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引言（1）
用預先危險性分析法（PHA）分析120萬t/a焦化裝置改造的內容及工程量、裝置工藝流程、操作運行條件、施工周圍環境以及外界的危險因素，找出邊生產邊施工及裝置停工改造的關鍵危險因素，制定出防止事故的安全對策，運用HSE的管理方法，落實各項安全措施，達到了安全施工的目的。
中國石化長嶺分公司延遲焦化裝置設計規模為60萬t/a，原料為管輸減壓渣油，兩爐四塔。裝置于1971年5月建成投產，自投產以來，裝置的一些主要設備如分餾塔、進料泵進行了更換，同時經過一系列的工藝、設備的技術改造，如18h+單程焦化，使裝置的加工能力達到了80萬t/a。但是裝置使用了近30a，一些主要的設備如焦碳塔、加熱爐嚴重老化，給裝置長周期安全生產操作帶來了一定的隱患，而且一些設備已不能滿足公司大處理量的需求。為了滿足公司加工勝利油田原油的要求及提高裝置的經濟效益和技術水平，2002年對現有的焦化裝置進行技術改造，使裝置處理量達到120萬t/a。
由于改造工程量大，而裝置停車檢修的時間較短，改造分為兩個階段進行，裝置停工前對不影響裝置生產的部分項目進行施工，停工后進行全面的改造。由于是在原裝置的基礎上改造，現場環境復雜，危險因素較多，不論是裝置運行施工，還是停車改造其安全難度都非常大，必須采取強有力的防范措施，才能保證改造安全。
裝置改造主要內容（2）
延遲焦化裝置改造的主要目的，一是增加裝置的加工量；二是提高操作的靈活性；三是采用先進技術，提升裝置綜合經濟效益操作的靈活性；三是采用先進技術，提升裝置綜合經濟效益和技術水平，減輕勞動強度。其主要改造內容有：①分餾塔更換高效的ADV塔盤、進料段采用具有防堵性能的人字擋板、分餾塔各抽出口位置的調整；②新增焦碳塔2個；③新增加熱爐1臺；④新增換熱器23臺、空冷器6臺、放空塔1個；⑤新增高壓泵1臺、加熱爐進料泵2臺；⑥換熱流程的優化匹配；⑦新增沉降罐系統；⑧部分管線擴徑、更換；⑨新上除焦系統；⑩采用無堵焦閥的焦碳塔預熱流程及富氣壓縮機的改造。
裝置改造施工危險因素分析及安全措施（3）
通過仔細研究裝置改造的工程量、裝置工藝流程、操作運行條件及施工周圍環境，找出邊生產邊施工的危險因素，確定危險因素產生的原因和由危險因素發展為事故的條件，以及危險因素的危險等級，制定出防止事故的安全措施。
1 裝置邊生產邊施工的危險因素
1.1 從裝置邊生產邊施工的主要內容分析危險因素
裝置運行期間主要需完成的改造工程量為：新焦碳塔塔體、鋼結構預制、安裝；新加熱爐鋼結構預制、安裝及加熱爐的制作；新焦碳塔、加熱爐部分管線的預制和安裝；新增放空塔的安裝；焦碳塔、加熱爐及其他設備基礎施工；新增換熱器、空冷器的安裝和配管；DN500、DN600管線的安裝；泵區、分餾區部分管線、儀表槽盒的安裝等。從施工內容分析主要存在的危險因素有：
1） 碳塔、加熱爐、放空塔、換熱器、儀表槽盒安裝時動火作業易引發火災；
2）焦碳塔塔體、鋼結構的安裝、加熱爐的制作、鋼結構、管線的安裝時上下交叉作業易發生設備、人員傷害；
3）碳塔塔體、管線、鋼結構、加熱爐的鋼結構、管線、換熱器、放空塔、DN500、DN600管線安裝吊裝作業，存在吊裝危險及對周圍設備和管線的損壞；
4）焦碳塔、加熱爐及其他動設備基礎土建施工地面開挖，裝置通道出現溝、坑易造成人員傷害；
1.2從裝置邊生產邊施工的周圍環境分析危險因素
1）焦碳塔、加熱爐的安裝空間較小，安裝高度大，最高達到了102m，吊裝的重量大，最重達到了200t，同時東靠正在運行的爐－30l和塔－201，南側緊鄰裝置的主馬路，北邊是高壓泵房，西側有焦池和沉降池。其施工的主要危險因素有：①周圍環境多為瓦斯、油氣，一旦瓦斯泄漏或火星掉入沉降池，極易發生火災爆炸事故；②安裝空間狹窄、施工交叉作業較多，易碰撞周圍設備管線；③焦碳塔及鋼結構需動用500t大吊車吊裝，吊裝的高度和重量都較大，存在吊裝危險及周圍設備管線的損壞。
2）新增的放空塔南側近鄰氣壓機區，西側靠近加熱爐進料罐V-104，北側有封油罐V-401。下方有運行地汽油泵B-111/112，紫油沖洗油泵B-113/114，封油泵B406/407。其施工地主要危險因素有：①周圍環境為汽油、柴油、瓦斯、油氣及地漏和下水井，動火時易發生燃燒爆炸；②吊裝時有一根DN20的汽油線和DN50的風線進行處理，易破壞管線發生火災。③罐體吊裝屬大型設備吊裝，存在吊裝危險及對周圍設備管線的損壞。
3）新增空冷器和換熱器的安裝在冷換區，高度從7m～22m，周圍主要有換熱器、管線、地漏和下水井以及汽油、柴油、油氣。施工的主要危險因素有：①地漏、地溝、下水井含油，汽油、柴油、油氣的泄漏，施工動火易引燃；②施工易碰撞周圍設備管線。
4）DN500、DN600線以及儀表槽盒的安裝，施工的區域多、面廣，從加熱爐到泵區、冷換區、氣壓機區，周圍環境主要有機泵、管線、地漏、地溝、下水井，施工的主要危險因素有：①地漏、地溝、下水井含油，施工動火易引燃 ；②施工易碰撞周圍設備管線；③周圍環境的油品、油氣、瓦斯較多，施工動火易發生燃燒爆炸；④施工的機具、設備、管架容易造成人員摔傷、碰傷等人身事故。
1.3 從裝置工藝、操作條件分析危險因素
延遲焦化是在高溫條件下，熱破壞加工渣油從而得到石油焦、汽油、柴油、蠟油和氣體的二次加工裝置。焦化過程是一種熱分解和縮合的綜合過程。裝置屬于高溫（裝置最高溫度可達1000℃以上，介質溫度最高500℃）、高壓（最高壓力3.8MPa），易燃、易爆的裝置。裝置所用原料為常減壓的減壓渣油，其自燃點為230～240℃，而裝置的操作溫度多在300℃以上，一旦泄漏極易發生火災，生產的干氣和汽油沸點和閃點都很低，與空氣混合均能形成爆炸性混合氣體，其爆炸極限分別為1.5％～15％(V/V)和1.4％～7.6％（V/V）。同時由于其產品柴油、蠟油的自燃點都低于裝置的操作溫度，極易發生火災，存在較大危險。為了加大裝置的處理量，裝置實行單程＋18h生焦，生產組織難度較大，操作變動頻繁；同時設備運行時間較長，許多設備超負荷運行；尤其加熱爐運行時間長，存在一定程度的結焦；受改造的影響，生產管理人員較少，部分設備帶病運行。改造施工的危險因素有：燃燒爆炸對人員的傷害以及設備損壞、財產損失。
根據以上分析，用預先危險性分析法（PHA）作出焦化裝置邊生產邊施工預先改造施工危險性分析表，見表1。
表1 120萬t/a焦化裝置邊生產邊施工預先危險性分析
2 裝置邊生產邊施工的安全對策
由于裝置運行期間改造施工存在危險因素，并有可能發展為事故，因此，結合以上危險因素分析制定了如下的安全措施：
2.1 控制火源
1）裝置改造施工用火再所難免，但用火一旦控制不好就會引發火災事故。因此，將動火點分為固定預制區和施工區。嚴格控制施工區域的動火點數。對于用火嚴把分析關、監護關及審批關，堅決執行“誰簽 字、誰落實、誰考核、誰負責”的制度。同時嚴格落實各項防護安全措施。這派經驗豐富的老班長現場監護，配備足夠數量的滅火器材；對于高處動火點采取局部全封閉圍護防止火花飛濺 ；對于55m 以上以及裝置特別危險的動火，要經安環處、監理公司、車間檢查合格后，才能動火。且每天只簽發1個點；對于節假日，采取領導干部輪流值日，做到每天有領導，每天有安全技術員，每天有現場監護人，切實落實了“人員、責任、配合、看火、操作“五到位的措施。
2）嚴格控制 裝置的泄漏率；加強對在用設備的維護，確保設備的完好；加強對裝置的隱患的整改，嚴防高溫油品的泄漏。
3）加強巡檢 ，嚴防瓦斯、油氣的泄漏。對裝置中可燃氣體報警設施定期校驗，確保靈敏好用，完好率100％。
2.2 控制明火與可燃物的接觸
1） 用火區域地面必須清洗干凈，不留油污。
2）針對新焦碳塔高處動火實際，制定了完善的安全措施。即從框架西側開始沿北側一直延伸到東南側焦化爐西北角止，采用腳手架搭設25m高的白鐵皮的全封閉防火墻 ；25m以上55m以下墻體是白鐵皮可折疊式防火墻。
55m以上采用局部防火，即在動火點下部搭設腳手架，滿鋪跳板，跳板上鋪滿白鐵皮，白鐵皮上鋪石棉毯，四周圍高1m的白鐵皮，迎風面設擋風措施，防止火花濺出。
3）針對沉降池油池的情況，采取將油池進行封閉式隔離，東、南、北及上方四個面采用腳手架作主體，外面蒙上白鐵皮，再加一層石棉毯，動火期間，石棉毯經常澆水，西 面則敞開用蒸汽由內向外吹掃保護，防止火花落入池內。同時動火期間沉降池的汽幕必須開，油池工藝班每天早上6時必須收油，確保沉降池的存油量最小。
4）針對泵區和冷 換區的動火危險性較大的情況，制定了《管線吊裝就位方法》、《泵區管架配管動火施工安全措施》、《DN500、DN600放空線及油氣線施工安全措施》、《室外系統配管安裝防火施工安全措施》、《放空塔安裝安全措施》、《換熱器、空冷 安裝及配管安全措施》等專項安全施工方案。現場主要采取搭架設局部全封閉防火，對動火點附近舊管線的閥門、壓力表等外露部分用石棉毯或白鐵皮蓋好，地溝、下水井和地漏沖洗干凈后用石棉毯蓋好并澆水，泵區地溝通蒸汽掩護，同時嚴禁外排液。
2.3 確保施工及操作人員的安全
1） 嚴禁上下交叉作業。
2） 嚴格控制施工單位的加班時間（最長不超過23時），反對疲勞作業。
3） 優化施工方法，減少高空作業量，盡可能改地面作業。
4） 地面挖的溝坑全部設置護攔隔離，以防人員跌落；對員吊裝區域拉警戒帶安排監護
人，防止人員進入。
5）考慮到裝置可能出現的緊急情況，制定了人員緊急撤離方案；針對裝置單程+18h生焦的生產實際，實行看板管理，規范焦碳塔的操作步驟。
6）針對裝置邊生產邊施工的實際，車間實施分層次、有重點的安全教育活動，同時認真開展以沉降池、加熱爐、氣壓機為重點的事故預想和事故演習等安全教育活動。
7）針對裝置邊生產邊施工的實際，車間人員較少的情況，明確項目分工，即講分工也講協助，更講責任，嚴格分清領導責任、技術責任、操作責任。
3 裝置停工期間改造施工的危險因素分析
3.1 從裝置停工期間改造施工的主要內容分析危險因素
裝置停工改造的主要內容有：分餾塔原有塔盤拆除，新安裝34層同效的ADV塔盤；分餾塔抽出口的調整；泵區所有的管線的拆除并更新，機泵重新配管；管線的對接；換熱器的移位和安裝；換熱器的改造；換熱流程的優化；壓縮機改造；除焦系統的安裝。由此可分析改造施工的主要危險因素有：①進入塔、容器、加熱爐等設備作業，可能出現窒息、中毒；②高處作業可能出現墜落、墜物傷人；③設備上下交叉作業，可能出現墜落、墜物傷人；④施工初期管線設備內可能殘留有介質，設備內通風置換不完全，動火可能引燃、引爆。
3.2 從裝置停工期間改造施工的外界因素分析危險因素
裝置停工后期內部進行了吹掃蒸煮及化學清洗，地面、地溝、下水井也進行了清洗，施工環境大為改善，但是施工工程量大、工期短、施工機具多，造成現場擁擠、作業面狹窄、人員比較集中，易發生人員傷害；參加改造的施工隊伍多、人員繁雜，人員素質及受教育的程度參差不齊，對石油化工知識了解不多，對裝置的生產特點不了解，等等，使人的操作行為的可靠度下降，也易發生人員傷害。
根據以上分析做出120萬t/a焦化裝置停工施工預先危險性分析表，見表2。
表2 120萬t/a焦化裝置停工施工預先危險性分析
4 裝置停工期間改造施工的安全對策
4.1 預防火災爆炸的對策
1）裝置停工前，要制定詳細的停工方案并組織學習，切實分清責任，做到放的空、掃的凈、不留死角。
2）裝置交出檢修前由公司檢修指揮部對裝置進行了檢修前的安全驗收，合格后方可交付、檢修。
3）裝置停工處理干凈后，所有與外界聯系的系統管線加盲板隔離；裝置的下水井、地漏用沙包、保溫灰等材料封閉嚴密，電纜溝用水沖走積油，用蒸汽吹趕油氣，蓋好蓋板，抹好水泥，不留縫隙。
4）塔、容器、換熱器等設備上的動火及與塔、容器、換熱器等設備上有關的管線的動火必須打開全部人孔、換熱器抽芯完后才能動火。
5）設備清理干凈之前嚴禁動火，清干凈后動火必須采樣分析氧含量、可燃氣含量是否合格。
6）抽調責任心強、身體和心理素質好、能處理突發事故的人，作為安全監護人。同時配備足夠的滅火器材。
4.2 預防高空作業落物、人員墜落造成傷害
1） 重大吊裝必須制定吊裝方案，經審批后處理實施。
2） 所有吊裝現場用警戒帶隔離，人員不得進入，同時派專人監護。
3） 登高2m以上作業必須系安全帶。
4.3 防止進設備人員傷害的措施
1） 進設備蒸汽斷開以防串入。
2） 進設備作業必須辦理進設備作業票，采樣分析必須合格。選派有一定救護能力人員
進行現場監護。
3） 加強對分餾塔、氣壓機區的容器設備的通風。
結語（4）
通過應用危險性預分析的科學管理方法，對焦化裝置的擴能改造的危險性有了充分的認識，在各項改造工作進行之前制定了相應的安全對策，體現了HSE的管理，做到了時時有人管，事事有人管。同時建立健全安全監控網絡，加強對現場的檢查和監督，確保各項安全措施到位。盡管裝置經過1年多的施工改造，但是在改造的過程中未發生任何事故，裝置也一次開車成功。
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