什么是本質安全?化工企業如何實現本質安全?
近幾年,我國石化行業重特大事故時有發生,暴露出行業領域在規劃布局、安全設計、自動化監控、生產管理、人員素質等方面存在的問題還比較突出,本質安全水平普遍有待于提升。為有效防范和遏制重特大事故的發生,打造本質安全型企業被提到了一定的高度。
那么什么是本質安全?化工企業如何實現本質安全?石化聯合會安全生產辦公室近期組織行業專家進行了專題研討。
以下資料和觀點整理自專家研討內容,現分享給大家,供參考。
一、“本質安全”一詞的提出與發展延伸
“本質安全”一詞的提出源于20世紀50年代世界宇航技術的發展,隨著人類科學技術的進步和安全理論的發展,這一概念逐步被廣泛接受。
“本質安全”一詞的最早溯源是 Inherent safety,現在是 Inherently safer,也有提出Intrinsic Safety這個詞的。因為無法做到絕對安全,所以現在更多的提法是本質更安全(Inherently safer)。本質更安全是貫穿產品生命周期的,任何階段,都可以運用本質更安全理念。
“本質安全”是Trevor Kletz提出概念,首次提出的說法是1978年提出的what you don't have can't leak,后來發展成為inherent safety 或者inherently safer design。現在很多國內專家對本質安全的解讀其實要大于Trevor Kletz提出的概念,有很大的外延,也是在其基礎上的再發展。
最早1969年美國頒布了《系統安全大綱要求》,系統安全的理念也是本質安全。后來1974年英國傅立克斯鎮(Flixborough)Nypro公司發生燃爆事故,傷亡慘重,這起事故引起了社會的廣泛重視。1976年,英國化工安全專家Trevor Kletz首次提出,“預防事故的最佳方法不是依靠更加可靠的附加安全設施,而是通過消除危險或降低危險程度以取代那些不安全裝置,從而降低事故發生的可能性和嚴重性”,并稱該理念為本質安全(Inherent Safety)。這是世上首次提出將風險控制的重點轉移到風險出現的源頭前端,為風險控制提出了全新思路。Trevor Kletz提出了過程本質安全的理念。他認為消除這類事故的最佳方法不是開發更可靠的安全裝置或設備,而是通過消除危險或降低危險程度的方法來取代這些安全裝置或設備,從而降低事故的嚴重性。到了1985年他把工藝過程的本質安全歸納為:消除、最小化、替代、緩和及簡化5項技術原則。
本質安全,原本是防爆的一種形式,現在本質安全的概念外延許多,在化工裝置工程設計中,比如微反應器、計量罐容積限制、換熱器管殼程介質選擇、溶劑替代、冗余容錯等都是本質安全在技術上的運用。
二、本質安全的概念是什么?
一般概念:本質安全是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性,即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能。
但也有同意上述定義的相關人士強調本質安全應是一種終極目標和理想化的追求。支持狹義的本質安全定義,過度的擴展和外延就會散焦,使得概念太大,包含太多,解釋不清,實際應用不好,值得我們注意。生產經營企業單位不應視其為一種可有可無的終極目標來追求對待,本質安全應當是從源頭做起。比如建設項目要從本質安全設計著手,工藝流程設計本身就要兼顧安全性、可靠性,裝置必需的安全設施、規范明確的安全距離等等,這些都是本質安全手段。若等到建設項目施工過程,甚至上交竣工時再談完善本質安全措施已然晚矣。因此,本質安全是一項實實在在的前期工作。簡單一句話概括:從源頭風險來管控,而非依靠打補丁補救。
“本質安全”的不同角度理解:
本質安全應該理解為:從源頭做到控制風險。也有說成是包括硬件和軟件兩部分要同時安全的概念。硬件方面就是設備、技術、工藝要先進、可靠、智能,硬件從設備、技術、工藝等方面保證安全;軟件方面就是人的管理,做到可靠、智能,加強對人的管理,一個是管理水平要先進,二是操作人員的技術和技能水平要過硬。
對本質安全的理解,也可認為包括物的本質安全和行為過程本質安全兩部分的安全,物本質安全是指應該做到即使在誤操作的情況下也能保證安全,行為過程本質安全主要是指人的作業過程的各種行為要做到安全。物的本質安全可以通過完善設計和提高投資實現。人的行為過程本質安全又分兩種情況:1)正常作業過程各種行為都是安全的,這可以通過根據不同作業對象的操作規程、作業指導書編制設計來保證,只要有匯集專家編制完善的作業指導書讓作業人員照著做就行;2)困難的是在作業過程中遇到作業條件變化超過操作規程和作業指導書范圍的時候,作業者如何應變才能保證安全。這一點只能通過提高作業人員綜合素質來實現,是一個需要社會全方位共同努力才能實現的大工程。
同樣有學者表示,本質上是不可能做到絕對安全,所以才需要從本質上找尋問題,補上漏洞。需要的是了解風險,控制風險。本質安全需要包括技術層面,組織保障層面。正確采取措施,降低風險,并做到在每個環節能夠掌控風險。
“本質安全”中“安全”的一個定義就是風險在可接受范圍內。那么滿足法律法規的最低風險標準即可認為是安全的。所謂本質安全,只是與當前的法律法規標準比較而言,隨著時代科技進步,其實是本質更安全。從過程安全角度來說,風險和保護層級的設置和屏障有效性維護的匹配尤為重要,簡言之,隨著可接受風險標準的不斷提升,所謂的本質更安全也需要更高的投入,更高的標準,更完善的保護層,更低的事故概率。這里面當然也包括PSM全過程的標準提升。
三、本質安全的重要原則
本質安全的幾個重要的原則是Minimize、Substitute、Moderate、Simplify。
1.最小化原則(Minimization)。減少危險物質庫存量,不使用或使用最少量的危險物質。具有危險的設備(如高溫、高壓等)設計時盡量減小其尺寸和使用數量。
2.替代原則(Substitution)。用安全的或危險性小的原料、設備或工藝替代或置換危險的物質或工藝。該措施可以減少附加的安全防護裝置,減少設備的復雜性和成本。
3.緩和原則(Attenuation)。通過改變過程條件降低溫度、壓力或流動性來減少操作的危險性。主要指采用相對安全的過程操作條件,以降低危險物質的危險性。
4.簡化原則(Simplification)。指消除不必要的復雜性,以減少錯誤和誤操作的機率。簡單的單元相對于復雜單元的本質安全性更高,因為前者導致人員發生誤操作及設備出錯的機率要明顯低于后者。所以要求設計更簡單和友好型單元以降低出錯和誤操作的機會。
隨后,其他學者又研究、發展出容錯(Tolerance)、避免組裝錯誤(MakingIncorrectAssembly Impossible)、避免多米諾效應(Avoiding Knock-On Effects)等工作原則。
四、化工企業如何實現本質安全?
就企業范圍而言,就安全談安全是舍本求末。就業務活動(機器,物料,流程,環境及其他們之間的相互關系)本質,對業務活動管理(公司戰略和目標,管理過程,組織結構,知識管理等)的本質談安全才是固本培元的渠道。前者就技術而言需要做好的話,需要公司各專業人員對自己的專業有深入的了解,安全人員提供有效適用的方法論支持,就態度而言取決于后者。至于后者,取決于公司最高管理層的見識,如要做好,安全人員需要能與管理層進行對話,能影響到管理層決策,這是對安全管理人員最大的挑戰,安全管理的技術層面上要令人信服,要在合適的地方,時間,情景獻言獻策。
本質安全橫跨化工生產領域的全生命周期,也即:從原材物料出廠、運輸、入廠、加工、生產到出售的全生命周期,從企業的立項、設計、建設、試生產、規模化等,涉及到的消防、工藝、設備、生產、供應、銷售等各專業口上的源頭把關。如原材物料的不合規所帶來生產加工過程的工藝和生產本質安全的風險,致使生產過程無安全保障;裝置設備缺陷所帶來的風險致使人的不安全行為易導致事故發生等等。從設計、制造、監造、運輸、到試車這個質量形成流程和規范在管理,恰恰是這些個質量形成的過程對后續的所謂本質安全非常重要。
最后向大家推薦一本CCPS的書,Inherently Safer Chemical Processes A Life Cycle Approach,網上有電子版可以免費下載,與各位共勉。
以上資料為中國石油和化學工業聯合會HSE專家研討成果,轉發請注明出處。