知安企业管理咨询(上海)中心 孙洪|文
2018年5月12日,上海赛科石油化工有限责任公司承包商上海埃金科工程建设服务有限公司在进行储罐检修作业时发生爆炸和火灾,造成6名承包商员工死亡。事故得到政府和公众的广泛关注,也提醒了化工行业工厂停车、检修以及开车过程中的安全风险不容忽视。
近年来,工艺安全管理(Process Safety Management)为国内化工行业逐步认识和实践。化工厂大修涉及到机械完整性、安全工作实践、变更管理、开车前安全评审和操作程序等多个工艺安全管理体系要素。
本文将探讨化工厂检修活动安全完成后的开车准备工作中可能出现的问题,以及如何避免因开车准备不当造成事故。
组织或参加过化工厂检修工作的朋友们大多碰到过不少因为检修带来的问题,例如:工艺管道和设备上没有拆除的盲板;没有密闭的电气设备;没有连接好或没有正确连接的仪表气管;遗忘在工艺设备和管道内异物;不正确/不充分吹扫或清洗的设备或管道;遗留在高处的报废设备零部件、保温材料和化学废料;大修中有意变更的工艺设备;废物处理设施没有准备好;大修中无意造成微小变更。
图1 得克萨斯炼油厂异构化装置事故图 源自www.csb.gov
以上问题小则延误开车,造成经济损失;大则造成事故,甚至是灾难性事故。这些问题总的来说可以分成两个方面:
一是大修过程中发生工艺变更,相应风险控制措施没有到位。化工行业著名事故之一是:1974年6月1日发生在英国佛立克斯保罗的环己烷氧化装置泄漏蒸气云爆炸事故。当时为了维持生产,工厂用20英寸(50.8 cm)连接管道代替了需要维修的反应釜,最终因临时管道和反应釜之间的波形膨胀节被热应力拉破释放出大量环己烷。随后,易燃蒸气云爆炸彻底摧毁了工厂,并造成28名员工死亡。
二是检修后没有恢复设备、人员和环境。2005年3月23日发生在美国BP得克萨斯炼油厂异构化装置易燃物泄漏、爆炸和火灾事故,其原因就包括该装置开车时抽余油裂解塔高液位报警、抽余油裂解塔视镜、放空罐高液位报警、抽余油裂解塔底液位控制回路和抽余油裂解塔压力泄放阀等多个设备失效;员工最多连续上了29个12 h班而疲惫不堪,且当班主管不在场;以及承包商员工没有离场等问题。
解决大修开车准备问题,避免相关事故的解决方案也是两个:其一,对大修期间变更做好开车前安全评审(PSSR,Pre-Startup Safety Review);其二,认真执行操作准备(Operational Readiness)检查。
开车前安全评审源起美国杜邦,作为当年的美国头号炸药企业,其在1818年发生了一起重大事故,爆炸造成48人死亡,公司濒临破产。公司创始人E.I杜邦好不容易改进安全技术并恢复了工厂,但工人们不敢开车生产。为了取信员工,E.I杜邦不得不亲自启动设备证明给员工看设备是可以安全使用的。开车前安全评审后来成为杜邦工艺全管理14个要素之一。如今化工行业的复杂程度,高层领导不再需要亲自操作设备,但依然要亲自参与开车前安全评审。20多年前杜邦上海青浦莱卡工厂开工时,作为主要装置开车操作班长,笔者就亲历了由全球10家兄弟工厂厂长参加的超豪华阵容开车前安全评审,体验了被询问和被挑战的滋味。后来笔者负责杜邦中国区安全、健康和环境(SHE)工作,常被新建项目工厂领导邀请主持开车前安全评审工作,是开车前安全评审的拥趸。
开车前安全评审是在新的或改造工艺装置启动之前的全面评审,确认工艺装置是否可以安全开车。开车前安全评审主要工作有两项:
一是确认工艺装置是否按照设计要求建设,需通过如三查四定、问题清单(Punch List)和新设备质量保证(监造、运输和安装)等化工建设项目质量流程的文件记录评审和现场抽样验证完成。
二是确认工艺安全管理措施是否满足了启动要求。因大型项目涉及工艺危害的重大变更,这部分工作往往是工艺安全管理体系的全面评审。评审利用文件审核、现场勘察和人员访谈等多种方法,着重检核操作程序、操作人员培训、工艺危害分析(PHA)建议关闭情况、项目期间变更管理(MOC)、新设备质量保证、应急响应计划演练等内容。
大型项目开车前安全评审往往由有丰富运营经验人员担任组长的评审小组投入数天完成,组员包括工艺、操作、电仪、机械和工艺安全管理专家。而简单工艺技术变更的开车前安全评审由3~4人的小组花很少时间就可以完成。
开车前安全评审形式有点像读者比较了解的体系外审和石油化工建设项目中交的组合;但与外审和中交的最大不同是开车前安全评审对工艺安全管理体系的特别关照。开车前安全评审也是压力较大和日程紧张的活动。评审小组成员一半时间在现场勘察和访谈,另一半时间在会议室听取报告和评审文件记录,时常需要用休息时间来讨论。
开车前安全评审小组应该在评审结束时得出工艺装置是否可以安全启动的结论,并由小组全体成员签署开车前安全评审报告。当然,鉴于化工装置工艺流程的复杂性,可以提出有条件开车的结论,并识别必须在开车前完成的建议行动和可以在开车后完成的建议行动(俗称A、B项)。有些企业会根据可能存在问题的风险做出更为详细的建议行动分级。全主体责任原则要求建设项目组负责建议行动的实施、跟踪和核实;建设项目经理确认全部A项完成后书面批准方可装置开车。
如果有人问,成功的开车前安全评审(未必是成功的开车,因为有时评审结论是不开车)的诀窍是什么?这里引用杜邦说法“我相信你,但我核实。” 开车前安全评审小组成员需要认真核实评审信息,而不是仅仅采信陪同人员的介绍。
美国化工过程安全中心(CCPS)在《开车前安全评审指南》提供了更多实施评审的细节,还提供了两个经典的开车前安全评审检查表供读者使用。
化工企业看到系统性开车前安全评审的价值并将这一概念应用到操作准备。即使大修停车时没有工艺技术变更,也应系统化地检查以识别可能影响开车安全的缺陷并加以整改。实际上,大型化工厂检修期间常常涉及多个工艺技术变更,这时操作准备检查中会包含若干开车前安全评审,这些评审需独立执行和报告。
操作准备检查与开车前安全评审恰恰相反的是:操作准备确保停车检修前设备、人员和环境的状态没有发生改变,已经恢复到了原来的安全状态。操作准备检查的形式和开车前安全评审类似,但其检查内容因设施特点而异,也就没有了标准开车准备检查表。化工企业必须根据自己的实际情况设计开车准备检查表,并不断改善。必要时,还可以开发特殊用途检查表,如因自然灾害造成停车维修后开车准备检查表和工艺安全事故后修复开车准备检查表等。
如同开车前安全评审,操作准备检查小组应该在检查结束时得出工艺装置是否可以安全启动的结论,并由小组全体成员签署。一般情况下,操作准备检查发现项均需得到妥善解决方可装置开车。
美国化工过程安全中心(CCPS)在《基于风险的过程安全》中,把原来“开车前安全评审(PSSR)”要素改为“开车准备(Operational Readiness)”,新要素包括了开车前安全评审(PSSR)和操作准备(Operational Readiness)的内容(见图2)
图2 美国化工过程安全中心开车准备要素介绍示意图 源自《基于风险的过程安全》一书
对化工企业特别是危险化学品企业而言,完全有必要全面实施包括运行准备在内的工艺安全管理体系;而装置检修是检验工艺安全管理体系有效性的“试金石”。