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什么是本质安全?化工企业如何实现本质安全?

2020-08-25 10:13:55

近几年,我国石化行业重特大事故时有发生,暴露出行业领域在规划布局、安全设计、自动化监控、生产管理、人员素质等方面存在的问题还比较突出,本质安全水平普遍有待于提升。为有效防范和遏制重特大事故的发生,打造本质安全型企业被提到了一定的高度。

那么什么是本质安全?化工企业如何实现本质安全?石化联合会安全生产办公室近期组织行业专家进行了专题研讨。

以下资料和观点整理自专家研讨内容,现分享给大家,供参考。

一、本质安全”一词的提出与发展延伸

“本质安全”一词的提出源于20世纪50年代世界宇航技术的发展,随着人类科学技术的进步和安全理论的发展,这一概念逐步被广泛接受。

“本质安全”一词的最早溯源是 Inherent safety,现在是 Inherently safer,也有提出Intrinsic Safety这个词的。因为无法做到绝对安全,所以现在更多的提法是本质更安全(Inherently safer)。本质更安全是贯穿产品生命周期的,任何阶段,都可以运用本质更安全理念。

“本质安全”是Trevor Kletz提出概念,首次提出的说法是1978年提出的what you don't have can't leak,后来发展成为inherent safety 或者inherently safer design。现在很多国内专家对本质安全的解读其实要大于Trevor Kletz提出的概念,有很大的外延,也是在其基础上的再发展。

最早1969年美国颁布了《系统安全大纲要求》,系统安全的理念也是本质安全。后来1974年英国傅立克斯镇(FlixboroughNypro公司发生燃爆事故,伤亡惨重,这起事故引起了社会的广泛重视。1976年,英国化工安全专家Trevor Kletz首次提出,“预防事故的最佳方法不是依靠更加可靠的附加安全设施,而是通过消除危险或降低危险程度以取代那些不安全装置,从而降低事故发生的可能性和严重性”,并称该理念为本质安全(Inherent Safety)。这是世上首次提出将风险控制的重点转移到风险出现的源头前端,为风险控制提出了全新思路。Trevor Kletz提出了过程本质安全的理念。他认为消除这类事故的最佳方法不是开发更可靠的安全装置或设备,而是通过消除危险或降低危险程度的方法来取代这些安全装置或设备,从而降低事故的严重性。到了1985年他把工艺过程的本质安全归纳为:消除、最小化、替代、缓和及简化5项技术原则。

本质安全,原本是防爆的一种形式,现在本质安全的概念外延许多,在化工装置工程设计中,比如微反应器、计量罐容积限制、换热器管壳程介质选择、溶剂替代、冗余容错等都是本质安全在技术上的运用。

二、本质安全的概念是什么?

一般概念:本质安全是指通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性,即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故的功能。

但也有同意上述定义的相关人士强调本质安全应是一种终极目标和理想化的追求。支持狭义的本质安全定义,过度的扩展和外延就会散焦,使得概念太大,包含太多,解释不清,实际应用不好,值得我们注意。生产经营企业单位不应视其为一种可有可无的终极目标来追求对待,本质安全应当是从源头做起。比如建设项目要从本质安全设计着手,工艺流程设计本身就要兼顾安全性、可靠性,装置必需的安全设施、规范明确的安全距离等等,这些都是本质安全手段。若等到建设项目施工过程,甚至上交竣工时再谈完善本质安全措施已然晚矣。因此,本质安全是一项实实在在的前期工作。简单一句话概括:从源头风险来管控,而非依靠打补丁补救。

本质安全的不同角度理解

本质安全应该理解为:从源头做到控制风险。也有说成是包括硬件和软件两部分要同时安全的概念。硬件方面就是设备、技术、工艺要先进、可靠、智能硬件从设备、技术、工艺等方面保证安全软件方面就是人的管理,做到可靠、智能加强对人的管理,一个是管理水平要先进,二是操作人员的技术和技能水平要过硬。

对本质安全的理解,也可认为包括物的本质安全和行为过程本质安全两部分的安全,物本质安全是指应该做到即使在误操作的情况下也能保证安全,行为过程本质安全主要是指人的作业过程的各种行为要做到安全。物的本质安全可以通过完善设计和提高投资实现。人的行为过程本质安全又分两种情况:1)正常作业过程各种行为都是安全的,这可以通过根据不同作业对象的操作规程、作业指导书编制设计来保证,只要有汇集专家编制完善的作业指导书让作业人员照着做就行;2)困难的是在作业过程中遇到作业条件变化超过操作规程和作业指导书范围的时候,作业者如何应变才能保证安全。这一点只能通过提高作业人员综合素质来实现,是一个需要社会全方位共同努力才能实现的大工程。

同样有学者表示,本质上是不可能做到绝对安全,所以才需要从本质上找寻问题,补上漏洞。需要的是了解风险,控制风险。本质安全需要包括技术层面,组织保障层面。正确采取措施,降低风险,并做到在每个环节能够掌控风险。

“本质安全”中“安全的一个定义是风险可接受范围内。那么满足法律法规的最低风险标准即可认为是安全的所谓本质安全,只是与当前的法律法规标准比较而言,随着时代科技进步,其实是本质更安全。从过程安全角度来说,风险和保护层级的设置和屏障有效性维护的匹配尤为重要,简言之,随着可接受风险标准的不断提升,所谓的本质更安全也需要更高的投入,更高的标准,更完善的保护层,更低的事故概率。这里面当然也包括PSM全过程的标准提升。

三、本质安全的重要原则

本质安全的几个重要的原则是MinimizeSubstituteModerateSimplify

1.最小化原则(Minimization)。减少危险物质库存量,不使用或使用最少量的危险物质。具有危险的设备(如高温、高压等)设计时尽量减小其尺寸和使用数量。

2.替代原则(Substitution)。用安全的或危险性小的原料、设备或工艺替代或置换危险的物质或工艺。该措施可以减少附加的安全防护装置,减少设备的复杂性和成本。

3.缓和原则(Attenuation)。通过改变过程条件降低温度、压力或流动性来减少操作的危险性。主要指采用相对安全的过程操作条件,以降低危险物质的危险性。

4.简化原则(Simplification)。指消除不必要的复杂性,以减少错误和误操作的机率。简单的单元相对于复杂单元的本质安全性更高,因为前者导致人员发生误操作及设备出错的机率要明显低于后者。所以要求设计更简单和友好型单元以降低出错和误操作的机会。

随后,其他学者又研究、发展出容错(Tolerance)、避免组装错误(MakingIncorrectAssembly Impossible)、避免多米诺效应(Avoiding Knock-On Effects)等工作原则。

四、化工企业如何实现本质安全?

就企业范围而言,就安全谈安全是舍本求末。就业务活动(机器,物料,流程,环境及其他们之间的相互关系)本质,对业务活动管理(公司战略和目标,管理过程,组织结构,知识管理等)的本质谈安全才是固本培元的渠道。前者就技术而言需要做好的话,需要公司各专业人员对自己的专业有深入的了解,安全人员提供有效适用的方法论支持,就态度而言取决于后者。至于后者,取决于公司最高管理层的见识,如要做好,安全人员需要能与管理层进行对话,能影响到管理层决策,这是对安全管理人员最大的挑战,安全管理的技术层面上要令人信服,要在合适的地方,时间,情景献言献策。

本质安全横跨化工生产领域的全生命周期,也即:从原材物料出厂、运输、入厂、加工、生产到出售的全生命周期,从企业的立项、设计、建设、试生产、规模化等,涉及到的消防、工艺、设备、生产、供应、销售等各专业口上的源头把关。如原材物料的不合规所带来生产加工过程的工艺和生产本质安全的风险,致使生产过程无安全保障;装置设备缺陷所带来的风险致使人的不安全行为易导致事故发生等等。从设计、制造、监造、运输、到试车这个质量形成流程和规范在管理,恰恰是这些个质量形成的过程对后续的所谓本质安全非常重要。

最后向大家推荐一本CCPS的书,Inherently Safer Chemical Processes A Life Cycle Approach网上有电子版可以免费下载,与各位共勉。



以上资料为中国石油和化学工业联合会HSE专家研讨成果,转发请注明出处。


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