自控专业风险预防与控制

李 斌

(中国石油长庆石化公司，陕西 咸阳 712000)

随着经济的高速发展，市场对新产品、新材料和新工艺的需求日新月异，相应生产设备的工艺机理复杂化、控制参数多样化、控制方案和手段严格化、控制指标也愈加精细化，这不仅对自控专业人员的技能提出了更高要求，也使得自控专业的检/维修作业量增多、难度加大、生产环境也更加苛刻。因此自控专业对企业安全生产带来的风险也随之增大。石化企业生产装置日趋大型化，生产满负荷长周期，工艺介质易燃易爆、有毒有害，工艺过程高温高压，这也对自控专业提出了比其他行业更高的专业和安全要求。目前，国家正在大力、全面和深入推进石油化工企业HSE管理体系的建设，要求作业和操作安全受控，实现生产过程本质安全，保证人身健康、作业安全和环境不被污染，因此自控专业在生产中的安全风险识别与控制成为首要工作。笔者以石化企业的几个典型生产事故为例，分析自控专业的职业健康危害以及在检/维修过程中存在的主要风险，最后给出了控制与预防措施，以期将自控专业对石化企业生产的潜在风险降至最低。

1 健康危害因素的预防与控制①

在石化企业生产过程中，仪表作为工艺的“眼睛”，实时检测、监视并控制各工艺参数或设备运行状态的参数，使其按预期工艺指标或安全状态运行，以保证产品质量，使生产过程安全受控，因此二者交叉关联，密不可分。工艺过程会使用或产生多种有害和危险物质，如原材料、中间产品、最终产物或过程添加剂，仪表检/维修作业时难免会接触到此类物质，对人身健康造成威胁。

1.1 排放

在将石油加工生产成各种石化产品的过程中，分离是最常见也是最重要的处理过程之一，主要有固液分离、气液分离、液液分离及气气分离等，分离过程中难免会出现固、液、气三相之间相互携带或夹杂的情况。对于测控固相介质的仪表，夹杂气体会出现气蚀；对于测控液相介质的仪表，含固相物质会造成磨损；对于测控气相介质的仪表，含液相介质会造成侵蚀等，这不仅对仪表检测元件的寿命构成威胁，也使得仪表无法正常工作，导致仪表的维护工作量很大。在工业四大参数测量仪表中，上述问题对流量仪表的影响尤为突出，因为容积式、速度式和质量式流量计的正常工作条件是：检测介质必须是单相组分，而且要求组成相对稳定。如：设计检测汽油的流量计，如果被测介质中含有气相物质，那么流量计就无法稳定测量；设计检测H2的流量计，如果介质中混有N2组分，同样也无法准确测量。在大量的仪表日常检/维修工作中，为了保证仪表工作稳定且检测数据准确，仪表的排凝、放气和除杂工作占有很大的比例。常见处理方法是：液体排放时用敞口容器盛接，再倒入污油罐回收；气体则直接排放。这些排放的液体大多具有挥发性，如果是有毒有害物质就会危及人身健康，并污染大气；如果是可燃性物质，排放过程中有可能扩散，遇火花或明火会引发火灾或爆炸；即便是非危险有害物质，回收处理也会使加工成本增加。而且，不管是气体还是液体，如果排放过程中流速过高，也容易产生静电，遇空气会发生爆炸。此类问题的预防与控制办法如下：

a. 从工艺角度出发，要求操作平稳，避免生产异常波动。因为异常过程势必会产生异常产物，难免波及仪表。笔者发现，大多仪表的检测误差就是检测介质密度或组分发生变化而导致仪表工作失灵或检测数据失真。然而装置运行本身就是动态过程，波动在所难免，只是幅度略异，因此通过控制装置的平稳率来减少仪表排放，具有局限性。

b. 从自控专业角度出发，在仪表选型时尽量避免采用带导压引线的仪表，除非被测介质组分比较恒定(如水及氮气等)。因为介质组分的变化对正/负导压管的影响不对称，导致仪表检测结果出现偏差，如正常检测汽油的孔板流量计，如果介质中带水，水的密度比汽油大，在高压侧引线内更易沉积，导致仪表显示偏大甚至超量程，当介质正常后水仍然积聚在引线中无法带走，只能进行排放。

c. 对于在运行装置，检/维修作业时建议使用特制容器密闭排放，防止挥发或与空气接触，回收并做无害化处理，禁止直排。

d. 随着企业HSE管理体系的深入推进，人们的健康、安全、环保及节约意识不断增强，设计单位也要摒弃传统设计思路，从健康、安全和环保的角度出发，进行设计创新，研究和采用新的设计方案，从源头加以控制。比如在设计仪表时，可采用全密闭排放、回收和处理系统，杜绝直排现象，没有排放其风险自会消减至最小。

1.2 泄漏

生产装置或设施的工艺管道、阀门和设备(工艺设备、机电仪设备等)之间的连接处，设备与其附件的连接处，以及设备本体的可动和不可动部件的连接处，形成了数量庞大的动、静密封点，这些密封点由于腐蚀、磨损、填料老化及垫片失效等因素会产生泄漏，这样会对仪表工作人员造成人身危害。

预防与控制措施：使用质量可靠的设备和材料，提高施工或检/维修质量，加强预防性维护保养的工作力度，减少非计划检修工作，减少或杜绝泄漏的发生。

2 作业风险预防与控制

2.1 带电作业

工作过程中，经常有少数仪表专业人员的技术水平较低、安全意识不强、全局意识淡薄，或存在侥幸心理，对潜在风险识别不全面，导致事件或事故发生。如在仪表拆装过程中，有技术人员认为只要电源线正、负极不短路，带电操作就安全，其实如果操作过程中正极接地，电源回路中的电流瞬间增大，发生打火，如果现场存在可燃气体，就易造成火灾或爆炸，引发事故；还有人认为只要拆掉电源线，仪表就安全了，其实如果电源正极接地，就会熔断DCS的电源保险，危及控制系统的安全；进一步分析，如果电源保险电流参数选择过大，未及时或无法熔断，会导致DCS卡件电源电位拉低，其他回路仪表就无法正常工作，危及装置的安全平稳运行；有时作业中也有人怕麻烦，不断电处理，而将线头用绝缘胶布包缠，其实在抽穿线过程中，绝缘胶布很容易被挂掉，导致电源正、负极短路，或正极碰到表壳而接地，出现打火或损毁系统电源；还有在仪表接线时，作业人员心里清楚线路不能接地，但实际操作中常因表壳很小，操作空间受限，在使用螺丝刀压紧线头时，虽然线头防护到位未接地，但螺丝刀金属部分不时碰到表壳，此时线路早已接地，如果是信号线接地就可能会烧坏仪表，酿成恶果。当然，有些仪表在检查测试过程中，需带电进行，此时更应充分识别潜在风险，保证作业过程本质安全。

预防与控制措施：提高技术人员的专业素质和技能，加强安全意识，做好风险识别，严格按检/维修操作规程作业。

2.2 接线

接线在自控专业中是最常见也是很重要的作业内容，因为仪表的检测器和转换器之间有内部专用电缆，整台仪表有电源线和多种输出信号线，线头数量多且较集中，极易产生错接。因此在涉及仪表拆接线时，一定要做好线标，防止因接错而损坏仪表或发生爆炸事故。如，安装恢复一台离线检定完毕的电磁流量计时，施工人员拆线时未对电源线(220V(AC))和信号线(4～20mA无源输出)进行标记，恢复接线前也未进行测试确认，单凭记忆盲目接线，结果上电后，听到表壳内异响，打开表盖时看到仪表线路板已烧得面目全非，原因就是错将电源线接至信号线端子，上电后烧坏了仪表。

预防与控制措施：自控专业技术含量相对较高，作业时必须对每一步操作都要确认并记录，在无把握的情况下退守至安全状态，采取其他方法验证无误后，再继续后续工作。

2.3 静电

石化企业生产过程中会有很多可燃性气相介质，一般含有CH4、H2、CO、C2及C3等组分，在仪表检/维修作业过程中要防止产生静电，否则可能引发着火或爆炸事故。如检查一台燃料气锥形差压流量计时，为了确认引线是否畅通，仪表人员停表后打开放空阀进行检查，不料由于阀门开度较大，引线通畅，气体大量排出，由于流速很高产生了静电，排放的可燃性气体与空气充分接触，遇静电发生着火，由于是在白天，未看到火焰，立即关闭放空阀，险象消失。

预防措施：作业时，谨慎操作，慢开少排，充分识别潜在的静电风险。

2.4 窒息

自控专业在进行作业时经常会遇到有限空间，如常见的塔、器及罐等工艺设备，实际工作中指的有限空间潜在风险主要是针对人的呼吸和神经系统，如当工作人员的头部暴露在空气中，而身体处于有限空间时是没有风险的；而当头部伸入一个很小的空间，即便是刚能容下头部，但是里面缺氧也会导致窒息身亡的。比如，在检修一台复式压缩机时，仪表人员需对压缩机活塞杆下沉位移探头进行安装调试，探头就安装在压缩机密封腔，打开侧方盖板，人站在平台上，头部和上半身钻入密封腔进行作业，此时由于氮气置换线阀门内漏，导致密封腔内充满氮气，仪表人员刚伸进头，立刻感到头晕目眩，四肢发软，险些发生窒息事故。

预防与控制措施：在石化企业的现场作业过程中，往往是一个系统工作会涉及工艺、设备及安全等多个专业，相互交叉影响，因此各相关专业必须精诚协作，互相配合，才能消除潜在的各类风险，保证作业安全受控。

2.5 闪爆

石化企业在平时或停工大检修时，自控专业技改项目较多，往往涉及动火作业，此时一定要仔细确认工艺管线吹扫或置换是否合格，否则可能会发生闪爆事故，危及人身安全。工艺在切除或停工后的吹扫或置换过程中，时间很难保证，有时留有死角盲区，慢慢地一些可燃介质又挥发扩散至工艺管道或设备腔体，如果盲目动火，就会发生闪爆事故。另外，石化企业工艺过程复杂，水、汽、风及工艺等系统相互交错，如果部分环节密封不良或控制不当，就会出现介质互窜现象，这更要引起高度警惕，必须进行实际监测确认。如在一次大检修中，为进储运罐区低压蒸汽线安装一台流量计，按照经验管线内绝不会有可燃物质，但是技术人员还是边用氮气保护和冷却边用锯弓锯，当锯开一条缝隙时，里面扩散出呛鼻的气体，再用便携式可燃气体检测仪检测时，报警仪显示数值迅速超过了报警值。

预防与控制措施：作业过程中，做好最充分的风险识别，对于一些潜在的危险因素或风险，不要凭经验主观臆断，要有真凭实据，用科学的数据作为判据。

2.6 冻伤

石化企业会生产多种液化气体，如丙烯、丙烷、丁烷、液化石油气及液氮等，测控此类介质的仪表时，一定要防冻伤，因为此类介质在降压或放空时，因汽化而大量吸热，很容易冻伤皮肤。

3 SIS系统风险预防与控制

对于突发事件，应急是事后处理的唯一有效途径，因此可以通过完善的应急预案来控制风险，将损失降至最小。对于一套生产装置的安全联锁系统(SIS)，自控专业应分三级，即装置级、仪表公用系统级和单台仪表设备级，分别完善应急预案，反复推演或演练并改进。

3.1 装置SIS系统

为防范一些已知因素可能对安全生产造成威胁，各装置都设计有SIS系统，以保证意外情况下，设备和装置处于安全状态。针对装置SIS系统的应急演练，目前各企业主要是针对工艺操作或设备状态参数超限引发的联锁保护而进行的，即当工艺参数或设备状态参数达到联锁值时，SIS系统启动，自控专业要确保突发事件情况下所有仪表能按设计及时、准确动作，防止因仪表拒动而起不到安全保护的作用，反而造成恶性次生事故发生。

3.2 SIS公用系统

作为自控专业，除了做好装置SIS系统动作后相应的应急演练工作外，还需考虑专业内可能导致突发事件的系统风险因素，如净化风中断，供电系统停电或晃电等突发事件，此时要确保现场每台联锁仪表处于事先设计好的状态，自控专业也要根据这些风险制定相应的响应预案并进行演练，确保设备和装置处于安全状态。

3.3 单台联锁仪表

除了针对装置和SIS公用系统出现的突发事件，要做好应急预案和演练工作外，单台联锁仪表出现故障或误动作，也会造成设备、装置联锁，其危害同样不容忽视。但是针对单台联锁仪表失灵的应急预案和演练工作往往被企业忽视，主要表现为重视程度不够，相应的应急预案和演练工作缺失。构成联锁保护系统的每台仪表，输入检测环节会因种种因素出现假信号，输出执行环节也会因种种因素出现误动作，针对这些情况，仪表专业也应制定相应的应急预案。如某加氢裂化装置热高压分离器设计有液位低低联锁，当液位低于设定值时，3台液位开关三取二动作，SIS系统自动关闭热高分出口切断阀，防止高压窜入低压系统，发生爆炸事故。有一次，热高分差压式液位计因伴热原因导致仪表显示假信号，液位显示值为54%，其实际液位已经降至联锁值，3个液位开关同时动作，联锁启动，按照设计逻辑此时应切断出口阀，但是SIS系统并未监测到关阀回讯，工艺内操人员判断阀可能没动作，如果液位再降低，就会出现高压气相窜入低压系统造成恶性事故。此时，通过SIS辅操台强制关阀也无济于事，因为自动联锁和手动强制工作过程相同，输出为同一信号。情急之下，内操人员关闭了与切断阀串联的液位自控阀控制出料，同时通知现场外操人员手动将阀关闭，之后液位缓缓升高，等液位开关输入信号正常后再复位联锁，SIS系统恢复正常状态，DCS再转入正常操作。事后检查发现，紧急切断阀气动控制模块未正常动作，造成阀门拒动。

上述事故警醒技术人员：单台或局部联锁仪表的误动或拒动同样存在很大风险，要引起足够重视，组织自控专业将风险识别工作做细做实，各专业要相互沟通交流，及时总结实际操作中发现的问题和不足，不断完善自控专业的应急预案，并加强演练。

4 传统的风险识别方法的弊端与应对措施

过去，石化企业的技术人员在长期的工作实践中总结和传承了许多宝贵的经验和好的做法，但是随着科学技术的发展，以及HSE管理体系的深入推进，有些方法已经无法适用于现在的生产条件或环境，这就要求新一代的技术人员要用辩证和发展的眼光加以继承或摈弃。比如前辈们总结出了五字巡检口诀，即“走、看、摸、听、闻”，但是由于个体的专业技能不同，工作经验不一，很可能会出现判断结果不同或失准的情况。现今，新技术、新材料和新设备层出不穷，应用广泛，各类检测仪器形式多样，而且其灵敏度高、检测数据准确，同时自动记录结果和相关信息，趋势分析诊断、传输方式多样，既科学又方便。如便携式H2S检测仪的灵敏度为0.001‰，远高于人的嗅觉，等人体感觉到并有所反应时可能已酿成大祸。一般情况下，在易于产生危险或有害物质泄漏的场所，要佩戴防护面具。另外，像H2S这样的气体具有特殊气味，但是像H2及CO2等气体却无色无味，再凭嗅觉已无济于事；再如CO和N2可能引起中毒或窒息。其他设备或环境参数，如振动及噪声等，仅靠感官会存在误判或风险。

预防措施：选用新型仪器仪表，通过科学的方法和手段，监测、识别并控制风险。

5 其他风险预防与控制

自控专业与其他专业在检/维修作业中有一些相同的风险，如物体打击、高处坠落、机械伤害、触电、射线伤害、灼烫、火灾、物理性爆炸、粉尘危害、车辆伤害、起重伤害及淹溺等。其预防与控制措施与其他专业类似，需要提高安全意识和应对技能，做好风险识别和有效防范措施。

6 结束语

石化企业的HSE管理工作中，自控专业的风险预防与控制具有举足轻重的作用，其内容十分丰富，只要自控专业从设计源头采用安全理念和有效控制手段，施工过程科学规范，在日常运维工作中充分识别职业健康危害因素和作业风险，防护措施周密完备，该专业的潜在风险就能被有效预防和控制，企业就可实现生产过程的本质安全。