摘要：介紹了HSE管理體系在設(shè)計(jì)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用,闡述了風(fēng)險(xiǎn)管理的原則、危害識(shí)別與評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)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(jìn)的管理體系。HSE的核心是通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管理來(lái)確保組織的活動(dòng)、過(guò)程和產(chǎn)品符合國(guó)家的法律、法規(guī),并實(shí)現(xiàn)組織的HSE目標(biāo)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,化工裝置的規(guī)模越來(lái)越大型化,操作條件越來(lái)越苛刻化,萬(wàn)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(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害。因此,化工裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中貫徹HSE管理理念,盡最大努力做好設(shè)計(jì)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)管理,對(duì)保證裝置的安全尤為重要。

1、設(shè)計(jì)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管理的原則

1.1科學(xué)性

開展HSE風(fēng)險(xiǎn)管理,必須客觀反映現(xiàn)實(shí),尊重科學(xué)。化工裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中所依據(jù)的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,都是源于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成果,具有嚴(yán)肅的科學(xué)性、先進(jìn)性和適用性。設(shè)計(jì)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵循和完全執(zhí)行相應(yīng)的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,這本身就體現(xiàn)了設(shè)計(jì)過(guò)程的科學(xué)性。

1.2全面性

在進(jìn)行化工裝置設(shè)計(jì)過(guò)程的危險(xiǎn)識(shí)別時(shí),必須充分考慮以下3項(xiàng):

1)工藝的安全性。設(shè)計(jì)應(yīng)保證裝置能夠在設(shè)計(jì)條件下安全運(yùn)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(jì)工況下,并能夠安全地開、停車。

2)操作的事故。設(shè)計(jì)應(yīng)盡力考慮到操作過(guò)程所發(fā)生的事故而引發(fā)的危險(xiǎn)性,如廢物的處理、動(dòng)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(kuò)展。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到發(fā)生災(zāi)害時(shí),能夠防止災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大,把災(zāi)害控制在某一范圍內(nèi),減小對(duì)企業(yè)和社會(huì)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(jì)一開始就考慮到全部工藝過(guò)程的危險(xiǎn)因素比較困難。因此,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)開展的初期,應(yīng)進(jìn)行項(xiàng)目的HSE策劃,編制項(xiàng)目的HSE實(shí)施計(jì)劃,確定在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)和試生產(chǎn)階段風(fēng)險(xiǎn)管理的措施,對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)研究,確定危險(xiǎn)因素對(duì)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(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)以往的實(shí)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(jì)缺陷,往往要經(jīng)過(guò)幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間,才能在規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)中得以糾正。這就要求設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)人員對(duì)所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行回訪,通過(guò)生產(chǎn)操作人員、技術(shù)人員了解項(xiàng)目設(shè)計(jì)缺陷,聽取改進(jìn)建議,同時(shí)不斷收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)的事故教訓(xùn),通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管理,完善設(shè)計(jì)。

加大設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌力度,吸收、采納國(guó)際最新標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外大公司最新的安全設(shè)計(jì)原則,逐步完善現(xiàn)有的石化標(biāo)準(zhǔn),提高安全生產(chǎn)可靠度。

2、危害識(shí)別與評(píng)價(jià)

目前,國(guó)內(nèi)外相繼提出了幾十種具體的危險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)價(jià)的方法,其中適用于設(shè)計(jì)過(guò)程危險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)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(xiǎn)與可操作性研究(HAZOP)、事件樹分析(ETA)、故障樹分析(FTA)、危險(xiǎn)指數(shù)法,等等。

對(duì)上述各種方法進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),由于各評(píng)價(jià)方法是各行業(yè)部門在特定的安全分析評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法有不同的研究思路和側(cè)重點(diǎn),都有一定的適用范圍和局限性。因此,應(yīng)從設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)間、環(huán)境等不同角度及層次上分析,選擇不同的方法對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行危害識(shí)別與評(píng)價(jià)。

2.1時(shí)間角度分析

盡管危險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)的方法很多,但從時(shí)間角度分析,其具體應(yīng)用可以歸為3個(gè)階段。

1)可行性研究階段。主要是對(duì)建設(shè)的地址、裝置規(guī)模、主要工藝等方面進(jìn)行危害識(shí)別與評(píng)價(jià),以使裝置投產(chǎn)后達(dá)到安全狀況。由于該階段對(duì)系統(tǒng)危險(xiǎn)性還沒(méi)有很深的認(rèn)識(shí),可以運(yùn)用SCL、PHA、WI、FMEA、FTA等定性分析方法對(duì)系統(tǒng)存在的危險(xiǎn)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(jì)階段。主要是對(duì)工藝流程、區(qū)域規(guī)劃、控制措施等方面進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),以使裝置投產(chǎn)后達(dá)到最佳安全狀況。該階段可以使用FTA、ETA等概率危險(xiǎn)分析方法和道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法等對(duì)具體系統(tǒng)、設(shè)備故障、典型致命性故障等進(jìn)行定性定量的識(shí)別、分析與評(píng)價(jià)。

3)施工圖設(shè)計(jì)階段。主要是對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)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(dá)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(jìn)行定性與定量的識(shí)別、分析與評(píng)價(jià)。

2.2環(huán)境角度分析

主要從操作對(duì)象、識(shí)別與評(píng)價(jià)對(duì)象、識(shí)別與評(píng)價(jià)條件3個(gè)方面進(jìn)行考慮。

2.2.1操作對(duì)象

1)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中危害的識(shí)別由項(xiàng)目組的HSE管理小組完成時(shí),應(yīng)考慮使用HAZOP、WI方法,能夠系統(tǒng)地完成整個(gè)項(xiàng)目的危害辨識(shí);當(dāng)設(shè)計(jì)者個(gè)人對(duì)所負(fù)責(zé)的單元或?qū)I(yè)進(jìn)行識(shí)別時(shí),采用FMEA和SCL更適用。

2)許多危害識(shí)別與評(píng)價(jià)方法對(duì)操作者有不同的要求,需要操作者具備一定的專業(yè)知識(shí)和方法的運(yùn)用技巧。因此,建議當(dāng)操作者不太熟練時(shí),運(yùn)用HAZOP、SCL方法更準(zhǔn)確;而WI方法對(duì)操作者的經(jīng)驗(yàn)要求更高。

2.2.2評(píng)價(jià)對(duì)象

1)系統(tǒng)復(fù)雜性。大部分的危害識(shí)別與評(píng)價(jià)的方法是發(fā)現(xiàn)由單一的失效而引起的嚴(yán)重事故,而化工單元、裝置是一個(gè)復(fù)雜的整體系統(tǒng),只有許多控制措施同時(shí)失效才能夠?qū)е聡?yán)重事故的發(fā)生。因此,對(duì)于可能出現(xiàn)嚴(yán)重事故的危害識(shí)別和評(píng)價(jià),采用FTA和ETA更適用。

2)系統(tǒng)的特性。不同的專業(yè)面對(duì)不同的系統(tǒng),系統(tǒng)的特性決定了所采用的識(shí)別與評(píng)價(jià)方法,有些方法很難應(yīng)用于某些系統(tǒng),如:對(duì)于工藝流程的分析與評(píng)價(jià),HAZOP更能夠系統(tǒng)地識(shí)別,但它不適用于電氣專業(yè)。

2.2.3識(shí)別與評(píng)價(jià)的條件

1)資料完整性。當(dāng)對(duì)被識(shí)別與評(píng)價(jià)的對(duì)象的資料和信息掌握得很少,或者在設(shè)計(jì)過(guò)程的某個(gè)階段還采集不到完整的資料和信息時(shí),通常應(yīng)采用WI和SCL方法,隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的不斷深入和資料、信息的收集再采用更多的識(shí)別與評(píng)價(jià)方法進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。

2)識(shí)別與評(píng)價(jià)的時(shí)間。當(dāng)設(shè)計(jì)人員接到一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí),通常項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要求設(shè)計(jì)人員在最短的時(shí)間完成系統(tǒng)的危害識(shí)別與評(píng)價(jià),并完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。因此,對(duì)系統(tǒng)的識(shí)別與評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)所允許的時(shí)間來(lái)考慮選用的方法。如:SCL和WI所需要的時(shí)間比HAZOP等短,只有這樣才能夠在規(guī)定的時(shí)間完成對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的危害識(shí)別與評(píng)價(jià)。

因此,我們?cè)诓煌碾A段對(duì)不同的項(xiàng)目進(jìn)行危害識(shí)別與評(píng)價(jià)還應(yīng)充分考慮費(fèi)用、顧客的要求等,選擇其中的一種或多種對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)、完整的識(shí)別與評(píng)價(jià),才能夠保證我們將來(lái)的產(chǎn)品符合HSE管理體系的要求。

3、風(fēng)險(xiǎn)控制

風(fēng)險(xiǎn)控制的措施主要是風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避、風(fēng)險(xiǎn)削減,但是風(fēng)險(xiǎn)控制措施能否成功取決于設(shè)計(jì)的組織,通常好的組織才能夠產(chǎn)出好的設(shè)計(jì)。因此,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)開始前,編制項(xiàng)目的HSE策劃書,按照企業(yè)的HSE管理體系要求建立項(xiàng)目的HSE保證體系,確保在整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中每個(gè)人都能夠認(rèn)真貫徹HSE管理理念,系統(tǒng)地進(jìn)行其責(zé)任范圍內(nèi)的危害識(shí)別與評(píng)價(jià),盡最大可能識(shí)別設(shè)計(jì)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(jì)文件中得到落實(shí),使項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)PDCA閉合循環(huán),確保設(shè)計(jì)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(dòng)者在生產(chǎn)過(guò)程中的安全與健康,減少和防止勞動(dòng)者傷亡和職業(yè)病的危害。

3.1風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避是確保安全的最好方法。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能地用無(wú)危害或危害小的物質(zhì)或工藝來(lái)替代高危害的物質(zhì)或工藝,使生產(chǎn)過(guò)程控制在安全范圍內(nèi),從而節(jié)省因控制危害進(jìn)行的各項(xiàng)投入,這是我們追求的目標(biāo)。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(chǔ)存方式存儲(chǔ)可燃性液態(tài)物質(zhì)代替氣相高壓的儲(chǔ)存方式,采取連續(xù)流程的工藝來(lái)減少危險(xiǎn)物質(zhì)的儲(chǔ)存量和停留時(shí)間,等等。

3.2風(fēng)險(xiǎn)削減

由于許多石油化工項(xiàng)目很難用沒(méi)有危害的物質(zhì)或工藝來(lái)替代高危害的物質(zhì)或工藝,因此,必須采取措施來(lái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)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(qiáng)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(dāng)變化明顯偏離正常狀態(tài)有可能導(dǎo)致危險(xiǎn)時(shí)為避免發(fā)生危險(xiǎn)的穩(wěn)定裝置;異常狀態(tài)進(jìn)一步發(fā)展時(shí)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(cè)系統(tǒng),采取嚴(yán)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(jìn)行無(wú)害化處理。

5)設(shè)計(jì)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(dòng)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(lái)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(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)工具的沖撞,設(shè)計(jì)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(shì)前構(gòu)筑物強(qiáng)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(kuò)大液體流出范圍的裝置。

12)消防滅火設(shè)備。

13)報(bào)警、通信設(shè)備。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著進(jìn)一步的改革開放,許多國(guó)外的企業(yè)將進(jìn)入我國(guó)的設(shè)計(jì)行業(yè),我們必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中深入貫徹HSE管理體系,將設(shè)計(jì)過(guò)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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