化工生产过程伴随易燃易爆、有毒有害等物料和产品,涉及工艺、设备、仪表、电气等多个专业和复杂的公用工程系统。从今年8月国家安监总局发布《关于加强化工过程安全管理的指导意见》,到9月初第一届中国国际化工过程安全研讨会的召开,无不彰显了政府有关部门对化工过程安全管理的重视。
数量占到行业企业总数90%以上的中小化工企业,越来越多的化工园区,以及近些年成为行业重大事故多发区的储油罐区的安全,已经成为公众关注的热点。在这些不同领域和区域,过程安全管理应该如何有针对性地实施?让我们一起来听听参加第一届中国国际化工过程安全研讨会的专家们怎么说。
过程安全在中小化企
我国化工企业90%以上是中小企业,中小化工企业对我国化工行业的发展起到了很大的促进作用,但很多事故的主角也是这些企业。数据显示,行业内80%以上的事故发生在中小企业。如何提高中小化工企业的安全生产水平对于行业的整体安全至关重要。
北京大凤太好环保工程有限公司展示的石油储罐机械化清洗技术,能够对石油储罐进行全封闭式清洗,充分保障清洗作业的安全。
给予中小化企更多关怀
清华大学过程系统工程研究所所长赵劲松:
近十年来,我国的危险化学品安全生产形势在逐渐好转,但依然面临挑战,中小化工企业的安全生产形势依然严峻。大的化工企业发生事故很容易引起公众的关注,但有数据统计,我国化工行业中80%以上的事故发生在中小企业。因此,我们要抓住事物发展的主要矛盾,关注中小化工企业的安全生产。
我们常说中小化工企业技术落后、设备陈旧、管理糟糕、员工素质低下,有人认为这是中小化工企业事故频发的根本原因,但这一现状对中小化工企业来说又很难一下子得到改观。
一家参展企业展示的手机存放管理挂板吸引了众多目光。
我们选取了17个有原因分析的中小化工企业事故报告进行了统计,对照过程安全管理的标准,其中14起与过程危险分析有关,12起跟应急预案有关,11起跟员工培训有关。当然还有其他的一些原因,但这3个主要原因值得大家关注。
有人说,如果企业能够从已发生事故中吸取经验,就能减少事故的发生。而我们的中小化工企业为什么很难吸取这些教训,还在不断重复这些事故呢?国外有学者认为,是企业不善于学习,学习能力不强。但难道就因为中小化工企业的学习能力不强,我们就不管他们了吗?在此,我呼吁大企业在供应链上切实担负起安全生产责任,在HSE方面关心支持他们的中小企业客户、中小企业承包商、中小企业供应商,实现共同进步,达到多赢的目的;我也呼吁中小企业和地方政府共同推广实施联合国环境规划署的阿佩尔(APELL)计划,在地方层次上,与社区一起做好应急准备。
技术、管理、文化同时推进
上海瑞迈企业管理咨询有限公司首席顾问粟镇宇:
国内很多中小化工企业希望通过提升管理水平来预防过程安全事故。但在实际工作中,存在一些管理方面的缺陷、误区和客观条件制约,主要表现在以下几个方面:高层管理人员缺乏对过程安全的认知和承诺;职责错位,相当多企业的管理人员把安全工作当成是安全部门的工作;没有建立过程安全管理体系,或者虽有但不尽合理;工程师或管理人员缺少必要的培训;普遍缺乏足够的外部管理与技术支持;工艺装备水平滞后于过程安全的要求。
中投高科(北京)科技有限公司展示的MPB18背负式多功能灭火装置,适用于狭小空间下、有毒有害气体环境的事故救援。
因此,在国内中小化工企业推行过程安全管理是一件极具挑战性的工作。为了少走弯路,可以考虑从以下三个方面开展工作:
一是技术层面。优先推行工艺危害分析工作。例如,尽早对风险较大的工艺装置开展危险与可操作性研究(HAZOP)。只要有危害存在,随时可能酿成事故,这件工作不能等到我们把管理系统都建成了才来做,时不我待。
二是管理层面。纯粹照搬某个西方公司先进的管理制度,往往在我国中小化工企业并不奏效,因为企业的发展阶段、组织结构、愿景和文化均存在差异。但可以选择性地吸收行业中良好的实践经验。管理要素很多,切忌全面开花,宜先选择重点的要素推广,如工艺危害分析、变更管理、机械完整性、应急计划与应急反应、事故调查等。
会议同期举办了石油化工安全新技术新产品展览会。中外36家单位参加了展览,10项安全新技术新产品被评选为推荐技术产品。
三是文化层面。一旦建立起优良的文化,很多“执行难”的问题就能迎刃而解。文化建设是正确理念引领下、日常朴素行动的积累和沉淀。企业的最高管理层应该是安全文化建设的倡导者,管理层需要与大家分享正确的理念、安全管理的目标、存在的问题和解决的方案,并不断鼓励正确的行为。
过程安全在化工园区
化工园区以大型油气储运、炼油和乙烯炼化以及精细化工产品加工为主体,集化工原料仓储、生产加工于一体。由于化工园区内大量危险化学品物质和工艺过程高度聚集,化工园区发生泄漏、火灾爆炸事故的可能性也增大,还容易引发园区周边环境生态等大规模次生灾害。因此,随着化工园区建设的快速发展,化工园区的安全管理也越来越重要。
分阶段做好安全规划
南京工业大学副教授张明广:
近20年来,我国建设化工园区超过1200个,其中15个国家级、112个省级、305个市级、829县级。随着入园企业的逐渐增多,化工园区的安全问题也会越来越多。
国家安监总局规定了每个化工园区必须要进行量化的风险分析,而且要在2014年前完成。目前基本上每个化工园区都在做这方面的工作。我们对国内27个化工园区事故进行了统计,事故原因主要有3个:设备故障、人员错误和技术失控。
中国石化安全工程研究院的工作人员正在向国家安监总局副局长孙华山(右一)介绍他们研发的新型防爆数字接地电阻表。
化工园区事故往往会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失,甚至导致社会恐慌。事故的发展过程及后果反映出在中国化工园区快速发展历程中存在明显的安全规划缺失。虽然国外有一些化工园区安全规划的成熟经验,但是因为中国的特殊环境而导致有些技术及经验难以应用。
因此,国内的化工园区应该分阶段做好安全规划。在可行性研究阶段,安全规划的目标有两个:一是选址,二是产业链的选择。在初始建设阶段,要根据土地使用决策和布局设计做好安全规划;在成熟运行阶段,就会有一些公司陆续进入园区,在这个阶段有3个安全规划目标:企业安全的准入、化工园区的安全容量和应急救援规划;在最后的衰退阶段,还要做好危险废弃物管理规划。
提升消防安全管理层级
公安部天津消防研究所副研究员刘晅亚:
由于化工园区石油化工工艺装置分布密集,园区内易燃物料的单罐容积和储罐区规模不断增大,一旦发生火灾、爆炸事故就极易产生多米诺效应,引发大面积火灾、爆炸事故等连锁反应。因此,科学有效的消防安全规划与管理,对化工园区安全、健康发展至关重要。
而目前的一些化工园区缺乏长效、动态、全面的消防安全评价监管机制,生产过程中的动态火灾风险、消防力量设置、事故安全防范措施、预案与应急管理以及火灾风险控制等方面的消防安全管理也相对缺失。现有的园区消防安全管理多局限为消防设施运行管理、各类火灾隐患排查以及消防安全意识宣传等内容,尚无法在事故防范以及早期处置中真正发挥消防力量的作用。
消防安全管理作为园区安全管理的重要内容,主要肩负着防范事故风险、开展应急处置、降低事故灾害影响等重任。主要包括:化工园区企业消防力量规划与设置、园区动态火灾风险管理、园区安全监测与事故预测预警、园区应急安全规划与管理、园区火灾风险控制评价等。
一个园区从初始的可燃气体泄漏、管道超压等事故征兆,发展为大规模的火灾爆炸事故,往往经历了较长时间的演化过程,此时的化工安全保护措施也多处于失效或缺失的状态。而提升化工园区消防安全管理层级,针对园区火灾风险特点将消防安全防范处置关口前移,即在园区工艺、装置安全预警的同时消防预警处置就及时介入,则可有效提高园区火灾风险的防控能力和消防安全管理水平。
此外,通过区域火灾风险分析、城市区域消防规划、化工园区消防安全规划以及园区消防安全设置等手段,从园区规划建设到园区建成运行的全过程,根据园区整体火灾风险特点,对园区内处于不同安全防护层级的工艺过程和装置实施有效的消防监管与应急处置,也可以提高园区工艺、装置的本质安全性。
过程安全在储油罐区
随着我国经济的快速发展和产业结构的优化整合,我国沿江沿海地区建设了许多大型石油罐区,上百座大型储罐集中布局在一个区域,有的罐区总容量达千万立方米。此外,国家石油战略储备基地和商业石油储备库建设也十分迅速,已建成国家石油战略库一期,正在建设第二期和第三期,各地的商业石油储备库也纷纷上马。由于这些罐区所储存油品都属于低沸点、高热能、易挥发、易燃易爆的危化品,因此,单个区域的能量高度集中大大提升了罐区的火灾风险等级,给罐区安全管理提出了新的课题。
安全设计消除火灾三要素
中国石化青岛安全工程研究院副院长牟善军:
近些年,我国上海、江苏、大连、新疆等地区发生了多起大型储罐燃爆事故,从事故统计看,原油储罐火灾事故在所有储罐事故中占40%。而储罐事故类型主要有密封圈火灾、浮盘溢油、池火、全面积火灾、通气孔火灾、罐内气相空间爆炸、浮仓爆炸、储罐溢油或附件泄漏等。
这些大型储罐火灾事故的点火源主要是雷击,还有明火、高温表面、静电、硫化亚铁自燃、电火花等。造成大型储罐事故的主要原因有:储罐基础不均匀沉降导致罐体破裂;罐底和罐壁底部腐蚀严重,造成罐体强度不足;储罐浮盘倾斜或沉没;浮仓因腐蚀泄漏致使内部可燃气聚集。
因此,从火灾三要素的角度出发,罐区安全管理的重点是消除点火源和可燃气集聚,确保储运设备的完整性。
首先,在罐区点火源的管理上,除了严格控制罐区明火、高温表面、静电等可控点火源外,加强和完善罐区雷电防护体系是管理的重点。对此,应做好加强罐区的雷电预警工作,减少和消除储罐雷击火花放电的可能,做好罐区防雷接地系统的定期检测及评估工作。
其次,大型浮顶储罐可能出现可燃气集聚的最常见区域是浮盘密封圈,应建立浮盘密封圈内、外可燃气浓度定期检测制度,掌握密封圈的密封性能变化情况,及时判断密封圈的燃爆风险。同时,及时检查维护罐底可燃气报警器,确保发生储罐溢油事故后及时报警。
再次,从设备完整性角度考虑,确保大型储罐的完整性是实现罐区一级防护的重要保证,也是有效控制事故升级的关键。对此,应逐步开展大型常压地面储罐的在线安全检测工作,消除因罐基础下沉、罐底腐蚀穿孔、罐壁椭圆度增大、浮盘倾斜或卡盘、浮盘排水系统泄漏等故障造成的储罐火灾风险。
积极应用HAZOP分析方法
中国石油安全环保技术研究院主管工程师张雪:
由于石油化工装置是一个危险物料和能量的生产处理系统,所以必须要应用工艺过程安全管理的方法和技术来预防生产事故。HAZOP分析方法作为开展工艺危害分析工作的主要方法之一,可以有效发现工艺装置的潜在风险隐患,提高装置的安全水平。
应用HAZOP分析方法控制罐区风险是提高罐区安全的有效手段,不仅能够有效识别出罐区是否存在设计缺陷,还能查看出储运过程中是否存在安全隐患,以及整个罐区的安全附件是否完备。
因此,首先提高企业对HAZOP的认知很重要。很多企业认为罐区装置运行正常,也做过安全评价,没有必要做HAZOP分析。建议对各级领导和员工加强工艺安全管理及HAZOP方法的培训,主要是认识方面的培训。
其次,在役罐区由于年代久远或经过多次工艺变更,在HAZOP分析过程中,设计人员往往很难参与,建议现场经验丰富的技术管理和操作人员参与HAZOP分析。
再次,在进行罐区HAZOP分析时,应保证分析资料的准确完整, 工艺图纸与现场工艺要确保一致;在役罐区的工艺设备变更要及时收集、存档;分析过程中工艺图纸不能出现多个版本;罐区的工艺、设备、安全等基础资料应提供全面。
最后,企业在开展罐区装置HAZOP分析工作过程中,要选择适当的分析软件。
维护好储罐的冷却水系统
中国石油管道长庆输油气分公司工程师冯文兴:
罐区火灾对输油站场建筑物、工艺管道、储罐和设备的破坏主要由火源产生的强大热辐射引起,因此,了解不同火灾工况下热辐射的分布情况对火灾防范和扑救、降低火灾损失有着重要意义。
我们运用FDS软件对储罐火灾进行了模拟研究,结果显示:在输油站场的消防管理中,维护好储罐的冷却水系统非常重要。储罐顶部的环形池火比盆形池火风险更低,因为火灾燃烧面积和燃烧热更小。即便如此,如果没有冷却水系统的保护,储罐顶部两种形式的火灾都能强烈地毁坏或损伤邻近的储罐。一旦发生火灾,储罐的冷却水系统将扮演很重要的角色,它启动后能显著降低热辐射通量,有效保护邻近储罐。所以,当储罐顶部发生池火时,应该采取积极的进攻性的灭火措施,以抑制和消灭火灾。
此外,罐区围堰内的池火是灾难性的,它可以将邻近的储罐和设施卷入可怕的后果。当它发生时,应该采取保守的防御性的措施,以控制火灾,减少损失。 (本文图片由本报记者高重密摄)