本質(zhì)安全的基本策略

1、本質(zhì)安全的基本策略一、“本質(zhì)安全”的基本出發(fā)點(diǎn)工藝危害及其可能會(huì)造成的后果1、談及工藝安全的時(shí)候，我們就會(huì)想到工藝危害。工藝危害是 工藝系統(tǒng)內(nèi)在的物理或化學(xué)特性，當(dāng)它被激活時(shí)就可能導(dǎo)致事故，造成人 員傷害、環(huán)境破壞或財(cái)產(chǎn)損失。我們化工和石化工業(yè)發(fā)展過程中，工藝過 程越來越復(fù)雜。一旦規(guī)模龐大的工藝裝置中所存在的危害被激活，導(dǎo)致的 事故后果可能異常嚴(yán)重，通常表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：工廠員工或周圍公眾的嚴(yán)重傷亡；財(cái)產(chǎn)的巨大損失；對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。2、化工或石化工藝過程中存在的危害通常源于以下兩個(gè)方面：工藝系統(tǒng)中所涉及的化學(xué)品的危害。例如，硫化氫對(duì)人體有毒、 硫酸對(duì)皮膚有腐蝕性、氫氣易燃等。只要工藝系統(tǒng)涉

2、及到這些化學(xué)品，就 同時(shí)也接納了它們自身所具有的這些危害。工藝過程的特征所決定的危害。對(duì)于同樣的工藝介質(zhì)，不同的工 藝過程或處理方式可能帶來不同程度的危害。對(duì)于同一工藝介質(zhì)，不同的 處理方式可能形成不同形式和不同程度的危害?！氨Ｗo(hù)層”法化工和石化工藝過程中總會(huì)涉及各種化學(xué)品，并且包括對(duì)它們進(jìn)行儲(chǔ)存 和處理等活動(dòng)，因此注定這些工藝過程中會(huì)存在某種危害，除非消除這些 化學(xué)品或者改變它們的儲(chǔ)存和處理方式，否則系統(tǒng)所具有的危害就總會(huì)存 在。為了確?；ず褪に囅到y(tǒng)的安全，控制危害，較傳統(tǒng)的做法，是在 危險(xiǎn)物料（或能量）與外部環(huán)境之間設(shè)計(jì)或安排保護(hù)措施（也稱為保護(hù)層） 來控制危害，這種做法猶如用籠子關(guān)

3、老虎。為了防止老虎傷人，所以用鐵籠子把它關(guān)起 來，為了防止老虎抓破鐵籠子跑出來傷人，就安排足夠?qū)訑?shù)的鐵籠子，這 樣一來，只要還有一層沒有被抓破，就可以把老虎牢牢地關(guān)起來，避免人 員傷害。這些保護(hù)層”通常按照一定的次序發(fā)揮作用，來降低事故發(fā)生的 頻率、減輕事故發(fā)生時(shí)的后果，或者二者兼顧。但用籠子關(guān)老虎有時(shí)候也不完全可靠，如籠子年久失修自己破了，或者 籠子的層數(shù)不夠多最后都被老虎抓破了，這樣老虎還是可以傷人。為了關(guān) 住老虎，需要經(jīng)常檢查和維護(hù)這些籠子，確保它們處于可靠的狀態(tài)。類似 地，對(duì)于工藝系統(tǒng)而言，由于危害總是存在，假如有足夠數(shù)量的保護(hù)層 并且它們都可靠，當(dāng)然可以將事故風(fēng)險(xiǎn)降到某個(gè)可以接受的水

4、平。但是， 一旦所有的保護(hù)層同時(shí)失效（雖然可能性很低，但仍然可能發(fā)生），危 害這只老虎就會(huì)跑出來，并釀成嚴(yán)重的事故。本質(zhì)安全的基本出發(fā)點(diǎn)是要從根本上消除或減少系統(tǒng)存在的危害。換句 話說，就是要把老虎變成羊或者把大老虎變成小老虎。如果老虎變 成了羊，就可以省掉關(guān)老虎的籠子，對(duì)于工藝系統(tǒng)而言，就可以省略不必 要的保護(hù)層，不僅節(jié)約成本，而且可以使生產(chǎn)操作和維護(hù)維修變得更加容 易和安全。二、“本質(zhì)安全”的策略及其實(shí)際應(yīng)用“本質(zhì)安全“的基本思路是通過改變工藝系統(tǒng)中所使用的材料和化學(xué)品， 或者改變工藝條件，來消除或減少危害。通過這種方式消除了的危害不再 存在于工藝系統(tǒng)中，使本身不存在危害或危害更小成為工藝

5、系統(tǒng)內(nèi)在的 一種特征，也就是說，工藝系統(tǒng)本身具有了所謂的本質(zhì)上更加安全的特 征。相應(yīng)地，只需要更少的安全保護(hù)層，就可以將本質(zhì)上更加安全的工 藝系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)降低到某個(gè)可以接受的水平。針對(duì)化工與石化等行業(yè)的特征，從損失預(yù)防的角度，可運(yùn)用以下四項(xiàng)實(shí) 現(xiàn)本質(zhì)安全的策略：減少(Minimize):這個(gè)單詞也可以譯成最小化，盡可能減少危 險(xiǎn)化學(xué)品的使用量。替代(Subtitute):用危害小的物質(zhì)(或工藝)替代危害較大的物 質(zhì)(或工藝)。(3)緩和(Moderate):使物質(zhì)或工藝系統(tǒng)處于危險(xiǎn)性更小的狀態(tài)。(4)簡(jiǎn)化(Simplify):盡量剔除工藝系統(tǒng)中繁瑣的、冗余的部分，使 操作更加容易，減少操作人員犯

6、錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)；即使出現(xiàn)操作錯(cuò)誤，系統(tǒng)也 具有較好的容錯(cuò)性來確保安全。下面就每種策略進(jìn)行一個(gè)具體闡述。減少(Minimize)本策略的要點(diǎn)是減少工藝過程中(反應(yīng)器、精錮塔、儲(chǔ)罐和輸送管道等) 危險(xiǎn)物料的滯留量和工廠范圍內(nèi)危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量，以降低工藝系統(tǒng)的風(fēng) 險(xiǎn)。具體的作法有:1、通過創(chuàng)新工藝技術(shù)和改變現(xiàn)有工藝，減少工藝系統(tǒng)中危險(xiǎn)物料的滯留量。2、減少設(shè)備數(shù)量和采用容積更小的設(shè)備。在設(shè)計(jì)工藝設(shè)備時(shí)，用最少 數(shù)量和容積更小的設(shè)備滿足工藝需要，不但有助于減少系統(tǒng)內(nèi)危險(xiǎn)物料的 滯留量，也節(jié)約投資。3、安排合理的原料和中間產(chǎn)品儲(chǔ)存量。通常設(shè)計(jì)方總是圍繞生產(chǎn)操作 需要來安排原料和中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量，結(jié)果往往是原

7、料和中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存 量遠(yuǎn)超出生產(chǎn)的實(shí)際需要，不但不經(jīng)濟(jì)，而且增加了潛在的危害。因此， 在考慮原料和中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量時(shí)，要綜合考慮整個(gè)供應(yīng)鏈，在滿足工藝 基本要求的前提下，盡量減少危險(xiǎn)原料和中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量。4、提高工廠維護(hù)和維修水平，減少危險(xiǎn)中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量。加強(qiáng)預(yù)防性維修，特別是提高關(guān)鍵設(shè)備的可靠性，可以減少不必要的停車和生產(chǎn)故 障，從而顯著地減少危險(xiǎn)中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量。5、應(yīng)用合理的工藝控制，在滿足工藝操作要求的情況下，將危險(xiǎn)物料 儲(chǔ)罐的液位控制在較低的范圍內(nèi)，也可以減少工藝系統(tǒng)中危險(xiǎn)物料的滯留 量。6、選擇合適的儲(chǔ)存地點(diǎn)。7、盡可能就地生產(chǎn)和消耗危險(xiǎn)物料，以減少它們的運(yùn)輸。對(duì)于化工廠 或石

8、化廠而言，危險(xiǎn)化學(xué)品的運(yùn)輸是危害較大的操作（包括管道輸送、車輛 運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸），宜減少化學(xué)品的運(yùn)輸量和減少運(yùn)輸途中的中轉(zhuǎn)。替代（Subtitute）本策略的要點(diǎn)是用危害小的物質(zhì)替代危害較大的物質(zhì)，或者用危害小的 工藝替代危害較大的工藝。例如：采用閃點(diǎn)更低的導(dǎo)熱液；改變現(xiàn)有的危害較大的化學(xué)品運(yùn)輸方 式；用新材料替換工藝系統(tǒng)中與工藝介質(zhì)不相容的施工材質(zhì)等。替代策略的另一方面重要應(yīng)用是，假如工藝過程中存在某種危害很大 的原料或中間產(chǎn)品，可以通過調(diào)整工藝路線，避免使用該原料或生成危害 大的中間產(chǎn)品。緩和（Moderate）本策略的要點(diǎn)是通過改善物理?xiàng)l件（如操作溫度、化學(xué)品的濃度）或改變 化學(xué)條件（如

9、化學(xué)反應(yīng)條件）使工藝過程的操作條件變得更加溫和，萬一危 險(xiǎn)物料或能量發(fā)生泄漏時(shí)，可以將后果控制在較低的水平。以下是一些應(yīng)用緩和策略的途徑：1、稀釋。對(duì)于沸點(diǎn)低于常溫的化學(xué)品，通常儲(chǔ)存在常溫帶壓的系統(tǒng)中。假如工藝條件許可，可以采用沸點(diǎn)較高的溶劑來稀釋，從而降低儲(chǔ)存 壓力。不幸發(fā)生泄漏時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)、外壓差相對(duì)較小，泄漏速度會(huì)較低;如果 容器破裂，泄漏區(qū)的危險(xiǎn)物料濃度相對(duì)較低，可減輕事故造成的后果。2、冷凍。這種方法通常用來儲(chǔ)存氨和氯等危險(xiǎn)物質(zhì)。與稀釋的效果類 似，冷凍可以降低儲(chǔ)存物的蒸氣壓，使儲(chǔ)存系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的壓差降 低，如果容器出現(xiàn)破口或裂縫，漏速度會(huì)明顯降低。3、溫和的工藝條件。采用更溫和

10、的工藝生產(chǎn)條件，可以減輕事故的后 果。能夠在常溫常壓下進(jìn)行的工藝過程，盡量在常溫常壓下進(jìn)行；倘若必 須在高溫或高壓條件下進(jìn)行生產(chǎn)，在滿足工藝要求的前提下，盡量設(shè)法降 低操作溫度和壓力。4、泄漏容納。儲(chǔ)罐區(qū)的圍堤、泵區(qū)的地面圍堪等都是典型的泄漏容納 系統(tǒng)，它們?cè)诎l(fā)揮作用時(shí)，不需要有人去開啟，也不依賴自控裝置的觸 發(fā)。簡(jiǎn)化（Simplify）簡(jiǎn)化策略的要點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中充分考慮人的因素，盡量剔除工藝系統(tǒng)中 繁瑣的、不必要的組成部分，使操作更簡(jiǎn)單、更不容易犯錯(cuò)誤，而且，系 統(tǒng)要有好的容錯(cuò)性，即使在操作人員犯錯(cuò)誤的情況下，系統(tǒng)也能保障安 全?！氨举|(zhì)安全”策略的實(shí)際應(yīng)用1、本質(zhì)安全”的概念與策略可以應(yīng)用于企

11、業(yè)生命周期的各個(gè)階段：研究、工藝開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作維護(hù)、改造和關(guān)閉等。前期的研究階 段和工藝開發(fā)階段有充分的自由度來改變工藝過程，它們是應(yīng)用本質(zhì)安全 概念和策略提升工藝系統(tǒng)安全的良好時(shí)機(jī)。2、應(yīng)用本質(zhì)安全策略提升工藝系統(tǒng)安全性的實(shí)際例子消除或明顯減少原料、中間產(chǎn)品和產(chǎn)品的儲(chǔ)存量；減小反應(yīng)器的容積；用危險(xiǎn)性小的化學(xué)品替代危險(xiǎn)性較大的化學(xué)品（包括溶劑），或用水 稀釋；用熱水系統(tǒng)替代熱油系統(tǒng)；降低操作溫度（或壓力），同時(shí)也降低了放熱反應(yīng)失控的風(fēng)險(xiǎn);將可燃粉末制成漿料，以降低運(yùn)輸途中的風(fēng)險(xiǎn)；簡(jiǎn)化復(fù)雜的工藝系統(tǒng)；修改模棱兩可的操作指令，以避免誤操作；將靠近危險(xiǎn)生產(chǎn)裝置的辦公樓遷移到更遠(yuǎn)的地方；修建

12、圍堤，用于泄漏容納等。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用調(diào)查結(jié)果，在應(yīng)用本質(zhì)安全的概念和策略時(shí)，并不一定 會(huì)增加成本；如果在項(xiàng)目的早期（如研發(fā)階段）就應(yīng)用這些概念和策略，可 以明顯地節(jié)約投資和投產(chǎn)后的運(yùn)營費(fèi)用。三、本質(zhì)安全與工藝風(fēng)險(xiǎn)控制的關(guān)系風(fēng)險(xiǎn)是對(duì)經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡或環(huán)境破壞的度量。它包括兩方面的內(nèi)容，一是事故發(fā)生的可能性（頻率），二是經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡或環(huán)境破壞 的后果嚴(yán)重程度。因此，在化工或石化工藝系統(tǒng)的操作過程中，嘗試減小 風(fēng)險(xiǎn)的途徑可以是設(shè)法降低事故發(fā)生的可能性、減輕事故可能導(dǎo)致的后 果，或者二者兼顧。工藝系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)控制的途徑按照可靠性的降序排列依次為分成本質(zhì)安全、 被動(dòng)保護(hù)、主動(dòng)保護(hù)及程序運(yùn)用四大類。本質(zhì)

13、安全（Inherent）使用沒有危害或危害更小的化學(xué)品，或者通過改善工藝條件以消除或明 顯減少危害，使安全性成為工藝系統(tǒng)本身的一種屬性。上面已經(jīng)進(jìn)行了較 多的敘述，就不多說了。被動(dòng)保護(hù)（Passive）依靠工藝或設(shè)備設(shè)計(jì)上的特征，降低事故發(fā)生的頻率、減輕事故的后 果，或者二者兼顧。這類保護(hù)在發(fā)揮作用時(shí)，不依賴任何人為的啟動(dòng)或 控制元件的觸發(fā)。例如，在設(shè)計(jì)反應(yīng)器時(shí)，使它們本身能夠承受工藝過程 中可能存在的最高壓力，即使反應(yīng)器內(nèi)壓力出現(xiàn)波動(dòng)，也總能保障安全， 而且可以省掉復(fù)雜的壓力聯(lián)鎖控制系統(tǒng)和超壓泄放系統(tǒng)如收集罐、洗滌 器、火炬等（根據(jù)法規(guī)要求，可能仍然需要安裝安全閥等泄壓裝置）。我們 也可以將

14、此策略歸于廣義的本質(zhì)安全。主動(dòng)保護(hù)（Active）主動(dòng)保護(hù)也可以翻譯為工程控制，就是采用基本的工藝控制、聯(lián)鎖和緊 急停車等手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正工藝系統(tǒng)的非正常工況。例如，當(dāng)化學(xué)品 儲(chǔ)罐的壓力升高到設(shè)定壓力時(shí)，調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開啟調(diào)壓以防止儲(chǔ)罐超壓，就 屬于此類保護(hù)。程序運(yùn)用（Procedural）程序運(yùn)用也可以翻譯為管理控制，就是運(yùn)用操作程序、維修程序、作業(yè) 管理程序、應(yīng)急反應(yīng)程序或通過其他類似的管理途徑來預(yù)防事故，或者減 輕事故所造成的后果。例如，我們?cè)谏a(chǎn)區(qū)域焊接作業(yè)時(shí)，為了控制著火 源，需要嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火作業(yè)許可證制度。人總是可能犯錯(cuò)誤，而且可能出 現(xiàn)判斷上的失誤，所以程序運(yùn)用屬于低層次的風(fēng)險(xiǎn)控

15、制策略，但它仍然是 風(fēng)險(xiǎn)控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。程序運(yùn)用的另一方面重要意義在于，它是被動(dòng)保護(hù)裝置和主動(dòng)保護(hù)裝置處于可靠、可工作狀態(tài)的保障，例如，工廠依據(jù) 維護(hù)檢測(cè)程序確保各種關(guān)鍵聯(lián)鎖的正常工作。本質(zhì)安全是工藝風(fēng)險(xiǎn)控制的基本途徑和有機(jī)組成部分。在考慮工藝風(fēng) 險(xiǎn)控制時(shí)，宜優(yōu)先考慮本質(zhì)安全和被動(dòng)保護(hù)兩種途徑，因?yàn)樗鼈兏?可靠，且不依賴于儀表控制、管理程序和人的努力等外部因素；儀表可能 失靈、管理程序可能不完善或疏于落實(shí)，人則難免會(huì)犯錯(cuò)。上述四類風(fēng)險(xiǎn)控制途徑主要是預(yù)防事故，為了在事故發(fā)生時(shí)保護(hù)操作人 員，有必要采取必要的個(gè)人防護(hù)。個(gè)人防護(hù)是保護(hù)操作人員免受傷害的最 后環(huán)節(jié)。四、總結(jié)追求工藝系統(tǒng)的”本質(zhì)安全“是一種超越傳統(tǒng)的事故預(yù)防思想，可以運(yùn)用 減少”、”替代、”緩和“和簡(jiǎn)化“等策略盡可能消除或減少工藝系統(tǒng)本身 的危害，