2. BOG压缩机出口超压安全阀选型与泄放能力HAZOP审查

偏差设定与审查边界

本例的HAZOP节点取BOG压缩机出口至再冷凝器/火炬总管之间的管段,偏差为“出口压力高于设计值(超压)”。引导词组合为“压力/高于”,设计意图是:压缩机出口正常操作压力约0.75 MPa(G),出口安全阀PSV整定压力0.95 MPa(G),最大连续排放能力须覆盖“出口下游切断阀误关+压缩机满负荷运行”这一最严苛堵塞工况。审查需回答两个问题:安全阀的选型依据是否成立,以及安全阀前切断阀误关是否构成新的附加风险。

BOG压缩机出口超压泄放路径与安全阀选型审查要点 BOG压缩机 满负荷 Q=3200 kg/h 出口汇管 PIC 0.75 MPa(G) 出口切断阀 XV-102(可误关) PSV-101 整定 0.95 MPa(G) 额定泄放 3500 kg/h API 520 选型 火炬总管 背压 ≤0.05 MPa 最严苛堵塞工况 XV-102误关 + 压缩机满负荷 泄放能力校核(示例数据) 最大泄放需求 3200 kg/h(满负荷) PSV额定能力 3500 kg/h 裕量 +300 kg/h(约9.4%) 附加风险:安全阀前切断阀 • 若XV-102位于PSV入口侧且误关 • PSV被隔离,泄放通道失效 • 需确认XV-102是否在PSV上游 • 建议:加装旁路或联锁禁止误关

安全阀选型依据的审查要点

安全阀选型不能只看“整定压力高于操作压力”,必须核对三个量:最大泄放需求、额定泄放能力、以及背压对能力的影响。本例中最大泄放需求按压缩机满负荷质量流量3200 kg/h取值(示例数据),PSV-101按API 520气体/蒸汽泄放公式选型,额定泄放能力3500 kg/h,裕量约9.4%。审查时应确认:

  • 泄放工况是否取“出口切断阀误关”而非“下游调节阀故障”,前者才是真正的最大堵塞工况;
  • 整定压力0.95 MPa(G)与出口管段设计压力1.0 MPa(G)之间是否留有足够余量,且不超过设备设计压力;
  • 火炬背压0.05 MPa是否已计入PSV额定能力的折减,若背压超过临界背压比,额定能力需按厂家曲线修正;
  • PSV入口管道压降是否小于整定压力的3%,否则实际起跳压力会漂移。

安全阀前切断阀误关的附加风险

本例中XV-102位于出口汇管与PSV之间,正常运行时全开。HAZOP审查发现:若XV-102因误操作、仪表风失压或联锁误动而关闭,PSV将被完全隔离,此时出口超压没有任何泄放通道,后果等级由“可控排放”上升为“设备超压破裂”。这一风险在单纯校核PSV能力时容易被忽略,因为PSV本身选型是合格的,问题出在“PSV是否始终处于可投用状态”。

审查结论:PSV-101选型能力满足最大堵塞工况,但XV-102的安装位置使PSV存在被隔离的可能,属于“防护措施可被旁路”的典型缺陷,需在建议措施中单独处理。

建议措施与验证方法

针对上述两项审查结果,建议措施分为选型确认与附加风险消除两类:

措施内容验证方法
选型复核按API 520重新核算背压折减后的额定能力,确认≥3200 kg/h核对厂家选型计算书与背压修正曲线
入口压降核算PSV入口管段压降,确认<整定压力的3%按管道尺寸与流量计算,或查阅水力计算表
附加风险XV-102移至PSV下游,或增设PSV旁路并加联锁禁止误关审查P&ID修改版,确认PSV入口无切断阀
可投用性增加PSV入口阀位反馈或定期在线测试检查联锁逻辑图与测试记录

验证时重点看两处:一是修改后的P&ID中PSV入口是否还存在可关闭的切断阀;二是选型计算书中背压修正后的额定能力是否仍大于3200 kg/h。两项均满足,方可关闭该偏差项。