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化工廠風險的多層防護

  發表時間:2019年01月17日  點擊數:1231 次

  近年來,我國化工企業火災和爆炸事故時有發生。這些事故不僅造成巨大的經濟損失,同時對自然環境、人居環境、社會生產也帶來嚴重甚至長久的影響 。據不完全統計,我國2017年共發生17起化工和;份^大以上事故,導致77人死亡。

  化工企業經常會儲存、使用大量可燃液體和氣體,有時包含爆炸性或有毒物質并伴有劇烈化學反應。其操作和儲存的環境可能需要高溫或高壓。一旦發生事故,造成的火災、爆炸往往具有持續時間長、控制手段復雜,災害損失嚴重,對周邊環境影響范圍廣等特點。因此財產風險管控上通常要求從設計,建造,保護和程序控制等方面有更結構化的多層防護。下圖是典型的化工風險防護層設計。

  對于每個獨立的化工企業而言,首先需要對生產工藝風險、所使用化學品及其危害以及意外情況可能產生的后果及影響有全面的識別、分析和評估。針對不同類型的風險和危害設計相應的保護措施和管控流程,達到預期的安全等級。諸多方案,哪種更可靠、如何安排優先級、實施策略需要進行系統的分析和考量。

  在工藝設計上,采用 “本質安全”設計。例如減少危險化學品的使用量,減少高危環境下的進行的操作流程(例如高溫、高壓的工藝流程),減少有害中間產品的存放和運輸,即制即用;從批次生產優化成連續生產,從而減少現場的化學品暴露總量等。使用危害性較小的物質、配方和工藝等。比如說,對于化工廠的火災風險,可通過使用低可燃性或者不燃的原材料替代易燃的材料(溶劑型vs.水性),減少可燃物在系統中的總量等方法實現“本質安全”設計。

  但是很多情況下,企業無法或者很難將所有的風險通過“本質安全”的設計方法和理念進行控制和規避。

  對風險的進一步控制可在工藝設計中,通過設定基本工藝控制邏輯,參數偏離后的警報及操作人員的干預以及關鍵參數偏離后的手動或自動聯鎖停車等方法,使事故在初期得到控制(參見圖中的第2、3和4層保護)。這些一般認為是事故的預防措施,危險原料仍被控制在設備和管道內。在這部分重要的是需要對具體的工藝和設備進行有效的工藝風險評估,識別風險并按照一般接受的和承認的良好工程實踐來設計控制系統。同時不可忽略安裝,驗收和維護各環節的管理。

  如果事故繼續發展,可借助其他“防護”措施來規避和控制風險,例如傾注反應終止劑,自動切斷裝置(過流切斷閥,熔斷閥等)、安全閥或其他泄壓保護系統等,以延緩或減少事故的影響(參見圖中的第4、5層保護)。但需要注意的是,這些防護系統本身也存在失效的可能,嚴格的運行維護管理十分重要。

  當事故發展到大量危險原料泄漏,火災發生甚至設備爆炸時,減災保護措施是否提供和有效是是否會造成“重大事故”的關鍵。通常的減災措施也可以劃分為被動和主動措施。被動保護措施通常包括:建筑間的安全間距、防火墻、防爆墻、結構和框架的防火涂料、圍堰和緊急排水系統等。這些被動防御措施落實后,不需要任何特定信號和人為因素去觸發它工作。從“被動防護”的角度看,足夠的圍堰和排水系統可控制可燃液體火災的范圍和火災時間,防火墻和建筑間安全間距可防止火災的蔓延,建筑和框架結構的防火涂料可保護建筑在一定火災時間內避免坍塌(參見前文圖中的第6層保護)。

  而主動防護措施主要包括火災切斷安全聯鎖和合理設計的消防系統。與前文所提及的工藝連鎖不同,火災的安全自動連鎖考慮的是泄漏或火災已經發生的情況,通常通過可燃氣體泄漏報警或火災報警系統來實現。消防系統包括自動噴淋系統,消防水炮以及泡沫系統等。這些系統被設計于控制或撲滅火災,并對建筑物及設備的結構及本體降溫,預防次生性災害等;S的火災通常環境復雜,火勢兇猛并伴隨爆炸危險,還可能存在有毒有害化學品,對人為救火行動非常不利,所以自動噴淋系統等非常重要。

  在過去的幾十年里,由于一系列重大化工廠事故,化工行業的工藝安全管理不斷發展,深化,升級。然而事故統計告訴我們,雖然管理系統變得越來越復雜,硬件系統也不斷升級,但重大災難仍時有發生。僅靠良好的工藝設計和管理還不能百分百預防風險,減災措施同樣非常重要。

  人為因素貫穿始終

  在一個全面和精心設計的工藝安全管理體系架構中,人為因素通常貫穿始終。工藝安全管理是通過對化工工藝危害和風險的識別、分析、評價和處理,從而避免與化工工藝相關的傷害和事故的管理流程。工藝安全管理的焦點就集中在工程設計,危害評估,事故調查,變更管理,設備檢修、測試和維護,有效的工藝控制和報警,運行和維護程序,人員培訓等方面。

  工藝安全管理是一個需要全員參與,并持續改進的程序和管理制度,它需要組織進行大量的資源投入。管理層的領導和承諾,對于實施和維護工藝安全管理計劃非常重要,是工藝安全管理體系的軸心。而員工的技能和按程序控制要求執行可將安全體系從概念變成現實。

  程序控制主要是從操作流程和程序上降低風險,依賴于標準操作流程、員工培訓、基本安全操作培訓、緊急響應程序等,使操作員工了解所操作的化學品本身的危害、化學反應的危害,同時建立培養并形成嚴格遵守操作流程操作意識,掌握緊急狀況下的應急操作等。企業需要建立明確、嚴格的相關流程和制度,包括標準操作流程、熱加工作業許可、進入受限空間許可、物料及能源隔離程序、管線脫開程序,應急預案等,并要對員工和供應商進行充分的培訓、考核,確保員工充分了解合規操作的重要性并能按照標準操作流程執行。

  FM Global始終堅信,絕大多數災害所造成的損失是可以避免的,在化工行業也是如此。通過合理的設計和施工、建立和維護工藝安全管理體系、等措施,化工企業的風險是能夠被有效的識別、規避、減小和控制的。

  本文源自中國保險報網

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