化工設(shè)備安全評價(jià)與管理措施
化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是易燃、易爆、高溫、高壓。隨著工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,工藝技術(shù)的不斷更新,新設(shè)備、新材料、新型催化劑及高效節(jié)能設(shè)備越來越多地被用于化工生產(chǎn)裝備中,使得裝置的規(guī)模越來越大,自動(dòng)化程度越來越高?；さ纳a(chǎn)及圍繞煤、天然氣為原料的化工生產(chǎn)設(shè)備大致如下:氣化爐、廢熱鍋爐、反應(yīng)塔、換熱器、壓縮機(jī)、泵、合成氨裝置等。
目前國內(nèi)上的化工單套設(shè)備在千噸級以上,乙烯生產(chǎn)裝置單套也在100萬噸以上。裝置規(guī)模的大型化,對化工配套設(shè)備的安全評價(jià)技術(shù)和方法的要求也日益復(fù)雜。有效的安全評價(jià)可以掌握系統(tǒng)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性及其危害程度,使生產(chǎn)過程中發(fā)生事故的可能性和后果的嚴(yán)重程度大大降低。
一、概述
目前我國安全評價(jià)共分4大類:安全預(yù)評價(jià)、安全驗(yàn)收評價(jià)、安全現(xiàn)狀評價(jià)、專項(xiàng)安全評價(jià)。
對于我國化工工程項(xiàng)目來說,政府的要求在項(xiàng)目的可行性研究階段需要進(jìn)行安全預(yù)評價(jià),以確保項(xiàng)目的“三同時(shí)”工作,安全預(yù)評價(jià)工作主要是給初步設(shè)計(jì)提出指導(dǎo)性意見或建設(shè)性見,預(yù)測項(xiàng)目可能的危險(xiǎn)、有害因素,評估風(fēng)險(xiǎn)的大小,提出安全對策,措施以將風(fēng)險(xiǎn)水平控制在安全等級。所以安全預(yù)評價(jià)工作重在預(yù)測性。
安全驗(yàn)收評價(jià)主要針對化工生產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)和運(yùn)行情況,通過對化工建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)施、設(shè)備、實(shí)際運(yùn)行狀況及管理狀況的安全評價(jià),查找該建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后存在的危險(xiǎn)、有害因素,確定其程度,提出合理可行的安全對策、措施及建議,重點(diǎn)在于復(fù)核其適應(yīng)性。
安全現(xiàn)狀評價(jià)目前國內(nèi)主要是結(jié)合危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)許可證制度要求進(jìn)行的,主要是從人-機(jī)、物、料、環(huán)境等方面綜合考慮企業(yè)的情況,給予設(shè)備安全生產(chǎn)的運(yùn)行狀態(tài)以綜合性的結(jié)論,大部分企業(yè)目的在于取得安全生產(chǎn)許可證。
二、化工設(shè)備安全評價(jià)的重點(diǎn)
根據(jù)化工生產(chǎn)的特點(diǎn),目前我們在進(jìn)行化工設(shè)備安全評價(jià)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面:
1.化工生產(chǎn)設(shè)備的資料準(zhǔn)備和分析
化工生產(chǎn)設(shè)備有其特殊性,需要充分收集相關(guān)資料,
2.選擇評價(jià)方法和評價(jià)軟件
化工生產(chǎn)的特點(diǎn)體現(xiàn)現(xiàn)代的工業(yè)化生產(chǎn),自動(dòng)化程度高,具有連續(xù)性,裝置高度密集,所以選擇合理、科學(xué)、有效的安全評價(jià)方法和選擇安全評價(jià)軟件是必不可少的工作之一。在化工安全評價(jià)中,可以根據(jù)不同的評價(jià)對象、不同生產(chǎn)設(shè)備的壽命期和不同的評價(jià)目的,選擇安全評價(jià)方法。如對單個(gè)設(shè)備的故障分析,采用故障類型及影響分析可以取得較好的效果;在進(jìn)行化工安全評價(jià)時(shí),安全評價(jià)工程師除了應(yīng)具備對化工設(shè)備基本的安全分析基礎(chǔ)知識,熟知常用的化工安全評價(jià)方法外,還應(yīng)該能借助一些成熟的安全性評價(jià)軟件分析,比如dnv的leak、safetyⅱ,將各種有效的評價(jià)方法有機(jī)結(jié)合在一起,計(jì)算故障的頻率和事故的后果嚴(yán)重度,進(jìn)而計(jì)算出事故的風(fēng)險(xiǎn)程度。
3.評價(jià)的重點(diǎn)內(nèi)容和突出環(huán)節(jié)
化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是易燃、易爆,所以在化工設(shè)備的安全評價(jià)中,安全對策的基本思路也是防止、減少火災(zāi)、爆炸的發(fā)生,控制和撲滅火災(zāi)而采取各種對策。具體評價(jià)重點(diǎn)包括:
(1)總圖布置評價(jià)。對總圖布置進(jìn)行評價(jià)時(shí),要考慮風(fēng)向、地形標(biāo)高、平面布局與安全防火的關(guān)系,明火與可燃?xì)庠吹年P(guān)系,重要設(shè)備的重點(diǎn)保護(hù),同時(shí)還要考慮總體布局要適應(yīng)應(yīng)急救援的要求。
(2)設(shè)備裝置評價(jià)。對設(shè)備裝置進(jìn)行安全評價(jià)應(yīng)包括對化工生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)源的識別、危險(xiǎn)物料的識別、危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)的識別和危險(xiǎn)單元的識別;按生產(chǎn)單元對工藝生產(chǎn)設(shè)備的危險(xiǎn)進(jìn)行定量評價(jià),以確定單元的危險(xiǎn)度和需要的安全防護(hù)措施;采用hazop或?qū)υO(shè)備rbi分析方法進(jìn)行危險(xiǎn)性分析。
三、設(shè)備的危險(xiǎn)性主要包括:
一)、泄漏和靜電。設(shè)備和管道在正常操作下不嚴(yán)密會(huì)產(chǎn)生泄漏,如泵、壓縮機(jī)等動(dòng)設(shè)備及閥門、法蘭、取樣口、放凝口等靜設(shè)備都可能發(fā)生泄漏,引發(fā)爆炸事故。
二)、超溫、超壓?？赡軐?dǎo)致設(shè)備超溫、超壓的原因包括:活性物質(zhì)激烈反應(yīng)引發(fā)的內(nèi)部爆炸、被外部火災(zāi)包圍導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度降低或爆炸、設(shè)備腐蝕穿孔、機(jī)械破壞、設(shè)備和管道內(nèi)物料流速過快或電荷積聚,產(chǎn)生靜電,發(fā)生爆炸等。
評價(jià)時(shí)要特別注意:
1)、高溫高壓的設(shè)備事故幾率較高。在含腐蝕性物質(zhì)多,在生產(chǎn)過程中容易穿孔,導(dǎo)致破壞泄漏,例如中化工設(shè)備德士古氣化爐、合成塔。
2)、與設(shè)備相連口徑管道連接處容易發(fā)生機(jī)械破壞。
3)可燃?xì)怏w燃燒設(shè)備的安全性是重點(diǎn)監(jiān)控對象。
三)、火災(zāi)。
在評價(jià)中要對可燃性氣體重點(diǎn)關(guān)注,可燃性氣體一旦發(fā)生大量泄漏后容易大范圍地?cái)U(kuò)散,在有些地方可燃性氣體易于積聚,泄漏氣體遇火源將會(huì)發(fā)生爆炸,通常發(fā)生大面積的泄漏的破壞幾率是比較低的,但破壞損失的嚴(yán)重程度較大,對于少量泄漏也要關(guān)注,特別是對co、h2等物質(zhì)。因此,評價(jià)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮現(xiàn)場的安全泄漏檢測手段。
所有與易燃、易爆裝置連通的惰性氣體、助燃?xì)怏w的輸送管道,均應(yīng)設(shè)置防止易燃、易爆物質(zhì)竄入的設(shè)施,但不宜單獨(dú)采用向閥。
因反應(yīng)物料爆聚、分解造成超溫、超壓,可能引起火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備,應(yīng)設(shè)置自動(dòng)和手動(dòng)緊急泄壓排放處理槽等設(shè)施。
應(yīng)在可燃?xì)怏w(蒸汽)的放空管出口處設(shè)置阻火器,在便于操作的地方設(shè)置截止閥,以便在放空管出口處著火時(shí),切斷氣源滅火。放空管最低處應(yīng)裝設(shè)滅火管接頭。
四、主要評價(jià)的設(shè)備
a、可燃性氣體燃燒設(shè)備。如德士古氣化爐裝置生產(chǎn)過程技術(shù)復(fù)雜,危險(xiǎn)性大。裝置界區(qū)內(nèi)有多種易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)。如co、h2s、等。要保證燃燒的安全性,本裝置采用了先進(jìn)的集散控制系統(tǒng)及自動(dòng)調(diào)節(jié)、報(bào)警、安全聯(lián)鎖。
如:氣化爐安全聯(lián)鎖,先進(jìn)行系統(tǒng)初始化,再進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位將閥門開關(guān)到位,在依次進(jìn)行操作。
燒嘴冷卻水泵聯(lián)鎖,防止水泵故障燒壞德士古燒嘴,運(yùn)行泵故障時(shí)備用泵能及時(shí)啟動(dòng)供應(yīng)燒嘴冷卻水。
鎖斗邏輯聯(lián)鎖,保證鎖斗能按程序控制及時(shí)安全的將渣水排放到渣池。
采用了氮封技術(shù),在開停車時(shí),必須進(jìn)行氮?dú)庵脫Q,使系統(tǒng)中氧氣或可燃性氣體含量合格,防止爆炸或火災(zāi)事故。
同時(shí)配有阻止可燃性氣體輸送部分回火,有燃燒安全防護(hù)裝置如安全閥、截止閥,配置點(diǎn)火裝置、火炬安全排放系統(tǒng),
設(shè)置超溫、超壓等檢測儀表、報(bào)警(聲、光)和安全聯(lián)鎖裝置等設(shè)施。事故狀態(tài)下的連鎖控制系統(tǒng)如氧煤比高跳車,
設(shè)有緊急事故“關(guān)”按鈕
所有自動(dòng)控制系統(tǒng),應(yīng)同時(shí)并行設(shè)置手動(dòng)控制系統(tǒng)。
b.加熱爐。對于加熱爐,要對爐管破壞可能造成的危害進(jìn)行安全分析。對于爐內(nèi)爐管破壞造成的火災(zāi),因?yàn)檎羝麥缁鹣到y(tǒng)可以及時(shí)撲滅,評價(jià)時(shí)要考慮是否安裝蒸汽滅火系統(tǒng)及閥門切斷系統(tǒng),保護(hù)爐內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)不會(huì)發(fā)生可燃性氣體噴出爐外火災(zāi)。
c.塔和反應(yīng)器。對于化工生產(chǎn)來說,塔和反應(yīng)器是其關(guān)鍵設(shè)備,評價(jià)時(shí)要考慮塔和反應(yīng)器發(fā)生的幾率和破壞的嚴(yán)重程度。
對于靜止設(shè)備的壓力容器,是安全評價(jià)的重要部分,要有壓力容器臺帳需復(fù)查生產(chǎn)單位的資質(zhì),生產(chǎn)單位有無按規(guī)定及時(shí)進(jìn)行壓力容器年檢,正確評定安全等級,
1、隱患的原因分析,包括介質(zhì)對設(shè)備材料的影響、腐蝕機(jī)理、進(jìn)行強(qiáng)度校核。
2、檢查中容器的選點(diǎn)部位是否不合理。
3、出現(xiàn)隱患后的檢修及整改方案須由有資質(zhì)單位制訂或上報(bào)認(rèn)可。
4、附屬安全閥是否定期校驗(yàn),保證開關(guān)靈活,不得超壓。
5、進(jìn)行是否是重大危險(xiǎn)源的評定,如是,許建立緊急預(yù)防預(yù)案
d.各類壓縮機(jī)。對于各類壓縮機(jī),要考慮泄漏的可能性,因此,安全評價(jià)時(shí)應(yīng)考慮安全檢測設(shè)施的配套和適用性。按設(shè)備的安全管理規(guī)定,配置超壓、異常事故的安全防護(hù)裝置。
e.設(shè)備內(nèi)爆及管道破裂?；どa(chǎn)由于高溫、高壓,許多反應(yīng)其壓力高達(dá)上千帕,壓力高,運(yùn)行過程中要防止設(shè)備發(fā)生內(nèi)爆形成的破壞,在評價(jià)時(shí)應(yīng)考慮泄壓的廠房設(shè)備和抑爆措施。對于管道,要考慮一旦發(fā)生破裂,可燃介質(zhì)大量泄漏,形成爆炸性空間的可能性。
f、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的評價(jià)。對儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施要重點(diǎn)考慮,特別是危險(xiǎn)性氣體的罐區(qū)和裝卸站等。要設(shè)置合理的安全距離,要有防止危險(xiǎn)發(fā)生的各類應(yīng)急預(yù)案。
g、公用工程系統(tǒng)設(shè)備的評價(jià)。公用工程中的水、電、氣、風(fēng)在化工生產(chǎn)中也非常重要,對蒸汽的供應(yīng)能力、風(fēng)的供應(yīng)能力,火炬泄放能力和負(fù)荷、發(fā)生事故時(shí)的影響均要進(jìn)行安全分析和評價(jià)。
h、設(shè)備電氣的安全評價(jià)。電氣的安全分析應(yīng)重點(diǎn)考慮雙電源問題、主接線問題、電氣設(shè)備選型問題、保護(hù)(過流保護(hù)、過壓保護(hù)、擾動(dòng)保護(hù)等)問題、停電狀態(tài)下各種安全連鎖啟用大機(jī)組安全問題、過電壓問題、防雷、防靜電問題、變電站設(shè)置和負(fù)荷率的安全分析等。
安全管理措施
首先,要從設(shè)備本身設(shè)計(jì)努力做到本質(zhì)安全型,將事故的發(fā)生降至最低。這需要涉及到各專業(yè)設(shè)計(jì),因?yàn)槊總€(gè)專業(yè)自身的設(shè)計(jì)技術(shù)都存在自身的安全技術(shù)
設(shè)計(jì)項(xiàng)目均要有《職業(yè)安全衛(wèi)生專篇》,生產(chǎn)設(shè)備的安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)按《生產(chǎn)設(shè)備衛(wèi)生設(shè)計(jì)總則》(gb5083-)執(zhí)行,電氣設(shè)備設(shè)計(jì)按《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則》(gb4064-)執(zhí)行。
對引進(jìn)的新工藝、新設(shè)備進(jìn)行安全可靠性審核。
其次, 加強(qiáng)設(shè)備部門職責(zé):
1)加強(qiáng)對設(shè)備動(dòng)力裝置及工業(yè)建筑物、構(gòu)筑物的安全管理。
2)按時(shí)對工業(yè)建筑物、構(gòu)筑物、超重機(jī)械、鍋爐、壓力容器、高壓管件、氣瓶、熱力管網(wǎng)和安全裝置的定期檢測、檢驗(yàn)、校驗(yàn)工作。
3)制度或?qū)彾ㄓ嘘P(guān)設(shè)備制造、改造方案和組織編制大、中修項(xiàng)目的安全措施計(jì)劃,并確保實(shí)施。
4)在計(jì)劃和布置檢修任務(wù)時(shí),同時(shí)計(jì)劃和布置安全措施。
5)組織按時(shí)實(shí)現(xiàn)安全技術(shù)措施計(jì)劃和隱患整改措施。
6)及時(shí)進(jìn)行設(shè)備事故調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、上報(bào),參加有關(guān)重大事故的處理。
再次,控制泄漏與加強(qiáng)技術(shù)素質(zhì)管理
從經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),防止物料泄漏與空氣混合達(dá)到爆炸極限,是日常巡檢的重要工作。也是降低火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性的一項(xiàng)根本措施。
加強(qiáng)技術(shù)素質(zhì)管理,經(jīng)常進(jìn)行崗位技術(shù)練兵和事故應(yīng)急預(yù)案演練,提高
處理險(xiǎn)情的果斷性,盡最大可能減少因人為失誤而導(dǎo)致的事故,是維護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的這樣保證。
最后,設(shè)立救災(zāi)、控災(zāi)設(shè)施系統(tǒng),即消防保護(hù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)只是被動(dòng)防火,以減少損失。并成立重大設(shè)備事故應(yīng)急預(yù)防小組,將重大危險(xiǎn)源分危險(xiǎn)級別進(jìn)行監(jiān)控。
結(jié)束語
從化工設(shè)備的安全評價(jià)可看出,設(shè)備的火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)主要取決于工藝過程中所涉及的物料性質(zhì)、操作參數(shù)(包括壓力、溫度等)以及相應(yīng)的安全儀表設(shè)施的配備和維護(hù)使用情況。從安全管理的角度看,操作者的操作技能水平和責(zé)任心權(quán)重較大,不可忽視。因此,為有效控制化工設(shè)備的火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn),在確保各種安全裝置設(shè)施齊全好用的前提下,企業(yè)需要關(guān)注各類作業(yè)人員素質(zhì)的培養(yǎng)和鍛煉。
