1 前言

　　在化工一部汽油加氫裝置，循環(huán)氫壓縮機(jī)（位號(hào)P1740）為單級(jí)往復(fù)式壓縮機(jī)。經(jīng)一段加氫、二段加氫反應(yīng)器加氫后分離出的富氫混合氣通過(guò)P1740加壓，送往二段加氫反應(yīng)器循環(huán)利用，物料中含氫約80％，并含有微量硫化氫，其余為輕烴組分。2006年上半年，循環(huán)氫壓縮機(jī)兩次因振斷熱電阻連鎖停車，一次引壓管泄漏物料停車，導(dǎo)致整個(gè)汽油加氫裝置停車，給公司效益帶來(lái)?yè)p失，給操作人員人身安全帶來(lái)不利影響。在此運(yùn)用蒙德法對(duì)循環(huán)氫壓縮機(jī)單元進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果為循環(huán)氫壓縮機(jī)單元的HSE(ICI)蒙德部(MOND)在對(duì)美國(guó)道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法應(yīng)用、研究的基礎(chǔ)上補(bǔ)充發(fā)展起來(lái)的，所考慮問(wèn)題更為全面[1]。

　　2 評(píng)價(jià)程序

　　選取汽油加氫裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)為評(píng)價(jià)單元，評(píng)價(jià)單元內(nèi)主要物質(zhì)為氫氣、輕烴組分、微量硫化氫，對(duì)2007年1-6月份循環(huán)氫壓縮機(jī)入口線采樣點(diǎn)AP1716采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得氫約80％（體積）、硫化氫約150ppm，比例較為穩(wěn)定，故選取氫與硫化氫這一混合物組份來(lái)評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)性。評(píng)價(jià)單元主要參數(shù)有：①評(píng)價(jià)單元：防火堤內(nèi)循環(huán)氫壓縮機(jī)；②評(píng)價(jià)單元主要物質(zhì)：H2與H2S的混合物；③評(píng)價(jià)單元內(nèi)評(píng)價(jià)物質(zhì)總量選用：6.7t/h；④選用出口壓力：2.6MPa；⑤選用出口溫度：52℃；⑥評(píng)價(jià)單元高度：2.5m；⑦評(píng)價(jià)單元面積約為：40m2。

　　2.1 物質(zhì)系數(shù)的確定

　　查常用危險(xiǎn)化學(xué)品安全手冊(cè)[2]，氫物質(zhì)系數(shù)為B=MF=18.16

　　2.2 特殊物質(zhì)危險(xiǎn)值的確定

　　危險(xiǎn)性系數(shù)是所研究單元主要物質(zhì)在具體使用環(huán)境的一個(gè)函數(shù)，不能用孤立的性質(zhì)來(lái)定義，其危險(xiǎn)物質(zhì)危險(xiǎn)值選取情況如下：

　　(1)混合及擴(kuò)散特性  低密度的可燃?xì)鈿錃馀c其他物質(zhì)的混合物用相應(yīng)數(shù)值的比例系數(shù)，所以危險(xiǎn)性系數(shù)選用-60×0.8＝-48

　　(2)著火靈敏度。根據(jù)國(guó)家級(jí)氣體及蒸汽的電氣裝置分類標(biāo)準(zhǔn)，氫氣著火靈敏度危險(xiǎn)性系數(shù)選50。

　　(3)氣體暴轟性物質(zhì)。氫氣與空氣的混合物當(dāng)氫氣濃度在18.3％至59.0％區(qū)間時(shí)即可發(fā)生暴轟現(xiàn)象，危險(xiǎn)性系數(shù)選用120。

　　特殊物質(zhì)危險(xiǎn)值 M＝122

　　2.3 一般工藝流程危險(xiǎn)性

　　(1)工藝過(guò)程是單純的物理變化，在機(jī)體內(nèi)進(jìn)行物料加壓，危險(xiǎn)性系數(shù)選10。

　　(2)基本操作為為物質(zhì)輸送，使用永久完全封閉的配管，危險(xiǎn)系數(shù)選0。

　　一般工藝流程危險(xiǎn)性 P＝10

　　2.4 特殊工藝危險(xiǎn)性

　　(1)高壓。 評(píng)價(jià)單元壓力為2.6MPa，由高壓系數(shù)P的曲線圖查得，危險(xiǎn)性系數(shù)為為55.

　　(2)接頭的危險(xiǎn)性。工藝管線與設(shè)備連接處有微量泄漏的法蘭接頭，危險(xiǎn)性系數(shù)為30。

　　(3)振動(dòng)。壓縮機(jī)使相連的裝置和管線產(chǎn)生振動(dòng)，由此增大了裝置的疲勞，此處取危險(xiǎn)性系數(shù)為50。

　　特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù) S=135

　　2.5 數(shù)量的危險(xiǎn)性

　　評(píng)價(jià)單元中每小時(shí)處理量為6.7t，氫氣為5.36t,查質(zhì)量系數(shù)圖得危險(xiǎn)系數(shù)Q為29。

　　2.6 布置上的危險(xiǎn)性

　　(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)單元為開(kāi)放式工藝構(gòu)筑物，高在7米以下，裝有5噸以下可燃性物質(zhì)，系數(shù)取10。

　　(2)其他。對(duì)物料是以小時(shí)為單位來(lái)評(píng)價(jià)工藝中的最大容量，其危險(xiǎn)系數(shù)為-13。

　　布置上的危險(xiǎn)性系數(shù) L=-3

　　2.7 毒性的危險(xiǎn)性

　　TLV。差相關(guān)手冊(cè)，硫化氫的TLV值為10ppm, TLV系數(shù)選75

　　毒性的危險(xiǎn)性系數(shù) T=75

　　2.8 DOW/ICI全體指標(biāo)D的計(jì)算

　　由B=18.16，M=122，P=10，S=135，Q=29，L=-3，T=75

　　D=B(1+M/100)(1+P/100)[1+(S+Q+L)/100+

　　T/400]=124

　　查表1可知全體危險(xiǎn)性程度屬于非常極端的

　　2.9 火災(zāi)潛在性的評(píng)價(jià)

　　評(píng)價(jià)單元火災(zāi)潛在性恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ且詥挝幻娣e的燃燒熱為基礎(chǔ)，通過(guò)這種評(píng)價(jià)方法可以比較不同類建筑物的值。單元內(nèi)全部燃料卷入火災(zāi)比較罕見(jiàn)，而考慮全部燃料的10％則較接近實(shí)際火災(zāi)持續(xù)時(shí)間。

　　火災(zāi)負(fù)荷 F=（B×K/N）×20500Btu/ft2=0.5×104 Btu/ft2

　　查表2 可知火災(zāi)負(fù)荷范疇屬于輕度

　　2.10 爆炸潛在性的評(píng)價(jià)

　　內(nèi)部裝置爆炸指標(biāo) E=1+(M+P+S)/100=3.67

　　查表3可知內(nèi)部裝置爆炸潛在性范疇屬于中等

　　地區(qū)爆炸指標(biāo)A=B×(1+m/100) ×Q×H×E×(t/300) ×[(1+P)/1000]=152

　　查表4可知地區(qū)爆炸指標(biāo)范疇屬于高等

　　2.11 毒性的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

　　計(jì)算出可以綜合考察評(píng)價(jià)單元的控制和管理的毒性指標(biāo)U=(T/100)×[1+(M+P+S)/100]=2.75,查表5可知單元毒性指標(biāo)范疇屬于低等。

　　主毒性事故指標(biāo)C=Q×U=80,查表6可知主毒性事故范疇屬于中等。

 

　　2.12 全體危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

　　蒙德部門認(rèn)為：考慮裝置布置的總危險(xiǎn)性評(píng)分是根據(jù)DOW/ICI總指標(biāo)D,而D受火災(zāi)負(fù)荷、單元毒性指標(biāo)、內(nèi)部爆炸指標(biāo)、、氣體爆炸因素的影響較強(qiáng)。因此利用總危險(xiǎn)性R進(jìn)行評(píng)價(jià)更為合適。

　　R=D×[1+(F×U×E×A)1/2/1000]=471

　　查表7可知全體危險(xiǎn)性范疇屬于中等。

　　3 補(bǔ)償評(píng)價(jià)

　　為了取得正確的評(píng)價(jià)，需根據(jù)保護(hù)和預(yù)防手段重新估計(jì)總危險(xiǎn)度，采用補(bǔ)償系數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)值。

　　3.1容器系統(tǒng)

　　(1)輸送管線。在所有的法蘭位置上，采用焊接短管法蘭代替活動(dòng)法蘭，系數(shù)用0.95。

　　(2)氣體、液體和廢料的排放。評(píng)價(jià)單元操作系統(tǒng)有安全閥、緊急排放閥及其與火炬系統(tǒng)相連的管線，補(bǔ)償系數(shù)為0.90。

　　容器系統(tǒng)補(bǔ)償系數(shù)K1=0.855

　　3.2工藝管理

　　(1)報(bào)警系統(tǒng)。評(píng)價(jià)單元配備報(bào)警系統(tǒng)，顯示操作中的失誤，防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)發(fā)展為事故，補(bǔ)償系數(shù)采用0.95。

　　(2)惰性氣體系統(tǒng)。有必要時(shí)使評(píng)價(jià)單元排空的氮?dú)庀到y(tǒng)，補(bǔ)償系數(shù)為0.95。

　　(3)安全保護(hù)系統(tǒng)。有吸入罐高液位聯(lián)鎖系統(tǒng)，補(bǔ)償系數(shù)為0.75。

　　(4)計(jì)算機(jī)管理。評(píng)價(jià)單元有計(jì)算機(jī)管理正確操作，有獨(dú)立停車功能，補(bǔ)償系數(shù)用0.35。

　　(5)預(yù)防爆炸和異常反應(yīng)。出口管線上有安全閥，有過(guò)壓釋放作用，補(bǔ)償系數(shù)為0.9。

　　(6)操作指南。評(píng)價(jià)單元有操作規(guī)程、檢維修方案和各種情況下的演練預(yù)案，補(bǔ)償系數(shù)選用0.9。

　　(7)裝置的監(jiān)督。裝置實(shí)行24小時(shí)巡檢制度，能用閉路電視仔細(xì)的監(jiān)視評(píng)價(jià)單元，補(bǔ)償系數(shù)為0.95，巡檢人員配備防爆對(duì)講機(jī)，用附加性系數(shù)0.97。

　　工藝管理補(bǔ)償系數(shù)K2=0.177

　　3.3安全態(tài)度

　　(1)管理者參與安全的管理。化工一部有完善的經(jīng)濟(jì)考核制度，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的違章均可提出考核，補(bǔ)償系數(shù)選用0.90。

　　(2)安全培訓(xùn)。對(duì)本單位職工及外來(lái)施工人員均有安全教育及本單位職工的崗位技能培訓(xùn)，補(bǔ)償系數(shù)用0.90。

　　(3)保養(yǎng)維修和安全次序。檢修過(guò)程中實(shí)行HSE管理，檢修方案均經(jīng)過(guò)審批，補(bǔ)償系數(shù)為0.95。

　　安全態(tài)度補(bǔ)償系數(shù)K3=0.77

　　3.4防火

　　有消防栓、消防水泡，防火補(bǔ)償系數(shù)K4=0.85。

　　3.5物質(zhì)隔離

　　評(píng)價(jià)單元有安全閥緊急壓力泄放系統(tǒng)，物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)K5=0.85

　　3.6滅火活動(dòng)

　　評(píng)價(jià)單元有專門的廠內(nèi)消防電話，系數(shù)取0.95；現(xiàn)場(chǎng)配備手動(dòng)滅火器材，系數(shù)取0.95；現(xiàn)場(chǎng)有高壓水網(wǎng)，水壓為0.7MPa，能全速有效供水，系數(shù)取0.85；有能控制方向的遠(yuǎn)距離消防炮，系數(shù)取0.90；廠內(nèi)消防車數(shù)量多于5臺(tái)，系數(shù)取0.7；定期對(duì)操作人員進(jìn)行消防訓(xùn)練，系數(shù)取0.9。

　　滅火活動(dòng)補(bǔ)償系數(shù)K6=0.435

　　3.7最終補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算

　　(1)補(bǔ)償火災(zāi)負(fù)荷F1=FK4K5=0.36×104Btu/ft2

　　(2)補(bǔ)償爆炸指標(biāo)E1=EK2K3=0.5

　　(3)補(bǔ)償氣體爆炸指標(biāo)A1=AK5K6=56.2

　　(4)補(bǔ)償全體危險(xiǎn)性評(píng)分

　　R1=RK1K2K3K4K5K6=17.25

　　4結(jié)論

　　(1)根據(jù)表8的評(píng)價(jià)結(jié)果，可以看出DOW/ICI全體指標(biāo)屬于非常極端水平，這是氫氣的自身物化特性決定的，主毒性指標(biāo)中等，氣體爆炸指標(biāo)中等，全體危險(xiǎn)性處于緩和較低的水平。

　　表8  評(píng)價(jià)單元安全措施補(bǔ)償前后各項(xiàng)安全措施

補(bǔ)償情況

DOW/ICI全體指標(biāo)D

火災(zāi)負(fù)荷F

單元毒性毒性指標(biāo)U

主毒性指標(biāo)C

爆炸指標(biāo)E

氣體爆炸指標(biāo)A

全體危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)R

補(bǔ)償前

數(shù)量

范疇

數(shù)量

范疇

數(shù)量

范疇

數(shù)量

范疇

數(shù)量

范疇

數(shù)量

范疇

數(shù)量

范疇

124

非常極端的

0.5×104

輕度

2.75

低

80

中等

3.67

中等

152

高

471

中等

補(bǔ)償后

0.36×104

輕度

0.5

輕微

56.2

中等

17.25

緩和

　　(2)雖然評(píng)價(jià)單元全體危險(xiǎn)性指標(biāo)處于緩和較低的水平，但壓縮機(jī)產(chǎn)生持續(xù)較強(qiáng)振動(dòng)不解決，就還存在發(fā)生事故的隱患，單元主毒性指標(biāo)、氣體爆炸指標(biāo)中等，DOW/ICI全體指標(biāo)屬于非常極端水平，仍需繼續(xù)加強(qiáng)工藝、設(shè)備和安全管理，完善停車事故應(yīng)急預(yù)案，降低各個(gè)環(huán)節(jié)的危險(xiǎn)性系數(shù)，控制評(píng)價(jià)單元毒性及氣體爆炸指標(biāo)，減少事故損失。
 
　　(3)針對(duì)振斷熱電阻引發(fā)系統(tǒng)停車的事故，目前是通過(guò)將這一測(cè)溫點(diǎn)的溫度邏輯改為3取2模式。建議現(xiàn)場(chǎng)加裝與控制室計(jì)算機(jī)相連的硫化氫探測(cè)器，減少因高濃度硫化氫意外泄漏造成的人員傷害。做好儀表、聯(lián)鎖的維護(hù)工作，定時(shí)對(duì)聯(lián)鎖、儀表進(jìn)行檢查維護(hù)，防止由于設(shè)備振動(dòng)給儀表造成疲勞損壞，引發(fā)意外停車。

　　(4)在安全措施的補(bǔ)償評(píng)價(jià)過(guò)程中，蒙德法強(qiáng)調(diào)了工程管理和安全態(tài)度，突出了企業(yè)管理的重要性，評(píng)價(jià)得出的結(jié)果較接近實(shí)際情況。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 蔣軍成，郭振龍編.安全系統(tǒng)工程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.93

　　2 張維凡編.常用化學(xué)危險(xiǎn)品安全手冊(cè).北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，1992.707