? 應用火災爆炸危險指數(shù)法,對蘭州石化公司24萬t/a乙烯改擴建工程項目中已運行近2年的在役烯烴裝置風險評價分析,并提出了有效的管理控制措施。
??? 烯烴裝置作為一個典型的化工生產(chǎn)單元,本身存在著易燃易爆、高溫高壓等危險,客觀上發(fā)生火災爆炸事故的風險相對較高。同時作為蘭州石化公司整體化工生產(chǎn)的“龍頭”裝置(包括裂解與分離),對后加工系統(tǒng)的影響后果比較大。自24萬t/a乙烯裝置改造完成后已運行近2年,因此對該在役裝置存在的火災爆炸風險進行評價分析,揭示導致事故發(fā)生的各種原因,對采取有效控制措施,預防該類事故發(fā)生是極為重要的。
1 火災爆炸危險性概述
??? (1)由于爐膛溫度高達1100℃以上,故拱頂損壞的可能性較大。而拱頂又是高溫爐氣滯留部位,受高溫損壞的幾率多,會增加泄漏著火的危險性。
??? (2)物料泄漏是爐區(qū)潛在的最大隱患,物料爆炸極限很低,一旦發(fā)生泄漏,極易發(fā)生爆炸和火災事故。
??? (3)裂解爐管在結(jié)焦嚴重時,如果燒焦不及時,爐管容易燒斷,發(fā)生爐膛著火。
??? (4)裂解爐在點火前,必須用N2將爐內(nèi)的可燃物置換合格(<0.2%);若初次點火,應分析燃料氣中O2含量是合格,并嚴禁帶液,防止發(fā)生爐內(nèi)爆炸。
??? (5)防止爐爆鳴。典型的例子是燃料氣(FG)電磁閥、進料閥或裂解氣特殊閘閥內(nèi)漏而引起爆鳴。
2 火災爆炸危險指數(shù)評價
2.1 裝置評價單元的確定
??? 在進行危險指數(shù)評價時,需將生產(chǎn)過程劃分為眾多評價單元。由于評價單元較多,在進行火災、爆炸危險指數(shù)定量評價前,先進行簡單的“危險度取值表”評價,對危險度分值大于14(級)的系統(tǒng)再進行“火災、爆炸危險指數(shù)”評價,計算單元的火災、爆炸危險指數(shù),確定其危險等級,分析其危險程度是否可接受。
??? “危險度取值表”規(guī)定系統(tǒng)危險度由物質(zhì)、容量、溫度、操作5個項目來確定,其危險度分別按A=10分、B=5分、C=2分、D=0分賦值計分,由各分數(shù)之和確定危險等級。16分以上具有高度危險(Ⅰ級)的系統(tǒng),11~15分為具有中度危險(Ⅱ級)的系統(tǒng),10分以下為低危險度(Ⅲ級)系統(tǒng)。依據(jù)烯烴裝置有關資料以及現(xiàn)場調(diào)研得到的數(shù)據(jù),作為定量評價計算基礎。經(jīng)處理后的工藝狀態(tài)等參數(shù)按照“危險度取值法”確定各評價單元的危險度。
??? 根據(jù)生產(chǎn)裝置的工藝、平面布置及選擇評價系統(tǒng)的原則,確定了6個評價子系統(tǒng)。對照“危險度取值法”的要求賦值、計算出其固有危險程度。烯烴裝置和系統(tǒng)名稱及初評結(jié)果見表1。
??? 表1 烯烴裝置主要系統(tǒng)危險度評價結(jié)果
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序號 | 單元名稱 | 操作狀況 | 評分 | 介質(zhì) | 評分 | 溫度 (℃) | 評分 |
1 | 裂解爐系統(tǒng) | 化學反應 | 5 | 氫氣、甲烷、乙烯等 | 10 | 890 | 5 |
2 | 初分餾系統(tǒng) | 物理過程 | 0 | 氫氣、甲烷、乙烯等 | 10 | 195 | 2 |
3 | 壓縮制冷系統(tǒng) | 物理過程 | 0 | 氫氣、甲烷、乙烯等 | 10 | 94 | 1 |
4 | 冷分離系統(tǒng) | 分離過程 | 2 | 氫氣、甲烷、乙烯等 | 10 | -131 | 0 |
5 | 熱分離系統(tǒng) | 分離過程 | 2 | 氫氣、甲烷、乙烯等 | 10 | 105 | 0 |
6 | 原料系統(tǒng) | 物理過程 | 0 | 石腦油、拔頭油 | 5 | 25 | 0 |
??? 續(xù)表1
?
序號 | 壓力(MPa) | 評分 | 容積(m3) | 評分 | 總分值 | 危險等級 |
1 | 1.8 | 2 | 300 | 2 | 24 | Ⅰ |
2 | 1.6 | 0 | 400 | 2 | 14 | Ⅱ |
3 | 3.65 | 3 | 400 | 2 | 16 | Ⅰ |
4 | 3.60 | 3 | 700 | 3 | 18 | Ⅰ |
5 | 1.80 | 2 | 1000 | 3 | 17 | Ⅰ |
6 | 1.80 | 2 | 150 | 1 | 8 | Ⅲ |
??? 上述危險度評價中分值為16分以上的有裂解爐、壓縮、熱分離和冷分離4個系統(tǒng),根據(jù)火災爆炸指數(shù)法的單元選取原則,本著能夠最大限度地暴露裝置危險程度的目的,以工藝流程為主,兼顧設備平面布置,將裝置劃分為52個單元。