什么是杜邦工艺危险分析?

2024年6月26日13:56:10什么是杜邦工艺危险分析?已关闭评论

1.术语与定义

(1)工艺(Process) 与生产、处理、存放及使用物料有关的活动,包括相关的设备和技术。

(2)设施(Facility) 指工艺运行需用的实体,如建筑、设备、容器、管道、阀门、仪器及控制逻辑等等。

(3)危害(Hazard) 可能造成人员伤害、财产损失、或环境危害等的物理或化学条件。

(4)工艺危害(Process Hazard) 危害工艺可分为低危害操作(LHO)和高危害工艺(HHP)。

(5)低危害操作(LHO) 是指较低可能性将导致死亡或对身体健康造成不可恢复影响的危害,如火灾、毒性物质暴露、机械性危害、热暴露及窒息等。

(6)高危害工艺(HHP) 是指任何制造、处理、贮存或使用某些危害性物质的活动,这些危害性物质在释放或点燃时,由于急性中毒、可燃性、爆炸性、腐蚀性、热不稳定性或压缩,可能造成死亡、不可康复的人员健康影响、重大的财产损失、环境损害或厂外影响。

(7)有害物质(Hazard substance) 指在泄放时或释放能量时会造成严重的人员伤害、重大的财产损失、或严重的环境危害的化学物质或材料。

(8)工艺危害分析(PHA) 由“工艺危害评审(PHR)”和“后果分析(CA)”两部分组成。它采用有组织的系统化的研究方法,以寻求控制危害的各方面的一致性意见,并将结果归档,用于将来的跟进、应急计划以及与该工艺过程有关的操作、维护人员的培训。

(9)工艺危害评审(PHR) 运用公认的评价方法全面而系统地评价工艺设施,以识别和控制危害。

(10)后果分析(CA) 用于评估在工艺过程失去工程控制或管理控制时可能发生的危害事件所导致的直接的不良影响。

(11)过程安全管理(PSM) 旨在通过对化学物质和生产工艺中的各种危害进行识别、了解和控制,防止出现严重的工艺事故,避免对工厂、社区造成重大的生命或财产损失,以及对环境造成破坏。

(12)共因失效(CCF) 在一个系统中,由于某种共同原因引起两个或两个以上单元同时失效。

2.杜邦工艺危险分析的应用范围

(1)识别已知与未知的危险事件;

(2)识别危害性物料与危险的工艺过程;

(3)为理解危险事件及如何对其作出响应提供背景框架;

(4)识别、消除或减少危险源的风险水平;

(5)识别危险事件的后果及其对PSM要素的影响;

(6)在危险控制方面,寻求实现多学科的一致性;

(7)将分析结果归档,供今后使用。

3.杜邦PHA实施步骤

杜邦PHA实施步骤分为:计划与准备、危害识别、工艺危害评估、后果分析、其他需要考虑的因素、风险评估、建议措施与报告、记录归档、管理层审核等9个步骤。为了全面系统地了解和掌握杜邦工艺危害分析的方法与技术,在下面较为系统地介绍这些步骤。

(1)计划与准备

① 选择工艺单元/区块 将整个设施分解为不同的单元或区块,各单元或区块能在4个月或更短的时间内分析完。根据危害程度,将单元或区块进行优先排序。根据单元或区块中危害的程度,确定工艺安全分析的频率。

② 选择与培训小组成员 组长加上3~6名全职成员组成分析小组。组长的能力要求:良好的组织能力,在工艺安全分析方面,受过专门的培训并有经验。小组成员的能力要求:工艺所涉及各专业的结合,在工艺的操作和维护方面有实际经验;熟悉以下各方面技能的人员:操作/生产、维护/机械、工程/技术、操作过该工艺的人员,对工艺安全分析方法熟悉的人员。

③ 小组成员的职责 a.组长。组织整个分析活动,指导分析工作,保持分析的完整性与一致性,引导分析达到深入透彻,保证分析工作的进度,与管理层沟通进展,发表会议记录,依计划完成最终报告。b.成员。积极参与分析,优先完成PHA工作,定期巡检设备,识别主要危害,给出明确的建议措施,如果工艺流程经研究确认可安全地操作,形成表格并存档。

④ 举行启动会议 a.讨论章程。管理层或PHA管理小组编写一份章程,明确分析的范围、时间安排以及期望。b.向组员描述PHA的过程。c.确定分析进度安排。d.分配职责,如书记员。e.收集最新版的工艺安全信息,并在进行PHA之前发给小组成员。

⑤ 最新版的工艺安全信息 a.物料的危险性;b.工艺的设计基础;c.设备的设计基础;d.PID图;e.操作程序;f.标准操作条件;g.变更管理的记录;h.相关事故调查报告;i.该工艺以前的PHA报告;j.类似工艺的PHA报告。

(2)危害辨识

① 危害识别方法 a.审阅危害清单;b.建立化学反应矩阵;c.建立化学危害分类;d.回顾重大/未遂事故报告;e.审阅之前的工艺安全分析及报告;f.识别并罗列工艺潜在能量;g.召开故障建设“讨论会”(头脑风暴)。

② 危害识别所用的信息 a.分析对象的相关资料,重大工艺事故的报告,以往的PHA、变更管理记录,MSDS化学反应矩阵,有经验的顾问;b.对分析对象进行现场考察,识别潜在的危害。

③ 现场考察的作用 对分析对象进行考察、识别或评估。a.最严重事件情形;b.设施布置问题;c.相关人员的素质。

与相关的直线管理者、操作工、机械工、电工、工程师等进行交流,收集他们关注的问题和有用信息。各自独立将有发现项写成报告,与其他组员讨论发现项。确定PHA所要用到的最严重事故情形。

④ 危险源 a.化学性;b.热力性;c.压力/体积性;d.热能/位置性;e.动力性。

一种化学品与物料不兼容性矩阵,可以预见性地识别不同材料之间意外混合所会产生的危害影响,矩阵内的资料定性或半定性地描述了有意或意外的化学反应所带来的化学反应危害。见表4-2。

表4-2 化学相互作用矩阵

(3)工艺危害评估 工艺危害评估是针对工艺上可能发生的危害事件进行的系统而全面的分析,由多种专业人员组成的小组完成。小组成员运用特定的方法,评估每个危险事件可能造成的有害影响,判断系统中现有的控制是否足够,是否需要增加防护措施,就需要增加的防护措施给出建议。

方法包括定性与定量分析,根据每个PHA的情况,可单独使用或组合使用,可能需要专家顾问或分析师。

① 定性方法 a.故障假设/检查表(What If);b.故障类型与影响(FMEA);c.危险与可操作性研究。

如现在的大型企业都能主动地开展HAZOP分析,但在运行阶段,要求化工现役装置每3~5年进行一次HAZOP分析的要求基本还没有到位。另外,一个全厂级别的HAZOP分析需要一个掌握HAZOP精髓的主席(Leader)来带领团队,而这位“主席”需要既有理论知识又有现场经验,这种人才目前比较缺乏,导致现在大部分HAZOP分析的质量不高。HAZOP分析见图4-9和图4-10。

图4-9 HAZOP风险评估与管理流程图

图4-10 HAZOP审查与管理流程图

② 定量方法 a.保护层分析(LOPA);b.故障树分析(FTA)。

如保护层分析LOPA是由事件树分析发展而来的一种风险分析技术,作为辨识和评估风险的半定量工具,是沟通定性分析和定量分析的重要桥梁与纽带。LOPA耗费的时间比定量分析少,能够集中研究后果严重或高频率事件,善于识别、揭示事故场景的始发事件及深层次原因,集中了定性和定量分析的优点,易于理解,便于操作,客观性强,用于较复杂事故场景效果甚佳。

保护层是一类安全保护措施,它是能有效阻止始发事件演变为事故的设备、系统或者动作。兼具独立性、有效性和可审计性的保护层称为独立保护层(Independent Protection Layer,IPL),它既独立于始发事件,也独立于其他独立保护层。正确识别和选取独立保护层是完成LOPA分析的重点内容之一。典型化工装置的独立保护层呈“洋葱”形分布,从内到外一般设计为:过程设计、基本过程控制系统、警报与人员干预、安全仪表系统、物理防护、释放后物理防护、工厂紧急响应以及社区应急响应等。见图4-11。

图4-11 化工过程的各类保护层

(4)后果分析(CA) 后果分析是为了确定事故的直接后果而进行的分析,并分析这些直接后果对现场人员、厂外社区和环境所造成的影响(包括可能的商业影响),有时可以为多个分析单元进行一个独立的后果分析,分析结果可以作为多个PHA报告的一部分。

AICHE-ccps对后果分析用途的建议:应急预案与相应;法律法规符合性;设计方案比较;选址方案的确定;判定PHA建议。

进行后果分析的目的是帮助PHA分析小组理解厂区内和厂区外可能产生的,人员伤害情况(类型、严重程度以及伤害人数)、财产损失情况,以及严重的环境影响情况。

后果分析不能:a.估计一个事故或泄漏事件发生的可能性;b.确定需要怎样的预防或控制措施;c.在风险水平方面给出结论和建议。

后果分析能做到的和不能做到的见图4-12。

图4-12 后果分析能做到的和不能做到的

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