王連政 董呈杰 陳慶棟 張俊飛

摘要：為提高石化碼頭企業(yè)管理水平，降低油品和化學(xué)品裝卸過程事故風(fēng)險，采用HAZOP方法識別石化碼頭裝卸工藝危險有害因素，定性分析裝卸作業(yè)風(fēng)險，并結(jié)合企業(yè)當(dāng)前的管理狀況提出風(fēng)險控制建議，為該類企業(yè)系統(tǒng)化控制事故風(fēng)險提供方法和依據(jù)。

Abstract： To improve the safety condition in petrochemical terminal enterprises， as well as reduce the possibility and severity of accident， the hazard factors during transportation of oils and chemicals in the petrochemical terminal enterprises was identified using HAZOP method. And risk was analyzed qualitatively. Risk control measures was suggested according to the anslysis results and the current situation of the management in the enterprise. The method and analysis process can be used to control of the risk in petrochemical terminal enterprises.

關(guān)鍵詞：石化碼頭；裝卸作業(yè)；HAZOP方法

Key words： petrochemical wharf；handling operation；HAZOP

中圖分類號：TQ546 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）01-0032-03

0 引言

我國沿海和內(nèi)河港口建有大量的化學(xué)品和油品碼頭，這些介質(zhì)具有不同程度的毒性、易燃易爆等特性。在裝卸、存儲過程中一旦發(fā)生?；反笠?guī)模泄漏，可能造成港口生產(chǎn)癱瘓，港口水域污染和生態(tài)災(zāi)難。如2005年12月11日英國倫敦Buncefield油庫汽油儲罐輸油過程，由于液位傳感器、防溢出開關(guān)同時失效引起溢油，違章啟動發(fā)動機(jī)引起大爆炸，造成43人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)8.94億英鎊。2010年7月16日，大連新港一艘外籍油輪卸油時，操作不當(dāng)，引發(fā)輸油管線爆炸和原油泄漏。因此依據(jù)系統(tǒng)安全原理，分析石化碼頭生產(chǎn)作業(yè)的危險有害因素，并提出相應(yīng)的控制措施，對提升企業(yè)安全管理水平，促進(jìn)安全生產(chǎn)，具有重要的實際意義。

關(guān)于石化碼頭安全風(fēng)險控制，在國內(nèi)外學(xué)者從多個角度進(jìn)行了廣泛的研究。張拔雄[1]闡述了石化碼頭的職業(yè)危險因素和勞動衛(wèi)生危險因素，并介紹了不同暴露途徑的急救方法。王曉麗等[2]為避免評價過程的主管隨意性，基于主成分分析方法對石化碼頭裝卸過程進(jìn)行了安全評價。深雁[3]圍繞石化碼頭企業(yè)文化建設(shè)的各個層次，提出改進(jìn)措施。以常州港石化碼頭為實例，葉軍[4]對散裝液體危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散事故后果進(jìn)行了模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果提出事故應(yīng)急預(yù)案。李孔全[5]針對石化碼頭施工的特點，提出施工安全風(fēng)險的防控措施。孫毅等[6]研究了國內(nèi)外石化碼頭預(yù)警體系指標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了把定性與定量方法結(jié)合起來建立一套完整的石化碼頭儲罐區(qū)預(yù)警指標(biāo)的重要性。郝新秀等[7]分析了石化碼頭溢油過程，找到了較為常見的溢油風(fēng)險點，并提出相關(guān)建議。然而，采用系統(tǒng)的分析方法識別石化碼頭裝卸工藝過程危險有害因素是安全風(fēng)險的基礎(chǔ)，這一方面的研究還較少。

筆者采用HAZOP方法辨識某石化碼頭裝卸工藝過程的危險有害因素，并結(jié)合實際生產(chǎn)情況，提出針對性的建議措施。探討石化碼頭精細(xì)化安全管理方法。

1 HAZOP分析方法

危險與可操作性分析（HAZOP）于20世紀(jì)60年代由英國帝國化學(xué)工業(yè)公司（ICI）提出[8]。HAZOP方法的特點在于以一系列“偏差”為出發(fā)點，向前尋找產(chǎn)生偏差的原因，即危險有害因素，向后尋找偏差可能引起的危害，即風(fēng)險，實現(xiàn)對風(fēng)險的控制。HAZOP方法的實現(xiàn)依據(jù)工藝管道及儀表流程圖（PID）、物料及熱量平衡圖（PFD）、設(shè)備原理等基礎(chǔ)資料，綜合不同專業(yè)人員組成的專家小組的經(jīng)驗，以討論會的形式，分析偏差正常運(yùn)行參數(shù)的原因及后果，進(jìn)而提出應(yīng)采取的控制措施。HAZOP方法在化工、石油、石化等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2 某石化碼頭企業(yè)事故統(tǒng)計

某石化碼頭企業(yè)近四年發(fā)生的事故與未遂事故故共發(fā)生事故、未遂事故158起，事故類型如圖1所示?？梢钥闯觯撌a頭生產(chǎn)過程中發(fā)生的事故類型包括漲壓、泄漏、溢油；船碰撞碼頭、斷纜或纜繩掛碰、其他碰撞等，其中漲壓、泄漏、溢油事故數(shù)量所占比例高達(dá)49%，從事故后果嚴(yán)重的角度來看，漲壓、泄漏、溢油事故的危害與介質(zhì)的性質(zhì)相關(guān)，也是該類企業(yè)最為嚴(yán)重事故類型之一，甚至可能產(chǎn)生災(zāi)難性事故后果。因此，采用HAZOP方法分析裝卸作業(yè)風(fēng)險和有效控制措施，將改善該類企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況。

3 某石化碼頭裝卸生產(chǎn)工藝

石化碼頭裝卸工藝主要通過管道輸送液體介質(zhì)。根據(jù)碼頭管道兩端所連接終端和動力泵位置的不同，一般石化碼頭主要裝卸作業(yè)包括裝船、卸船、過駁等作業(yè)。從管道工藝方面來看，石化碼頭工藝過程分主要裝卸工藝和輔助工藝。輔助流程包括裝卸管道的氣密性檢驗、吹掃管線、導(dǎo)熱油工藝和預(yù)冷工藝。石化碼頭管線主要包括碼頭前沿的軟管、輸油臂，管道連接至分配站，之后通過分配站的輸油臂或管道連接各庫區(qū)管道至儲罐，泵一般由船方或發(fā)貨庫區(qū)提供。輔助流程主要采用氮氣吹掃管線內(nèi)的殘余介質(zhì)，導(dǎo)熱油或預(yù)冷介質(zhì)在夾套管道內(nèi)流動起到加熱或保冷作用。根據(jù)輸送介質(zhì)的不同，工藝管線也存在區(qū)別，如瀝青管道要求溫度高，需要采用導(dǎo)熱油拌熱；原油管道輸油溫度要求不高，一般要求管道采用電伴熱防止輸送溫度低于介質(zhì)凝點；乙烯輸送溫度非常低，管道需要預(yù)冷處理，并設(shè)置保溫層，以減少管道與環(huán)境之間的熱量傳遞。

石化碼頭輸送介質(zhì)工藝設(shè)備主要包括管道、閥門和泵等，設(shè)備工作原理相對簡單，但完整的工藝管線所涉及到船舶、石化碼頭和各儲罐等不同企業(yè)；因此，每進(jìn)行一次裝卸作業(yè)相當(dāng)于臨時組建一套的工藝流程；另外，船艙、儲罐在裝卸過程還要根據(jù)容量要求進(jìn)行切換；這都增加了石化碼頭油品裝卸作業(yè)的風(fēng)險。

4 裝卸工藝HAZOP分析

本次選取典型油輪與儲罐之間卸汽油工藝、庫區(qū)之間轉(zhuǎn)輸柴油工藝、油輪與儲罐之間卸原油工藝、瀝青裝船工藝進(jìn)行HAZOP分析，以下僅以油輪與儲罐之間卸汽油工藝來說明HAZOP分析過程。

某次海翔6號油輪?？磕先a頭，卸汽油至津國油庫區(qū)T7儲罐。輸油管線包括南三碼頭304輸油臂、碼頭前沿輸油管線，2#分配站管線，津國油庫區(qū)21號管線及T7汽油儲罐，具體工藝PID圖及閥門狀態(tài)如圖2所示。

選取油輪與儲罐之間卸汽油工藝，將輸油工藝管線劃分為船艙管線、碼頭前沿管線、2號分配站掛線、庫區(qū)儲罐及管線4個分析部分。作業(yè)開始時，流量控制在200m3/h，待津國油庫區(qū)儲罐檢測到汽油后，卸船速率提高到700m3/h，管線壓力不超過0.8MPa。

HAZOP分析中明確5個輸油指標(biāo)參數(shù)作為分析要素，與7個引導(dǎo)詞結(jié)合建立偏差矩陣，經(jīng)討論小組最終確定10個有意義的偏差進(jìn)行分析?；谄罹仃?，經(jīng)小組討論，得出導(dǎo)致偏差的原因22條。HAZOP分析表示例如表1所示。

從HAZOP分析的結(jié)果來看，出現(xiàn)頻次最多的風(fēng)險為泄漏，與該石化碼頭事故記錄統(tǒng)計一致，導(dǎo)致泄漏的因素主要分為以下幾個方面。

①人員現(xiàn)場的誤操作、作業(yè)票工藝流程制定錯誤；如開啟或關(guān)閉的閥門不正確，閥門開度不夠等。

②設(shè)備的不安全狀態(tài)，如閥門轉(zhuǎn)動不靈活，法蘭墊片老化，密封失效、液位傳感器失效等。

③管理因素：油輪、碼頭、儲罐分別屬于不同企業(yè)，引起流程變通機(jī)制不合理；維修不及時、培訓(xùn)不到位等。

該石化碼頭現(xiàn)有的安全措施針對危險有害因素起到一定的保護(hù)措施，在一定程度上可以避免風(fēng)險。由于石化碼頭介質(zhì)種類繁多，具有不同的危險性，一部分危險有害因素還需要進(jìn)一步采取控制措施。

5 建議措施

通過對該石化碼頭典型裝卸工藝進(jìn)行HAZOP分析，核對企業(yè)現(xiàn)有的裝卸作業(yè)規(guī)程，提出以下建議控制措施。

①碼頭管線、庫區(qū)管線分別屬于不同企業(yè)，從輸送作業(yè)方面來看屬于一個完整的工藝，任何一個閥門狀態(tài)錯誤或不到位都可能引起輸送管線漲壓、泄漏。建議通過DCS系統(tǒng)掌握整個工藝管線上閥門狀態(tài)、儲罐液位數(shù)據(jù)、溫度、壓力等參數(shù)，并制定校驗周期和制度。

②對與長距離輸送管線，沿程阻力大，作業(yè)壓力高，設(shè)置防漲壓措施，如在中轉(zhuǎn)儲罐設(shè)置專用泄壓儲罐等。

③每次輸送作業(yè)相當(dāng)于一次臨時工藝，因此完善操作、維修規(guī)程，加強(qiáng)培訓(xùn)，降低人員誤操作，確保設(shè)備設(shè)施工作正常。

參考文獻(xiàn)：

[1]張拔雄.大型石化碼頭的安全生產(chǎn)危險隱患因素分析[J].中國水運(yùn)，2012，12（7）：21-22.

[2]王曉麗，魏志兵，彭士濤，等.基于主成分分析法的石化碼頭裝卸過程安全評價[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2014，40（8）：1-4.

[3]沈雁.天津港石化碼頭公司企業(yè)文化建設(shè)研究[D].大連海事大學(xué)，2012.

[4]葉軍.散裝液體危險化學(xué)品碼頭安全管理研究[D].南京理工大學(xué)，2006.

[5]李孔全.石化碼頭施工安全風(fēng)險及控制[J].廣州化工，2014，

41（22）：103-104.

[6]孫毅，彭士濤，王曉麗，等.石油化工碼頭儲罐區(qū)安全預(yù)警研究進(jìn)展[J].水道港口，2014，35（4）：438-444.

[7]郝新秀，丁萬豐，鄧偉勇，等.石化碼頭溢油風(fēng)險分析[J].港工技術(shù)，2014，51（2）：44-45.

[8]中國化學(xué)品安全協(xié)會組織.危險與可操作性（HAZOP）應(yīng)用指南[M].北京：中國石化出版社有限公司，2012.