结果可以看出,基于海上平台水处理系统的标准化设计开展的 HAZOP 分析具有一定的普适性,可为海上平台水处理系统危害辨识及防范提供有效参考。同时分析结果有助于完善操作手册,帮助设计人员识别设计风险,增强操作人员对于各种偏离状态的应急能力,为项目投产运行后的过程安全管理提供输入条件,提高项目的整体安全水平。参考文献1 曲兆光,吴景健,钱欣,等.标准化平台设计法在渤海油田的应用和建议 J.中国海洋平台,2015,30(6):5.2 胡晓明,杨晓刚,谢彬,等.海洋石油平台标准化设计在渤海绥中 36-1 油田 期工程中的应用 J.中国海上油气(工程),2003,15(3):10-13.3 杨飞,钱欣,徐念念,等.渤海油田海上平台水处理系统标准化设计 J.化工管理,2021,36(13):195-196.4 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.危险与可操作性分析(HAZOP 分析)应用指南:GB T 35320-2017 S.5 王辉,王顺.HAZOP 危险分析方法在海洋石油平台设计中的应用 J.中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2016(03):00175-00175.6 荆波.HAZOP、LOPA 和 CFD 分析方法在海上平台中的应用 J.安全、健康和环境,2021,21(11):41-46.5