化工企业装置运行安全管理

2021-01-08金正平四川安知翼安全技术有限公司四川成都610041

化工管理 2021年25期

金正平(四川安知翼安全技术有限公司，四川成都 610041)

0 引言

2013年，原国家安监总局监管三司下发了《加强化工过程安全管理的指导意见》(安监总管三〔2013〕88号，以下简称“88号文”)[1]，提出了装置运行安全的管理要求。回顾近年来化工企业发生的生产安全事故，大多与化工装置运行安全管控失效有关。贯彻落实88号文要求，对降低化工装置运行安全风险，有效防范生产安全事故具有重要作用。

1 严格执行操作规程和工艺指标是化工装置运行安全的基本保障

1.1 操作规程和工艺指标重要性

操作规程和工艺指标源于化工装置工艺技术和设计文件。在化工装置运行中，严格执行操作规程和工艺指标是化工装置运行安全的基本保障，岗位操作人员通过严格执行操作规程和工艺指标，从而确保装置的安全运行。

2012年河北赵县克尔公司“2·28”重大爆炸事故，共造成25人死亡、4人失踪、46人受伤。导致事故发生的直接原因为企业擅自将硝酸胍反应(硝酸铵和尿素)釜加热导热油的高限温度指标由215 ℃提高至255 ℃，使事故硝酸胍反应釜内物料温度接近硝酸胍的爆燃点(270 ℃)。事故反应釜底部保温放料球阀的伴热导热油软管连接处发生泄漏着火后，外部火源使反应釜底部温度升高，局部热量积聚，达到硝酸胍的爆燃点，造成釜内反应产物硝酸胍和未反应的硝酸铵急剧分解爆炸。

1.2 操作规程和工艺指标的变更管理

在化工生产过程中，操作规程和工艺指标变更应至少做好以下方面的管控。

(1)对照设计文件变更，严禁超设计范围变更工艺指标。

(2)严格变更审批程序。操作规程和工艺指标变更，应至少由生产技术部门负责人审批，对于装置的重要操作程序和工艺指标，应由企业技术负责人审批。

(3)对于变更后的操作规程和工艺指标，应对岗位员工开展技术培训，并考试合格。

2 建立化工装置异常工况管控机制

2.1 化工装置异常工况分类

化工装置异常工况通常包括工艺和设备运行指标大幅度波动甚至超标、设备运行异常、装置出现跑、冒、滴、漏等。异常工况通常包括两大类：一是立即消除异常工况。对于指标类和设备运行类异常工况，通过调整装置相关参数、切换运行设备、装置自动停车(如单系列机泵机跳车)等方式，通常能够立即消除异常工况，尤其是间歇性生产的精细化工装置，由于装置开车、停车损失较小，异常工况的处置更具条件。二是暂未消除的异常工况，这主要体现在连续性生产的化工装置中。由于此类装置开车、停车成本较高(以30万吨/年合成氨装置为例，1次停车、开车物耗成本合计约300 万元左右)。对于无法切换的流程、动静设备等出现异常工况时(如：跑、冒、滴、漏)，企业往往会考虑结合装置大修、中修等时机消除异常工况，这需要对异常工况可能带来的安全风险做全面评估。

2019年河南省三门峡市河南煤气集团义马气化厂“7·19”重大爆炸事故，主要原因是对空分装置冷箱漏液氧带来的安全风险后果严重性评估不充分，尤其在液氧泄漏量扩大导致冷箱外表面出现裂缝的情形下，未果断决定停产检修，最终导致了该起事故的发生。

2.2 暂未消除异常工况的管控

对于暂未消除的异常工况，笔者认为应重点做好以下方面的管控。

(1)从专业技术角度评估安全风险，各专业技术能力是风险评估的关键。应组织异常工况涉及的相关专业，包括工艺、设备、自动化仪表等，从技术层面开展风险评估，尤其是可能导致的最严重后果。如评估风险不可控，应立即停产检修，消除异常工况。

(2)经风险评估可控时，应由工艺专业牵头组织制定异常工况管控方案，并由相关专业会审签字。以易燃易爆危险化学品跑、冒、滴、漏为例，应采取的措施包括：

①设置警戒线、挂牌标识，防止无关人员接近泄漏点。

②泄漏点周边30 m范围内严禁实施动火作业。

③采取氮气、蒸汽等惰性气体稀释源；采用防爆风机吹散可燃气体，防止形成爆炸性混合物。

④增大现场巡检频次，采用看、听、摸等方式，观察泄漏变化。

⑤设置可燃气体固定泄漏监测点，对可燃气体监测数据进行对比分析，判断泄漏量的变化。

⑥根据装置工艺特点，适用时可采取降低系统运行压力方式，减少泄漏量；

⑦管控方案中应明确装置紧急停车的量化指标和应急处置程序，量化指标包括：可参考的工艺参数、固定分析监测点数据等。

⑧应充分授权班组和岗位人员对异常工况的应急处置。装置异常工况的发展和变化往往具有突发性，如果遇到突发状况，要求现场班组和岗位人员报告后再处置，势必延误异常工况的最佳处置时间，容易导致安全事故的发生。

(3)异常工况管控方案应组织对岗位人员培训。

3 建立以提升岗位技能为目标的培训机制

3.1 “人的不安全行为”是导致事故发生的根源

近现代各种安全生产事故致因理论告诉我们，“人的不安全行为”是导致事故发生的最重要因素。“物的不安全状态”“管理缺陷”“环境因素”等，追根溯源也是“人的不安全行为”造成的。从众多化工装置生产安全事故的原因分析中也可看出，绝大多数是由于“人的不履职”行为(含三违)导致，其中，岗位操作人员技能不足是导致“不履职”的主要原因。

2017年山东省临沂市金誉石化有限公司“6·5”罐车泄漏重大爆炸着火事故，共造成10人死亡，9人受伤，其中，1人重伤，8人轻伤。从事故现场视频监控画面中看出，现场作业人员对液化石油气毒性特点不了解，对液化石油气连接口泄漏应急处置程序不熟悉，是导致事故发生的重要原因。

2018年6月18日湖南省长沙市岳麓区的中石油岳麓大道加油站内，一辆红色雪铁龙车因突发故障无法刹车，快速撞上该加油站4号机位。由于撞击力过大，4号加油机当场起火，事发时正是加油高峰时段。在事发处约1 m远，有一辆刚加完油的大巴车，车载47名乘客，现场还有30余辆小车，若不及时将火扑灭，后果不堪设想。由于站内加油员应急处置及时、准确，38 s成功灭火，未造成人员伤亡。加油站7名有功人员被重奖80万元。

从上述两起事故案例中不难发现，作为化工装置直接操作者—岗位操作人员，其技能水平对化工装置运行安全起着决定性作用。

3.2 提升岗位技能是防范“人的不安全行为”的核心

3.2.1 培训内容应紧紧围绕岗位操作人员应掌握的基本技能

(1)装置工艺原理。岗位带控制点的工艺流程图(P＆ID)，岗位操作人员应具备默画P＆ID的能力。

(2)岗位设备的“四懂三会”，即懂性能、懂结构、懂原理、懂用途(四懂)，会操作、会保养、会排除故障(三会)。

(3)操作规程和工艺指标，包括化工单元和设备的操作步骤，装置和设备控制指标的设计值、正常控制范围、工艺和设备参数报警值和联锁值。

(4)装置的开车程序、停车程序以及关键控制步骤和控制参数。

(5)装置异常工况的判断和处置，包括工艺和设备控制指标异常、设备(尤其是运转设备)异常声音、跑冒滴漏处置等。

(6)岗位涉及的危险化学品的理化特性和危害特性、应急处置方法，包括闪点、爆炸极限、自燃点、比重、职业健康接触限值、灭火方法、泄漏处置方法、中毒处置方法等。

(7)岗位防护用品的正确佩戴和应急设施的正确使用方法。

3.2.2 “师带徒”是提升化工装置操作人员岗位技能的有效途径

“师带徒”是传统化工企业一项行之有效的培训举措，相比职业学校培养、校企联合办学、网络培训等，具有针对性强、提升快的优势。企业新员工在培训岗位基本知识、基本技能的同时，通过师傅的“传帮带”，能够使岗位操作人员很快熟悉岗位操作技能，尤其是装置异常工况的判断和处置能力。但在市场经济条件下，由于受企业内部岗位定员和“不养闲人”的影响，“师带徒”正在逐步消失，这在民营企业显得尤为突出。

最近，国家出台了《应急管理部人力资源和社会保障部教育部财政部国家煤矿安全监察局关于高危行业领域安全技能提升行动计划的实施意见》(应急〔2019〕107号)、四川省出台了《四川省高危行业领域安全技能提升行动计划实施方案》(川应急〔2020〕46号)，文件中提到了企业应开展“师带徒”要求，但未给与企业相应的激励机制，使得未来“师带徒”之路仍然有较大困难。建议主管部门出台“师带徒”的政策激励机制，使“师带徒”这一传统、行之有效的技能培训方式重新回到企业。

3.3 建立基于能力的岗位技能培训效果考核评价机制

笔者在很多化工企业开展安全检查时，大部分企业评价员工安全培训效果时(包括新员工三级培训、转岗培训、岗位技能培训等)，通常采用的是书面考试方式。其实，这样的考核方法容易出现“高分低能”现象。

传统的化工人都知道，对于自动化控制程度较高的化工装置来讲，维护装置的正常运行，对岗位操作工的技能要求并不高，每天的主要工作就是“三步曲”，即：抄报表、现场巡检、写交班记录，遇见生产波动的时候，多向班长和同事请教，就能勉强对付过去。但是，装置出现异常工况时，能够迅速准确判断和处理的，往往只有少数几个“明白人”。但每年年终业务考试的时候，成绩排名靠前的，往往是“不明白人”。

因此，化工企业应改变岗位员工技能考核方式，建议采用装置现场问答的方式，模拟装置正常生产、重点是模拟各种异常工况的判断和处置程序，对员工进行培训效果评价，使岗位员工真正掌握岗位操作技能。

另外，化工企业应建立岗位员工业务考核机制，每年对岗位员工开展业务考试，并作为薪酬待遇、评优评先、岗位晋升等方面的重要评判依据。

4 守住化工装置安全运行底线

安全阀、爆破片、联锁是化工装置的最后一道安全防线，是防止装置异常工况失控、员工操作失误等导致化工装置发生安全事故的底线，必须100%投入使用。化工装置超压时，如果安全阀未起跳、爆破片未爆破，容易发生群死群伤的恶性安全事故；化工装置设计的温度、压力、液位、流量、组分等联锁，一旦失效，同样易导致群死群伤的恶性安全事故发生。

2015年7月16日，山东石大科技石化有限公司发生液化石油气储罐着火爆炸事故，根据事故调查报告，事故发生时，该液化石油气罐顶安全阀前后手阀关闭，放空线总管安装盲板隔离，无法通过火炬系统对液化石油气进行安全泄放，是导致事故后果扩大的主要原因。

4.1 安全阀、爆破片的使用管理

部分化工企业安全阀、爆破片的使用不符合《压力管道安全技术检察规范》和《固定式压力容器安全技术监察规程》要求，主要存在以下安全隐患：

(1)安全阀进口或出口阀处于关闭状态。

现实的就医环境中，由于很多人缺乏对发烧这一症状的常识性认识，这就给滥用激素提供了市场。人们在就医时常常对医生说：“我没时间养病，我不能休息，我得把烧快点压下去。”鉴于当前紧张的医患关系，不少医生为迎合病人的这一需求，就会给病人输注激素强行退烧。于是地塞米松被当作退烧药加入输液中便成了十分普遍的现象。实际上，地塞米松不是退烧药，它属于糖皮质激素的一种，也就是老百姓常说的激素。激素能起到抑制免疫的作用，免疫系统不工作了，烧也就退了，但它同时阻碍了人体自身对抗疾病的能力，使得病菌趁机生长繁殖引发新的感染，也就是说，容易使人的体质变差，可能会导致严重感染。

(2)安全阀旁路阀处于开状。

(3)安全阀进口管径大于出口管径。

(4)安全阀整定值大于压力容器设计值。

(5)采用爆破片(在前)和安全阀(在后)串联时，爆破片的爆破压力大于安全阀的起跳整定值。

(6)安全阀和爆破片未按照设计要求安装或随意取消。

(7)采用爆破片(在前)和安全阀(在后)串联时，二者之间未安装压力监测点，或设置的压力表显示压力，未及时更换已损坏的爆破片。

(8)安全阀未每年定期校验，可靠性无法验证。

4.2 自动化控制系统与联锁管理

近几年来，在各级安全监管部门高压监管态势下，涉及“两重点一重大”的化工装置自动化控制水平较以往有了显著提升，但相当一部分化工企业由于缺乏自动化仪表专业人员，未开展自动化控制系统和联锁使用的可靠性的定期调试确认和日常维护，这给化工装置安全运行埋下了许多安全隐患，一旦自控设施失效，容易导致安全事故发生。应重点做好以下方面工作。

(2)装置大修或长期停车后开车前，工艺专业和仪控专业人员应协调配合对自动化控制系统及联锁进行调试，确保其可靠性，包括：控制回路的调试、自动控制阀位的调试、报警和联锁的调试等，并对调试结果签字负责。

(3)装置设置的联锁必须100%投运，因处理生产故障须临时摘除联锁时，应按照“专业会签、技术负责人审批”的程序进行审批，且临时摘除联锁最长不应超过30 天。长期切除联锁必须征得装置原设计单位同意并履行设计变更程序。

(4)联锁临时摘除时，应制定有效的管控方案，最大限度降低联锁临时摘除带来的生产安全风险。

(5)企业应制定由工艺专业牵头、自控专业人员参与编制的SIS和DCS/PLC控制系统应急处置预案，防止自动化控制系统和安全仪表系统发生通讯故障、黑屏、软件中毒等故障时，影响装置的安全停车。并组织岗位人员开展演练，熟悉应急处置程序。

5 高度重视化工装置开车、停车时段的安全风险

化工装置开车、停车阶段，温度、压力、流量等工艺控制参数处于不稳定状态，设备设施从检修或备用状态转入运行的安全可靠性需要验证，部分安全设施还未投入使用(如工艺和设备联锁)，再加上开车、停车期间，化工单元之间、运转设备之间投运的先后顺序需要高度配合，各岗位操作人员之间、现场人员和主控岗位人员之间需要高度配合，众多不确定因素决定了化工装置的开车和停车是高风险时段，必须予以高度重视，精心组织。

5.1 工艺专业牵头、相关专业参与编制装置的大修开车和停车技术方案

企业应根据装置的操作规程，结合装置大修项目，由工艺专业牵头、自动化仪表专业、设备专业等参加编制针对性的停车、开车技术方案和开车、停车步骤确认表，防止开车、停车过程发生误操作。开车、停车方案内容至少应包括：开车或停车的组织指挥机构和职责、公用工程系统开车或停车、装置的开车或停车步骤、开车或停车的重要控制参数、开车或停车可能出现的异常工况处置程序、发生安全事故的应急处置程序(或预案)。

5.2 应针对性开展装置开车、停车前的培训和考核

对于连续性生产的化工装置，通常运行周期较长(一般连续运行200 天左右，管理较好的装置可达到300 天以上)，操作人员对装置开停车操作程序、应急处置等会出现 “临时失能”现象，因此，在装置开车、停车前，组织岗位员工学习开车和停车方案显得尤为重要。

部分化工企业在复工复产培训时，培训和考试内容流于形式，往往只有安全生产法律法规和通用性安全知识，缺乏针对性，这给装置开车或停车带来了较大安全风险。

5.3 采用“横向到边、纵向到底”的方式开展装置开车前条件确认

化工装置检修时，机、电、仪设备和生产工艺流程状态都会发生较大改变。如果装置在开车前，企业未精心组织对各专业设备设施和生产工艺流程进行确认，容易发生生产安全事故。

所谓“横向到边”是指组织工艺、设备、仪表自动化、电气等专业开展确认；“纵向到底”是指组织岗位、班组、车间、部门、公司分管技术负责人层层确认。确认记录应由责任人签字，重要单元或设备应采用复核制。

各专业开车条件确认通常应包括以下内容。

(1)工艺专业确认内容：

①系统吹扫、清洗、单机试车、联动试车、气密性试验、置换合格；装置开车流程确认；盲板抽插状况。

②按照职责划分，对照检修计划(包括临时性增补计划)清单，安排专人逐项清理检修项目完工情况，严禁在项目未完工条件下进行化工投料开车。

③引入蒸气等公用介质时，要控制好升温、升压速度，防止“水击”，现场专人巡查，发现问题立即处置。

(2)仪控专业确认内容：

①装置的温度、压力、流量、液位、组分等测量仪表检定、调校合格并投用。

②控制回路、报警、联锁调试合格，根据装置开车情况适时投运联锁系统。

③调节阀等执行机构阀位与工艺联调合格。

④配备的可燃有毒气体报警仪完好投运。

⑤自动化控制系统和安全仪表系统的UPS已投运。

(3)设备专业确认内容：

①特种设备及其安全附件已检验检测合格，安全阀、爆破片投运，根部阀已全开且铅封或上锁。

②动设备检修完毕且试车正常，静设备检修完毕且回装结束。

③现场检修设备用的脚手架、工器具、备品备件、材料等已全部拆除或撤离。

(4)电气专业确认内容：

①电机、开关柜、电缆等检修、试验完毕，具备送电投运条件。

②各种继电保护装置完好投运，定值保护设置符合规定。

③防雷防静电设施完好投运，电气设备绝缘合格，绝缘工器具检验合格备用。

(5)安全和消防专业确认内容：

①个人防护用品已配备充足、到位，包括：便携式气体检测仪、安全帽、耳塞、手套、正压式空气呼吸器、过滤式防毒面具、防护服、防酸面罩等。

②消防设施、应急器材已配备到位或处于完好备用状态，包括：灭火器、消防水系统、喷淋洗眼器等。

③消防通道、人员疏散撤离通道已保持畅通。

④防爆对讲机等通讯工具完好且配备到位。

(6)开车保镖人员安排到位：

设备、仪控、电气、分析等专业应安排技术能力较强的人员全程配合工艺开车，发现异常，及时处理，为工艺专业组织开车保驾护航。

6 慎重实施装置生产工艺流程变更

6.1 擅自变更工艺流程容易引发生产安全事故

工艺技术来源可靠、且经过正规设计的化工装置，在设计阶段已进行详细工艺计算，对不同物料间混合是否产生化学反应、是否形成爆炸性混合物等经过充分论证，并体现在P＆ID图等设计文件中。

部分企业对工艺安全风险认识不足，随意改变装置工艺流程现象时有发生，导致安全事故发生。2017年12月9日，江苏省连云港聚鑫生物科技有限公司间二氯苯装置发生爆炸事故。事故直接原因是企业擅自将不同单元的尾气管道联通，导致含硫酸尾气串入保温釜，与回收残液中的间硝基氯苯、间二氯苯、124-三氯苯、135-三氯苯等在绝热高温下混合发生化学反应，持续放热升温，再加上违规使用压缩空气压料，高温物料与空气接触，反应加剧，紧急卸压放空时，遇静电火花燃烧，保温釜内压力骤升，物料大量喷出，与釜外空气形成爆炸性混合物，遇燃烧火源发生爆炸。事故造成10人死亡、1人轻伤，直接经济损失4 875万元。