背景摘要 近年来,以江苏省响水县天嘉宜化工有限公司“3.21”特大爆炸事故为首的化工行业安全事故频发,给人民的生命安全带来极大威胁,对社会的稳定运行造成极大影响在这一大背景下,国家应急局开始对各类化工企业的。
工艺安全管理(Process Safety Management,下简称:PSM)体系的构建与运营进行彻底的排查,就其中的不正确、不完善、不合规、不落地等问题进行严格的纠正在19年8月出台的:应急[2019] 78号文中,提出了《化工园区安全风险排查治理导则(试行)》和《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》,并要求加以落实;而之前已经出台的如:安监总管三[2014] 116号文等也被重古景建材 新提上监管议程,一时间,整个化工行业掀起了对PSM的学习研究与落地执行的风潮。
令人遗憾的是,即使在欧美发达国家,PSM的诞生也是由一系列严重的安全事故所推动的后果追溯PSM的发展历史:●1976年意大利塞维索的二恶英泄露事故●1984年印度波帕尔的甲基氰酸酯泄露事故这两起重大事故直接导致了相关法规的出台;在1992年,美国职业安全健康署(下简称:OSHA)发布了:《高危险化学品的工艺安全管理》。
该法规也推动了我国对于PSM的标准化工作,并在2010年发布了:AQ/T 3034-2010《化工企业工艺安全管理实施导则》,其内容基本与OSHA保持了一致而在我国对PSM的启蒙和导入的过程中,也离不开古景建材 美国杜邦公司的大力推广普及。
其通过各类培训,把PSM的理念、体系和管理模型进行传递,为我国化工行业的健康发展做出了巨大的贡献
Picture Source:美国杜邦公开材料本文以PSM模型中的工艺危害和风险分析(Process Hazard Analysis,下简称:PHA)这一模块进行展开,就PHA是什么,以及目前主要的PHA分析手法和其应用软件进行介绍,希望能够给予初入门的安全工程师一定的参考和启发。
什么是PHA?Process Hazard Analysis,简称PHA,指:工艺危害和风险分析在化工企业中,其生产工艺的显著特点为:高温高压、易燃易爆炸从而,其带来的典型危害有:火灾、爆炸及有古景建材 毒性气体的释放。
而PHA,即为:模拟化工生产过程,对可能导致的这几类危害进行建模分析,将复杂的问题或现象用数字模型来描述,对于这些危害的类别、出现条件、后果等进行概略性地分析并提出对策,从而来使得危害发生的概率降低到预期的范围。
PHA为PSM的核心要素,是通过一系列有组织的、系统性的、彻底的分析活动来发现、评估一个工艺过程的潜在危害,并且提出降低危害发生的措施PHA的工作由一个小组完成,小组成员应具备工艺、设备、仪表、电气的工程设计和操作维护的经验,以及需要有危害与风险评估、功能安全、HSE(Health、Safety、Environment)方面的知识。
PHA的流程其主要由如下的九个步骤组成古景建材 :1. 计划与准备2. 危害识别3. 工艺危害评估4. 后果分析5. 其他需要考虑的因素6. 风险评估7. 建议措施与报告8. 记录归档9. 管理层审核其中,3. 工艺危害评估 与 6. 风险评估为PHA的重中之重。
目前,国内所运用的主要的工艺危害评估的手法为:危害与可操作性分析(Hazard and Operability Analysis,下简称:HAZOP)在完成HAZOP之后所进入的风险评估阶段,主要所运用的手法为:。
保护层分析(Layer of Protection Analysis,下简称:LOPA),若分析后该危害的残留风险的发生概率仍未达到预期,将通过追加安全仪表功能(Safe古景建材 ty Instrument Function,下简称:
SIF),并对安全完整性等级(Safety Integrated Level,下简称:SIL)进行验证,从而来确认残留风险的发生概率降低至预期在下一章节中,会对这些所提及的PHA分析手法进行简要介绍主要的PHA分析手法
在适用于化工企业的GB/T 21109-2017《过程工业领域安全仪表系统的功能安全》的标准中,定义了功能安全的全生命管理周期,上章所提及的PHA分析手法也分别匹配其中。
Picture Source:网络公开材料HAZOP分析 01HAZOP分析诞生在英国,由化学工程师T.克莱兹在41岁时发明1963年,HAZOP分析首次在帝古景建材 国蒙德化学公司(ICI)新建苯酚工厂应用,在公司内部摸索和应用了10年之后才在英国普及推广,并延续到全球。
HAZOP分析以小组讨论会的方式对危害与可操作性问题进行详细研究由小组长(也称作HAZOP主席)主导分析过程,并安排一位记录员做记录它首先把P&ID图纸划分成若干节点,之后针对每个节点采用一系列的引导词,系统性地辨识出与设计意图的潜在偏差,并围绕着这些偏差,来探寻导致偏差的原因及其后果,以及已使用的安全装置。
当小组确信这些装置的保护措施不当时,将提出相应的建议措施关于HAZOP分析的具体实施方法与示例,可参考AQ/T 3049-2013《危险与可操作性分析(HAZOP分析)应用导则》。
Pi古景建材 cture Source:网络公开材料LOPA分析 02LOPA分析起源于20世纪80年代末,当时的美国化学品制造商协会出版了《责任与关怀 -- 工艺安全管理实施准则》一书,建议将“足够的保护层”作为有效的过程安全管理系统的一个组成部分。
之后到了1993年,美国化工过程安全中心(下简称:CCPS)出版了《化工过程安全自动化指南》一书,建议将LOPA作为确定安全仪表功能完整性水平的方法之一由此LOPA分析开始普及发展,在2001年,CCPS又出版了《保护层分析--简化的过程风险评估》一书,确立了LOPA分析在PHA中的应用。
LOPA分析是一种半定量的分析评估技术,它以HAZOP的报告作为基础,对古景建材 所辨识出的危害用图表列出其触发原因,防护措施(保护层),或者抑制其危险后果的减灾措施(抑制减轻层)通过这些表格,确定总体上需要哪些风险降低措施,揭示是否需要额外的风险降低手段,确定所需要的SIF,以及SIF应该满足的SIL等级。
关于LOPA分析的具体实施方法与示例,可参考AQ/T 3054-2015《保护层分析(LOPA分析)应用导则》SIL验算 03 根据LOPA分析的结果,若要追加相应SIL等级的SIF,则通过组建安全仪表系统,把系统中划分出的SIF适用到HAZOP分析中所要求的危害保护措施中去。
一个SIF由三部分组成,分别为:传感器部分、逻辑控制器部分和执行机构部分每部分中所用到的仪器仪古景建材 表可按照结构约束进行冗余配置,并运用马尔可夫模型,来算出SIF的SIL等级把算出的SIL等级与LOPA分析所要求的SIL等级进行对比,若达成,则选用仪器仪表组成的SIF能够适用。
Picture Source:网络公开材料关于SIL验算的具体实施方法与实例,可参考:GB/T 20438.5-2017《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全 第5部分:确定安全完整性等级的方法示例》
GB/T 20438.6-2017《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全 第6部分:GB/T 20438.2 和GB/T 20438.3 的应用指南》国内主流PHA分析软件对于上一章节所提及的PHA分析手法古景建材 ,为了提高工作效率,PHA分析软件被广泛得以使用。
早在1990年时,就有学者开始研究PHA分析软件而1990年,Windows3.0才刚刚开始问世,那时的Windows功能很弱,所以软件的功能也非常的简单后来随着Windows操作系统不断成熟,陆续地PHA分析软件也逐渐的发展了起来。
目前在国内市场上主流的PHA分析软件有三款,分别为:PHA-Pro、exSILentia和RiskCloudPHA-Pro在2000年左右,位于加拿大的Dyadem公司推出了PHA-Pro,这款软件因实现了自定义模板功能,迅速地发展并被全球的用户所接受。
自定义分析模板带来的价值之一就是,可以通过一套软件,实现了诸如古景建材 JSA、HAZOP、LOPA、FMEA、HACCP、SVA等之类的分析方法在PHA-Pro发展了将近10年的时间后,随着互联网技术的兴起,以及越来越多的客户需要协同、分享,桌面版软件迁移到网络版的又越来越多,所以PHA-Pro推出了他们基于网页形式的网路版产品:Stature。
网络版的好处是它可以将多种分析方法比的数据集中存储,对于跨国公司或是集团公司来说,可以进行协同PHA,从而便于数据的统计分析Stature软件界面
Picture Source: 网络公开资料exSILenita 由exida公司所开发的exSILentia分析软件凭借着其强大的仪表证书数据库和数十年的开发经验,根据IEC古景建材 61508/61511标准,引入失效数据和维护能力评估,提供了友好的平台,可令计算人员按照需求自由搭建SIF回路。
在SIL验证中,exSILentia有着不可替代的地位exSILentia 3.0软件界面
Picture Source:网络公开资料RiskCloud 此款PHA分析软件由国内的上海歌略软件有限公司于2011年推出,是一款网络版的PHA分析软件,软件的不仅有着与PHA-Pro类似的自定义分析模板功能,同时还带有SIL验算模块,弥补了PHA-Pro的缺憾。
相比exSILentia,两款软件都是基于马尔可夫模型进行SIL计算,计算结果相差无几RiskCloud有着更为丰富的国产仪表失古景建材 效数据的数据库,这对于国内的SIL验算项目,RiskCloud在使用上更加的高效便捷。
RiskCloud软件界面
Picture Source:网络公开资料小 结本文对化工工艺危害分析(PHA)及其应用软件进行了简要分析,就PHA的分析过程和主要分析手法进行了说明,并对国内主流的PHA分析软件进行了介绍通过以上内容,可以使初入门的安全工程师了解与掌握PHA的基础知识,就本文所梳理的标准、所列举的步骤以及所介绍的分析软件,能够形成思维框架,并逐步地开展PHA的工作。
参考文献:1. 张建国编著 《安全仪表系统在过程工业中的应用》2. 张建国、李玉明译 《安全仪表系统工程设计与应用》