FMEA和HAZOP在煤氣櫃風險分析綜合應用

摘要：將故障型別和影響分析( )和危險和可操作性研究(HAZOP)相結合，對某電石生產企業的煤氣櫃裝置和其涉及到的工藝的風險性進行了系統安全分析，並根據分析結果提出了針對性的控制措施。這兩種分析方法各有所長，從不同角度系統全面地分析了潛在風險中的不安全因素，使其分析結果更加可靠、實用。

     儲存一氧化碳的煤氣櫃，作為爐氣後處理裝置和氣燒石灰窯系統的聯接樞紐，在生產中發揮著重要作用，所以分析煤氣櫃單元的風險十分必要。採用故障型別和影響分析 (FMEA)和危險與可操作性分析(HAZOP)兩種分析方法，能夠從裝置和工藝兩方面出發，辨識出煤氣櫃單元所存在的風險，分析得出針對性的控制措施，為企業的安全管理提供依據，增加安全生產的可靠性。

1 FMEA和HAZOP的綜合應用
1．1 FMEA和HAZOP方法簡介
    FMEA是基於系統可分的特性，對系統的各個組成部分進行分析的一種系統安全分析方法，首先需要找出系統各組成部分可能產生的故障及其型別，查明每種型別故障對系統安全帶來的影響以及每個影響對裝置安全、任務可靠、功能完整和維修保障等方面帶來的危害，然後提出避免或減少這些影響的措施。

    HAZOP是依據系統工程，應用於化工裝置工藝過程開發的危害辨識技術，也是現今工藝危害分析中最廣泛應用的技術。HAZOP分析方法需要首先明確生產過程中工藝引數的常態，然後考慮在操作控制中可能出現的與正常執行狀態不相符的情況，從而找到可能出現的偏差，分析偏差對系統的影響以及造成偏差出現的可能原因，並根據影響偏差的可能原因提出一系列的具有針對性的控制措施。

 

1 .2 FMEA和HAZOP的綜合分析思路

     運用 FMEA和HAZOP相結合的綜合分析方法，分析思路如下:採用FMEA對系統中的主要裝置進行安全分析，運用HAZOP分析法對生產工藝要素進行系統安全分析，使得系統分析更加全面完善。具體過程如圖1。

 

 

2 FMEA和HAZOP在煤氣櫃風險分析中的綜合應用

2.1   煤氣櫃構成及工藝簡介

     煤氣櫃的容積為 20000m³，櫃體的總高度為33.9m，氣體壓力2.6一3.3 kPa。主要組成部件有:側板、環形平臺、斜梯、配重塊、櫃容指示器、軌道、滑輪、鋼絲繩、雷達櫃位計等。爐氣除塵淨化的工藝流程如圖2 。

 

圖 2 爐氣除塵淨化工藝流程  

 

2.2 FMEA和HAZOP綜合應用分析結果

     煤氣櫃裝置系統根據其功能特性可以被劃分為 6個部分，包括煤氣櫃本體、進出口管道及閥門、水封系統、配重系統、監測系統和防雷防靜電系統。每個功能按照需要決定是否劃分子功能系統，因煤氣櫃系統中 功能系統較為簡單，不必繼續劃分子功能系統，直接細化到不同部件即可。煤氣櫃單元根據其工藝要素特性，對可能發生偏差造成系統風險的要素進行分析，共分為壓力、溫度、氣缸內活塞高度、氣體組分和水封水位5個要素，再根據引導詞建立合理的偏差，對系統進行風險分析(圖3)。

 

圖 3 FMEA和HAZOP綜合分析過程  

 

現以配重系統的鋼絲繩和監測系統的氧分 析儀為例，運用 FMEA分析其可能存在的風險，結果如表 1 所示。以要素壓力為例，運用 HAZOP分析並以引導詞多、少來分析其可能存在的風險，結果如表2所示。

 

     煤氣櫃部分裝置 FMEA分析結果如下。

    a)若配重系統的鋼絲繩發生斷裂，可能會導致配重塊掉落，造成人員傷亡，為此可以採取以下控制措施:①選擇正確的型號(連線配重塊的規格是。∅22，放散活塞上的是∅8) ； ②日常檢查觀看滑輪轉動情況，確認其無卡滯 ； ③鋼絲繩到達一定的使用期限需及時更換 ； ④定期的維護保養，保證潤滑油充分。

 

b)若監測系統的氧分 析儀分析資料不準確，可能使得櫃內氧含量超標，一氧化碳達到爆炸極限從而發生爆炸事故，為此可以採取以下控制措施:①維修或者更換器件 ； ②重新安裝氣路管線，與化驗室取樣化驗核對資料，資料在正常誤差範圍內則視為正常 ； ③更換氧電極 ； ④返廠維護保養。

 

     煤氣櫃部分工藝 HAZOP分析結果如下。

    a)正常情況下，氣櫃壓力需控制在3-4kPa,若壓力高於4kPa，則可能引起煤氣洩漏，嚴重情況下可能導致人員中毒、火災爆炸事故，為此可以採取以下控制措施:①嚴格監測控制氣櫃內壓力變化，保證氣櫃壓力控制在3-4kPa，如壓力達到4kPa或料容量達到18000m³，需關閉氣櫃進氣閥 ； ②加強對配重鋼絲繩、滑輪檢查(每2h檢查一次氣櫃外圍鋼絲繩及滑輪執行狀況，1個月檢查一次氣櫃內部鋼絲繩，每3個月對鋼絲繩、滑輪做一次潤滑)，鋼絲繩無斷骨、滑輪無龜裂、無卡滯、執行良好 ； ③嚴格監控煤氣櫃煤氣容量和壓力變化，如容量達到19000 m³ ，放散未開啟需穿戴好勞保用品、佩戴防毒面罩及行動式一氧化碳檢測儀到現場放散處理 ； ④儀表工定期對壓力變送器進行檢測校對，定期(1年2次)對膜盒壓力錶檢測、校對。

 

b)若壓力低於2kPa，則可能造成氣囊損壞致使煤氣洩漏，嚴重時可能引發火災、爆炸、人員中毒，為此可以採取以下控制措施:①嚴格監測櫃內壓力變化，保證氣櫃壓力控制在3一4kPa ； ②巡檢時必須攜帶行動式一氧化碳檢測儀 ； ③若出現煤氣洩漏，則應啟動應急響應程式 ； ④確保報警、聯鎖值設定的準確性:氣櫃內活塞高度(上限報警)為18.5m，氣櫃內部壓力測量的聯鎖關出氣閥為1kPa、壓力上限報警為4kPa、壓力下限報警為2kPa，有毒氣體報警為30ppm ； ⑤透過現場和遠傳進氣自動檢測儀檢測氧含量資料對比，如兩者資料不一致可能其中一個或兩個都損壞，需立即報修或更換。

 

透過 FMEA和HAZOP的綜合應用分析可知，運用兩種方法相結合，不僅能夠分析出煤氣櫃裝置本身部件的風險，而且能夠分析出與煤氣櫃裝置相關的工藝要素的風險，使得煤氣櫃的風險性分析更加全面、完善和系統，相比單獨運用其中某一種方法進行分析，其效果更加顯著，作用更為明顯。

 

3   結語

採用 FMEA和HZAOP相結合的綜合分析方法，對煤氣櫃單元的風險進行分析，能夠從不同角度系統地對煤氣櫃單元的安全性做出分析。FMEA分析的物件是裝置本身，從部件出發進行分析，不僅增強了系統實用性和針對性，而且確保裝置在使用過程中的可靠性，提高裝置的利用率和管理水平，並能夠在短時間內取得顯著效益。

 

HAZOP分析的物件是工藝要素(溫度、壓力、速度等)，並以引導詞為提示，分析生產工藝中的潛在危險，找出微小隱蔽的潛在危險，並採取相應的控制措施，從而提高了生產過程的安全性。這兩種分析方法各有所長，從不同角度著手，系統全面地分析了潛在風險中的不安全因素，使得其分析結果更加可靠、實用。當然，此種綜合評價方法仍然存在不足之處，因為參與分析人員在其中起著關鍵性的作用，若分析人員知識儲備不足，對系統功能和工藝瞭解不深人，致使考慮得不周到，將會給分析帶來很大影響。本文章來自清軟英泰御雲軟體，更多詳細資訊請點選：，或在百度搜尋清軟英泰。