4. 再冷凝器冷却能力不足时BOG放空阀联锁动作HAZOP评估

偏差定义与工艺边界

本例的偏差节点设在再冷凝器冷凝能力上：在BOG压缩机出口压力与流量维持正常的条件下，再冷凝器无法把进入壳程的BOG全部冷凝，导致冷凝器顶部气相空间压力上升，最终触发BOG放空阀（PV/联锁阀）开启。HAZOP引导词采用“低”作用于“冷却能力”，原因从LNG供给温度升高与LNG流量不足两条路径展开。

需要先固定三个工艺边界，否则后续联锁设定值评估没有基准：

• 再冷凝器设计工况：BOG处理量按压缩机额定排量取值，示例取 Q_BOG = 8500 kg/h；LNG过冷度按设计值 ΔT_sub = 8 K。
• 冷凝所需LNG流量由热平衡决定：m_LNG ≈ Q_BOG × (h_BOG,v − h_LNG,l) / (c_p,LNG × ΔT_可用)，示例工况下约 m_LNG ≈ 42 t/h。
• 放空阀联锁设定值示例取 P_set = 0.28 MPa(g)，火炬系统设计最大接收能力示例取 Q_flare,max = 12000 kg/h（含其他装置同时泄放裕量后的可用值）。

冷却能力不足的两条因果链

LNG供给温度升高时，可用换热温差减小，单位质量LNG能带走的热量下降，冷凝量随之减少；LNG流量不足时，即使温度正常，总换热量也不足。两条路径最终都表现为冷凝器顶部气相累积、压力上升。下图把原因、中间参数、后果与联锁动作放在同一条信号链上，便于识别哪一段是保护层、哪一段是风险放大点。

联锁设定值与火炬承载能力的匹配核算

HAZOP评估的关键不是“联锁会不会动作”，而是“动作之后是否真的安全”。需要做两项核算：一是设定值相对压缩机保护值的裕量，二是放空阀全开流量相对火炬可用能力的裕量。

核算一：设定值裕量。示例中压缩机出口高高联锁值取 P_trip = 0.32 MPa(g)，放空阀设定值 P_set = 0.28 MPa(g)，两者差 0.04 MPa。按冷凝器压力上升速率示例估算 dP/dt ≈ 0.008 MPa/min（冷却能力完全丧失、放空阀尚未开启的极端假设），则从设定值到跳车值仅有约 5 min 响应窗口。若放空阀从接收到全开需要 30 s，窗口尚可接受；若阀门卡涩或执行机构气源不足，则窗口被迅速吃掉，属于需要重点审查的失效模式。

核算二：放空流量与火炬能力。放空阀选型示例为 Cv 对应 P_set 下全开流量 Q_vent ≈ 9500 kg/h。火炬可用能力 12000 kg/h，扣除其他装置同时泄放示例值 1500 kg/h 后余量 10500 kg/h，Q_vent < 10500，单看本装置满足。但若再叠加压缩机全停时管网集中泄放，则可能超出，因此HAZOP应把“同时泄放叠加”列为独立偏差情景复核。

HAZOP工作单记录与建议措施

把上述分析落到工作单上，节点、偏差、原因、后果、现有保护与建议措施需一一对应，避免只写“联锁动作”而漏掉承载能力匹配这一层。

节点：再冷凝器（E-101）壳程顶部气相空间
偏差：冷却能力 低
原因：
  1. LNG供给温度升高（上游过冷器失效/切换）
  2. LNG流量不足（泵故障、流量控制阀误关、过滤器堵塞）
后果：
  1. 冷凝量不足，壳程压力上升，BOG压缩机背压升高
  2. P达到0.28 MPa(g)时放空阀开启，BOG送火炬
  3. 若放空流量叠加其他泄放超过火炬可用能力，火炬超负荷
现有保护：
  - PT压力检测 + 放空阀联锁（P_set = 0.28 MPa(g)）
  - 压缩机出口高高联锁（P_trip = 0.32 MPa(g)）
  - 火炬系统设计能力 12000 kg/h
建议措施：
  1. 复核放空阀全开流量与火炬可用能力，含同时泄放叠加工况
  2. 增加LNG供给温度低/流量低报警，提前干预
  3. 评估放空阀执行机构气源可靠性，纳入定期功能测试
  4. 明确P_set与P_trip裕量的定期校验周期