加热炉HAZOP分析

HAZOP技术应用实例解析

HAZOP技术应用实例解析

加热炉是石化装置中的重要设备。因其能量的来源多为燃料油、瓦斯气等的燃烧，且被加热物质多为易燃易爆物质，如控制不当或设施失效，极有可能造成火灾、爆炸事故。

脱氢－烷基化装置设备的再沸器、换热器等所需的热量由导热油提供，温度降低后的导热油送至导热油加热炉进行加热。为了保证导热油加热炉安全运行，应用危险及可操作性研究（HAZOP）分析方法进行了系统、全面的危险辨识。

1 导热油加热系统

1.1 工艺流程简述

导热油加热炉流程简图如图1所示。F-501是导热油加热炉，导热油由泵从平衡罐抽出输送到加热炉F-501中加热，被加热后的导热油送至脱氢－烷基化装置设备的再沸器、换热器等。加热炉的燃料油用泵从缓冲罐抽出，经热交换器加热到150℃左右，通过压力控制阀去燃烧器燃烧，同时通过加执炉物料出品温度（5TRCAH-16）和燃烧器前燃料油的压力（5PIC-22）串接控制来控制加热炉的出口温度。加热炉设有导热油低流量联锁、雾化蒸气与燃料油压差5PDIC-28联锁等，当各参数低于设定值时，会通过联锁控制关闭燃料油进料

阀门，使加热炉熄火。

图1 导热油加热炉流程简图

导热油经由八组炉管进入导热油加热炉。从导热油平衡罐来的导热油温度约285℃，加热炉出口导热油温度为329℃，由5FRC9A调节燃料油流量来控制出口温度。在每一组炉管的出口都有手动阀门，根据温度指示来调节每一组的流量，以使得各组流量均匀一致。当导热油流量低于某一给定值时将自动停止燃料油的供应，使加热炉停止工作。加热炉的烟道设有含氧分析在线仪表，经常指示氧含量，以便调整操作。

1.2 加热炉主要工艺控制指标

主要工艺控制指标见表1。

表1 主要控制指标

控制内容指标控制仪表和要求

出口温度/℃

热油总流量/th-1

热油最低流量/th-1

炉膛温度/℃

炉管油压/MPa

八组炉管流量，％

八组炉管温度差/℃＜330

1050-1200

＞680

＜800

＞0.8

＜5

＜5 TRCAH-16指定值±1

FR-9（正常值）

刻度＞4个单位

TI-11、TI-14

测压仪表

差值和最低流量相比

最高和最低温度之差

2 HAZOP分析

2.1 分析节点

通常，导热油加热炉分析节点可划分为：导热油进料管线、燃料油进料管线、雾化蒸汽管线、加热炉F-501等。为了对导热油加热炉所有危害的起因进行全面分析，本次分析对加热炉本身及导热油进料、燃料进料系统作为一体进行分析。

2.2 偏差的确定

引导词（关键词）是HAZOP分析方法特有的概念，它用于引导人们查找工艺参数的偏差，然后深入进行危险分析。虽然加热炉本身的工艺控制参数只有上述几项，但因本次分析中将燃烧系统的进料管线和加热炉作为一个分析节点来一起考虑，所以在查找偏差时，这些管线的工艺控制参数偏差也应统一考虑。确定的有实际意义的偏差如表2所示：

表2 工艺参数偏差

2.3 分析结果

表3是导热油加热炉HAZOP分析表，考虑到篇幅限制，分析表中将一些没有严重后果或

内容类同的偏差分析略去。

表3 导热油加热炉HAZOP分析表

偏差可能原因后果安全措施建议安全措施

空气流量高 1、风机挡板开度过大（人为调节错误、风机挡板坏）

2、F-501风门开度大

3、烟道密封挡板开度大 1、燃烧炉正压，损坏加热炉

2、炉膛温度低，炉效率低

3、火从看火孔喷出（防爆门、观火孔打开时）伤人

4、脱火或熄灭，造成燃料油在炉内集聚，重新点火时引起炉膛爆炸事故 1、氧气含

量分析仪

（5AR-12）

2、负压检测（测炉膛压

力）

3、风机出口压力显示

4、火焰检测

偏差可能原因后果安全措施建议安全措施

空气流量低/无 1、风机挡板开度过大（人为调节错误、风机挡板坏）

2、风机故障

3、预热系统堵塞

4、泄漏 1、后烧，炉顶部烧坏

2、火焰不稳定、直接烧炉管、造成炉管局部高温

3、炉效率低 1、氧气含量分析仪（5AR-12）

2、负压检测（测炉膛压力）

3、风机出口压力显示

燃料油温度高 1、燃料油罐加热盘管加热温度高

2、燃料油缓冲罐加热温度高（正常范围120℃以下）

3、换热器加热温度高（正常范围100～160℃）

4、管线加热套管加热温度高 1、突沸（燃料油贮罐）

2、粘度过低，压力降低，进燃料油量少

3、炉温度偏低 1、燃料油罐、缓冲罐及换热器各有温度显示换热器添加温

度自动控制或出口温度DCS显示

燃料油温度低 1、燃料油罐加热盘管加热温度低

2、燃料油缓冲罐加热温度低（正常范围120℃以下）

3、换热器加热温度低（正常范围100～160℃）

4、管线加热套管加热温度低 1、燃料油温度低，燃烧不完全，结焦

2、燃料油凝固，燃料油进料停，炉熄火 1、燃料油罐、缓冲罐及换热器各有温度显

示换热器添加温度自动控制或出口温度DCS显示

燃料油压力高 1、燃料油泵出口回流少

2、炉压高

3、燃料油粘度大

4、5PIC-22压力控制阀全开

5、火嘴部分熄灭

6、燃料油泵出口压力高 1、炉膛温度过高、加热温度高

2、严重时燃烧不完全、结焦 1、燃料油泵、换热器出口压力显示

2、换热器装有安全阀

3、燃料油进炉前压力控制5PIC-22阀

燃料油压力低/无 1、回流过大

2、泵故障致出口压力过低

3、压力控制阀关小

4、燃料油罐液位低，抽空 1、温度低、甚至火嘴熄灭 1、换热器出口设有

低压报警

2、压力显示

雾化蒸汽压力高 1、蒸汽系统压力高

2、压差控制阀（5PIC-28）失灵（正常蒸汽压力高于燃料油压力0.15～0.2MPa）回

火、燃料不稳定压力显示

雾化蒸汽压力低 1、蒸汽系统压力低

2、压差控制失灵（5PDIC-28） 1、雾化效果不好、燃烧不完全

2、严重时燃料油在炉膛积聚，导致爆燃事。 1、压力显示

2、蒸汽压力低联锁停炉

3、蒸汽压力低报警

点火失效点火器失效；人为失误如不按规程操作，可能导致炉膛内积累燃料；再点火时导致燃烧炉炉体爆炸或烧坏炉管 1、按规程吹扫炉膛并进行检测合格

再点火

炉膛温度高 1、燃料油压力高

2、热电偶指示故障 1、炉管、炉壁温度高

2、增大能量消耗

3、损害加热炉 5-TI-11、14显示炉管表面温度建议添加高温报警

偏差可能原因后果安全措施建议安全措施

导热油流量高 1、各装置用量大

2、端点返回量大 1、负荷大，能耗大

2、燃料油泵超负荷起跳，联锁加热炉停炉流量显示

导热油流量低 1、各装置用量小

2、燃料油泵故障

3、炉管结焦，阻力大 1、出口温度高

2、炉管结焦 1、低流量显示、报警、联锁

导热油流量无 1、炉管堵塞

2、燃料油泵停转

3、误操作，关闭进、出阀门加热炉干烧、结焦、损坏炉管。一旦炉管爆裂，可引