化工园区管网工艺危险性浅析

2022-09-10

工艺危险性分析, 也称预先危险分析;即将未来有可能发生的事故进行过程模拟分析, 也是在一系列假设条件下建立模型或方法, 对事故的危险类别、出现的条件、导致的后果进行分析, 评价出潜在的危险, 采取各种措施消除或避免事故发生。进入二十一世纪以来, 化工园区以集中化、关联化、共享化为发展方向, 其中的管道网络系统也越来越长, 越来越复杂。管网在化工园区节能减排、推进循环经济等发挥了巨大的作用。新建的工业园区, 要运用超前的思维和多种的分析方法为园区管网的生产运行和园区发展“未雨绸缪”、“先知先觉”。

工业园区的管道网络一般可分为两种:公用工程管网和物料管网, 其中公用工程管网相对较复杂, 其与各个装置都相互连接、相互影响;如氮气、仪表气、工厂气、蒸汽等, 园区设置主管或环形管网, 各装置从主管或环形管网接入。物料管网一般是一套装置输送到另装置, 输送至多套装置的情况较少。

进行管网的工艺危险性分析之前, 需要准备的主要资料:管网系统图、管网走向图、物料MSDS、各装置接口管道特性表和接口断面图、管网的空试图等。

管网工艺危险性分析选用的方法, 通常有工艺危害分析 (Process Hazards Analysis, 简称PHA) , 共因失效 (Common Component Failure, 简称CCF) , 高危害工艺 (Higher-Hazard Process, 简称HHP) ;还有故障假设检查表法 (What If/Checklist) 、故障模式和影响分析法 (FMEA) 、危害和可操作性研究 (HAZOP) 、故障树分析 (FTA) 、能量跟踪与屏障分析法 (ETBA) 等。

管网工艺危险性分析过程, 首先根据设计文件, 对可能导致火灾、爆炸、有毒有害物质泄漏或造成不可康复的人员影响的工艺危害进行辨识, 并列出清单。危害辨识清单需作为下一步分析和重点讨论, 也作为培训和沟通的重要内容。工艺危险性分析的主要内容包括三个方面, 一是管网本身的设计参数, 主要有:管道两端的压力等级、流量、操作压力、操作温度、设计压力、设计温度、流量、压管级别、保温、伴热等;二是与管网相接的各装置在实际运行过程中, 某一参数的变化, 对于管网是否会引起危险;三是地理位置环境的因素, 即仪表、阀门、管线的位置是否合理;四是管网中物料的物性, 管网是否存已完全考虑运行中的各种状态。

在危害分析的同时, 评估现有防护措施的完整性和可靠性, 了解现有防护措施是否足够, 以提出最终工艺安全改进建议。在评估现有的防护措施需依据以下原则:

独立性, 防护措施发挥作用是否取决于其他系统的成功操作;

可靠性, 防护措施是否具有高度可靠性, 是否需要人的操作;

可审核性, 防护措施的设计是否易于定期检验或测试;

完整性, 防护措施是否以正确的方式安装和维护;

扩展性, 防护措施是否可以另外增加, 保证未来扩建的需要。

另外, 还需要考虑人为因素对于管网系统的影响。人为因素分析主要分析人员与其工作环境中的设备操作, 辨识和避免人为失误可能发生的情况;考虑人体工效学、人机界面、注意力分散、操作规程、维修程序等。潜在人为失误情况主要包括有缺陷的操作程序, 不宜操作及易误导操作人员的仪表, 不合理的布置或控制设计, 不合理的任务分配, 执行程序的优先顺序。在分析时, 应辨识以人员因素为事故起因的潜在事故、事件。在极度依赖人员操作的管网中, 对操作程序进行分析, 重点应放在辨识可能出现人为失误的情况。当防护措施需要人员的干预才能发挥作用时, 应考虑人员是否有能力顺利完成所要求的规定动作, 以及其他可能妨碍人员完成动作的因素。

还有一个重要的方面就是现场观察, 对照管网平面布置图、走向图, 对现场进行察看, 确定倒淋、放空口位置, 对照图纸准确性, 熟悉管道布置和区域布置, 寻找图纸中不能体现的危险源和隐患。

对于归纳的危险辨识风险, 要根据风险等级最终确定是否应提出建议措施。风险是潜在事故、事件的严重性与其出现概率的综合度量。不仅考虑后果的严重性而提出建议措施, 还应充分考虑其发生的可能性, 避免资源浪费。可利用多种评估方法, 在危害辨识、防护措施分析、危害分析等阶段, 定性或定量地确定每个危害事件发生的可能性, 并运用此信息, 举一反三, 结合潜在事故、事件的后果分析, 对每个潜在事故、事件的风险进行定性或定量评估, 确定该风险是否可以接受。

提出管网工艺危害性建议时, 需考虑以下关键因素:

建议内容与管网的危害直接相关;

风险等级;

明确的建议。

对于有些不合理的建议, 可以拒绝接受:

建议所依据的资料有误;

对于保护环境、保护员工的安全和健康不是必需的;

更有效、合理、经济的方法可以选择;

建议在技术上是不可行的。

管网的工艺危害性分析应形成报告, 内容翔实、文字简洁, 应便于相关人员清楚了解工艺危害、潜在事故、事件, 控制危害的防护措施和防护措施失效后的后果;提出的建议思路和依据应完整的描述, 为制定解决方案的人员提供详细的信息;并应包括所有的文件, 如选用的危害分析方法、分析过程记录、参考资料目录和其他有关的支持性文件。

经过对工业园区的管网进行工艺危险性分析, 主要存在的风险因素如下:

管网两端 (多端) 的设计参数等级不一致;

管网两端 (多端) 的操作参数缺乏对应数据;

管网的热膨胀;

管网操作文件的一致性;

管网两端 (多端) 止回阀和8字盲板的设置;

针对这些风险因素, 园区相关的各个装置或部门需认真核实, 根据分析报告和相关技术资料, 确定合理、可行的预防措施或方法, 保证管网的运行安全和可靠。

摘要:对于国内的化工园区, 装置或工厂之间的管道网络越来越复杂。运用多种工艺危险性分析工具, 在保证正常运行的条件下, 辨识重要的危险源或危险因素, 采取各种设计、操作、管理措施, 减少或消灭安全隐患, 具有重要的意义。

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