HAZOP分析方法在液化天然气接收站的应用

收稿日期：2011-05-10 作者简介：宋媛玲（ 1979—） ，女，工程师，主要从事液化天然气工程设计，电话： （ 010） 58676804，E-mail： songyuanling@ hqcec． com。
宋媛玲等 HAZOP 分析方法在液化天然气接收站的应用
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通过槽车运送到 LNG 卫星站等用户。 LNG 接收站的生产过程由于涉及低温、高压以
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化学工程 2012 年第 40 卷第 2 期
括工艺工程师、安全工程师、仪表工程师、环境工程 师、电气工程师、配管工程师等。HAZOP 分析需要 的资料主 要 包 括 工 艺 流 程 图、管 道 及 仪 表 流 程 图 （ P＆ID） 、设计基础、工艺过程控制说明、工艺联锁说 明及因果图、物料安全数据表、总平面图、设备布置 图、工艺流程说明、危险区域划分图、设备一览表、管 道等级，以及必要的标准规范等。
HAZOP 分析工作会议流程如图 2 所示［2］。
表 1 HAZOP 引导词和参数 Table 1 Guide words in HAZOP
引导词 无
过多 过少 以及 一部分 逆向 除此之外
流量 无流量 多流量 少流量
污染 成分 倒流 取样
温度
高温 低温
压力 高压 低压
泄压
液位
高液位 低液位
2 LNG 接收站工艺设施的 HAZOP 分析结果和讨论 2． 1 HAZOP 分析结果
1． 2 HAZOP 分析过程 HAZOP 分析方法最早是 1960 年由英国帝国化
学公司（ ICI） 首先开发应用的。在后来的应用过程 中，经过逐步改进和完善，HAZOP 分析方法现已成 为化学过程工业进行过程危险性分析时广泛使用和 公认的系统安全评价方法之一［1］。
HAZOP 分析的基本过程，是指应用引导词，来 全面和系统地辨识系统设计中可能存在导致安全或
及易燃、易爆等危险因素，可能会发生因设备、管线、 阀门的泄漏或破裂而引起的火灾、爆炸等危害事故。 为防止此类事故的发生，降低事故危害程度，必须先 对其工艺系统进行危险源辨识，确定防范措施，以指 导 LNG 接收站的工程设计和生产过程，保障接收站 工程 的 顺 利 实 施。危 险 源 及 可 操 作 性 分 析 方 法 （ HAZOP） 就是一种用于辨识工艺危险源，分析后果 并提出对策的安全评价方法，在石油、化工等行业得 到普遍认可和广泛应用。
节点
工艺系统说明
LNG 从运输船经卸 船 臂、卸 船 管 线 输 送 到 LNG 1
储罐 2 LNG 储罐
低压输送泵-再冷凝器-高压输出泵入口，LNG 循 3
环管线 4 LNG 槽车装载系统 5 高压输出泵、气化器、计量系统和外输管线 6 回船蒸发气系统、蒸发气处理系统、火炬系统 7 燃料气系统
2． 2 分析结果举例 以节点 2（ LNG 储罐） 为例进行分析及论述，该
随着中国经济的快速发展，能源需求量高速增 长，石油等常规能源的供给压力已经越来越大。同 时，由于对环境保护重视的不断提高，以及天然气的 液化加工成本不断下降，液化天然气（ 简称 LNG） 作 为高效、清洁的能源，地位日益上升，市场前景十分 广阔。为优化我国的能源结构，改善环境污染日益 严重的状况，我国拟适量进口 LNG，在沿海地区建 设 LNG 接收站。继广东和福建 LNG 接收站实现顺 利开车以来，上海、江苏、大连、浙江 LNG 接收站项
HAZOP 分析工作会议结束后，编制 HAZOP 报 告，提出改善建议。各项改善建议均指定相关的负 责单位及专业。HAZOP 分析中所用到的引导词和 参数如表 1 所示。
表 2 LNG 接收站 HAZOP 分析的节点 Table 2 Nodes in HAZOP of LNG receiving terminal
目正在建设，同时规划和实施的还有唐山、深圳、青 岛 LNG 项目等，LNG 接收站建设在国内正处于快速 发展中。
LNG 接收站的主要功能是 LNG 接卸、LNG 储 存、LNG 加压和气化、蒸发气（ BOG） 处理、LNG 槽车 灌装、天然气（ NG） 计量及外输，LNG 接收站的原料 为通过 LNG 专用船远洋运来的 LNG，输出的产品主 要为气化后的 NG，以及通过槽车直接灌装的 LNG， NG 通过管道向燃气电厂和城市燃气用户供应，LNG
1 LNG 接收站工艺系统的 HAZOP 分析过程 1． 1 LNG 接收站工艺流程简述
LNG 接收站的工艺技术通常分为直接气化工 艺和再冷凝工艺，绝大多数大型、基本负荷型接收站 都采用再冷凝气化工艺技术，再冷凝气化工艺比直 接气化工艺 技 术 复 杂，且 具 备 先 进、节 能 的 技 术 特
点，本文以再冷凝气化工艺为例进行分析研究。 LNG 专用运输船抵达接收站专用码头后，通过
以国内正在建设的某 LNG 接收站的基础设计 阶段 为 例，进 行 HAZOP 分 析。 HAZOP 小 组 在 HAZOP 主席的引领下，按照工艺系统的不同功能， 将 LNG 接收站工艺流程划分为 7 个节点，见表 2。 表 2 列出了此次 HAZOP 分析所选用的节点。
图 2 HAZOP 分析工作会议流程 Fig． 2 HAZOP meeting process
油、化工等行业 得 到 普 遍 认 可 和 广 泛 应 用。对 国 内 正 在 建 设 的 某 液 化 天 然 气 （ LNG） 接 收 站 的 基 础 设 计 进 行
HAZOP 分析，以提高和保证其可靠性和安全性。文中概述了 LNG 接收站的工艺技术，并介绍了 HAZOP 分析方法
的工作流程。将某 LNG 接收站的工艺流程划分 7 个节点，并以节点 LNG 储罐工艺系统为例，通过 HAZOP 分析识
液相卸船臂和卸船管线，借助船上卸料泵将 LNG 送 进接收站的 LNG 储罐内。在卸船期间，由于热量的 传入和 LNG 的物理位移，LNG 储罐内将会产生大量 蒸发气。这些蒸发气一部分经气相返回管线和气相 返回臂返回 LNG 船的料舱，以平衡料舱内压力； 另一 部分通过 BOG 压缩机升压进入再冷凝器被 LNG 冷 凝，冷凝用的 LNG 来自低压输送泵，低压输送泵安装 在 LNG 储罐内，冷凝后的 LNG 再经高压输出泵送入 气化器，在气化器内 LNG 被加热气化成气态天然气， 经调压、计量后送进输气管网。槽车灌装的 LNG 来 自低压输送泵，通过管道和装车臂直接灌装。
操作问题的原因、产生的后果、设计中已经采取的安 全措施，进而评估是否需要采取进一步的安全措施， 并给出改进建议，HAZOP 分析过程一般以会议形式 进行。
HAZOP 分析的进行首先要组建 HAZOP 分析小 组，并收集分析需要的资料。HAZOP 分析小组成员 包括 HAZOP 主席、HAZOP 秘书、工程设计人员、操 作人员、设备供应商代表及用户代表。设计人员包
工艺系统的分析结果及改进建议如表 3 所示。
表 3 节点 2 分析工作表 Table 3 HAZOP worksheet of Node 2
序号 引导词 /偏差 1 低压
可能原因 1 BOG 压缩机或 低压 输 送 泵 停 车 失效； 2 大气压升高； 3 去火炬的压力 控 制 阀 失 效，全 开。
后果 1． 1＆2． 1 造成 LNG 储 罐 真 空，可 能 导 致储罐损坏； 3． 1 BOG 排放至火 炬。
安全措施
改善建议
1． 1． 1＆2． 1． 1 压力低报警，设定 ［1］核 对 真 空 安 全 阀 开
别了 LNG 储罐非正常操作条件下出现的不利后果，评估其工艺设计在安全与操作性方面的足够程度，提出了防止
或减小危害后果的建议。通过对 LNG 接收站工艺系统进行 HAZOP 分析，评价了接收站设计的安全与操作性，为
LNG 接收站工程的顺利实施提供了保障。
关键词：危险源及可操作性； LNG 接收站； 液化天然气； LNG 储罐
LNG 接收站的主要工艺设备有 LNG 卸船臂、 LNG 储罐、LNG 泵、BOG 压缩机、再冷凝器、开架式 气化器气化器的热源为低压天然气。
LNG 接收站工艺流程如图 1 所示。
图 1 LNG 接收站工艺流程简图 Fig． 1 LNG receiving terminal process flow diagram
中图分类号：TE 88
文献标识码：A
文章编号：1005-9954（ 2012） 01-0074-05
Application of hazard and operability study in liquefied natural gas receiving terminal
SONG Yuan-ling，BAI Gai-ling，ZHOU Wei，WANG Hong （ China Huanqiu Contracting ＆ Engineering Corporation，Beijing 100029，China） Abstract： Hazard and operability （ HAZOP） study is one of safety assessing techniques for identifying process hazards， analyzing consequences and putting forward countermeasures． It is generally accepted and widely implemented in petroleum，chemical and other industries． In order to improve and ensure the reliability and safety of one liquefied natural gas （ LNG） receiving terminal the terminal in China the HAZOP study was used in its basic design． The process technology of LNG receiving terminal and the analytical procedure of HAZOP study were described briefly． The process flow of the LNG receiving terminal was divided into seven nodes． Taking the node of LNG storage tank system as an example，the adverse consequences appearing in abnormal operation conditions were identified，the safety and reliability of the process design were evaluated，and suggestions to avoid or reduce the bad consequences were given． HAZOP analysis applied in LNG receiving terminal system assesses the safety and operability of the terminal，and guarantees the smooth implementation of the terminal project． Key words： HAZOP； LNG receiving terminal； LNG； LNG storage tank
第 40 卷 第 2 期 2012 年 2 月
化学工程 CHEMICAL ENGINEERING（ CHINA）
Vol． 40 No． 2 Feb． 2012
HAZOP 分析方法在液化天然气接收站的应用
宋媛玲，白改玲，周 伟，王 红
（ 中国寰球工程公司，北京 100029）
摘要：危险源及可操作性（ HAZOP） 分析是一种用于辨识工艺危险源，分析后果并提出对策的安全评价方法，在石