W pierwszej części artykułu opublikowanej w „Chemii Przemysłowej” nr 2/2017 podana została ogólna charakterystyka badanego systemu, którym jest instalacja kotłowa z kotłem pyłowym opalanym węglem kamiennym, a także opisano metodykę badania HAZOPP. Czas na zaprezentowanie, jak wygląda organizacja i przebieg sesji analitycznej HAZOP i wyciągnięcie wniosków z wyników przeprowadzonego badania.

Organizacja i przebieg sesji analitycznej HAZOP

Badania wstępne rozpoczęto od wytypowania zespołu analitycznego, w skład którego oprócz analityka bezpieczeństwa, pełniącego rolę przewodniczącego zespołu, weszli główny projektant instalacji, projektanci poszczególnych układów technologicznych, projektant układów automatyki i sterowania,  elektryk, mechanik, specjalista ds. BHP, przedstawiciel przyszłego użytkownika instalacji, przedstawiciel inwestora oraz sekretarz. W oparciu o udostępnioną dokumentację projektową, złożoną ze schematów P&ID oraz opisów technologicznych poszczególnych układów, dokonano podziału całej instalacji na węzły analityczne według poszczególnych układów rozpatrywanych zgodnie z kierunkiem technologicznych. Ogółem wyodrębniono 53 węzły, z czego układ nawęglania zewnętrznego podzielony został na 5 węzłów analitycznych, układ nawęglania wewnętrznego na 3 węzły, układ paleniskowy kotła pyłowego na 3 węzły, układ odazotowania spalin na 5 węzłów, układ odsiarczania spalin na 5 węzłów, układ oleju opałowego na 4 węzły, układ kondensatu i skroplin na 6 węzłów, układ wody zdemineralizowanej na 3 węzły, układ wody zasilającej na 3 węzły, układ pary na 9 węzłów, układ odwodnień na 3 węzły, układ chłodzenia na 3 węzły oraz układ oleju smarnego na 1 węzeł. Z uwagi na dużą liczbę węzłów ustalono, że całe badanie zostanie przeprowadzone w trakcie dwóch sesji analitycznych, z których pierwsza w ciągu 4 dni roboczych będzie dotyczyła układów nawęglania zewnętrznego, nawęglania wewnętrznego, układu paleniskowego kotła, odazotowania spalin, odsiarczania spalin oraz oleju opałowego (w sumie 25 węzłów), natomiast druga w ciągu 5 dni roboczych poświęcona będzie analizie układów kondensatu i skroplin, wody zdemineralizowanej, wody zasilającej, pary, odwodnień, chłodzenia i oleju smarnego (w sumie 28 węzły).

Skład zespołu HAZOP w trakcie obu sesji był taki sam, przy czym projektanci poszczególnych układów uczestniczyli tylko w sesjach poświęconych danym częściom instalacji. Każdy z członków zespołu miał możliwość wniesienia do dyskusji w trakcie obrad własnych uwag dotyczących kolejnych zdarzeń awaryjnych. Wszystkie spostrzeżenia zespołu, uwagi, zalecenia i wnioski były dokumentowane w trakcie sesji na bieżąco w arkuszach analitycznych. Schemat fragmentu jednego z węzłów, dotyczący układu pompowego oleju opałowego dostarczanego do palników rozpałkowych (węzeł w układzie oleju opałowego: linia zasilania olejem opałowym palników kotła, w granicach od króćca wylotowego ze zbiornika magazynowego do palnika olejowego), został przedstawiony na rys. 3. Zapis jednego z arkuszy analitycznych dotyczących tego układu został przedstawiony w tabeli 7.

Przeprowadzone badanie HAZOP pozwoliło na zidentyfikowanie wielu zagrożeń procesowych o różnym wymiarze skutków. Największy potencjał zagrożeń, ze względu na wielkość skutków, określono m. in. dla:

1. Zbyt niskiego poziomu paliwa w zasobniku przykotłowym oraz braku przepływu paliwa z zasobnika do młyna, skutkującego problemami operacyjnymi związanymi z zasilaniem paliwem młynów węglowych. W przypadku braku zasilania przy pracującym młynie prawdopodobny jest przedmuch gorącego powietrza do zasobnika, a w konsekwencji zagrożenie pożarem i wybuchem, w tym możliwość propagacji wybuchu do innych części układu nawęglania.

2. Podwyższenia temperatury wewnątrz zasobnika przykotłowego (pożar wewnętrzny), skutkującego zagrożeniem wybuchem oraz możliwością propagacji do innych części układu nawęglania.

3. Podwyższenia temperatury powietrza gorącego (pożaru w obrotowym podgrzewaczu powietrza), skutkującego odstawieniem kotła.

4. Zbyt niskiego ciśnienia w komorze paleniskowej kotła, skutkujących wyłączeniem kotła.

5. Zbyt wysokiego ciśnienia w komorze paleniskowej kotła, skutkującego wyłączeniem kotła.

6. Zbyt wysokiej temperatury spalin, skutkującej blokadą instalacji odazotowania spalin i odstawieniem kotła.

7. Zbyt małego przepływu spalin, skutkującego problemami operacyjnymi kotła i koniecznością obniżenia mocy.

8. Zbyt niskiego poziomu wody w walczaku, skutkującego przegrzaniem ekranów parownika i możliwością rozszczelnienia układu ciśnieniowego.

9. Zbyt wysokiego poziomu wody w walczaku, skutkującego uszkodzeniem przegrzewaczy.

10. Braku lub zbyt małego przepływu wody chłodzącej, skutkujących problemami operacyjnymi na linii wody chłodzącej, uszkodzeniem pomp wody chłodzącej i zagrożeniem odstawienia turbiny.

11. Zbyt niskiego poziomu wody w misie chłodni, skutkującego problemami operacyjnymi na linii wody chłodzącej i zagrożeniem odstawienia turbiny.

Większość ze zidentyfikowanych zagrożeń została przewidziana na etapie projektowania i zastosowane odpowiednie środki bezpieczeństwa i ochrony pozwoliły na potwierdzenie dopuszczalności poziomów ryzyka. W nielicznych przypadkach potencjał zagrożeń został niedoszacowany i w związku z tym zespół HAZOP rekomendował odpowiednie dodatkowe działania, np. wprowadzenie systemu kontroli temperatury elementów ruchomych taśmociągów transportowych węgla, wprowadzenie sygnalizacji wzrostu stężenia CO w galeriach nad zasobnikami przykotłowymi, weryfikacja systemu kontroli i nadzoru parametrów jakościowych węgla kamiennego, wprowadzenie automatycznego otwierania zaworów na instalacji gaszenia młyna, wprowadzenie układu uniemożliwiającego jednoczesne zamknięcie wszystkich klap na dopływach powietrza zimnego, weryfikacja poziomu niezawodności pracy regulatora poziomu wody w walczaku, itp.

 

Cały artykuł został opublikowany w numerze 3-4/2017 dwumiesięcznika "Chemia Przemysłowa".