用风险管理驱动本质安全设计

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以风险管理驱动危化品项目本质安全设计，首先应尽可能消除和弱化工艺过程危险，从工艺设计源头实现本质安全最大化；第二是应用量化风险评估技术，通过数据分析和事故模拟，作出控制风险决策，促使项目事故风险最小化；第三是遵循合理化降低风险原则，实现安全措施技术经济最佳化。

危险化学品具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧等危险特性，一旦发生事故，就可能引发火灾、爆炸、中毒等恶性事件，造成人员伤亡、环境破坏和财产损失等严重后果。多年来，国内外发生的危化品事故证实了其高风险性。因此，加强危化品源头管理，有助于实现我国化工行业的安全、平稳、长周期运行。

对危化品建设项目进行安全设计管理，就是要采取各种措施，将事故隐患消灭在工程设计阶段，确保工程项目设计的优生优质。以风险管理驱动工程本质安全设计的目的，就是要通过先进科学的风险管理，实现设计本质安全性的最大化和建设项目事故风险的最小化。

重大危险辨识

重大危险辨识是化工过程安全本质设计的基础。经历了多年的安全发展后，过程安全管理的重点已从灾难性修复转向事故减缓和预防，近年来又向本质安全性发展。也就是说，过程安全管理已经从过去被动的、事故后处理，转向主动的、事故预防阶段。

本质安全性与“绿色化工”的理念一致，原则重在消除或减少化学及物理危险，不是依赖应用控制和防护措施，而是识别和研究设施的本质安全性。本质安全设计可使工艺产品和过程设计，达到使用和产生的危险物质最小化，即使不能完全降低或消除危险，也可使采用的防护设施更可靠耐用。

目前，从国际上来看，本质安全性已成为危险评估中不可分割的一部分，很多公司已将本质安全设计审查，整合到危险评估体系中。就是说，在做危险评估时，不仅要发现危险在哪里、有什么危险，而且要思考能不能做到本质安全设计、如何找到本质安全的途径。

危险评估特别适用于发现导致化学品泄漏、火灾或爆炸的设施设计，以及操作中的细小隐患，有利于持续改进过程安全性。通过开展危险评估，可以减少化工过程生命周期的事故、降低发生事故的后果、强化培训和对工艺的理解、更有效地生产操作、改进应急反应。

过程安全的危险源（PHA）主要有两方面：物料特性和化学危险性，如易燃性、毒性、反应性等；过程变化的危险性，在工艺过程中发生化学反应的方式，如压力、温度、浓度等。

自2009年以来，国家安全监管总局了一系列关于危化品“两重点一重大”（安监部门重点监管的危险化工工艺、危险化学品和重大危险源）项目监管的法律法规，实际上是对PHA的很好诠释。2009年，《首批重点监管的危险化工工艺目录》公布了15项危险工艺；2013年，《第二批重点监管危险化工工艺目录》公布了3项涉及煤化工的危险工艺；而《首批重点监管的危险化学品名录》和《第二批重点监管的危险化学品名录》则分别公布了60项和14项危险化学品。

在工程建设项目中，保证危化品安全要从3方面入手。首先，在设计时，重点做好危险辨识，在可行性研究和前期阶段，要了解选址对自然条件、周围环境的影响；在工艺包设计阶段，要做好本质安全健康与环境审查；在基础功能设计阶段，进行危险与可操作性审查。

危险评估是过程安全管理体系（PSM）的重要基石，作为PSM体系不可分割的一部分，贯穿于化工过程的全生命周期。高质量的危险评估不能保证不发生事故，但是在有效的PSM管理体系下，危险评估可为改进安全和风险管理提供决策。这并不是说在化工项目设计时，做了危险评估就万事大吉，不用考虑其他措施。实际上，危险评估只是一个重要环节，真正实现长周期的安全平稳运行，还要靠有效的体系管理。

当然，危险评估也有局限性。危险评估是基于对过程或操作的已有经验，如果对过程的化学性质缺乏充分理解，或者评估人员的经验不能反映系统实际操作的过程，则危险评估的结果可能是不完整的。大部分危险评估的结果和益处不能直接被验证，防止事故发生节省的费用不易估算。比如投入很大人力、物力、技术等来进行HAZOP分析，实际上的获益并不能马上看到。还有，危险评估取决于客观判断、假设和分析者的经验，不同团队进行的分析评估会产生不同的结果。

量化风险评估

量化风险评估是本质安全设计的要素。2011年，国家安全监管总局的《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》，为量化风险评估提供了有利的依据。其中规定，通过定量风险评价确定的重大危险源的个人和社会风险值，不能超过规定（如表1所示），若超过，则需采取相应的措施降低风险。

在化工设计中，量化风险评估主要应用于4方面，包括爆炸性气体泄漏事故的后果模拟，用于抗爆控制室设计；可燃、有毒、有害气体泄漏事故模拟 ，如硫化氢气体泄漏等；储罐火灾辐射热影响范围及强度模拟计算；火炬熄火事故的后果影响等。

几年前，中国石化工程建设有限公司对某炼油化工一体化项目进行全厂量化风险评估，对20多套工艺装置和十几个罐区的潜在爆炸、火灾、毒物泄漏扩散等事故进行了模拟计算，并进行了厂内和周边区域的风险评估。根据评估结果，对厂区办公楼、化验楼等人员集中场所的总图方案进行了调整，为十几座抗爆建筑物提供了抗爆设计参数，核算了事故条件下有毒物质泄放的影响范围，优化了工程设计，减少了投资费用，大大降低了人员伤亡事故风险。

合理控制风险

合理控制风险是本质安全设计的原则，安全设计最根本的原则是合理化降低风险。但合理的度的问题，经常会有争论。国家法律法规和标准规范是合理化控制风险的主要依据，也是最低要求。当然，若企业有更高的风险要求，可以高于国家标准。

在化工项目设计时，要考虑事故预防的优先原则，优先降低事故率；也要考虑可靠性、耐用性优先原则以及针对性、可操作性和经济合理性原则。

降低工艺风险的4项对策，按优先顺序排列。第一是本质安全性措施，就是在设计时消除危险，采用非危险或低危险性物料及过程条件，如：最小化危险物质、替代高危险物质、弱化不利的工艺条件、简化工艺过程的操作和运行。第二是被动性措施，通过过程和设备的设计特性，来降低事故频率或后果，所谓的“被动性”是指不需要启动任何的设施，如工艺和管道材料的设备选择、防火堤的设置，这些都是比较可靠安全的。第三是主动性措施，采用联锁控制、仪表保护系统及其他工程控制措施。第四是程序性措施，主要用于生产管理中，采用操作控制、管理检查、应急反应和其他管理方案，来防止或减少事故的影响。

对于一个化工项目的发展阶段，经历工艺开发、基础设计、详细设计、施工建设、生产操作等几个阶段。想改变工程设计的本质安全性，最关键是工艺开发阶段，也就是在前期工艺研发时，有许多机会考虑怎样提高项目的本质安全性。随着建设项目的发展，改变本质安全性的机会在下降，但是改变外在安全性的机会在上升。

本质安全审查

纵观化工建设项目的全生命周期，根除过程危险是预防事故的最佳途径，也就是说工程设计阶段，是为后期的生产运行创造无事故、安全运行的先决条件。

如何验证本质安全性设计的有效性？可通过本质安全审查。审查的目的是识别和理解危险、确认风险降低或消除危险的途径是否足够。审查的方法主要采用危险评估程序，如：检查表、what-if 分析、HAZOP分析。审查的团队一般要求4～7人，工业卫生、毒性专家和化学家是关键人员，以确保能够理解过程反应、化学品和产品相关的危险性；工艺、安全、环保工程师也要参加；操作人员、操作总监和维修代表等，根据审查阶段的需要参加。

本质安全审查的主要目标，是化工过程生命周期的4个关键阶段，包括工艺研发阶段，重点审查物料、化学性、工艺条件等；概念设计阶段，审查工艺流程、设备选择和配置；工程设计阶段，审查管道及仪表流程图、总图布置、设备规格及相关图纸等；生产操作阶段，审查为改进安全和生产而采取的各种过程变更，变更审查必须考虑对本质安全性的影响。

审查步骤包括准备审查文件，如工艺物料平衡图、物料数据表及危险等级、危化品数量、工艺条件表等；确定重大危险源；审查工艺流程，分析每个工艺步骤和危险性，应用本质安全原则，识别和研究改进工艺和降低危险的新途径，如中间罐的必要性；识别潜在的人员因素和人机因素；编制审查报告和后续跟踪改进。