摘要：介紹了HSE管理體系在設(shè)計過程風險管理中的應(yīng)用,闡述了風險管理的原則、危害識別與評價、風險控制,從而提高化工裝置的安全。
HSE管理體系是一種以預(yù)防為主、突出最高管理者的承諾、全員參與和持續(xù)改進的管理體系。HSE的核心是通過風險管理來確保組織的活動、過程和產(chǎn)品符合國家的法律、法規(guī),并實現(xiàn)組織的HSE目標。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,化工裝置的規(guī)模越來越大型化,操作條件越來越苛刻化,萬一發(fā)生火災(zāi)、爆炸、泄漏,其危害的波及面大、消防滅火困難,給企業(yè)和社會帶來嚴重的危害。因此,化工裝置設(shè)計過程中貫徹HSE管理理念,盡最大努力做好設(shè)計過程的風險管理,對保證裝置的安全尤為重要。
1、設(shè)計過程風險管理的原則
1.1科學性
開展HSE風險管理,必須客觀反映現(xiàn)實,尊重科學?；ぱb置設(shè)計過程中所依據(jù)的法律、法規(guī)和標準規(guī)范,都是源于實踐經(jīng)驗和科學實驗的成果,具有嚴肅的科學性、先進性和適用性。設(shè)計過程中必須嚴格遵循和完全執(zhí)行相應(yīng)的法律、法規(guī)和標準規(guī)范,這本身就體現(xiàn)了設(shè)計過程的科學性。
1.2全面性
在進行化工裝置設(shè)計過程的危險識別時,必須充分考慮以下3項:
1)工藝的安全性。設(shè)計應(yīng)保證裝置能夠在設(shè)計條件下安全運行,即使有些微量偏差也能夠?qū)⑵浒踩幚聿⒒謴?fù)到設(shè)計工況下,并能夠安全地開、停車。
2)操作的事故。設(shè)計應(yīng)盡力考慮到操作過程所發(fā)生的事故而引發(fā)的危險性,如廢物的處理、動力源的停止、誤操作、發(fā)生異常狀態(tài)以及其他外部因素等。
3)防止危害擴展。設(shè)計應(yīng)考慮到發(fā)生災(zāi)害時,能夠防止災(zāi)害的進一步擴大,把災(zāi)害控制在某一范圍內(nèi),減小對企業(yè)和社會的危害。
1.3系統(tǒng)性
由于一套化工裝置的工藝是由許多工藝高度集中構(gòu)成,在設(shè)計一開始就考慮到全部工藝過程的危險因素比較困難。因此,在項目設(shè)計開展的初期,應(yīng)進行項目的HSE策劃,編制項目的HSE實施計劃,確定在項目設(shè)計的可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計和試生產(chǎn)階段風險管理的措施,對整個設(shè)計過程進行系統(tǒng)研究,確定危險因素對系統(tǒng)的影響,采取可靠的系統(tǒng)控制措施。
1.4超前性
設(shè)計規(guī)范、標準是通過以往的實踐、事故教訓(xùn)不斷完善的,存在一定的滯后性。一些現(xiàn)階段暴露的設(shè)計缺陷,往往要經(jīng)過幾個月甚至幾年的時間,才能在規(guī)范、標準中得以糾正。這就要求設(shè)計單位和設(shè)計人員對所設(shè)計的項目應(yīng)經(jīng)常進行回訪,通過生產(chǎn)操作人員、技術(shù)人員了解項目設(shè)計缺陷,聽取改進建議,同時不斷收集國內(nèi)外相關(guān)的事故教訓(xùn),通過風險管理,完善設(shè)計。
加大設(shè)計標準與國際接軌力度,吸收、采納國際最新標準和國外大公司最新的安全設(shè)計原則,逐步完善現(xiàn)有的石化標準,提高安全生產(chǎn)可靠度。
2、危害識別與評價
目前,國內(nèi)外相繼提出了幾十種具體的危險識別和評價的方法,其中適用于設(shè)計過程危險識別與評價的方法有:安全檢查表(SCL)、預(yù)危害性分析(PHA)、故障假設(shè)分析(WI)、失效模式與影響分析(FMEA)、危險與可操作性研究(HAZOP)、事件樹分析(ETA)、故障樹分析(FTA)、危險指數(shù)法,等等。
對上述各種方法進行分析可以發(fā)現(xiàn),由于各評價方法是各行業(yè)部門在特定的安全分析評價需要的基礎(chǔ)上根據(jù)各自的特殊情況研究提出的,不同的分析評價方法有不同的研究思路和側(cè)重點,都有一定的適用范圍和局限性。因此,應(yīng)從設(shè)計過程中時間、環(huán)境等不同角度及層次上分析,選擇不同的方法對設(shè)計過程進行危害識別與評價。
2.1時間角度分析
盡管危險識別與評價的方法很多,但從時間角度分析,其具體應(yīng)用可以歸為3個階段。
1)可行性研究階段。主要是對建設(shè)的地址、裝置規(guī)模、主要工藝等方面進行危害識別與評價,以使裝置投產(chǎn)后達到安全狀況。由于該階段對系統(tǒng)危險性還沒有很深的認識,可以運用SCL、PHA、WI、FMEA、FTA等定性分析方法對系統(tǒng)存在的危險性類別、出現(xiàn)條件、可能導(dǎo)致事故的后果等,做出宏觀概略性的分析。
2)初步設(shè)計階段。主要是對工藝流程、區(qū)域規(guī)劃、控制措施等方面進行分析與評價,以使裝置投產(chǎn)后達到最佳安全狀況。該階段可以使用FTA、ETA等概率危險分析方法和道化學公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法等對具體系統(tǒng)、設(shè)備故障、典型致命性故障等進行定性定量的識別、分析與評價。
3)施工圖設(shè)計階段。主要是對各子系統(tǒng)進行分析,確定目前采用的材料、工藝、控制措施等方面能否滿足系統(tǒng)安全的要求,以使裝置投產(chǎn)后達到最佳安全狀況。該階段可以應(yīng)用FMEA定性分析方法和HAZOP綜合分析方法,依據(jù)工藝管道儀表流程圖,按裝置操作程序?qū)Ω髯酉到y(tǒng)進行定性與定量的識別、分析與評價。
2.2環(huán)境角度分析
主要從操作對象、識別與評價對象、識別與評價條件3個方面進行考慮。
2.2.1操作對象
1)項目設(shè)計中危害的識別由項目組的HSE管理小組完成時,應(yīng)考慮使用HAZOP、WI方法,能夠系統(tǒng)地完成整個項目的危害辨識;當設(shè)計者個人對所負責的單元或?qū)I(yè)進行識別時,采用FMEA和SCL更適用。
2)許多危害識別與評價方法對操作者有不同的要求,需要操作者具備一定的專業(yè)知識和方法的運用技巧。因此,建議當操作者不太熟練時,運用HAZOP、SCL方法更準確;而WI方法對操作者的經(jīng)驗要求更高。
2.2.2評價對象
1)系統(tǒng)復(fù)雜性。大部分的危害識別與評價的方法是發(fā)現(xiàn)由單一的失效而引起的嚴重事故,而化工單元、裝置是一個復(fù)雜的整體系統(tǒng),只有許多控制措施同時失效才能夠?qū)е聡乐厥鹿实陌l(fā)生。因此,對于可能出現(xiàn)嚴重事故的危害識別和評價,采用FTA和ETA更適用。
2)系統(tǒng)的特性。不同的專業(yè)面對不同的系統(tǒng),系統(tǒng)的特性決定了所采用的識別與評價方法,有些方法很難應(yīng)用于某些系統(tǒng),如:對于工藝流程的分析與評價,HAZOP更能夠系統(tǒng)地識別,但它不適用于電氣專業(yè)。
2.2.3識別與評價的條件
1)資料完整性。當對被識別與評價的對象的資料和信息掌握得很少,或者在設(shè)計過程的某個階段還采集不到完整的資料和信息時,通常應(yīng)采用WI和SCL方法,隨著設(shè)計過程的不斷深入和資料、信息的收集再采用更多的識別與評價方法進行分析、評價。
2)識別與評價的時間。當設(shè)計人員接到一個設(shè)計項目時,通常項目負責人要求設(shè)計人員在最短的時間完成系統(tǒng)的危害識別與評價,并完成項目的設(shè)計。因此,對系統(tǒng)的識別與評價應(yīng)根據(jù)所允許的時間來考慮選用的方法。如:SCL和WI所需要的時間比HAZOP等短,只有這樣才能夠在規(guī)定的時間完成對設(shè)計系統(tǒng)的危害識別與評價。
因此,我們在不同的階段對不同的項目進行危害識別與評價還應(yīng)充分考慮費用、顧客的要求等,選擇其中的一種或多種對項目進行系統(tǒng)、完整的識別與評價,才能夠保證我們將來的產(chǎn)品符合HSE管理體系的要求。
3、風險控制
風險控制的措施主要是風險規(guī)避、風險削減,但是風險控制措施能否成功取決于設(shè)計的組織,通常好的組織才能夠產(chǎn)出好的設(shè)計。因此,在項目設(shè)計開始前,編制項目的HSE策劃書,按照企業(yè)的HSE管理體系要求建立項目的HSE保證體系,確保在整個項目的設(shè)計過程中每個人都能夠認真貫徹HSE管理理念,系統(tǒng)地進行其責任范圍內(nèi)的危害識別與評價,盡最大可能識別設(shè)計系統(tǒng)的危害因素,采取相應(yīng)的控制措施,并確保這些措施在設(shè)計文件中得到落實,使項目設(shè)計過程實現(xiàn)PDCA閉合循環(huán),確保設(shè)計的產(chǎn)品符合職業(yè)安全衛(wèi)生和環(huán)保的要求,保障勞動者在生產(chǎn)過程中的安全與健康,減少和防止勞動者傷亡和職業(yè)病的危害。
3.1風險規(guī)避
風險規(guī)避是確保安全的最好方法。設(shè)計時,應(yīng)盡可能地用無危害或危害小的物質(zhì)或工藝來替代高危害的物質(zhì)或工藝,使生產(chǎn)過程控制在安全范圍內(nèi),從而節(jié)省因控制危害進行的各項投入,這是我們追求的目標。如用小的連續(xù)硝化反應(yīng)器代替大的批量反應(yīng)器,用低溫低壓冷凍儲存方式存儲可燃性液態(tài)物質(zhì)代替氣相高壓的儲存方式,采取連續(xù)流程的工藝來減少危險物質(zhì)的儲存量和停留時間,等等。
3.2風險削減
由于許多石油化工項目很難用沒有危害的物質(zhì)或工藝來替代高危害的物質(zhì)或工藝,因此,必須采取措施來進行風險削減。
1)裝置、設(shè)備的結(jié)構(gòu)本身應(yīng)具有充分承受操作條件的材料、結(jié)構(gòu)強度;
2)采用相應(yīng)變化的安全設(shè)備,如:使異常狀態(tài)恢復(fù)正常狀態(tài)而保持最佳條件的壓力控制裝置;當變化明顯偏離正常狀態(tài)有可能導(dǎo)致危險時為避免發(fā)生危險的穩(wěn)定裝置;異常狀態(tài)進一步發(fā)展時的緊急控制措施。
3)化工裝置區(qū)或罐區(qū)有存留易燃性氣體、蒸氣和發(fā)生泄漏區(qū)域設(shè)置可靠的檢測系統(tǒng),采取嚴格的火源管理措施。
4)化工裝置生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物應(yīng)采取相應(yīng)的措施進行無害化處理。
5)設(shè)計應(yīng)采取措施防止意外停止供給電力、惰性氣體、消防用水等動力源而導(dǎo)致的二次災(zāi)害。
6)防止誤操作的措施。
7)從安全上考慮工廠的布置,保證廠區(qū)的安全和廠外人員、設(shè)施的安全。
8)給化工裝置帶來意外損害的除地震、洪水、雷擊等天災(zāi)外,還有汽車、鐵路貨車、飛機等運轉(zhuǎn)工具的沖撞,設(shè)計應(yīng)采取防止這些外因造成裝置破壞的措施。
9)化工裝置的建構(gòu)筑物除應(yīng)考慮發(fā)生火災(zāi)不燃外,根據(jù)需要還必須具有耐火性能,以防止在消防滅火控制火勢前構(gòu)筑物強度降低、變形、破損直至最終倒塌。
10)防止事故蔓延及防止爆炸的措施,如采用防火門、防火墻、爆炸抑制裝置、防爆放空及泄爆結(jié)構(gòu)等。
11)防止擴大液體流出范圍的裝置。
12)消防滅火設(shè)備。
13)報警、通信設(shè)備。
4、結(jié)語
隨著進一步的改革開放,許多國外的企業(yè)將進入我國的設(shè)計行業(yè),我們必須在設(shè)計過程中深入貫徹HSE管理體系,將設(shè)計過程中的HSE管理系統(tǒng)化和程序化,才能夠提高化工裝置的安全水平。
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