冶金生產過程危險識別及評價技術

作者:本站發布機構:本站發布日期:2018-11-24

 1、概述 

  隨著科學技術的發展工業生產規模不斷擴大,工藝流程越來越復雜也使事故發生的幾率和危害程度大大增加。如1984 11 月墨西哥城由于管線泄漏導致的液化氣容器大爆炸使得工廠成為廢墟, 650 人遇難, 4 000多人受傷; 1984 12 月印度博帕爾聯合碳化物殺蟲劑廠劇毒氣體泄漏蔓延40km2 , 3800人遇難, 150000人必須入院治療,成為震驚世界的慘痛事故。我國國內工業生產過程中也曾發生很多重大事故, 2003 年川東北氣礦十二?二三大事故中有243 人死亡, 396 人受傷; 2004 15 日重慶天原化工廠發生氯氣泄漏造成人死亡, 15 萬人大轉移的事故。冶金生產過程中發生的事故也不少2000 金川公司二礦區井下發生運礦卡車失火事故死亡17 重傷河北省沙河市2004 一一?0”鐵礦火災事故中有51 人脫險生還,70人死亡。據介紹2003 111 月冶金行業發生事故351 死亡242 有色金屬行業發生事故71 死亡54 人。為了防止事故保障人身和設備安全, 20 世紀80 年代以來國外開始制定與生產過程安全有關的標準和規范并提出一些過程危險識別及評價技術。目前這些技術已在發達國家重要生產裝置上普遍采用國內也有少數企業采用。國內外一些研究機構還采用模型的定向仿真研究方法進行過程危險識別、故障診斷及計算機自動解釋。 

  作者認為作為對國民經濟有重大影響的冶金行業應對這項技術組織人力進行深入研究并在一些大型企業推廣人工過程危險識別及評價技術,有試點地開展基于模型的定向仿真研究方法進行過程危險識別、故障診斷及計算機自動解釋工作。 

  2、幾個概念 

  安全評價(hazard & risk assessment ) 以保障安全為目的按照科學的程序和方法從系統的角度對工業生產或工程項目中潛在的危險(hazard) 及危險可能造成的損失( risk) 進行預先識別、分析和評價為制定防災措施和管理決策提供依據。由于安全評價在消除危險隱患方面有重大作用已列入許多國家的法規及國際安全標準。 

  安全生命周期(SLC , safety life cycle) 是美國國家標準ANSI/ ISA S84101 (1996) 提出的要求。該標準將安全設計、安全評估、安全控制和安全管理貫穿工廠設計、施工、運行、操作、管理、維護直到停工(報廢的全部生命周期強調安全是一項長期的不能松懈的任務。安全生命周期的實施步驟包括初步設計階段需進行過程危險分析和風險評估論證是否需要設計安全控制系統依據國際標準IEC61508 確定過程的安全整體性要求級別(SIL) ; 制定安全技術規范完成安全控制系統設計及可行性試驗建立工廠操作和維護規程;進行預開車安全評估安全控制系統投用、操作、維護、定期功能測試如果過程進行了工藝改造或在生產實踐中發現安全措施不完善時返回第一步重復以上所有工作。 

  安全系統( safety system) 安全系統應設計為在工廠發生緊急情況下或系統本身發生故障的情況下必須做出及時的反應而且必須產生一個正確的反應輸出到現場以防止危險發生或減輕后果。如果系統沒有反應將最終導致或加重危險。常見的安全系統有緊急停車系統( ESD) 、停車聯鎖儀表系統(SI/ IS) 、燃燒器管理系統(BMS) 、火和氣保護系統( F &G) 、儀表保護系統( IPS)和故障安全控制系統(FSC) 等。安全控制系統SIS ( safety inst rument system)當安全整體性要求級別( SIL ) 較高時( ≥3)不能采用常規控制策略必須安裝一套與常規控制系統分離的、獨立的安全控制系統。該系統由傳感器、邏輯處理器和最終控制單元組成。其目的是一旦有異常發生必須按照預定的條件將生產過程帶入一個安全狀態。 

  3、有關國際標準 

  美國國家安全標準ANSI/ ISA S 84101 ; 美國OSHA1910 - 119 ; 國際標準IEC61882 ; 國際標準IEC61508 和涉及工廠設備安全的國際標準IEC61511 (尚未頒布) ; 基于可編程序邏輯控制的燃燒加熱爐和鍋爐安全相關的標準FM7605 ; 關于測量及控制設備安全的德國標準DIN19250 ; 與加熱爐安全相關電子設備的德國標準防止加熱爐及多燃燒器鍋爐爆炸的安全標準NFPA8502 &85C 

  4、幾種過程危險識別及評價技術 

  過程危險識別及評價技術有以下幾種過程/系統檢查表法安全復查法道公司和蒙得公司危險指數預先危險分析法如果?怎么樣危險與可操作性研究(HAZOP) ; 故障類型、影響及致命度分析故障樹分析事件樹分析原因、后果分析人員失誤分析蘇黎世危險分析(ZHA) 。以上方法中危險與可操作性研究( hazard andoperability studies) 應用最廣是一套系統的評價方法。在過程危險識別及評價技術的發展初期采用的是人工安全評價的方法。人工安全評價的弱點: a1 人工難以處理大規模的數據、信息; b1 人工分析大規模系統無法得到完備的結果即使有專家參與也難免出現漏評;c1 口頭討論方式不嚴格討論時易出現概念混亂;d1 人工評價得出的文本(說明不規范事后難于看懂; e1 人工評價費時、費力、成本高。 

  從1995 年起國外學者對基于模型的危險自動識別技術開始進行研究其中德國學者在基于定性仿真和定量仿真相結合的危險與可操作性研究工作中取得突破。所采用的仿真方法對化工連續和間歇過程的實例進行危險與可操作性研究得到了與人工分析完全一致的結果其效率則高得多且對危險演變過程的記錄比人工分析要詳盡得多。以美國霍尼威爾公司為首的個石油公司、個軟件公司、個大學也開展了新一代過程控制非正常事件指導和信息系統的開發研究計劃。中國北京化工大學也開展了這項研究工作并已應用到生產實踐中。計算機輔助安全評價(診斷技術并不否認專家、有經驗的現場技術人員及評價專業技術人員的極其重要的作用而是強調以上人員應在計算機和新的安全評價技術輔助下方能實施有深度的、完備的、高效的、符合國際規范的安全評價。 

  5、過程危險識別及評價技術的應用 

  昆明芬美意香料有限公司在新項目的建設、舊項目的改造中選擇了ZHA (蘇黎世危險分析法)進行過程危險識別及評價。他們建立了ZHA 分析小組小組由來自不同部門的專業人員4人組成他們能從不同角度觀察問題并帶來不同的專業知識。小組長來自安全或工程部門精通ZHA 分析法透徹了解工藝能控制局面。他們的做法是明確分析的范圍確定參加分析的隊伍定義危險所在做危險評估定義危險的嚴重程度和概率。后兩步所得的結論要寫入危險目錄清單再根據該公司的風險政策確定風險可以容忍的邊界,結論寫入風險概況表。根據危險目錄和風險概況表分析小組要提出風險改善的措施根據優先權的輕重緩急確定處理順序結論寫入風險改善目錄監督執行。具體做法是

  1) 找出危險用引導詞清單為導向通過流程把工作范圍分成一個個部分來討論從而找出危險。引導詞包括危險特征(機械、電氣、化學、易燃、易爆、壓力??) ; 故障(機械故障、電氣故障、化學故障??) ; 環境影響(溫度、濕度、污染??) ; 使用和操作(不安全操作、錯誤指令、缺乏安全警告??) ; 生命周期(組織結構、設計??)  

  2) 完成危險目錄根據下列的情況列出一個危險目錄表:確認危險在那里是什么有什么安全措施?如何發生為何發生后果多大多嚴重?危險的嚴重程度分類災難性的、嚴重的、輕微的、可忽略的。危險幾率分類非常高、高、偶然、低、非常低、幾乎不可能 

  3) 建立風險概況表及確定可容忍邊界根據危險目錄畫出風險概況表的階梯線確立可容忍邊界。線的上半部分的風險是不能容忍的不能容忍的風險要通過一些措施來消除、降低、轉移最后成為可容忍的保留風險詳細的介紹見資料。此外昆明理工大學也采用了故障樹分析法對煤礦生產過程的事故進行了分析和評價。 

  6、研究工作計劃 

  作者希望能盡快在省內冶金行業開展過程危險識別及評價技術工作并提出了以下工作計劃。 

  1)組織精干的研究隊伍 

  研究隊伍擬由有關領導機構的職能部門、大型企業集團、研究部門4人組成。 

  2)第一步研究工作 

  對以下課題進行資料收集和研究過程危險識別及評價技術的標準多種過程危險識別及評價技術的詳細資料多種過程危險識別及評價技術的對比多種過程危險識別及評價技術的實際應用。研究工作結束后形成相應的技術文件。 

  3)邀請國內專家來昆學術交流 

  擬邀請目前在國內外處于領先地位的北京化工大學教授、博導吳重光來昆向相關人員介紹過程危險識別及評價技術及計算機輔助安全評價(診斷)技術。進一步促進過程危險識別及評價技術在省內的開展。 

  4)在部分大型企業開展人工過程危險識別及評價技術 

  在組織參觀學習昆明芬美意香料有限公司過程危險識別及評價技術經驗的基礎上在省內部分大型企業開展人工過程危險識別及評價技術。 

  5)開展計算機輔助安全評價診斷技術的省內試點工作 

  在以上工作的基礎上以一兩個省內冶金大中型企業為試點開展計算機輔助安全評價(診斷技術的實際應用。 


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