石油化工企业本质安全系统研究

1、石油化工企业本质安全系统研究Research on the System of Inherent Safety about Petrochemical EnterprisesHuang Jianfeng(广东石油化工学院机电工程学院，茂名 525000 ;华南 理工大学安全科学与工程研究所，广州 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：归纳了本质安全的定义，阐述了本质安全的基本 原理及国内外发展的状况，指由了现阶段本质安全相关研究中 存在的问题，提由了石化企业应该从工艺过程、生产设备、作 业环境、人员素质、生产管理、评价方法等六大方面实现其本 质安全化。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.关键词：本质安全安全评价石化企业石油化工Key words: inherent safety ; safety assessment ;petrochemical enterprises ； petrochemical中图分类号：TE3文献标识码：A文章编号：1006-4311(20) 32-0026-02。引言传统的危险管理方法是通过危险与人们、财产和环境之间 的保护层来控制危险的。保护层包括对人员的监督、控制系 统、警报及保护装置，还有应急系统等。该方法很有效，在一 定程度上改善了化学工业的安全记录1 o但是在危险与受

5、到潜在影响的人、财产和环境之间设立保护层也有很多不利之 处，如建设保护层的费用高昂，还有后期的操作费用、安全培 训费用及维修保养费用等。况且，保护层只是抑制了危险，并不能消除危险，有些失效的保护层甚至会导致事故的发生。因 此，本质安全成为了石油化工技术新的研究热点。1本质安全的定义本质安全的概念源于 20世纪60年代的电气设备防爆构造 设计2,这种防爆技术不附加任何安全装置，只是利用本身 的结构设计，通过限制电路自身的电压和电流来预防产生过 热、起弧或火花而引起火灾或引发可燃性混气的爆炸，它从根 本上解决了危险环境下电气设备的防爆问题，故这样的电气设 备被称之为本质安全型设备。1977年，英国

6、帝国石油化学公司(ICI )的安全顾问Trevor Kletz 率先提由了本质安全的概 念3 o职业安全卫生术语(GB/T 15236-94 )本质安全定 义：“通过设计等到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” 4 o机械工业职业安全卫生管理体系试行标准本质安全定 义：“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” 5 o我国石化行业对本质安全的定义：指通过追求人、机、环 境的和谐统一，实现系统无缺陷、管理无漏洞、设备无故障。 实现本质安全型企业，要求员工素质、劳动组织、装置设备、工艺技术、标准规范、监督管

7、理、原材料供应等企业经营管理 的各个方面和每一个环节都要为安全生产提供保障 6 o美国化工过程安全中心（CCPS对本质安全定义：“本质 安全就是营造一种安全的环境，在这种环境下的生产过程中伴 随的物料及生产操作里存在的安全隐患都已经被减少或消除， 并且这种减少或消除是永久性的”7 o日本对本质安全定义：“它是指操作人员在使用或操作电 气装置和机械设备的时候，这类装置或设备，无论从结构方 面，还是从性能和强度方面均不存在危险” 8 o笔者认为，从本质安全四大原理由发，设计可靠性高的生 产工艺和设备，并建立科学的、系统的、主动的、全面的事故 预防体系，使风险处于可控制、可接受的程度，就是本质安 全

8、。本质安全化就是将本质安全的内涵加以扩大，是指在一定 的技术经济条件下，生产系统具有完善的安全防护功能，系统 本身具有相当可靠的质量，系统运行中同样具有相当可靠的质 量。2本质安全的原理本质安全装置的实现原理可以用四个词来概括9, 10:最小化，替代，缓和，简化。“最小化”指减少危险物质的使 用数量，或减少危险物质在工艺过程中的使用次数；“替代” 指使用安全的物质或相对安全的物质来替代原危险物质，使用相对安全的生产工艺来替代原生产工艺；“缓和”指在不能最 小化或替代危险物质时，应在安全的条件下操作，例如常温、 常压和液态；“简化”指简化工艺、设备、任务或操作，使设 备状况清楚避免复杂设备和信息

9、过载，使设备有充足的间隔布 局来避免碰撞效应，使不增加过量的附加安全装置以减少错误 发生的可能。一套本质安全的装置，它具有设计合理，在事故中很少或 基本上不产生破坏的特点。它从根源上减少或消除危险，而不 是通过附加的安全防护措施来控制危险。它通过采用没有危险 或危险性小的材料和工艺条件，将风险减小到忽略不计的安全 水平，生产过程对人、环境或财产没有危害威胁，不需要附加 或程序安全措施。它通过设备、工艺、系统、工厂的设计或改 进来减少或消除危险，安全功能已融入生产过程、工厂或系统 的基本功能或属性中11 O这就是本质安全的实现原理。3国内外发展现状基于本质安全的设计思想早在1870年时就由现过，

10、但它直到100年以后才被工程师们重视 12 。 1977年12月14 日，Trevor Kletz 在英格兰的 Widnes召开的英国化学工业协 会年会上所提由的工艺和设备本质安全的概念3 o 1978年,Trevor Kletz 发表了著名的文章不存在的东西不会泄漏 3,为本质安全的发展指明了方向。此后，化工过程本质安全已成为美国、芬兰、德国等国家 当前研究的热点之一。目前，对本质安全的研究包括本质安全 理论、本质安全工艺、技术及应用方法、本质安全定量化评价 工具等，从最初的设备、技术的本质安全向系统、管理层面的 本质安全化发展。美国、欧盟等国家和地区十分重视本质安全 的研究与应用11,已取

11、得一系列技术成果。在本质安全定量 化评价方法方面，先后有 PIIS法、INSET工具箱、ISI法、 SHE法、I-Safe指数法、图形法、ISIC法、安全危险指数 法、KPIS法、PRI法等；在本质安全应用技术方面，与清洁生 产、模糊逻辑理论、事故调查理论、安全连琐系统SIS、工艺安全管理系统PSM技术结合在一起，为构建石化企业本质安 全系统提供了理论基础。我国本质安全研究开展的并不晚，其前身是 20世纪50年 代关于电子产品的可靠性研究。我国除本质安全型防爆电气产 品的开发外，近年来，煤矿、化工等行业也在积极探索本质安 全技术和管理方法13 o在学术上明确提由本质安全概念应该 是在20世纪9

12、0年代，此后本质安全研究如雨后春笋，有大量 学术论文发表。从文献资料上看，主要集中在两大方面：第 一，大多数期刊论文都是围绕本质安全的定义、以及它与传统 安全概念的区别方面展开，有少数谈到了怎样建立本质安全体 系和企业的本质安全模型；第二，主要是针对煤矿企业本质安 全展开研究，对煤矿企业怎样实现本质安全和怎样评价、考核 本质安全系统有一定思路。针对石油化工行业实现本质安全的 期刊较少，可见本质安全在石油化工行业的研究还有待深入。 我国正处于重化工业的快速发展时期，安全生产形势十分严 峻，探索先进的适用的安全管理和事故预防方法显得尤为必 要。研究从根本上消除或减小危险的本质安全理论具有现实意 义

13、11 O4存在问题本质安全理论的研究已经取得了一定成果，在实践中也收 到了一定成效，但还存在问题如下：4.1 本质安全虽然在近十多年里取得了较快发展，但还有 很多因素阻碍了本质安全的发展。一是本质安全的设计目的和 传统安全概念里的目的大相径庭，前者至力于从根本上消除或 减少当前工艺设备的危险，后者强调通过控制危险和运用附加 装置减少事故导致的后果。二是企业对本质安全认识不足，重 视不够，加上本质安全的标准难以衡量，一家工厂是否应用了 本质安全相关标准，能否达到本质安全，没有统一的检验标准 和规范。目前石化企业都在强调本质安全，但都没有一个统一 的指导思想和操作方案，这使推进石化企业的本质安全化

14、难以 取得实质性的进展。4.2 本质安全评价方法大多局限于早期设计阶段，而实际 中在役的大量生产设备，是事故发生的主要位置，所以研究能 促进现存设备的本质安全化的评价方法，有非常重要的意义。 现阶段，对石化企业现有的装置和设备展开本质安全评价，促 进它的本质安全化，还没有一套具有操作性和实践性的理论标 准。4.3 安全是指综合的安全，很多方法只是从工艺过程的设 计、设备的运行、毒素、布局等方面考虑本质安全，却没有考 虑人的重要作用，没有充分意识到人、物及环境间不和谐就不 能保证系统本质安全化的事实。所以有些本质安全评价方法的 参数不够全面，还有待提由一套综合的本质安全评价方法。4.4 相关本质

15、安全的应用技术收到了一定效果，但专业性 太强，企业普通的安全技术人员难以掌握和实施。而且，石化 企业已采取了很多先进的技术来促进设备的本质安全化，如 RBI技术，RC峨术，SIL技术，DNV勺RAMj术（可靠性、可 用性、可维护性）等，有效提高了资源的利用率和设备的可靠 性，怎样把本质安全理论与这些先进的技术有机结合起来，正 是目前石化企业急需解决的问题。5总结本质安全方法强调从源头上消除或减小危险，是一种先进 的风险管理思想。但是，在当前科技水平下，石油化工企业真正的本质安全是无法实现的，危险源的存在是不可避免的，应 用本质安全的方法只能减小危险，而无法消除系统中所有危 险。而传统的非本质安

16、全方法强调控制危险，这对于存在各种 无法消除的危险源的化工企业来说，也是一种控制危险的有效 方法。因此，本文总结由一种基于本质安全的综合风险管理模 型。构建本质安全型石化企业从六个方面进行，即工艺过程本 质安全化、生产设备本质安全化、作业环境本质安全化、人员 素质本质安全化、生产管理本质安全化和评价方法本质安全 化。具体构想如图1所示。5.1 工艺过程本质安全化工艺过程本质安全是本质安全型 石化企业的关键，可运用本质安全评价方法，从根源上找由工 艺过程中可能潜在的危险，从而从消除或减小工艺过程设计时 未能考虑的危险。然后结合传统安全评价方法，找由系统中的 危险源，增加安全措施，运用过程安全管理

17、、风险管理计划等 先进管理方法，把风险控制在最低水平。5.2 生产设备本质安全化同样，可运用本质安全评价方 法，我由装置或设备在设计时未能消除的危险源，适当添加保 护层，使设备具有较完善的防护和保护功能，以保证设备和系 统能够在规定的运转周期内安全高效地运行。同时，对设备实 施风险管理，运用 RBI、RCM RAM SIL、故障自愈调控等技 术在设备层面上降低风险，这是保证工艺、防止事故的主要手 段。5.3 作业环境本质安全化作业环境的本质安全化，即生产 场所应确保职工的作业安全，在空间、气候等创造舒适安全的 环境。作业环境本质安全化，主要通过本质安全的布局设计思 想、“5S'管理、清洁生产、绿色化学等手段实现。5.4 人员素质本质安全化人员的本质安全化，要求操作者 有较好的心理、生理、技术素质，以减少误操作而导致的事 故。加强本质安全化和法治教育，提高职工的安全科技文化素 质，营造良好的企业安全文化，是实现人员素质安全化的根本 途径。5.5 生产管理本质安全化使生产管理从传统的“问题由发 型”管理，逐渐转向现代的“问题发现型”管理，运