20世紀60年代左右,為辨識并解決除草劑生產工藝過程、裝備及系統中存在的風險與偏離,確保除草劑生產過程安全,英國帝國工業公司(ICI)提出危險與可操作性分析方法(HAZOP)。
該方法是一套以引導詞為主體的風險分析方法,其主要是將工藝系統分解成若干個子系統——即分析節點,對每一個分析節點,以一系列工藝參數+偏差——即引導詞,窮盡工藝系統存在偏離,找出偏離設計意圖的事故劇情,并對各個事故劇情的當前風險進行評估,必要時可提出建議安全措施。為了全面、系統、有效地開展RTO的HAZOP分析,首先應對該裝置根據工藝流程或操作程序進行節點劃分,今日來看看實例:

通過上圖可以看出,RTO主要包括RTO本體、燃燒系統、電控系統、動力空氣系統、RTO風機及煙囪等工藝裝置及設備設施。
其中:RTO本體主要由煙氣交換室、蓄熱室、陶瓷蓄熱體、煙氣閥門等組成;燃燒系統主要用于開車升溫、保溫及RTO長明燈開啟,用于保證RTO燃燒安全;電控系統主要為動力柜和控制柜,其中控制柜主要為RTO的PLC控制系統及人機交互界面,除手動控制外,RTO所有操作在人機交互界面完成;動力空氣系統主要為各煙氣閥門提供動力:RTO風機主要為引風機和送風機,其中以RTO引風機尤為關鍵,是RTO能夠安全運行的最終保障:煙囪主要用于達標排放經RTO處理合格的廢氣。RTO系統的HAZOP分析節點描述劃分如下:

因此,需找出各個分析節點中的偏差,并盡可能的對偏差進行窮盡分析,力求做到RTO全面、系統的分析,查找系統中存在的潛在的危險因素及原因,以及發生的“事故劇情”,并根據已有安全措施提出相應的建議安全措施。RTO的主要工藝參數偏差見下表:

主要工藝參數偏差發生的原因、事故劇情后果、已有安全措施及建議安全措施的HAZOP分析報告見下表:
1、車間尾氣經RTO送風機至RTO系統

2、VOCs氧化分解、冷卻、吹掃三步


3、RTO進、出、反吹及旁通閥等閥門提供空氣動力


通過上述幾張表中對RTO的HAZOP分析可以看出,共發現主要工藝偏差22個,產生偏差的原因67個,所導致事故后果主要有回火、火災和爆炸、閃爆、爐體和保溫層損壞等事故類型。根據上述分析,共提出建議安全措施8項。其中:
(I)RTO進氣管線上設置水封槽,當RTO因故障或廢氣濃度較高產生回火時,與上游車間形成物理隔離,保證車間生產安全。
(2)RTO進氣管線上設置溫度壓力聯鎖蒸汽滅火系統,回火時,RTO進氣管線壓力、溫度等升高,及時打開蒸汽閥,形成滅火蒸汽氛。
(3)上游車間尾氣出口安裝溫度顯示TI及溫度報警TIA,及時監控車間尾氣預處理是否正常,從源頭確保進入RTO的廢氣濃度較低。
(4)RTO進氣管線上設置VOCs濃度檢測報警裝置,對RTO進氣管線廢氣濃度實時檢測分析,并根據GB50493的要求,設置廢氣濃度報警高限低于25%LEL。
(5)RTO進氣管線新增稀釋空氣管路及控制閥,當VOCs濃度超過一定值時,打開稀釋空氣閥門,降低VOCs濃度。
(6)送風機葉輪更換為金屬材質,預防因靜電產生的管道內閃爆事件。
(7)將RTO引風機故障停機聯鎖停運RTO送風機、聯鎖RTO延時停爐,預防因引風機故障,送風機仍然處于啟動狀態而造成的RTO燃燒室正壓回火、燃燒系統燃燒機損壞等;
(8)備用空氣壓縮機并使備用機處于熱備狀態,當動力空氣壓力低時能連鎖啟動,及時補充并保證動力空氣壓力滿足工況要求,確保RTO各閥門處于正確狀態。