在国务院《2024—2025年节能降碳行动方案》推动石化化工行业节能降碳改造,要求加强驰放气等副产可燃气体回收的行业大背景下,回收利用装置副产可燃气体已成为炼化企业压缩燃料成本、优化能源结构的常用技改手段。但部分企业在节能技改过程中,存在重节能收益、轻风险管控,重工艺投用、轻安全配套的做法,带来了安全隐患。
本文以某石化企业减压炉节能改造改出重大隐患为研究案例,剖析石化企业节能技改中的共性安全漏洞,为同类技改项目安全合规实施提供技术参考。
该石化企业原油炼制装置减压炉原设计为单一天然气燃料供气模式,天然气组分纯净、压力稳定、燃烧可控性强,整套燃料气管线严格按照石化防火规范设计,配套流量调节、紧急切断、火焰监测、压力联锁等完整安全设施,本质安全水平较高。
为降低外购天然气消耗,减少精馏塔塔顶不凝气直接放空造成的能源浪费与环境污染,企业自主实施节能技改,敷设副产不凝气输送管线,将其引入减压炉火嘴,实现双路燃料混合燃烧。
本次技改初衷为回收余热、降低能耗、减少排放,且技改流程简便、投入成本低廉,可在短期内显著降低燃料采购费用。但企业未履行正规工艺变更管理流程,未委托专业设计单位优化管线方案,仅凭现场经验施工,简化安全仪表配置,埋下重大安全隐患。
技改完成后,减压炉形成天然气+精馏不凝气双路供气模式,安全设施配置呈现两极分化:
1.天然气供气回路:配置调节阀、气动紧急切断阀、压力变送器、火焰检测器,接入SIS安全仪表系统,具备熄火切断、高低压联锁、超限报警等完整安全保护功能。
2.精馏不凝气供气回路:仅安装调节阀,未设置联锁切断阀,不具备熄火安全自保功能。
依据GB 50160—2008《石油化工企业设计防火标准(2018年版)》第5.7.8条,烧燃料气的加热炉应设长明灯,并宜设置火焰监测器。
T/CCSAS 023—2022《危险化学品企业紧急切断阀设置和使用规范》第5.3.1条规定:至加热炉室的燃料管线(包括燃料气、长明灯、燃料油供给、燃料油返回等)均应设Ⅲ类紧急切断阀。
燃气加热炉不具备熄火保护功能,已在2020年被列入《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录(第一批)》。根据AQ 3067—2026《化工和危险化学品生产经营企业重大生产安全事故隐患判定准则》第5.3.1条,该隐患将被判定为重大生产安全事故隐患。
此外,该企业将精馏不凝气作为燃料气源并入加热炉,属于工艺变更及技术改造范畴,无论气源为外购商品燃料还是自产回收副产气,均需执行同等安全设计标准。企业为压缩改造成本,简化不凝气管线安全配置,违背了化工企业需从源头提升本质安全水平的要求,未按照国家相关规定开展风险评估、未履行变更审批手续,属于典型的违规技改、带病运行。
相较于天然气,精馏不凝气组分波动大、轻烃含量高、易夹带凝液,燃烧稳定性差,极易受炉膛负压、风量配比影响造成突然熄火。当炉膛意外熄火时,天然气回路可通过联锁快速切断气源;而不凝气管线无自动切断功能,可燃气体持续涌入密闭炉膛,短时间内积聚形成预混气,达到可燃气体与空气混合后遇火源会发生爆炸的浓度范围,即爆炸极限。高温炉壁、残留明火均可触发炉膛闪爆,轻则造成炉衬脱落、火嘴损毁,重则引发炉管撕裂、介质泄漏,诱发火灾、爆炸恶性事故。
精馏塔不凝气属于工艺副产物,组分随生产负荷波动频繁,内含重烃、水汽、胶质杂质,极易在管线内冷凝积液、黏附堵塞火嘴。一方面,介质带液易造成火嘴偏烧、脱火,局部高温灼烧炉管,缩短设备使用寿命;另一方面,管线压力频繁波动易引发介质倒流,造成双路燃料气管网互窜,冲击天然气稳压系统,导致仪表联锁误动作,引发装置非计划停工。同时,杂质长期冲刷管线,增大法兰、阀门泄漏概率,室外扩散可燃气体极易引发次生火灾。
不凝气管线仅设置手动阀门,一旦出现异常工况,完全依赖现场人工巡检排查、手动操作处置。减压炉为连续化生产装置,熄火、压力异常等危险工况瞬时发生,人工巡检存在时间盲区,无法第一时间捕捉隐患;且手动阀门启闭流程繁琐、动作滞后,在可燃气体快速积聚的黄金处置窗口期内,人工干预无法阻断危险事态,应急处置容错率极低,一旦失控后果不可逆。
本次节能技改未编制专项施工方案,未开展专项风险分析,未进行投用前安全确认。技改完成后,未更新操作规程,未针对双路供气模式开展专项培训,操作人员对不凝气风险认知不足。同时,无联锁校验、管线巡检专项管理制度,隐患长期隐蔽存在,形成“节能收益可见、安全风险隐形”的困局。
在不凝气进气总管加装防爆气动紧急切断阀,匹配可燃介质工况,实现快速切断。配套增设压力变送器、在线组分监测仪表,联动炉膛原有火焰检测器,将全部监测信号接入SIS安全仪表系统。统一双路气源联锁逻辑,炉膛熄火、管线压力超高/超低时,两路切断阀同步联锁关闭,杜绝可燃气体滞留,实现熄火安全保护。
在不凝气管线上游增设凝液分离罐、过滤器,去除介质内部水汽、重烃及杂质,解决管线积液、火嘴堵塞问题;管线加装阻火器、泄压安全阀,防范回火倒流、压力超标;完善管线伴热、排污、防静电接地设施,降低介质波动带来的运行风险,稳定燃烧工况。
严格执行工艺变更管理规定,开展HAZOP风险分析、设计审查。建立技改全流程管控机制,所有节能改造项目必须先评估、后设计、再施工,杜绝私自简易改造,从管理制度层面避免技改带来安全隐患。
修订操作规程,明确双路燃料启停顺序、调节范围、巡检标准、故障处置流程。定期开展联锁校验、阀门维护、管线吹扫,建立设备全生命周期台账。针对性开展人员培训,讲解不凝气风险、联锁原理及应急处置方法,开展炉膛熄火专项应急演练,提升人员风险处置能力。
化工企业开展节能降耗、废气回收类技改,必须坚守本质安全底线,不得以节能、降本、增效为由,简化安全设施,降低安全标准。无论主辅气源、外购或自产燃料,燃料气管线必须严格执行同等防火、联锁、切断设计标准,杜绝重主轻辅、重投用轻防护的差异化设计漏洞。
企业需强化工艺变更管控意识,明确所有管线增设、介质并入、工艺改动均需履行正规审批流程,开展风险辨识与技术评审。严禁无施工图纸、无风险评估、无正规审批的“三无”简易技改,杜绝经验化施工、随意化改造,从源头遏制各类先天性安全隐患。
副产气体回收利用,是石化企业提质增效的重要手段,但短期节能收益绝不能凌驾于安全生产之上。企业需摒弃短视功利思维,核算技改综合成本,将安全设施投入纳入技改预算,做到安全与节能同步规划、同步设计、同步投用,实现安全效益与经济效益双向平衡。
声明
1
本平台接收会员单位、行业企业、高等院校、安全评价机构等社会单位投稿,稿件内容经审核符合要求的,将免费在本平台及中国化学品安全协会官网(http://www.chemicalsafety.org.cn/)上进行宣传。投稿邮箱ccsa@ccsa.net.cn,来稿请标注“微信投稿”字样。
2
本平台对转载、分享、陈述、观点保持中立,目的仅在于传递更多信息,并不代表本平台赞同其观点和对其真实性负责。如发现政治性、事实性、技术性差错及版权问题等错误信息,请及时联系我们(电话:15810337617),感谢支持!
长按图片 关注我们
