石化过程安全与完整性管理

石化过程安全与设备完整性管理黄梓友2014年9月15日提纲一、石化过程安全管理1、石化过程安全现状2、石化过程安全管理技术3、设备本质安全内涵及策略二、设备完整性管理1、动设备完整性管理基本要素2、动设备完整性管理内容和步骤三、高温油泵事故频发原因及对策1、基本情况2、原因分析3、对策措施四、基层设备管理者应注意的几个问题一是生产设备大型化、复杂化，工艺过程自动化，连续化，设备投资巨大，设备与能耗物耗密切相关，非计划停产损失巨大。生产过程对设备的依赖程度越来越高，设备高效、安全、稳定、长周期运行至关重要。一、石化过程安全管理1、石化企业安全生产现状二是在役高能耗设备运行普遍存在1）设备故障时有发生，不能确保安全长周期运行2）大量设备长期偏离设计工况低效运行导致问题1：机电装备故障频发,事故时有发生问题2：设备低效运行一、石化过程安全管理1、石化企业安全生产现状大连7.16大连8.29惠州7.12高桥9.25赛科9.08重大事故频发初馏塔顶层塔盘常压塔顶部塔盘常减压装置：长周期运行观念不强、对硫、酸超设防值现象熟视无睹是长周期运行水平低的主要原因之一。减一线填料HCl+H2S+H2O腐蚀高温部位环烷酸腐减底管线爆裂设备隐患多待生催化剂立管磨损穿孔催化装置：内构件磨损、跑剂、结焦、烟机故障是长周期运行水平低的主要原因。导轨连接螺栓全部断裂，导轨脱落。阀板脱落，阀杆弯曲。双动滑阀故障内构件问题翼阀边缘口磨损严重二级旋分器衬里脱落设备隐患多催化装置：在五大类装置中非计划停工次数最多，超过停工总数的1/3。反应器内部结焦严重烟机转子叶片断裂结焦烟机故障反应器提升管底部基本堵死烟机转子损坏设备隐患多加氢裂化装置：高压空冷、高压换热器等设备腐蚀泄漏、催化剂更换与检修周期不同步是长周期运行水平低的主要原因。加热炉管爆裂照片空冷衬管腐蚀燕山中压加氢裂化加氢裂化火灾高压换热器内漏设备隐患多某企业集团炼油板块压缩机故障情况年度总台数压缩机(200KW及以上)故障次数(次)故障停机时间(小时)故障率2008137311693701550227.00%2009141812233661206624.70%2010139912094161574229.70%设备隐患多某企业集团在线监测压缩机故障情况远程在线监测机组422台(离心机组322台，往复机组100台)，2007年至2012年6月发现机组报警654台次，故障报警率31%。设备隐患多设计问题不容忽视设计方案论证不足设计不合理设计细节考虑不周新建装置遗留问题多观念错误汲取铁道部教训，不得压减工期建设质量先天不足承包商多层分包监理流于形式抢工期甩项中交倒推工期加氢裂化管道裂纹装置泵设备运行效率统计＜51%51%~70%70%~83%＞83%备注装置1130111963年投产2007年改造装置2165101990年投产装置3105231998年投产合计39104468%18%7%7%备注设备运行效率低往复压缩机组运行负荷偏离设计工况名称型号流量效率%PowerkW电机效率%负载率%电机利用率%氢压缩机BTD-NICC200038.718675.653.129.3氢压缩机2D12-5.2/14-84220029.428686.180.625.3氢压缩机4M80-30/2.2-200-BX1659037.920887167.826.9燃料气压缩机LG-68/6408033.53326860.422.8燃料气压缩机2D16-74/16-BX364067.5147.240.165.227.1某石化炼油分部6000V压缩机效率测算数据设备运行效率低制造、施工质量突出高压阀门焊接质量差加氢裂化高压空冷石墨增强垫片制造质量差“低价者中标，价低质劣”仍是企业普遍现象，导致设备质量难以保证。催化再生器衬里脱落检维修管理弱化检修计划漏项检修网络不合理检修准备工作不充分隐蔽项目检查不到位部分改制检维修队伍素质下降劳务工普遍，施工质量难以保证腐蚀加剧，防腐措施不到位；原油助采剂对二次装置影响大；回炼油管理不精心；技术改造时未同步考虑。原油劣质化呈上升趋势制氢中变器填料原油品种过多，品种不固定；原油评价不及时；主要考虑原油价格，超过设防值，对装置设备影响考虑少。原油有效管理不到位对劣质化原料措施不力高负荷高负荷运行带来新的问题高故障率。加速了设备的冲蚀、磨损、结垢和疲劳破坏速度。非计划停工增加。将严重影响加工任务，进而引起高层领导关注。装置大修深度相应增加。能否安全、按期、优质完成，做到一次开车成功显得非常重要。工艺操作未树立长周期运行理念亩产万斤把企业当实验田频繁调整不优化常在河边走哪有不湿鞋卡边操作拼设备，弓太满容易断硫超设防值失修目标：四年已运行二年停车改造失修酸超设防值超负荷大修15天频繁调整操作装备水平：招标采购的设备锦湖轮胎、选用丰田汽车的刹车片设计人员：山寨设计师设备专业管理尚需加强•离心压缩机干气密封故障•烟机结垢，无法长周期运行•高危泵事故频发•机组润滑油站不规范、中冷器、浮水器结垢动设备•腐蚀问题仍然严峻•内构件问题多，难以长周期运行•长周期运行和压力容器周期检验存在矛盾静设备•老电力电缆问题较多•UPS电池管理不善•现场一次表严重老化、机组联锁误动作电气仪表•循环水质差，冷换设备结垢严重•蒸汽品质不好，不锈钢设备腐蚀。工业水国外石化重大事故原因统计事故原因事故次数所占比例阀门管线泄漏泵设备故障操作失误仪表电器失灵反应失控雷击自然灾害3418151210835.1%18.2%15.6%12.4%10.4%8.2%国外石油化工企业近30年100起特大型火灾爆炸事故（每起事故损失超过1000万美元）石油化工事故按装置划分装置次数所占比例（％）罐区乙烯及其加工聚乙烯等塑料天然气输送催化气分加氢烷基化油船焦化蒸馏溶剂脱沥青合成氨其他16159877664333216.816.09.58.47.37.36.36.34.23.23.23.22.2中国石化重大事故原因统计事故原因事故次数所占比例违章用火或用火措施不当操作失误雷击、静电及电器引起火灾爆炸仪表电器失灵设备损害、腐蚀825131212040%25%15.1%10.3%9.6%中石化近40年204起火灾爆炸事故（每起损失超过100万元）事故原因对比国外石油化工企业：阀门管线泄漏占比例最大(35%)，其次是设备故障；消防措施不力，100起事故中12起为消防水泵无法启动；人为因素（操作失误〕占有事故原因的15.6％.中石化：人为因素占有事故原因的65％，这是一个相当大的比重。过程安全(ProcessSafety)是指可避免任何处理、使用、制造及储存危险性化学物质工艺过程所产生重大意外事故的操作方式，须考虑技术、物料、人员与设备等动态因素，其核心是一个石油化工过程得以安全操作和维护，并长期维持其安全性。过程安全管理的目的是预防危险化学品（或能量）的意外泄漏，特别是防止它们泄漏到员工或其他人员活动区域，使相关人员遭受伤害。过程安全管理的主要对象是处理、使用、加工或储存危险化学品的工厂或设施。它强调运用系统的管理手段，识别、理解、消除和控制工艺危害，在设计上确保工艺系统具备可以接受的安全性，并使工艺设备、设施在建成后按照设计意图安全地运转。一、石化过程安全管理2、过程安全管理的主要目的和对象3、安全、安全性、危险和危险性的相互关系（1）安全安全是指一切与生产与生活领域当中，都不发生人身伤害、物质损失以及生态环境破坏的状况。美国哈佛大学劳伦斯教授将安全定义为：被判断为不超过允许极限的危险性，也就是损害概率在允许范围内的通用术语。（2）安全性安全性是指确保安全的程度，是衡量系统安全程度的客观量。（3）危险是指在生产活动过程中，可能对人、物或者环境造成潜在伤害或破坏的可能性。（4）危险性是指产生某种危险事件或发生事故的可能性或者概率。（5）安全性和危险性之间的相互关系：假定系统的安全性为S，危险性为D，则有S=1-D。显然，D越小，S就越大；反之亦然。若在一定程度上削减了危险因素，就等于创造了安全。一、石化过程安全管理安全性危险安全危险性危险与安全的关系安全、危险、安全性、危险性的相互的关系一、石化过程安全管理4、过程安全管理的基本方法过程安全管理是利用管理的原则和系统的方法，来辨识、掌握和控制化工过程的危害，确保设备和人员的安全。对一个复杂的石化过程而言，涉及到化学品安全、工艺安全、设备安全和作业环境安全多个方面，要防止因单一的失误演变成重大灾难事故，就必须从过程控制、人员操控、安全设施、应急响应等多方面构筑安全防护体系——即建立完备的“保护层”(LayersofProtection)。一、石化过程安全管理4、过程安全管理的基本方法过程安全工作的重点就是通过技术、设施及员工建立完备的“保护层”，并维持其完整性和有效性。技术——首先要考虑的是只要可行就必须选择危害性最小或本质安全的技术，并从技术上保证设备本体的安全。设施——硬件上的安全考虑应包括：安全控制系统、安全泄放系统、安全隔离系统、备用电力供应等。员工——最后的保护措施是员工适当的训练，提高应对紧急情况的能力。一、石化过程安全管理4、过程安全管理的基本方法石化过程安全管理坚持“预防为主”的原则。它包含两个层面内容：管理层面和技术层面。在管理层面上，主要是过程安全管理的法规、标准和行业指南；在技术层面上，主要是实现过程安全管理目标的一些技术保证措施，如危险与可操作性分析(HAZOP分析)、保护层分析技术、异常工况管理技术和设备完整性管理技术等。一、石化过程安全管理4、过程安全基本方法三级预防对策一级预防－事故原因预防，“防发生”针对故障和事故原因采取的根本性预防措施，设计本质可靠。二级预防－“三早”预防，即早期发现、早期诊断、早期整治。三级预防－对已发生的某些故障采取及时有效的措施，防止故障发展和扩大。一、石化过程安全管理5、过程安全管理技术1)危险性与可操作性分析(HAZOP分析)在现代科学技术发展的今天，发现问题比解决问题更重要。违规操作、人为失误固然是造成事故的重要原因。但是，对于危险化学品生产，假如能够事先对工艺过程和装置设备的运行操作进行分析，找出可能存在的危险，并对存在的危险采取相应的措施（如修改设计、增加安全设施等），就会大大的提高系统或工艺过程的安全性。因此，对危险化学品生产进行危险性分析，认知事故发生、发展的规律和如何防范人的失误十分重要.一、石化过程安全管理5、过程安全管理技术1)危险性与可操作性分析HAZOP分析是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法，其本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中，由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统地研究每一个单元（即分析节点），分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。（1）HAZOP分析方法的内容和程序准备阶段危险辨识定性、定量评价安全对策措施分析建议编制报告现场调研勘察、资料收集危险、有害性分析、辨识危险源辨识事故案例对应分析系统单元划分节点、偏离的选择和确定定性、定量评价危险分级安全对策、防范措施应急预案的建立作出分析评价结论危险与可操作性分析评价一、石化过程安全管理5、过程安全管理技术1）危险性与可操作性分析（2）HAZOP事故防范措施有利于减少偏离发生频率或减缓不利后果的设施（措施）。所谓偏离，是指与正常状态的差距，如工艺操作系统的偏离主要包括量的偏离（流流速、流量、流向、液位等），化学状态的偏离（污染或存在杂质、浓度等）和物理状态的偏离（压力、温度、外形尺寸等）HAZOP的目的是考虑如何有效地设置安全防护措施，以便采用最有效的方法防止主要潜在危险的发生。安全措施主要有5种形式如下:一、石化过程安全管理5、过程安全管理技术1）危险性与可操作性分析（2）HAZOP事故防范措施A.识别偏离的设施包括检测仪表、报警仪表、操作工的察觉等，检测仪表有压力、温度、流量、液位和成分检测传感器，烟气检测，毒物（气、液）检测，形变检测，火灾检测、监视