常压炉拆除作业风险评价及控制措施

摘要：2013年为配合常压炉隐患治理项目的顺利进行，在装置运行的情况下拆除原常压炉F-102。本文对常压炉拆除作业过程中的风险进行了识别和评价，并提出了相应的风险消减措施和改进建议。

关键词：拆除作业风险评价措施

中图分类号：X820文献标识码： A

前言

2013年常减压装置计划实施常压炉隐患治理项目，拆除旧常压炉F-102，并在F-102位置新建一座40MW的新加热炉。由于工程量大、施工期短，为确保项目如期完成，需在装置运行的情况下拆除F-102，拆除作业过程风险较大，如果风险不能得到有效控制，将产生不能容忍的后果。本文对常压炉拆除作业过程中的各类风险进行了识别和评价，并提出了相应的风险消减措施和改进建议。

1工艺过程及拆除内容

1.1 工艺过程描述

1.1.1工艺原理

原油蒸馏的基本原理，就是以液体混合物的汽液相平衡为基础，在一定压力下，利用原油中各组份的沸点或挥发度的不同，通过多次汽化和多次冷凝，从原油中分离出各种石油馏份。其中常压炉是提供热量的主要设备，它是利用燃料燃烧产生的热能将初底油加到蒸馏所需的汽化温度。初底油在加热炉炉管内流过，而炉管外是温度高达760℃左右的炉膛，热能通过辐射、对流、传导的方式传递给炉管内介质―初底油，达到加热升温的目的。

1.1.2工艺流程及过程描述

1-1工艺流程图

初底油经初底泵P-101升压后分两路去换热，换热后两路汇入DN350管线至“初底油热联合阀组”，去二催化装置与油浆换热至300℃，返回后可分两路进料去常压炉F-102进行加热，也可以分四路进料去常压炉F-101进行加热。初底油被加热至357℃汇合后，进入转油线去常压塔C-102。

公用工程系统：

①F-102所用燃料有高压瓦斯和燃料油，已经加盲隔离。

②仪表风是由炉区总线引出，已经加盲隔离。

③过热蒸汽、雾化蒸汽和灭火蒸汽线均由炉区总线引出，已经加盲隔离。

1.2 拆除内容和拆除方案简述

1.2.1拆除的主要内容

加热炉顶标高45.33m，底标高0m，金属总重量278t。本项目要将加热炉全部拆除，拆除分为余热回收系统、集合烟道、烟囱、天圆地方、对流室炉壁板、对流室炉管、炉顶钢结构、辐射室炉管、辐射室钢结构、炉底钢结构以及其余小型构架和工艺管线，详细分段位置、几何尺寸和重量见附表1-2。

1-2拆除内容详表

序号 设备名称及位号 结 构 规 格 吊装重量（t）

1 空气预热器（光管） 3000×1236×4910 11.5

2 空气预热器（翅片） 3650×1377×4910 19.1

3 集合烟道上段 φ2016×18600 17.2

4 集合烟道下段 φ2016/φ2500×13000 22

5 烟囱 φ2124×11730 11

6 天圆地方 φ2124/3816×3816×6270 7.7

7 对流室盘管 4400×3375×1302 18.5（3段）

8 炉顶钢结构 φ10100 8.5（2段）

9 辐射室炉管 弧长6.7m，高度16160 7（6段）

10 辐射室炉体上段 φ10100×7050 21

11 辐射室炉体下段 φ10100×9650 19

1.2.2 拆除方案简述

1.2.2.1拆除顺序原则及方法：先管线，后设备；先高处，后低处。

本次拆除采用25t、70t和200t汽车吊进行吊装，拆除原则是先由25t和70t吊车拆除地面上的余热回收系统，然后再由200t吊车拆除加热炉本体、25t汽车吊配合。

1.2.2.2工艺管线拆除

加热炉与外界相连共有13条工艺管线（见表1-3）。拆除前，先拆除与外界相连的工艺管线。拆除时先确认该管线阀门的关闭状态和盲板情况，在属地技术人员和监护人员确认后，解法兰进行检测，检测合格后将管线上的法兰切割下来，再安装到原阀门上。

1-3拆除工艺管线明细表

序号 管线名称 现有管线有无介质 盲板数量 盲板位置

1 F102进料分支一 无 2 阀组上

2 F102进料分支二 无 2 阀组上

3 F102出口转油线一 可能有 2 出口阀上

4 F102出口转油线二 可能有 2 出口阀上

5 F102过热蒸汽来汽线 无 1 管廊阀上（法兰已经断开）

6 F102过热蒸汽回汽线 无 1 管廊阀上

7 F102高压瓦斯线 无 1 管廊阀下

8 F102长明灯线 无 无 无

9 F102低压瓦斯线 无 1 管廊阀下

10 F102燃料油来油线 无 1 管廊阀下

11 F102燃料油回油线 无 1 管廊阀下

12 F102烧焦线 无 2 烧焦分支阀后

13 F102出口与重污油跨线 无 1 管廊阀前

1.2.2.3加热炉主体拆除

（1）25t吊车吊装顺序

吸风口鼓风机入口风道鼓风机鼓风机出口风道预热器入口风道引风机入口烟道引风机引风机出口烟道预热器出口风道预热器入口烟道常压炉进口风道热烟道。

（2）70t吊车吊装顺序

空气预热器（光管）两预热器连接段空气预热器（翅片）。

（3）200t吊车吊装顺序

烟囱常压炉出口烟道集合烟道上段天圆地方集合烟道下段对流室周围钢结构和平台对流室端面弯头箱对流室盘管（分3段）对流室侧面钢结构半片炉顶钢结构两吊辐射室炉管半片炉顶钢结构两吊辐射室炉管辐射室20m层平台拆除（分5段）辐射室炉体上段（12.7m处分段）辐射室12.5m层平台拆除（分5段）辐射室炉体下段。

最后剩余炉底钢结构和支腿，由25t汽车吊进行拆除。加热炉周围的管线、机电仪表等小构件采用25t汽车吊拆除。

2风险评估

2.1 拆除过程危害识别

通过对照炉区平面布置图、立面布置图和工艺流程图以及现场察看，确定了图纸的准确性，熟悉工艺和区域布置。然后通过组织专业技术讨论会，吸取专家和老操作员的经验，并通过危害辨识检查表梳理出了本次拆除作业的危害识别清单。

2-1危害识别检查表

序号 辨识对象 危害分析

1 环境对施工作业造成的风险 吊车倾覆

2 吊车摆杆遇到障碍物

3 施工作业对装置运行造成的风险 火灾、爆炸、中毒、窒息

4 工艺介质泄漏

5 装置停风

6 紧急停炉

7 装置紧急停工

8 妨碍正常操作和装置应急处置和救援

9 施工作业的风险 人员触电

10 高处坠落

11 人员中毒

12 人员烫伤

13 机械伤害

14 物体打击

2.2 风险评估

针对危害辨识清单，从危害分析、人为因素、本质安全因素等方面进行了风险分析。然后从伤害类型、后果分析、影响范围方面，利用风险评估矩阵对事故（风险）发生的可能性和严重度进行了定性后果分析，并针对结果提出了降低事故发生的控制措施和改进建议。主要风险评估结果如表2-3

2-2风险评价矩阵

后果/严重度 发生的可能性

极不可能1 一般不可能2 可能3 很可能4 非常可能5

1 轻微 1 2 3 4 5

2 一般 2 4 6 8 10

3 中等 3 6 9 12 15

4 严重 4 8 12 16 20

5 非常严重 5 10 15 20 25

风险等级：

1.红色区域为高风险Ⅰ，黄色区域为中风险Ⅱ，绿色区域为低风险Ⅲ。

2.风险等级为高时，不得进行相应的活动或作业；风险等级为中风险时，应采取相应的控制措施。

2-3风险评估

作业

类型 问题描述 后果分析 风险评估

严重性 可能性 风险

等级

吊装

作业 1.吊车倾覆

2.吊绳断裂或吊具故障 1.吊车损坏

2.高空坠物，人员伤亡

3.撞击设备管线，物料跑损，发生着火爆炸、中毒、窒息或装置停工 5 3 Ⅰ

动火

作业 天然气、瓦斯、初底油等物料泄漏 1.着火爆炸、人员伤亡

2.污染环境

3.装置停工、财产损失 4 2 Ⅱ

高空

作业 1.脚手架坍塌

2.防护措施不到位

3.作业人员不具备作业资格或身体不适 高空坠落、人员伤亡 4 3 Ⅱ

用电

作业 1.用电设备不符合要求

2.静电接地不符合要求

3.绝缘损坏、老化 1.损坏设备

2.触电

3.火灾 3 2 Ⅲ

管线

打开 管线内有残存危险物料 1.物料跑损发生着火、爆炸中毒、窒息事故

2.可能导致装置停工，造成财产、经济经济损失 3 3 Ⅱ

拆错管线 3 2 Ⅱ

受限

空间 1.瓦斯、天然气等危险介质泄漏

2.通风不良

3.炉墙倒塌、脚手架坍塌 1.中毒窒息

2.人员伤亡

3

2

Ⅲ

挖掘

作业 挖掘作业时，作业失误 隐蔽工程泄漏，影响装置平稳操作 3 2 Ⅲ

通过定性分析可以看出：本次拆除过程的主要风险是高处坠落；火灾、爆炸；高空坠物、起重伤害和管线打开。因此，必须认真落实风险控制措施，才能保证作业安全。

3风险控制措施

3.1 高处坠落风险削减措施

（1）加强对作业人员的安全教育，严格执行高处作业的各项规定。

（2）高处作业人员应身体健康，无高处作业不适的疾病，严禁患有心脏病、高血压、癫痫病、恐高症等其它不适合高处作业的人员进行高空作业。

（3）高处作业人员必须佩带符合国家标准合格的安全带，且在使用前应进行详细检查。

（4）高空作业时，安全带应挂在作业人员上方固定牢靠的物体上，下部应有足够的安全空间和净距，安全带应高挂低用，严禁悬挂在有棱角的物件上。无安全带悬挂点的高空作业时应在作业点上访焊接临时悬挂点，悬挂点必须焊接牢固，焊接后进行检查，确认无误后方可使用

（5）工程临时用脚手架搭设应结实牢固，必须加扫地杆和护腰杆，捆扎的踏板要稳固，上方应与构件固定连接，防止单框重心不稳，而可能出现倾斜和倒塌。

（6）五级大风以上及雷雨天气，禁止作业。

（7）脚手架下严禁人员停留和穿行。

3.2 火灾、爆炸风险消减措施

（1）动火前先移开易燃易爆物品，并对地沟、阀门井、排污井和低位置的设备、电气、仪表、管道等设施进行遮盖、封闭等保护措施。

（2）施工现场的消防通道要时刻保持畅通，在乙炔笼、焊机房棚、动火点、仓库及存有易燃易爆物品等极易引发火灾的地方配置灭火器等消防器器材。

（3）加热炉西侧与管廊相邻，南侧与运行的常压炉F-101相邻，为火星飞溅，可在常压炉F-102的南侧和西侧用长度为22m，高度为7m的防火毡进行围堵。

3.3 高空坠物、起重伤害风险消减措施

高空起重作业最大的风险是吊物高空摆动、坠物、吊车倾覆损坏运行的设备和管线，造成危险介质泄漏，引发次生事故，因此要严格落实风险消减措施。

（1）防碰撞措施：

①吊车吊钩必须垂直吊装；②在吊装前在吊装物靠近运行设备一侧加设挡板，使吊装物在吊装过程中不向设备倾斜，不碰撞运行设备；③所有吊装物不得从转油线和管廊等运行设备和管道上经过，吊物上要设置两根溜绳，防止吊物摆动，消除碰撞危险；④风力超过5级严禁吊装作业。

（2）对较重的吊装段进行分解减少吊装段重量，严格控制吊装重量小于吊车工况的80%，现场吊装作业要严格按吊装方案实施。

3-1 吊装负荷率

序号 设备名称及位号 结 构 规 格 吊装重量（t） 吊车负荷

型号 负荷率

1 空气预热器（光管） 3000×1236×4910 11.5 70t 58%

2 空气预热器（翅片） 3650×1377×4910 19.1 70t 91.7%

3 集合烟道上段 φ2016×18600 17.2 200t 73.8%

4 集合烟道下段 φ2016/φ2500×13000 22 200t 70.5%

5 烟囱 φ2124×11730 11 200t 76.4%

6 天圆地方 φ2124/3816×3816×6270 7.7 200t 34.6%

7 对流室盘管 4400×3375×1302 18.5（3段） 200t 78.8%

8 炉顶钢结构 φ10100 8.5（2段） 200t 40.3%

9 辐射室炉管 弧长6.7m，高度16160 7（6段） 200t 45%

10 辐射室炉体上段 φ10100×7050 21 200t 73%

11 辐射室炉体下段 φ10100×9650 19 200t 80%

（3）钢丝绳在使用前要进行全面检查，有问题及时处理，防止断丝。钢丝绳在现场使用中，严禁与带电焊把线、电源线接触。捆扎吊装绳索必须捆绑结实牢固、平衡，使其吃力均匀，绳索与被吊物采取防滑措施，可进行试吊，看其牢固程度，以防止吊装中滑脱。

（4）起重司机和起重工要有特种作业操作证，并在有效期内。起重工必须熟悉吊装方案、设备性能、操作信号和安全要求，起吊前起重人员必须明确分工，对所负责分工的使用的绳索、卡具、配件和设备进行检查，以防发生意外事故。

（5）在拆除中，如果吊物经过危险介质阀组和管线，可搭设防护脚手架，用来保护运行阀组。

（6）起吊要设专人指挥，指挥人员要站在能够照顾全面工作的位置，指挥者所发出的信号必须准确、清楚。

（7）作业前起重操作人员要认真检查起重设备的安全技术性能、状况、熟悉现场环境。起吊物件时，起重作业范围要设警戒线，严禁操作人员和行人在吊物下面穿行，防止坠物伤人。

（8）吊车支腿处地面要牢固，对不牢固的地面要用沙袋填实，详细见下图。地面处理后，并经过起重工程师检查合格，进行载荷试验，在首次吊装前，吊钩系好吊物后，不进行切割，缓慢起绳，直至吊车起升重量达到25t（实际最大吊装重量为22t），维持3分钟，检查地面凹陷情况。

3.4 管线打开风险削减措施

（1）拆除F-102与运行炉F-101转油线时，要先确认停用炉转油线的盲板状态，检查其是否处于正确位置，然后在停用侧盲板200mm处，用手锯切断并用吊车移走。

（2）拆除过程中，所有区域的吊装作业应避开转油线，不得在转油线上方进行吊装作业，并且在拆除时安排专人看护转油线。

（3）所有与外界相连的管线，在断开管线前，必须先解开法兰，确认有无残存危险物料，并测氧测爆合格后，再进行作业。

（4）若果发现有残存危险物料，要进行处理且测爆合格后，再进行作业。

4建议措施

为保证各项操作和作业安全受控，除了认真落实以上风险消减措施之外，针对拆除工作还要做好以下工作：

（1）每次作业前对作业的34名人员进行身体和进行精神状态确认，降低作业中人员变更和人为因素造成事故的可能性。

（2）项目部主管领导应定期组织有关部门进行检查，专职HSE监督员、技术员、兼职HSE监督员应每天在现场检查风险削减措施的落实情况，及时纠正违章行为，消除安全隐患。

（3）本项目涉及多次特殊高处作业，按照相关规定，高度超过24米的脚手架，作业单位应编制脚手架作业技术方案；高度超过50米的脚手架，应进行设计计算，脚手架作业技术方案应报施工主管部门审查，作业单位技术负责人批准。请作业单位严格按此执行，规避人员伤害风险。

（4）建议车间在现场多设置可燃气体报警仪，加强监测，同时设置更加严格报警参数，在操作中严格控制，严禁超温超压损坏设备，造成生产事故。

（5）在工艺运行方面可提前停运天然气系统、减压炉烟气余热回收系统来降低风险源。

（6）强化生产受控、确保平稳操作，同时加强设备巡检和维护管理。

（7）建议车间对所有作业分解施工步骤，辨识所有风险，有针对性制定控制措施，形成监护卡，对施工作业内容进行分步监控。

（8）做好车间操作人员的施工现场操作的专项培训和应急培训，增加操作人员、监护人员和作业人员的应急知识，提高风险识别和应急救护能力，主要内容有：

① 施工周边区域操作活动的特殊注意事项。

② 施工周边区域的巡检路线、出入口、安全注意事项。

③ 施工周边区域的操作和巡检时安全装备配置标准要求。

④ F101转油线和支架被施工碰撞损坏时，执行《装置紧急停工应急预案》。

⑤ 天然气阀组被施工碰撞损坏时，执行《燃料气紧急切断应急预案》。

5总结

要保证拆除过程安全受控，有效预防和降低事故的发生，就要对作业中的各类风险进行识别和评价，采取有效的风险控制措施和预防措施。同时要做好以下工作：

（1）严格执行各种作业标准、作业程序、拆除施工方案和HSE作业方案。

（2）要做好作业人员和操作人员的培训工作，提高风险识别和应急救护能力。

（3）广泛吸取意见，做好工艺安全分析，对提出的建议予以采纳并整改。

参考文献

[1] 常减压装置应急预案，作业文件。

[2] F102拆除施工施工方案及HSE管理方案。

[3] F102拆除工艺安全分析报告

[4]吴兆武.《石油化工工程起重施工规范》(SH/T3536-2011)―中国石化出版社

[5]张同兴.宁高德.梁永利《工程建设安装工程起重施工规范》(HG20201-2000)―北京：化学工业出版社。2004.2