危险化学品企业工艺安全管理关键要素探讨

沈振锋,云艳玲

(中盐内蒙古化工股份有限公司,内蒙古 阿拉善 750336)

1 前言

按照我国安全专业标准化工企业工艺安全管理实施导则的要求,工艺安全管理包括12个要素:工艺安全信息、工艺危害分析、操作规程、培训、承包商管理、试生产前安全审查、机械完整性、工作许可、变更管理、应急管理、工艺事故/时间调查、符合性审核。这些要素是相互关联、相互作用的。

危险化学品工艺安全管理(PSM)是一项持续不间断的活动,是一个动态安全管理,危险化学品企业的最终目标是“零事故”,而在现实管理中,工艺管理人员和安全管理人员要确定一个“可接受的安全水平”或者符合实际的安全目标,然后通过抓住关键要素来一步步实现目标。

2 工艺安全管理的基础要素

2.1 工艺的安全性

工艺的安全性需要从三个方面进行研究,第一是设计条件和设计内容的确定是在系统危险分析、事故模式与机理研究的基础上进行,并在设计条件下能够实现安全运转;第二是采用现代安全措施和相关控制技术,以实现过程的自适用性和调控作用,即使在运行过程中出现一些偏差或偏离设计条件,也能够将其安全地处理并恢复到原来未发生偏离时的条件;第三是确立安全开、停车装置,在风险分析的基础上,确定安全仪表功能(SIF)及其相应的功能安全要求或安全整体性等级(SIL),为安全开、停车装置提供技术保障。在工艺安全设计方面,考虑整体全部工艺的安全问题是是较困难的,需要将工艺过程进行分类,考虑每类工艺过程对其他工艺过程的影响,以达到整个危险化学品生产装置的工艺过程的安全性。

2.2 防止运行中的事故

工艺安全设计的宗旨是防止由运行中发生的事故(时间)而引起的次生灾害。引发事故的对象有废物的处理、停止供给动力、混入杂质、人员的误操作、工艺发生异常状态、外部其它原因等。危险化学品生产装置只要从设计安全入手,遵守操作规程,保障运行过程安全、对设备维护保养,保障机械完整性,可以避免发生大的事故。

2.3 防止扩大受灾范围

化工企业生产装置在运行中发生爆炸或有毒有害物质泄漏,需首先防止灾害扩大,采取措施把灾害局限在某一范围内。这就要求工艺安全设计时,考虑工厂的厂址、危险化学品装置的特殊性、企业内组织的不同及其他情况,特别是对工艺危害进行分析时,应建立管理程序,明确分析小组成员及负责人,在工艺装置建设期间进行一次工艺危害分析,识别、评估和控制工艺系统相关的危害,分析选择的方法要与工艺系统的复杂性相适应,并且每3 a应对以前完成的工艺危害分析重新进行确认和更新,同时形成相关文件和记录。

2.4 安全设计过程危险源分析

安全设计程序可根据企业的自身情况与质量、环境与职业健康安全管理体系的相关程序进行整合,安全设计一般包含以下要素:项目安全设计基础资料的收集、评审和确认、项目安全设计应遵守的法规和其他要求、项目安全设计的方针和目标、项目安全设计的策划、过程危险源分析、项目安全对策措施设计、项目安全设计审查、项目安全设计确认、项目安全设计变更。在安全设计的各个阶段,应事先充分审查与各个设计有关的安全性,并制定必要的安全措施。

2.5 过程危险源分析

2.5.1 过程危险源分析的程序

过程危险源分析开始前进行准备和策划,根据项目的规模、设计范围、风险大小、设计阶段、安全信息收集的完备性以及相关要求,确定分析对象、目标和内容,选择适宜方法,组建审查小组进行审查。

过程危险源分析的基本程序包括7步,规定过程危险源分析的依据、对象、范围和目标、收集过程危险源分析所需的数据和相关信息、辨识过程危险源、确定风险并进行风险评价、提出风险控制措施建议、形成分析结果文件、风险控制的跟踪和再评价。

2.5.2 过程危险源分析的基本方法

过程危险源分析方法是保证过程危险源辨识和评价质量的重要科学依据手段,可采用一种或多种分析方法用于过程危险源的分析。具体的分析方法有:预先危险源分析、故障假设分析、安全检查表分析、故障假设/安全检查表分析、危险与可操作性研究、故障类型和影响分析、故障树分析。

2.6 设计中的各分项安全设计

危险化学品企业安全对策措施的设计要遵循事故预防优先、可靠性优先和针对性、可操作性和经济合理性原则,去做好装置结构与材料的安全设计、过程安全装置设计、引燃、引爆能量的安全设计、危险物处理安全设计、防止误操作的安全设计、防止意外事故破坏或扩展的安全设计、防止火灾蔓延爆炸扩展的安全设计、液体局限化安全设计、消防灭火系统安全设计、报警、通信系统安全设计。

3 工艺变更安全管理

变更管理(Management of Change)要求在变更实施之前,针对生产装置、工艺操作、组织架构及其他活动所进行的评估和控制过程,以确保在变更实施过程中不会引入新的危害,且保证当前已存在的危害对员工、公众及周边环境的影响不会增加。在危险化学品生产过程中,当操作条件发生变化,或者替代设备和原设备的规格不符,就意味着发生了变更,如对这些变更未进行有效控制,可能导致工艺过程操作风险的增加,甚至是事故的发生。

3.1 变更管理与其他风险的相互关系

在危险化学品生产企业,变更管理系统作为一个实时对工艺过程进行监测的工具,与其他工艺安全管理的各要素相互影响,《化工企业工艺安全管理实施导则》中的要素都与变更管理相关联。很多要素作为变更管理系统的输入信息,变更管理系统则在变更申请得到批准后,转化出工作成果获绩效和行动要求,而这些具体的行动又通过其基于风险的工艺安全管理要素实施运作。

变更管理与工艺安全管理中的其他要素的关联性强,针对任何要素的变化,均需要对其进行判定,看是否属于变更,然后再落实相应的变更管理程序。

在危险化学品生产企业的生产过程,工艺变更涉及的广泛,每一项变更都可能改变工艺的安全生产状况,要求对工艺变更要加强安全管理,工艺变更的主要内容有:涉及工艺管理的变更、超出生产能力的改变、物料介质的改变、化学药剂和催化剂的改变、工艺设计依据的改变、工艺控制参数的改变、操作规程、操作卡片等工艺技术文件的改变、产品质量指标的改变、工艺流程和操作条件的改变、安全操作规程指标的改变、巡回检查路线的改变、岗位安全活动的改变、软件系统的改变、仪表控制系统的改变。

3.2 工艺变更管理系统

设定工艺变更管理体系管理目标时,应考虑其适用性、符合现行法律法规和生产装置的实际需要。这些目标应纳入工艺变更管理系统中,通过采取相应的措施和方法实现管理的预期目标。

3.2.1 建立术语体系

工艺管理变更管理体系中应明确术语定义,界定定义区分不同影响程序的不同审批流程。工艺变更涉及的相关术语有:同类替代、变更、变更申请、变更的技术依据、紧急变更、临时变更、变更管理文档。

3.2.2 全生命周期的应用

危险化学品生产企业工艺变更管理的计划、规划、设计必须考虑其实际生产和经营的运用场景。在危险化学品生产装置的成熟阶段,通过有更多的工艺安全信息可用于支持变更管理决策,与安全风险有关的信息也更加直接和具体。

工艺变更管理系统应包含化工企业生命周期的各个阶段,在可行性研究、工艺开发、初步设计、详细设计、施工建设、开车试车、运行管理、停车停产、拆除报废等各个阶段均可能涉及变更管理,工艺变更管理会贯穿在设计、开发、启动、运行、维护直至最终关闭或停运的所有阶段。

危险化学品生产中的工艺变更是随机发生的,变更的时间无法确定,是依据生产的实际运行状态而引发的,在生产装置的早期和晚期,工艺需要变更的情况较少且不复杂,而在生产装置运行的中后期,为实现节能降耗或产能提升等目标的实现,工艺变更的可能性更大,且变更较为频繁,需要系统化的考虑。

3.3 工艺变更管理体系的适用范围

在变更管理体系中应当规定变更管理的适用范围,主要明确实施变更管理的装置及实施的物理范围、工艺变更管理的变更类型、变更管理系统与其他工艺安全管理要素或企业其他管理系统之间的接口和衔接内容。

3.3.1 工艺变更管理系统的变更类型

危险化学品生产装置中不同的变更类型,其安全管理措施和应急装置是不同的,也应使用不同的变更管理审查流程。一般情况,企业应至少考虑以下变更类型:

(1)工艺过程设备及设施的变更(材质的变更、设计参数的变更、设备结构填料形式的变更);

(2)工艺过程控制系统的变更(仪表、控制、联锁和计算机系统的变更,包括逻辑控制及软件的变更等);

(3)操作和技术的变更(工艺条件或上下限的变更、工艺流程的变更、原料的变更、产品规格的变更、化学药剂的变更等);

(4)操作程序的变更(操作标准规范的变更、作业安全控制的变更、应急程序的变更、管理程序的变更、检验程序的变更等);

(5)安全系统的变更(安全停车系统的变更、安全开车系统的变更、安全控制标准的变更);

(6)检验、测试、预防性维修要求的变更(检验方法的变更、测试指标的变更、维修工具的变更等);

(7)基础设施的变更(消防系统的变更、构筑物等设施的变更);

(8)人员及组织的变更(岗位操作人员的变更、承包商的变更、操作作业时间的变更等)。

3.3.2 工艺变更管理和其他程序的整合

PSM要素生成的文件要能反映变更管理系统所批准的变更。变更管理系统应及时向其他要素提供有关的文件、技术、工艺、装备等的说明,以确保其他要素可以及时地更新信息。在变更管理和其他工艺安全管理(PSM)要素生成的文件衔接上,应建立一个正式的文件控制体系,以此来管理图纸、程序、政策、标准、规范和其他文件的变更。有效的文件控制体系应提供访问PSM相关文件的可靠途径的流程或程序,防止失效的受控文件在文件控制体系内存在。

变更管理体系要做好后续员工的安全培训和教育、开车前的安全审查确认等程序。除了新建的危险化学品装置在初次启动前所进行的开车前安全审查确认外,几乎所有的开车前安全审查确认都可能是由变更管理系统发起的,生产装置在年度大修或技改后,要扩大开车前安全审查确认的覆盖范围,保障工艺系统实施变更后能够安全稳定地恢复生产。

3.4 变更的审查与批准

在工艺安全管理中,企业一般根据项目的费用来界定项目所需的批准和审查级别。而在编制工艺变更审查流程时,应考虑不同装置的工艺安全特点,确定变更的复杂性、变更的程度、危险化学品或设备的危险特性等,因此,不同装置、不同类型的变更,需要的审查内容也是不尽相同的。

确定审查级别方法之一是依据变更可能带来的危害和事件/事故发生的可能性确定审查的级别。变更管理程序应设置五个关键步骤:初始审查、分级审查、危害评估、授权审查、关闭审查。初始审查用以阻止那些与企业长期安全发展目标不一致的、企业不可承担的、难以实施的或很难获得管理层支持的变更。分级审查时设定与装置情况相适应的审批权限和级别要求,防止变更的失控。危害评估主要任务是确定由变更而引入或加剧的危害,确定变更是否能够被安全地实施,确定变更执行过程中的安全控制措施是否可行、是否充分、是否安全,确定变更执行前必须要完成的任务(如更新工艺安全信息、编制新的操作规程、相关人员的沟通培训),确定是否需要其他审查,确定开车前安全检查的深度,确定在变更完成后需要的记录工作(图纸、档案等)。授权审查是变更实施前最后一道变更审批手续,审查以确保在变更实施之前,对在危害审查中提出的相关工作任务已全部完成并做了相应的记录后,才能进行最后的终审手续。关闭审查是审查人员确认变更实施后的所有工作均已完成,包括更新和发布修订的图纸,开车前安全检查资料的建档等,确保一个工艺变更项目完成管理系统流程。

3.5 变更管理中的关键问题

在变更管理体系中,变更管理部门应在变更体系中明确应考虑的关键问题和特殊情况,在变更管理中应考虑的关键问题至少应包含以下内容。

变更和同类更换的区别、变更的分类;有关变更的工艺需求及技术可行性;用于审查变更的信息列表;变更实施时间的确定、变更期限的确定;确保所有变更任务完成的措施清单;用于审查变更的专业、技能、方法、手段;变更审查人员可使用的工具清单;危险控制的准则、可容忍的危险准则;文件控制要求、表格、资料及档案相关规定;及时向变更影响的相关人员传达变更信息的方法,向员工提供有效的安全培训方法,向员工提供关闭变更的方法;是否允许临时变更和具有临时变更性质的特殊情况的判定;是否允许那些为满足变更紧急需求而规避部分变更管理要求;监控和审计变更管理的方法。

3.6 变更管理系统的监督改进

变更管理是工艺安全管理系统中较为难以实施的要素之一,如何对其进行持续优化和改进也是一项长期工作,应当在实施过程中对具有缺陷变更管理系统进行重新设计,强化现有的变更管理有效性手段,对变更管理体系进行持续改进。在日常管理工作中有大量信息可以促进变更管理系统的改进,如同行业的事故调查报告、企业装置运行绩效和效率指标、内部隐患排查、同行业的对标以及对先进做法的评估和分析等。

通过对变更管理系统的持续监督改进,增强系统或实施过程的可靠性,取得更为可靠的运行状态,实现有效地控制生产装置的风险。

4 结束语

随着化学工业自动化大型装置在国内的应用,避免危险化学品企业灾难性事故成为地区、行业可持续发展的前提条件,工艺安全管理既要做好与其他管理要素有效融合,相互促动,也要抓住工艺安全管理中的关键点、难点,采取科学有效的方法实现危险化学品生产装置“可接受的安全水平”和切合实际的安全目标,从而保证生产装置高产、优质、高效、安全稳定、绿色无污染、长周期运行。