石油化工企業(yè)本質(zhì)安全系統(tǒng)研究

1、石油化工企業(yè)本質(zhì)安全系統(tǒng)研究Research on the System of Inherent Safety about Petrochemical EnterprisesHuang Jianfeng(廣東石油化工學院機電工程學院，茂名 525000 ;華南 理工大學安全科學與工程研究所，廣州 510641 )(College of Mechanical & Electrical Engineering Guangdong University of Petrochemical Technology , Maoming 525000 , China ;Institute of Saf

2、ety Science & Engineering, SouthChina University of Technology , Guangzhou 510641 , China)摘要：歸納了本質(zhì)安全的定義，闡述了本質(zhì)安全的基本 原理及國內(nèi)外發(fā)展的狀況，指由了現(xiàn)階段本質(zhì)安全相關(guān)研究中 存在的問題，提由了石化企業(yè)應(yīng)該從工藝過程、生產(chǎn)設(shè)備、作 業(yè)環(huán)境、人員素質(zhì)、生產(chǎn)管理、評價方法等六大方面實現(xiàn)其本 質(zhì)安全化。Abstract: It summarized the definition, theprinciple and the domestic and overseas developme

3、nt ofinherent safety. It found out the existing problems inthe present research of inherent safety. At last, itproposed that the petrochemical enterprises shouldachieve inherent safety from six aspects- processengineering, production equipment, operatingenvironment, personnel quality and manufacturi

4、ng management and evaluation method.關(guān)鍵詞：本質(zhì)安全安全評價石化企業(yè)石油化工Key words: inherent safety ; safety assessment ;petrochemical enterprises ； petrochemical中圖分類號：TE3文獻標識碼：A文章編號：1006-4311(20) 32-0026-02。引言傳統(tǒng)的危險管理方法是通過危險與人們、財產(chǎn)和環(huán)境之間 的保護層來控制危險的。保護層包括對人員的監(jiān)督、控制系 統(tǒng)、警報及保護裝置，還有應(yīng)急系統(tǒng)等。該方法很有效，在一 定程度上改善了化學工業(yè)的安全記錄1 o但是在危險與受

5、到潛在影響的人、財產(chǎn)和環(huán)境之間設(shè)立保護層也有很多不利之 處，如建設(shè)保護層的費用高昂，還有后期的操作費用、安全培 訓費用及維修保養(yǎng)費用等。況且，保護層只是抑制了危險，并不能消除危險，有些失效的保護層甚至會導致事故的發(fā)生。因 此，本質(zhì)安全成為了石油化工技術(shù)新的研究熱點。1本質(zhì)安全的定義本質(zhì)安全的概念源于 20世紀60年代的電氣設(shè)備防爆構(gòu)造 設(shè)計2,這種防爆技術(shù)不附加任何安全裝置，只是利用本身 的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過限制電路自身的電壓和電流來預防產(chǎn)生過 熱、起弧或火花而引起火災(zāi)或引發(fā)可燃性混氣的爆炸，它從根 本上解決了危險環(huán)境下電氣設(shè)備的防爆問題，故這樣的電氣設(shè) 備被稱之為本質(zhì)安全型設(shè)備。1977年，英國

6、帝國石油化學公司(ICI )的安全顧問Trevor Kletz 率先提由了本質(zhì)安全的概 念3 o職業(yè)安全衛(wèi)生術(shù)語(GB/T 15236-94 )本質(zhì)安全定 義：“通過設(shè)計等到手段使生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全 性，即使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會造成事 故” 4 o機械工業(yè)職業(yè)安全衛(wèi)生管理體系試行標準本質(zhì)安全定 義：“設(shè)備或生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全性，即使在誤操作或發(fā)生 故障的情況下也不會造成事故” 5 o我國石化行業(yè)對本質(zhì)安全的定義：指通過追求人、機、環(huán) 境的和諧統(tǒng)一，實現(xiàn)系統(tǒng)無缺陷、管理無漏洞、設(shè)備無故障。 實現(xiàn)本質(zhì)安全型企業(yè)，要求員工素質(zhì)、勞動組織、裝置設(shè)備、工藝技術(shù)、標準規(guī)范、監(jiān)督管

7、理、原材料供應(yīng)等企業(yè)經(jīng)營管理 的各個方面和每一個環(huán)節(jié)都要為安全生產(chǎn)提供保障 6 o美國化工過程安全中心（CCPS對本質(zhì)安全定義：“本質(zhì) 安全就是營造一種安全的環(huán)境，在這種環(huán)境下的生產(chǎn)過程中伴 隨的物料及生產(chǎn)操作里存在的安全隱患都已經(jīng)被減少或消除， 并且這種減少或消除是永久性的”7 o日本對本質(zhì)安全定義：“它是指操作人員在使用或操作電 氣裝置和機械設(shè)備的時候，這類裝置或設(shè)備，無論從結(jié)構(gòu)方 面，還是從性能和強度方面均不存在危險” 8 o筆者認為，從本質(zhì)安全四大原理由發(fā)，設(shè)計可靠性高的生 產(chǎn)工藝和設(shè)備，并建立科學的、系統(tǒng)的、主動的、全面的事故 預防體系，使風險處于可控制、可接受的程度，就是本質(zhì)安 全

8、。本質(zhì)安全化就是將本質(zhì)安全的內(nèi)涵加以擴大，是指在一定 的技術(shù)經(jīng)濟條件下，生產(chǎn)系統(tǒng)具有完善的安全防護功能，系統(tǒng) 本身具有相當可靠的質(zhì)量，系統(tǒng)運行中同樣具有相當可靠的質(zhì) 量。2本質(zhì)安全的原理本質(zhì)安全裝置的實現(xiàn)原理可以用四個詞來概括9, 10:最小化，替代，緩和，簡化?！白钚』敝笢p少危險物質(zhì)的使 用數(shù)量，或減少危險物質(zhì)在工藝過程中的使用次數(shù)；“替代” 指使用安全的物質(zhì)或相對安全的物質(zhì)來替代原危險物質(zhì)，使用相對安全的生產(chǎn)工藝來替代原生產(chǎn)工藝；“緩和”指在不能最 小化或替代危險物質(zhì)時，應(yīng)在安全的條件下操作，例如常溫、 常壓和液態(tài)；“簡化”指簡化工藝、設(shè)備、任務(wù)或操作，使設(shè) 備狀況清楚避免復雜設(shè)備和信息

9、過載，使設(shè)備有充足的間隔布 局來避免碰撞效應(yīng)，使不增加過量的附加安全裝置以減少錯誤 發(fā)生的可能。一套本質(zhì)安全的裝置，它具有設(shè)計合理，在事故中很少或 基本上不產(chǎn)生破壞的特點。它從根源上減少或消除危險，而不 是通過附加的安全防護措施來控制危險。它通過采用沒有危險 或危險性小的材料和工藝條件，將風險減小到忽略不計的安全 水平，生產(chǎn)過程對人、環(huán)境或財產(chǎn)沒有危害威脅，不需要附加 或程序安全措施。它通過設(shè)備、工藝、系統(tǒng)、工廠的設(shè)計或改 進來減少或消除危險，安全功能已融入生產(chǎn)過程、工廠或系統(tǒng) 的基本功能或?qū)傩灾?1 O這就是本質(zhì)安全的實現(xiàn)原理。3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀基于本質(zhì)安全的設(shè)計思想早在1870年時就由現(xiàn)過，

10、但它直到100年以后才被工程師們重視 12 。 1977年12月14 日，Trevor Kletz 在英格蘭的 Widnes召開的英國化學工業(yè)協(xié) 會年會上所提由的工藝和設(shè)備本質(zhì)安全的概念3 o 1978年,Trevor Kletz 發(fā)表了著名的文章不存在的東西不會泄漏 3,為本質(zhì)安全的發(fā)展指明了方向。此后，化工過程本質(zhì)安全已成為美國、芬蘭、德國等國家 當前研究的熱點之一。目前，對本質(zhì)安全的研究包括本質(zhì)安全 理論、本質(zhì)安全工藝、技術(shù)及應(yīng)用方法、本質(zhì)安全定量化評價 工具等，從最初的設(shè)備、技術(shù)的本質(zhì)安全向系統(tǒng)、管理層面的 本質(zhì)安全化發(fā)展。美國、歐盟等國家和地區(qū)十分重視本質(zhì)安全 的研究與應(yīng)用11,已取

11、得一系列技術(shù)成果。在本質(zhì)安全定量 化評價方法方面，先后有 PIIS法、INSET工具箱、ISI法、 SHE法、I-Safe指數(shù)法、圖形法、ISIC法、安全危險指數(shù) 法、KPIS法、PRI法等；在本質(zhì)安全應(yīng)用技術(shù)方面，與清潔生 產(chǎn)、模糊邏輯理論、事故調(diào)查理論、安全連瑣系統(tǒng)SIS、工藝安全管理系統(tǒng)PSM技術(shù)結(jié)合在一起，為構(gòu)建石化企業(yè)本質(zhì)安 全系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。我國本質(zhì)安全研究開展的并不晚，其前身是 20世紀50年 代關(guān)于電子產(chǎn)品的可靠性研究。我國除本質(zhì)安全型防爆電氣產(chǎn) 品的開發(fā)外，近年來，煤礦、化工等行業(yè)也在積極探索本質(zhì)安 全技術(shù)和管理方法13 o在學術(shù)上明確提由本質(zhì)安全概念應(yīng)該 是在20世紀9

12、0年代，此后本質(zhì)安全研究如雨后春筍，有大量 學術(shù)論文發(fā)表。從文獻資料上看，主要集中在兩大方面：第 一，大多數(shù)期刊論文都是圍繞本質(zhì)安全的定義、以及它與傳統(tǒng) 安全概念的區(qū)別方面展開，有少數(shù)談到了怎樣建立本質(zhì)安全體 系和企業(yè)的本質(zhì)安全模型；第二，主要是針對煤礦企業(yè)本質(zhì)安 全展開研究，對煤礦企業(yè)怎樣實現(xiàn)本質(zhì)安全和怎樣評價、考核 本質(zhì)安全系統(tǒng)有一定思路。針對石油化工行業(yè)實現(xiàn)本質(zhì)安全的 期刊較少，可見本質(zhì)安全在石油化工行業(yè)的研究還有待深入。 我國正處于重化工業(yè)的快速發(fā)展時期，安全生產(chǎn)形勢十分嚴 峻，探索先進的適用的安全管理和事故預防方法顯得尤為必 要。研究從根本上消除或減小危險的本質(zhì)安全理論具有現(xiàn)實意 義

13、11 O4存在問題本質(zhì)安全理論的研究已經(jīng)取得了一定成果，在實踐中也收 到了一定成效，但還存在問題如下：4.1 本質(zhì)安全雖然在近十多年里取得了較快發(fā)展，但還有 很多因素阻礙了本質(zhì)安全的發(fā)展。一是本質(zhì)安全的設(shè)計目的和 傳統(tǒng)安全概念里的目的大相徑庭，前者至力于從根本上消除或 減少當前工藝設(shè)備的危險，后者強調(diào)通過控制危險和運用附加 裝置減少事故導致的后果。二是企業(yè)對本質(zhì)安全認識不足，重 視不夠，加上本質(zhì)安全的標準難以衡量，一家工廠是否應(yīng)用了 本質(zhì)安全相關(guān)標準，能否達到本質(zhì)安全，沒有統(tǒng)一的檢驗標準 和規(guī)范。目前石化企業(yè)都在強調(diào)本質(zhì)安全，但都沒有一個統(tǒng)一 的指導思想和操作方案，這使推進石化企業(yè)的本質(zhì)安全化

14、難以 取得實質(zhì)性的進展。4.2 本質(zhì)安全評價方法大多局限于早期設(shè)計階段，而實際 中在役的大量生產(chǎn)設(shè)備，是事故發(fā)生的主要位置，所以研究能 促進現(xiàn)存設(shè)備的本質(zhì)安全化的評價方法，有非常重要的意義。 現(xiàn)階段，對石化企業(yè)現(xiàn)有的裝置和設(shè)備展開本質(zhì)安全評價，促 進它的本質(zhì)安全化，還沒有一套具有操作性和實踐性的理論標 準。4.3 安全是指綜合的安全，很多方法只是從工藝過程的設(shè) 計、設(shè)備的運行、毒素、布局等方面考慮本質(zhì)安全，卻沒有考 慮人的重要作用，沒有充分意識到人、物及環(huán)境間不和諧就不 能保證系統(tǒng)本質(zhì)安全化的事實。所以有些本質(zhì)安全評價方法的 參數(shù)不夠全面，還有待提由一套綜合的本質(zhì)安全評價方法。4.4 相關(guān)本質(zhì)

15、安全的應(yīng)用技術(shù)收到了一定效果，但專業(yè)性 太強，企業(yè)普通的安全技術(shù)人員難以掌握和實施。而且，石化 企業(yè)已采取了很多先進的技術(shù)來促進設(shè)備的本質(zhì)安全化，如 RBI技術(shù)，RC峨術(shù)，SIL技術(shù)，DNV勺RAMj術(shù)（可靠性、可 用性、可維護性）等，有效提高了資源的利用率和設(shè)備的可靠 性，怎樣把本質(zhì)安全理論與這些先進的技術(shù)有機結(jié)合起來，正 是目前石化企業(yè)急需解決的問題。5總結(jié)本質(zhì)安全方法強調(diào)從源頭上消除或減小危險，是一種先進 的風險管理思想。但是，在當前科技水平下，石油化工企業(yè)真正的本質(zhì)安全是無法實現(xiàn)的，危險源的存在是不可避免的，應(yīng) 用本質(zhì)安全的方法只能減小危險，而無法消除系統(tǒng)中所有危 險。而傳統(tǒng)的非本質(zhì)安

16、全方法強調(diào)控制危險，這對于存在各種 無法消除的危險源的化工企業(yè)來說，也是一種控制危險的有效 方法。因此，本文總結(jié)由一種基于本質(zhì)安全的綜合風險管理模 型。構(gòu)建本質(zhì)安全型石化企業(yè)從六個方面進行，即工藝過程本 質(zhì)安全化、生產(chǎn)設(shè)備本質(zhì)安全化、作業(yè)環(huán)境本質(zhì)安全化、人員 素質(zhì)本質(zhì)安全化、生產(chǎn)管理本質(zhì)安全化和評價方法本質(zhì)安全 化。具體構(gòu)想如圖1所示。5.1 工藝過程本質(zhì)安全化工藝過程本質(zhì)安全是本質(zhì)安全型 石化企業(yè)的關(guān)鍵，可運用本質(zhì)安全評價方法，從根源上找由工 藝過程中可能潛在的危險，從而從消除或減小工藝過程設(shè)計時 未能考慮的危險。然后結(jié)合傳統(tǒng)安全評價方法，找由系統(tǒng)中的 危險源，增加安全措施，運用過程安全管理

17、、風險管理計劃等 先進管理方法，把風險控制在最低水平。5.2 生產(chǎn)設(shè)備本質(zhì)安全化同樣，可運用本質(zhì)安全評價方 法，我由裝置或設(shè)備在設(shè)計時未能消除的危險源，適當添加保 護層，使設(shè)備具有較完善的防護和保護功能，以保證設(shè)備和系 統(tǒng)能夠在規(guī)定的運轉(zhuǎn)周期內(nèi)安全高效地運行。同時，對設(shè)備實 施風險管理，運用 RBI、RCM RAM SIL、故障自愈調(diào)控等技 術(shù)在設(shè)備層面上降低風險，這是保證工藝、防止事故的主要手 段。5.3 作業(yè)環(huán)境本質(zhì)安全化作業(yè)環(huán)境的本質(zhì)安全化，即生產(chǎn) 場所應(yīng)確保職工的作業(yè)安全，在空間、氣候等創(chuàng)造舒適安全的 環(huán)境。作業(yè)環(huán)境本質(zhì)安全化，主要通過本質(zhì)安全的布局設(shè)計思 想、“5S'管理、清潔生產(chǎn)、綠色化學等手段實現(xiàn)。5.4 人員素質(zhì)本質(zhì)安全化人員的本質(zhì)安全化，要求操作者 有較好的心理、生理、技術(shù)素質(zhì)，以減少誤操作而導致的事 故。加強本質(zhì)安全化和法治教育，提高職工的安全科技文化素 質(zhì)，營造良好的企業(yè)安全文化，是實現(xiàn)人員素質(zhì)安全化的根本 途徑。5.5 生產(chǎn)管理本質(zhì)安全化使生產(chǎn)管理從傳統(tǒng)的“問題由發(fā) 型”管理，逐漸轉(zhuǎn)向現(xiàn)代的“問題發(fā)現(xiàn)型”管理，運