应用保护层分析法提升炼化企业生产应急管理水平

2020-04-07权红旗

当代石油石化 2020年2期

权红旗

（中国石油化工股份有限公司炼油事业部，北京 100728）

应急管理一般包括应急预案、应急响应、应急处置和应急救援、应急物资等内容，需要企业生产、设备、消防、安全环保和保卫等诸多专业协同配合，才能达到有序、高效应对紧急状况的目标，是企业事故状态下的最后一道防线，在企业生产经营活动中具有非常重要的意义。应急处置和事故处理具有高度相关性，事故分析的过程，通常包含了应急处置的过程。本文主要借鉴事故保护层（屏障）分析的方法[1]，选择典型案例，按照事故发展过程，重点对涉及应急处置的关键环节进行剖析，归纳总结当前企业应急处置工作中存在的不足，并提出改进建议。

1 企业应急管理现状及问题

从某大型石化公司2017-2018年HSSE大检查结果来看，目前企业应急指挥中心建设、组织机构设置等软硬件基本可以满足要求，主要问题是异常处置和实战能力不足，难以应付突发事件，如不尽快加以改进，极有可能发生小事件发展为大事故现象。图1为企业应急管理对标分析雷达图，可以看出，现场应急演练差距最大，其次是应急物资和应急设施，异常与初期应急处置也有一定的差距。要解决这些问题，总结其他事故经验是重要的手段。国外通常采用保护层分析法进行经验总结，以提升应急管理水平。

2 保护层分析法及其特点

国外事故分析通常按照事故发展的时间顺序，将初期事件演变为事故的整个过程，人为设置一道道保护层（屏障）。如果保护层全部失效，就会导致事故的发生或扩大。保护层分析即按照各保护层失效的先后顺序进行分析，找到保护层失效的直接原因和管理原因，系统查找各个环节存在的隐患，以指导后续制定有效的防范和整改措施[2]。

基于保护层的应急处置系统分析，重点关注的是事故处置过程中应急处置方面的保护层分析部分。以炼化企业的典型火灾事故为例，应急处置保护层分析一般分两条主线，一条是生产应急处置，一条是现场应急救援处置。生产应急处置按照初期事件—事故—事故升级的事故链条，分别设置报警、生产操作、应急响应、联锁保护等保护层。现场应急救援处置按照现场处置的先后顺序，分别设置应急反应、应急预案、现场方案等保护层。

3 保护层分析法在典型案例中的应用

3.1 事故案例基本情况

某装置0∶55，因为法兰失效，油气泄漏冒黑烟。0∶58，发现现场有火光，班长立即报火警、汇报调度和值班领导。1∶02，开始降低反应进料量、高分压力。1∶04，消防队伍赶到现场进行灭火。1∶06，因SIS仪表线被烧毁触发联锁启动，装置紧急停车。1∶30，操作人员手动启动紧急泄压系统。1∶50，压力泄至0.1 MPa以下。2∶10，明火被扑灭。

3.2 生产应急处置阶段保护层分析

生产应急处置为从开始泄漏到泄漏点开始着火这一过程。该过程设置工艺报警、现场气体报警、视频监控、巡检管理4个保护层，见图2。保护层失效原因分析见表1。

表1 生产应急处置阶段保护层失效原因分析

综合上述分析，事故初期报警和监控等应急设施缺失、巡检不到位是导致初期事故未及时发现的直接原因。现场事发部位既没有工艺报警，也没有现场气体报警、工业视频监控，操作人员也没有做到24小时全覆盖巡检要求，四道保护层失效导致操作人员没有及时发现泄漏现象，并最终发展成火灾事故。

另外，前期同类装置在类似部位曾发生过火灾事故，但装置在设计、运行管控等阶段，均没有识别应急设施缺失存在的风险，管理部门和运行部也没有认真研究巡检管理存在的缺陷。因此风险管理、事故管理、生产运行管理3个要素管理不到位则是诱发事故的深层次管理问题。

3.3 现场应急救援处置阶段保护层分析

现场应急救援处置阶段为初期火灾至火势扩大过程。该过程设置工艺操作、联锁保护、泄放保护3个保护层，见图3。保护层失效原因分析见表2。

从管理层面分析，领导引领、风险管理、生产操作、设备安全、事故管理等要素管理存在薄弱环节是主要原因，反应在各级管理人员风险意识不强，紧急泄压未列入SIS系统没有风险评估，事故教训吸取不深刻，操作人员心存侥幸，工艺操作纪律执行不力等方面。

4 目前应急管理上存在的问题及建议

4.1 初期事件阶段应急管理存在的问题

及时发现初期事件是保证有效开展应急处置的关键，该阶段保护层主要包含工艺报警、现场气体报警、视频监控、巡回检查及其组合。存在的问题主要有以下几个方面：

1）工艺报警问题。一是设计阶段的HAZOP、SIL等风险识别，对泄漏、着火等异常工况工艺报警设置考虑不周全；二是运行过程中，操作人员对报警管理重视不够，有的装置24小时报警数据达1万条，有效报警被无效报警淹没，频繁报警必定会影响操作人员的判断，甚至产生麻痹心理。国内工艺报警管理与国外差距较大，见表3。

2）现场气体报警仪问题。一是现场可燃气体和有毒有害气体报警仪配置不足的问题仍然存在，老装置类似问题更加突出；二是可燃气体和有毒有害气体报警仪现场设置存在技术障碍。上述事故中，由于该部位位于6层平台，泄漏的氢气随即快速扩散，现场检测仪器难以检测到泄漏氢气。

3）视频监控问题。视频监控的布置仍主要根据现场情况确定，没有相应的规范要求，有些装置由于投资问题，往往减少视频数量，导致监控能力不足，而且有的企业对视频管理重视不够，没有纳入班组日常监控管理，监控维护和画面设置等管理不到位。

4）巡回检查问题。有的企业班组巡检没有满足实现24小时无缝衔接；巡检不认真，如某企业循环氢机组发生报警，但操作人员巡检2次未发现异常，导致机组长期偏离指标出现机组损坏现象。

针对以上问题，建议在装置设计阶段要结合HAZOP分析、SIL评估等，统筹考虑工艺报警、现场报警、视频监控和现场巡检要求，合理设置预警设施，确保事件初期能及时发现异常；同时采用先进的技术手段，如红外监控技术、视频火灾联动技术[3]、可燃气体联动预警技术[4]等，提高现场报警准确性、及时性。

4.2 初期事件控制阶段应急管理存在的问题

1）应急预案问题。一是应急预案缺乏统筹，生产应急和事故应急方案没有有效衔接；二是应急分级响应、基层应急的责任和程序不明确；三是应急处置内容缺乏针对性，多数仍靠操作人员的经验和能力；四是应急处置卡指导性不强，没有发挥初期应急处置“三板斧”的作用；五是应急演练侧重于事故后的现场应急处置，没有从事故全链条故障模拟演习，效果不佳。

2）应急操作问题。一是部分装置操作人员技能不足问题较突出，如某企业加氢装置压缩机机组故障后，操作人员在应急过程中没有及时关闭调节阀、原料泵进出口阀门，导致高压氢气串入低压原料罐着火爆炸；二是操作人员存在侥幸心理，停工决策不果断，时机延误导致事态扩大等。另外，随着企业体制机制的变更，集中操作已成为趋势，现场班组人员减少，应急状况下人手不足的问题需要高度重视，上述企业发生事故的作业部，共有7套不同规模的生产装置，外操人员不足10人，在装置出现异常后、特别是出现大面积停工情况下，存在操作失控的重大风险。

3）联锁保护问题。一是部分老装置缺少SIS等保护系统，部分联锁的设计不合理；二是联锁的变更管理不严，联锁停用未评估、防护措施缺失等现象仍较多。

针对以上问题，建议强化设计本质安全[5]，设计要结合HAZOP分析和SIL评估工作，合理设置装置联锁保护，并确保联锁完好投用；要结合国内外事故、基于事故场景编制全链条的应急预案，应急预案发布前须经过必要的测试、评估；通过仿真培训要进驻操作室、开展桌面推演等多种形式，对操作人员开展系统性和针对性的培训，使应急行为和操作程序成为习惯。另外，企业在体制机制改革中要兼顾改革发展和安全生产，开展应急能力的风险识别和评估，确保在安全的前提下稳妥发展。

4.3 现场应急救援阶段应急管理存在的问题

现场救援存在的问题，一是多数企业现场应急方案中，未明确消防和生产的灭火方案衔接问题，对于易燃易爆、有毒有害的介质，极易产生次生事故；二是现场应急集合点的设置没有远离危险区域，也缺少进入装置人员的统计、集中的内容，依靠事后排查，严重威胁人身安全；三是缺少装置高空、复杂地形的专项方案，特别是对于老生产区域、老装置等救火区域受限的专项方案缺失。如2016年某企业一台框架上换热器发生着火，虽然发现及时，但由于没有针对该地形制定有效的灭火方案，导致事态扩大。

另外现场处置明确规定发生事故后，企业应逐级成立现场指挥部等组织，以协调应急处置工作，但实际执行过程中，各级人员，包括领导干部到现场第一任务是冲到火海救火，忘记自己职责，反而带来极大风险。

建议要吸取事故教训，做好生产应急和应急救援方案的衔接，生产人员和消防部门要联合制定方案；明确现场指挥系统的作用和各级人员的职责，为现场灭火创造有序的环境，避免盲目施救导致事故扩大；实行进出装置人员登记制度，并合理设置人员集中场所，以便在紧急情况下人员集中到合格的场地待命；认真研究装置特殊区域的现场专项救援方案，确保紧急情况下救援力量能以最快的速度进入正确的地点，采用正确的方式第一时间控制火情。