石油化工装置安全风险评价和方法技术的分析
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作者: 赵春雨 隋世春
摘 要:本文作者对石油化工装置安全风险评价中,以在企业的运转过程中都具有易燃、易爆、高温、高压、危险性大、安全要求高等特点, 使人们越来越重视石化企业安全风险管理, 以实现系统安全目标。由于石油化工企业里的竞争日趋激烈,利润率降低,工厂需要在确保安全风险运行的前提下延长装置的连续开工时间以降低生产成本。使人们寻求更安全、更能降低生产成本的技术措施来有效地防止事故的发生。预防事故特别是重大事故的发生, 并把可能造成的损失限制在最低程度。
关键词:安全风险;石油化工装置; 评价;方法技术
1.风险评价概
安全评价(Safety Assessment)也称风险评价(Risk Assessment),是对系统和作业中固有的或潜在的危险及其严重程度进行分析和评估, 以指数或概率值作定量的表示, 以便从数量上说明被评价对象的安全可靠程度。笔者以吐哈油田丘东采油厂轻烃工区扩建项目预评价,阐述石油化工装置安全风险评价应用的重要意义。
概率法是以可靠性为基础, 以积累事故、故障发生概率进而计算出危险性, 取得以量表示的系统安全性。
指数法物质系数法是以代表单位危险物质在标准状态的火灾、爆炸或放出危险性潜在能量的数据物质系数为基础, 结合工艺过程的危险性, 计算单元火灾、爆炸和毒性指数, 评价系统的危险性、危险程度, 进而提出安全对策措施, 使系统降低其危险性和危险程度。
由于对经济与安全两方面的需求,促使人们寻求更安全、更能降低生产成本的技术措施来有效地防止事故的发生。风险管理技术正是在这种需求背景下被引入到工业中的一种新型的、高科技的管理技术,它是风险工程学的重要组成部分。风险评价结果是实现风险控制与管理的依据。风险评价是针对具体危险源发生的概率和危险发生后造成后果的严重程度做出定性或定量的评价,并为风险管理的科学决策提供可靠的依据,从而能够合理运用人力、财力和物力等资源条件,采取最为合理的措施,达到最为有效地减少风险的目的。风险包括两部分:一是危险事件出现的概率;二是一旦出现事故其后果严重程度和损失的大小。对于风险评价的结果,不是风险越小越好,因为减少风险是以资金、技术、劳务的投入作为代价的,通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上,去研究影响风险的各种因素,经过优化,寻求最佳的投资方案。
2.石油化工装置安全风险评价方法
2.1安全检查表法
安全检查表是为检查某一系统、设备以及各种操作、管理和组织措施中的不安全因素,事先将要检查的项目,以提问的方式编制成表,以便对分析对象进行检查和评价的一种方法。在编制安全检查表时要结合有关事故资料,遵循国家及行业有关的安全法律、法规、标准。安全检查表按其用途可分为设计审查安全检查表,厂级安全检查表等。设计审查安全检查表用于工厂、装置设计审查,厂级安全检查表用于厂级综合性、生产、储运、检维修,装置安全检查表用于对装置操作、设备、劳动保护等。
2,2危险与可操作性研究
危险与可操作性研究是通过系统、详细地对工艺流程和操作进行分析,以确定设备、装置的个别部位因误操作或机械故障而引起的潜在危险,并评价对整个工厂的影响。基本分析步骤是:选择一个工艺单元或操作步骤,收集相关资料→了解设计意图→选择工艺参数→以关键词为引导,找出工艺过程或状态的变化→研究偏差所造成的结果→分析造成偏差的原因→识别现有的防范措施→最后评价风险度,并建议安全控制措施。其中关键词是针对各单元操作时可能出现的偏差而专门设定的。
2.3失效模式与影响分析
失效模式与影响分析主要是通过识别装置或过程内的单个设备或单个系统如换热器、泵等的失效模式以及每种失效模式的可能后果。基本分析步骤是:确定分析项目和边界条件;标识设备;说明设备;分析失效模式;说明每个失效模式对所在设备的直接后果和对其他设备可能产生的后果;说明现有安全控制措施;综合失效可能性和失效后果进行风险评价;建议风险控制措施。失效模式与影响分析一般适用于单一设备和系统,特别是对机械设备、电器系统的工作性能分析。
2.4故障树分析
故障树分析是一种静态的逻辑演绎的系统安全分析法,把系统可能发生或已经的发生的事故作为分析起点,将导致事故的原因按因果逻辑关系列出,构成一种逻辑模型,然后通过对这种模型进行定性或定量的分析,通过最小割集(径集)的计算,找出事故发生的基本原因和它们的组合,从而查明系统内潜在的危险因素,为采取合适的安全管理对策提供依据。故障树分析一般适用于对系统过去发生的事故及可能发生的事故进行分析。
2.5事件树分析
事件树分析是一种运用逻辑归纳法从原因推论结果的分析方法,以研究的隐患为初因事件,然后分析此事件可能导致的后续事件的结果,整个事件序列成树状。将初因事件及其发生概率放在事件树的最开始处;事件树中的每一分支代表某一控制系统作用成功或失败,并给出其成功或失败的概率,最末处为在各种情况下的事故后果;初因事件的发生概率乘以初因事件至该事故后果的全部通路上的所有分支的发生概率,即得到该事故后果的发生概率。事件树分析适用于多环节事件或多重保护系统的风险分析和评价。
2.6道化学火灾、爆炸危险指数评价法
道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化法是由美国道化学公司1964 年提出的“火灾爆炸指数”评价法,并结合多年的实践经验多次修改了一些条款,1994 年发布了第七版。该评价法是以能代表重要物质在标准状态下的火灾、爆炸或放出能量的危险性潜在能量的“物质系数”为基础,同时把引起火灾或爆炸时特殊物质危险性、取决于装置操作方式的一般工艺过程危险性以及操作条件和化学反应的特殊过程危险性等作为追加系数加以修正,计算出“火灾爆炸指数”,并根据指数的大小计算暴露面积、财产损失、停工损失等事故损失后果,对损失后果进行分组,再根据不同的等级提出相应的安全对策措施。
2.7蒙德法
在道化学公司评价方法的基础上发展起来的英国帝国化学公司蒙德法,提出于1976 年,该法既肯定了道化学公司火灾、爆炸危险指数法,又在其基础上作了重要的改进和补充。蒙德法在考虑火灾、爆炸、毒性危险方面的影响范围以及在考虑安全补偿措施方面都比道化学指数法更为全面。在评价指标参数方面,蒙德法反映的指标包括了单元毒性和主毒性事故的影响,突出了毒性对评价单元的影响。道化学指数法从物质系数、一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数3个方面考虑对评价单元可能造成的影响,涉及范围有19 种情况;而蒙德法却从物质系数、特殊物质危险性、一般工艺危险性、毒性的危险性等6个方面进行考虑,涉及的范围有42种情况。在补偿措施方面,道化学指数法考虑了工艺控制、物质隔离,防火措施3个方面,涉及的范围为22种情况;而蒙德法则从容器危险性、工程管理、安全态度、防火等6个方面进行考虑,涉及的范围有32 种情况。在安全措施补偿方面,蒙德法强调了工程管理和安全态度,突出了企业管理的重要性。每种风险评价方法都有各自的优缺点和适应性,对具体的评价对象,必须选择合适的方法才能取得良好的评价效果。
3.结束语
综上所述, 职业安全卫生评价运用到石油化工装置, 预先对生产系统中的各种危险进行辨识、评价和控制对系统存在问题有针对性地提出对策、措施确定重点管理的对策和范围, 预防事故特别是重大事故的发生并把可能造成的损失限制在最低程度。对在改扩建生产装置进行安全评价, 不但在石化行业, 而且在其他化工行业也是可行的, 这样使管理者能全面掌握系统的安全状况, 进一步修订、完善安全规章制度, 完善防灾设施和组织, 提高安全管理水平, 无疑是具有重大的积极意义。
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