彭 湃

（九江石化設(shè)計工程有限公司南昌分公司，江西南昌 330096)

化工工藝裝置在進(jìn)一步發(fā)展的過程中，逐漸傾向于設(shè)備大型化，工藝復(fù)雜化，操作條件愈加惡劣（如高溫與高壓等），而在這樣的背景下一旦發(fā)生安全事故就會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，針對此就需要應(yīng)用系統(tǒng)的方法和技術(shù)來預(yù)防工藝安全 事故。

1 化工工藝系統(tǒng)風(fēng)險

1.1 化工工藝系統(tǒng)風(fēng)險的顯現(xiàn)

自1970年以來，隨著工業(yè)化的發(fā)展，化工生產(chǎn)過程的工藝系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，高溫高壓、易燃易爆的操作條件變得越來越多，化工處理設(shè)備也越來越大，在國內(nèi)以及歐美等發(fā)達(dá)國家發(fā)生了一系列重大的工藝安全事故，工業(yè)安全產(chǎn)生了非常不良的影響。1984年12月3日，印度中央邦博帕爾市的美國聯(lián)合碳化物屬下的聯(lián)合碳化物（印度）有限公司設(shè)于貧民區(qū)附近一所農(nóng)藥廠發(fā)生異氰酸甲酯（MIC）劇毒氣體泄漏，引發(fā)了嚴(yán)重的后果，造成了2.5萬人直接致死，55萬人間接致死，另外有20多萬人永久殘廢的人間慘??；現(xiàn)實(shí)生活中化學(xué)生產(chǎn)過程系統(tǒng)風(fēng)險因素已成為威脅人類的直接行為主題。重工業(yè)和學(xué)術(shù)界都進(jìn)行了深入思考，并進(jìn)行了許多相關(guān)研究，以將工藝過程安全性發(fā)展作為一個獨(dú)立主題研究的領(lǐng)域。

1.2 化工工藝系統(tǒng)風(fēng)險的控制方式

潛在風(fēng)險衡量指標(biāo)是關(guān)于相關(guān)人員的傷亡、環(huán)境損壞和家庭財產(chǎn)的損失?？刂茲撛陲L(fēng)險的方法包括降低事故發(fā)生的可能性，降低事故后果的嚴(yán)重程度，控制化工過程系統(tǒng)功能的風(fēng)險。大幅度降低事故發(fā)生的概率和降低事故后果的嚴(yán)重程度。本質(zhì)生命安全是指使用潛在危害較小的化學(xué)品來替代天然和無害的化學(xué)品，或者通過優(yōu)化過程來減少甚至消除所造成的危害，使安全性和穩(wěn)定性變得更加自然，使化學(xué)過程系統(tǒng)本身的屬性發(fā)揮作用，確保相關(guān)設(shè)備的安全是兩個層面上最基本的生命安全。它并不完全依賴于手動激活和觸發(fā)控制元件，它依賴進(jìn)程本身的功能來保護(hù)設(shè)備。例如，它不僅僅依賴超壓連鎖和控制軟件系統(tǒng)以及溢流軟件系統(tǒng)，設(shè)備本身能夠承受兩個設(shè)計過程中的工藝波動，改造工程可對過程控制、連鎖、緊急停車等各種措施進(jìn)行控制，以更有效地控制化工過程系統(tǒng)的異常工作狀態(tài)。管理模式控制是指運(yùn)用安全和操作程序，對本程序進(jìn)行日常操作，并對各種程序進(jìn)行維護(hù)，大幅降低風(fēng)險因素。

2 安全管理

2.1 化工工藝安全管理的發(fā)展

1992年，美國健康和安全管理局明確提出的生命安全管理模式標(biāo)準(zhǔn)作為美國相關(guān)法律法規(guī)，已被美國國會申請批準(zhǔn)。而巴基斯坦安全管理局致力于防止火災(zāi)、爆炸和有毒物質(zhì)泄漏等重大事故。開展工藝配套設(shè)施的設(shè)計與配套，建成并繼續(xù)運(yùn)行，并將管理模式的各個環(huán)節(jié)實(shí)施在化工生產(chǎn)過程中，從根本上降低風(fēng)險因素。工藝安全管理適用于所有涉及潛在危險的化學(xué)和物理產(chǎn)品的活動，包括生產(chǎn)、儲存、使用等。工藝安全管理已在北美、歐洲和中南部國家逐步發(fā)展，是一個比較成熟的安全管理工作體系。2010年，原中國安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化過程安全保證管理模式為主要形式，對煤化工行業(yè)進(jìn)行了解釋，已經(jīng)發(fā)布了建議行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及化學(xué)過程安全和管理實(shí)施準(zhǔn)則，并對過程技術(shù)的生命安全信息的內(nèi)容，過程技術(shù)帶來的危害，操作程序進(jìn)行了詳細(xì)分析，課程培訓(xùn)，建筑承包商管理模式，產(chǎn)品的生產(chǎn)前生命安全審查，操作授權(quán)證書，應(yīng)急計劃管理和合規(guī)評估審查等。工藝安全管理（PSM）包含以下12個要素：工藝安全信息、工藝危害分析、操作規(guī)程、作業(yè)許可、變更管理、開車前安全檢查、機(jī)械完整性、事故/事件管理、承包商管理、應(yīng)急響應(yīng)、培訓(xùn)、符合性審計。

流程制造中的生命安全信息有兩個方面，包括材料的潛在危害，流程的零件設(shè)計和各種設(shè)備的零件設(shè)計。它是成功實(shí)施流程安全管理的基礎(chǔ)。由于缺乏完整的過程安全性和概念性基本信息，因此無法及時收集設(shè)備，以及收集與設(shè)備和改造有關(guān)的信息，各種工藝安全信息嚴(yán)重缺失，需要對現(xiàn)有化工廠進(jìn)行詳細(xì)安全設(shè)計，以便進(jìn)行診斷。對過程危險源的分析表明，過程危險源是保證安全管理的系統(tǒng)內(nèi)容，貫穿整個過程的生命周期。其實(shí)質(zhì)是識別系統(tǒng)中工藝技術(shù)裝置或設(shè)施設(shè)備的潛在危害，為減少化工生產(chǎn)過程中的危害提供綜合重要的決策性的主要依據(jù)。

2.2 常用工藝危害分析方法

工藝危害分析的方法主要有安全檢查表（SCL）、故障假設(shè)法（what-if）、危險與可操作性分析（HAZOP）、保護(hù)層分析（LOPA）、故障模式影響及危害性分析（FMECA）及量化風(fēng)險分析（QRA）；可歸類為定性分析、半定量分析、定量分析三類。

（1）安全檢查表是將一系列檢查項目用表格形式列出進(jìn)行分析，以確定系統(tǒng)、場所的狀態(tài)是否符合安全要求，通過檢查發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的安全隱患，提出改進(jìn)措施的一種方法。檢查項目可以包括場地、周邊環(huán)境、設(shè)施、設(shè)備、操作、管理等各方面。檢查表主要依據(jù)以下三個方面進(jìn)行編制：

①有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范及規(guī)定；

②事故案例和行業(yè)經(jīng)驗；

③通過系統(tǒng)分析，確定的危險部位及防范措施。

（2）故障假設(shè)法是一種頭腦風(fēng)暴的方法，把各種可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行假設(shè)，然后對現(xiàn)有控制措施進(jìn)行討論，分析其充分性和適宜性，最后提出建議措施的方法。此方法是通過互動、引導(dǎo)提問的方式開展，通常需要經(jīng)驗豐富的人員來完成。通常應(yīng)用在設(shè)備設(shè)施故障評估方面。

（3）危險與可操作性分析是一種用于辨識設(shè)計缺陷、工藝過程危害及操作性問題的結(jié)構(gòu)化分析方法。利用引導(dǎo)詞，通過會議，不同專業(yè)完成，具有如下特點(diǎn)：

①利用引導(dǎo)詞，通過會議，不同專業(yè)完成；

②專業(yè)間能相互促進(jìn)、拓展思路；

③成員專業(yè)知識和經(jīng)驗要求強(qiáng)。

（4）保護(hù)層分析是一種簡化的風(fēng)險評估方法，通過對現(xiàn)有保護(hù)措施的可靠性進(jìn)行半量化的評估，確定其消除或降低風(fēng)險的能力，具有如下特點(diǎn)：

①確定是否有足夠的保護(hù)層以防止意外事故發(fā)生；

②采用定性風(fēng)險矩陣得出風(fēng)險等級較高的事件時單獨(dú)對該事件使用保護(hù)層分析；

③在明確定義的場景下用來分析保護(hù)層可靠性的簡化方法。

（5）故障模式影響及危害性分析是分析生產(chǎn)流程中每個潛在的故障模式，確定其對產(chǎn)品所產(chǎn)生影響，同時考慮故障模式影響嚴(yán)重程度與故障模式發(fā)生概率的一種確定潛在失效模式及其原因的半定量分析方法。具有如下特點(diǎn)：

①產(chǎn)品質(zhì)量管理、機(jī)械設(shè)備設(shè)計與制造過程應(yīng)用較多；

②在工藝危害分析中它具有一定局限性；

③通常作為整套工藝風(fēng)險分析的補(bǔ)充和完善。

（6）量化風(fēng)險分析是對某一設(shè)施或作業(yè)活動中發(fā)生事故的估算頻率和后果進(jìn)行量化表達(dá)的系統(tǒng)方法，它可以通過數(shù)學(xué)模型計算事故的后果和概率，從而進(jìn)行風(fēng)險評價。主要應(yīng)用在項目的廠址選擇和平面布置方面，但方法相對較新，缺少一種公認(rèn)的、通用的標(biāo)準(zhǔn)。

目前，我國在安全管理方面日趨嚴(yán)格，要想打造本質(zhì)安全的生產(chǎn)企業(yè)，首先要建立完善的工藝安全管理體系（PSM），工藝安全管理主張的事故預(yù)防方法不同于傳統(tǒng)的做法，它強(qiáng)調(diào)采用系統(tǒng)的方法進(jìn)行工藝危害分析（PHA）。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，PHA可以減少29%設(shè)計原因的事故和6%操作原因的事故。所以要學(xué)習(xí)掌握PHA的基本方法，定期開展PHA，為生產(chǎn)安全管理提供科學(xué)依據(jù)，讓風(fēng)險管控有的放矢。

3 HAZOP技術(shù)

HAZOP是一種結(jié)構(gòu)化的風(fēng)險分析工具，能全面、系統(tǒng)地識別流程中的危險和改善操作，減少管理的盲點(diǎn)，有效提升工作流程的效率和生產(chǎn)力。HAZOP集中分析異常的操作情況和以前從未發(fā)生過的事，是對設(shè)計的重要補(bǔ)充。有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)行HAZOP分析并采納相關(guān)建議后，運(yùn)行時出現(xiàn)的問題至少減少一個數(shù)量級。

HAZOP的主要方法是：分析偏差，找出原因、分析后果、提出對策及措施。在分析進(jìn)行前，工藝流程圖應(yīng)達(dá)到相當(dāng)完善的程度；分析開始時，工藝工程師對整個裝置設(shè)計作詳細(xì)介紹，并講解每一段細(xì)節(jié)的設(shè)計目的和作用，并記錄講解內(nèi)容。簡單地說，HAZOP研究主要是應(yīng)用系統(tǒng)的分析方法，將所有相關(guān)的關(guān)鍵詞結(jié)合在一起，對工廠進(jìn)行查詢，全面分析出工藝裝置過程中存在的危險、事故發(fā)生的原因、事故可能導(dǎo)致的重大危險等，并在此基礎(chǔ)上制定裝置安全操作方案、事故預(yù)防方案及重大事故應(yīng)急響應(yīng)方案等。為預(yù)防事故發(fā)生，確保裝置的安全運(yùn)行提供可靠的技術(shù)方案，同時HAZOP技術(shù)的實(shí)施增強(qiáng)了裝置技術(shù)人員的危險意識和認(rèn)識，提高了人的可靠性。

4 結(jié)束語

HAZOP分析技術(shù)被公認(rèn)為是防止損失的最廣泛采用的方法，是適于化工工藝過程危害辨識的分析技術(shù)，近年來已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著國家對生產(chǎn)建設(shè)項目HSE管理工作要求的提高，以及風(fēng)險分析技術(shù)的深入發(fā)展，社會和企業(yè)必將越來越重視安全生產(chǎn)和風(fēng)險管理。作為全風(fēng)險管理基礎(chǔ)技術(shù)之一的HAZOP技術(shù)，必將得到更為廣泛的應(yīng)用。