基于HSE管理體系的設計過程風險管理

摘要：介紹了HSE管理體系在設計過程風險管理中的應用,闡述了風險管理的原則、危害識別與評價、風險控制,從而提高化工裝置的安全。

HSE管理體系是一種以預防為主、突出最高管理者的承諾、全員參與和持續改進的管理體系。HSE的核心是通過風險管理來確保組織的活動、過程和產品符合國家的法律、法規,并實現組織的HSE目標。

隨著經濟的發展,化工裝置的規模越來越大型化,操作條件越來越苛刻化,萬一發生火災、爆炸、泄漏,其危害的波及面大、消防滅火困難,給企業和社會帶來嚴重的危害。因此,化工裝置設計過程中貫徹HSE管理理念,盡最大努力做好設計過程的風險管理,對保證裝置的安全尤為重要。

1、設計過程風險管理的原則

1.1科學性

開展HSE風險管理,必須客觀反映現實,尊重科學?；ぱb置設計過程中所依據的法律、法規和標準規范,都是源于實踐經驗和科學實驗的成果,具有嚴肅的科學性、先進性和適用性。設計過程中必須嚴格遵循和完全執行相應的法律、法規和標準規范,這本身就體現了設計過程的科學性。

1.2全面性

在進行化工裝置設計過程的危險識別時,必須充分考慮以下3項:

1)工藝的安全性。設計應保證裝置能夠在設計條件下安全運行,即使有些微量偏差也能夠將其安全處理并恢復到設計工況下,并能夠安全地開、停車。

2)操作的事故。設計應盡力考慮到操作過程所發生的事故而引發的危險性,如廢物的處理、動力源的停止、誤操作、發生異常狀態以及其他外部因素等。

3)防止危害擴展。設計應考慮到發生災害時,能夠防止災害的進一步擴大,把災害控制在某一范圍內,減小對企業和社會的危害。

1.3系統性

由于一套化工裝置的工藝是由許多工藝高度集中構成,在設計一開始就考慮到全部工藝過程的危險因素比較困難。因此,在項目設計開展的初期,應進行項目的HSE策劃,編制項目的HSE實施計劃,確定在項目設計的可行性研究、初步設計、施工圖設計和試生產階段風險管理的措施,對整個設計過程進行系統研究,確定危險因素對系統的影響,采取可靠的系統控制措施。

1.4超前性

設計規范、標準是通過以往的實踐、事故教訓不斷完善的,存在一定的滯后性。一些現階段暴露的設計缺陷,往往要經過幾個月甚至幾年的時間,才能在規范、標準中得以糾正。這就要求設計單位和設計人員對所設計的項目應經常進行回訪,通過生產操作人員、技術人員了解項目設計缺陷,聽取改進建議,同時不斷收集國內外相關的事故教訓,通過風險管理,完善設計。

加大設計標準與國際接軌力度,吸收、采納國際最新標準和國外大公司最新的安全設計原則,逐步完善現有的石化標準,提高安全生產可靠度。

2、危害識別與評價

目前,國內外相繼提出了幾十種具體的危險識別和評價的方法,其中適用于設計過程危險識別與評價的方法有:安全檢查表(SCL)、預危害性分析(PHA)、故障假設分析(WI)、失效模式與影響分析(FMEA)、危險與可操作性研究(HAZOP)、事件樹分析(ETA)、故障樹分析(FTA)、危險指數法,等等。

對上述各種方法進行分析可以發現,由于各評價方法是各行業部門在特定的安全分析評價需要的基礎上根據各自的特殊情況研究提出的,不同的分析評價方法有不同的研究思路和側重點,都有一定的適用范圍和局限性。因此,應從設計過程中時間、環境等不同角度及層次上分析,選擇不同的方法對設計過程進行危害識別與評價。

2.1時間角度分析

盡管危險識別與評價的方法很多,但從時間角度分析,其具體應用可以歸為3個階段。

1)可行性研究階段。主要是對建設的地址、裝置規模、主要工藝等方面進行危害識別與評價,以使裝置投產后達到安全狀況。由于該階段對系統危險性還沒有很深的認識,可以運用SCL、PHA、WI、FMEA、FTA等定性分析方法對系統存在的危險性類別、出現條件、可能導致事故的后果等,做出宏觀概略性的分析。

2)初步設計階段。主要是對工藝流程、區域規劃、控制措施等方面進行分析與評價,以使裝置投產后達到最佳安全狀況。該階段可以使用FTA、ETA等概率危險分析方法和道化學公司的火災、爆炸指數法等對具體系統、設備故障、典型致命性故障等進行定性定量的識別、分析與評價。

3)施工圖設計階段。主要是對各子系統進行分析,確定目前采用的材料、工藝、控制措施等方面能否滿足系統安全的要求,以使裝置投產后達到最佳安全狀況。該階段可以應用FMEA定性分析方法和HAZOP綜合分析方法,依據工藝管道儀表流程圖,按裝置操作程序對各子系統進行定性與定量的識別、分析與評價。

2.2環境角度分析

主要從操作對象、識別與評價對象、識別與評價條件3個方面進行考慮。

2.2.1操作對象

1)項目設計中危害的識別由項目組的HSE管理小組完成時,應考慮使用HAZOP、WI方法,能夠系統地完成整個項目的危害辨識;當設計者個人對所負責的單元或專業進行識別時,采用FMEA和SCL更適用。

2)許多危害識別與評價方法對操作者有不同的要求,需要操作者具備一定的專業知識和方法的運用技巧。因此,建議當操作者不太熟練時,運用HAZOP、SCL方法更準確;而WI方法對操作者的經驗要求更高。

2.2.2評價對象

1)系統復雜性。大部分的危害識別與評價的方法是發現由單一的失效而引起的嚴重事故,而化工單元、裝置是一個復雜的整體系統,只有許多控制措施同時失效才能夠導致嚴重事故的發生。因此,對于可能出現嚴重事故的危害識別和評價,采用FTA和ETA更適用。

2)系統的特性。不同的專業面對不同的系統,系統的特性決定了所采用的識別與評價方法,有些方法很難應用于某些系統,如:對于工藝流程的分析與評價,HAZOP更能夠系統地識別,但它不適用于電氣專業。

2.2.3識別與評價的條件

1)資料完整性。當對被識別與評價的對象的資料和信息掌握得很少,或者在設計過程的某個階段還采集不到完整的資料和信息時,通常應采用WI和SCL方法,隨著設計過程的不斷深入和資料、信息的收集再采用更多的識別與評價方法進行分析、評價。

2)識別與評價的時間。當設計人員接到一個設計項目時,通常項目負責人要求設計人員在最短的時間完成系統的危害識別與評價,并完成項目的設計。因此,對系統的識別與評價應根據所允許的時間來考慮選用的方法。如:SCL和WI所需要的時間比HAZOP等短,只有這樣才能夠在規定的時間完成對設計系統的危害識別與評價。

因此,我們在不同的階段對不同的項目進行危害識別與評價還應充分考慮費用、顧客的要求等,選擇其中的一種或多種對項目進行系統、完整的識別與評價,才能夠保證我們將來的產品符合HSE管理體系的要求。

3、風險控制

風險控制的措施主要是風險規避、風險削減,但是風險控制措施能否成功取決于設計的組織,通常好的組織才能夠產出好的設計。因此,在項目設計開始前,編制項目的HSE策劃書,按照企業的HSE管理體系要求建立項目的HSE保證體系,確保在整個項目的設計過程中每個人都能夠認真貫徹HSE管理理念,系統地進行其責任范圍內的危害識別與評價,盡最大可能識別設計系統的危害因素,采取相應的控制措施,并確保這些措施在設計文件中得到落實,使項目設計過程實現PDCA閉合循環,確保設計的產品符合職業安全衛生和環保的要求,保障勞動者在生產過程中的安全與健康,減少和防止勞動者傷亡和職業病的危害。

3.1風險規避

風險規避是確保安全的最好方法。設計時,應盡可能地用無危害或危害小的物質或工藝來替代高危害的物質或工藝,使生產過程控制在安全范圍內,從而節省因控制危害進行的各項投入,這是我們追求的目標。如用小的連續硝化反應器代替大的批量反應器,用低溫低壓冷凍儲存方式存儲可燃性液態物質代替氣相高壓的儲存方式,采取連續流程的工藝來減少危險物質的儲存量和停留時間,等等。

3.2風險削減

由于許多石油化工項目很難用沒有危害的物質或工藝來替代高危害的物質或工藝,因此,必須采取措施來進行風險削減。

1)裝置、設備的結構本身應具有充分承受操作條件的材料、結構強度;

2)采用相應變化的安全設備,如:使異常狀態恢復正常狀態而保持最佳條件的壓力控制裝置;當變化明顯偏離正常狀態有可能導致危險時為避免發生危險的穩定裝置;異常狀態進一步發展時的緊急控制措施。

3)化工裝置區或罐區有存留易燃性氣體、蒸氣和發生泄漏區域設置可靠的檢測系統,采取嚴格的火源管理措施。

4)化工裝置生產產生的廢物應采取相應的措施進行無害化處理。

5)設計應采取措施防止意外停止供給電力、惰性氣體、消防用水等動力源而導致的二次災害。

6)防止誤操作的措施。

7)從安全上考慮工廠的布置,保證廠區的安全和廠外人員、設施的安全。

8)給化工裝置帶來意外損害的除地震、洪水、雷擊等天災外,還有汽車、鐵路貨車、飛機等運轉工具的沖撞,設計應采取防止這些外因造成裝置破壞的措施。

9)化工裝置的建構筑物除應考慮發生火災不燃外,根據需要還必須具有耐火性能,以防止在消防滅火控制火勢前構筑物強度降低、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、防爆放空及泄爆結構等。

11)防止擴大液體流出范圍的裝置。

12)消防滅火設備。

13)報警、通信設備。

4、結語

隨著進一步的改革開放,許多國外的企業將進入我國的設計行業,我們必須在設計過程中深入貫徹HSE管理體系,將設計過程中的HSE管理系統化和程序化,才能夠提高化工裝置的安全水平。

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