工艺安全绩效指标介绍

2012年第12卷第2期HSE绩效考核专栏工艺安全绩效指标介绍张晓华,刘勃(中国石化安全工程研究院山东青岛266071)摘要:介绍了根据瑞士奶酪模型——事故1原理与保护层漏洞所设置的工艺安全绩效指标体系工艺安全事故一般不是由单一的严重故障造探讨了美国石油学会标准的工艺安全绩效指标及成的,而是由多个事件或故障同时发生导致的。多分级,列举了每一级指标的具体指标和数据收集个系统同时或连续失效的关系最早由英国心理学要求,并具体介绍了杜邦公司的工艺安全绩效指家詹姆斯·里森于1990年在“瑞士奶酪模型”中提标体系,为国内企业提供参考。出。在这个模型中,威胁由多个保护层的弱点或关键词:工艺安全绩效指标杜邦公司漏洞”组成。当这些孔对齐时,威胁则有可能造成伤害,见图1。自BP公司2005年发生德克萨斯炼油厂事故后,国际石油石化行业开始意识到人身伤害绩效指标大部分是由于个人作业造成的,如高处作|释放车装置控制动而场装置业、进入受限空间作业等,其结果不能反映工艺安全的问题,而工艺安全系统失效则将会导致灾难性的事故。为了能够测量工艺安全绩效,美国化学工程师协会化工过程安全中心(CCPS)于2009年发布了《领先和滞后工艺安全绩效指标》,美国石油学会(API)于2010年发布了与CCPS思路一致的《石油化工企业工艺安全绩效指标》图1瑞士奶酪模型——事故与保护层漏洞( ANSI/API754)推荐规范。目前埃克森美孚、BP、收稿日期:2012-01-04壳牌、陶氏、杜邦等国际化大公司都在应用与这作者简介张晓华,高级工程师,1998年毕业于两个标准一致的工艺安全绩效指标。本文重点介青绍国际上通用的工艺安全绩效指标体系的原理、工内容、分级等。YH中国煤化工长期从事石油化近几年从事企业CNMHGSAFETY HEALTH ENVIRONMENT境HSE绩效考核专栏2012年第12卷第2期在瑞士奶酪模型中,控制危害因素的保护层安全事件中的泄漏与环境事件中的泄漏不同,环有多层,包括主动措施和应急措施,每个保护层境事件中的泄漏是指泄漏至环境中可能造成生态可能有弱点或“漏洞”,当漏洞对齐时,危害就会影响,而工艺安全事件中的泄漏是第一保护层失经过漏洞穿过保护层导致事故。而这些漏洞孔可效导致的泄漏,即便进入夹层或围堰也都属于工以是潜在的、刚形成的或人为造成的。工艺安全艺安全事件。API、CCFS标准中泄漏等级以每小保护层包括但不限于容器壁、操作控制(防止超时泄漏的量来判断。温、超压、不期望的化学反应等)、压力释放装置由上述可知,工艺安全事故为任何物料无计报警和停车联锁、变更控制、消防、逃生和入场划或无控制的释放,可造成以下一个或几个后等,而控制这些保护层的有效性则依赖于设备本果质安全、检测、预防维护、管理程序、人员执行力a)人员伤害或疾病、死亡。等b)火灾或爆炸。c)社区疏散或采取环境恢复、保护措施。2工艺安全绩效指标与分级d物料或压力释放。海因里希事故金字塔的预测关系存在于工艺API将事故分为严重事故和轻微事故。严重安全事故关系中。AP1754标准推荐的工艺安全事故包括导致死亡的事故,或损失超过25000绩效指标依据此原理分为4个层次如图2美元的火灾爆炸,引起人员疏散或达到1级释放阈值的泄漏;轻微事故包括导致可记录伤害的事故,或损失超过2500美元的火灾爆炸,达到2级释放阈值的泄漏等。CCPS将事故分为4级。但二者物料泄漏分级使用同一个释放阈值表,该化轻微事故学品泄漏阈值表按照化学品的毒性区域、易燃性、可燃性等罗列了每一类、每一种物质的释放未遂事件(如超压)阈值。22第三级工艺安全绩效指标——对安全系统操作纪律和管理体系的执行的威胁/未遂事件第三级绩效指标代表了保护层系统遭受威图2工艺安全绩效指标4晏次胁,也可称为未遂事件指标,其提供了识别和纠正金字塔的等级代表着滞后与领先工艺安全保护层漏洞的机会。第三级绩效指标通常供公司指标的递进关系,第一级是最滞后的,第四级是内部使用,可在公司局域网公开以便共享学习包最领先的。工艺安全事故的数量是最滞后的绩效括但不限于以下指标:指标,并代表防护层失效导致的严重事件,与低a)安全操作限值偏离。层次指标结合使用可以为公司提供安全绩效评b)第一防护层检查或测试结果在可接受范估。围之外。21第一级和第二级工艺安全绩效指标——事c)安全系统激活。故d)其他第一保护层失效情况。目前API、CCPS定义工艺安全事件是指来自e)找出其他被认为是有意义的行动。工艺过程的任何物料,包括无毒和不可燃物料221安全操作限值偏离(例如,蒸汽、氮气、压缩CO2或压缩空气)在第安全操作限值偏离是指工艺参数的偏差超过保护层无计划或受控失效导致物料释放的事了运行阶段设置的安全操作限值。图3描述了正件;或者在情况略有改变时即可导致某物料从第常的操作水平、高/低报警限值和安全操作限值一保护层释放出的事件。第一保护层是指作为主之间的计宗仝趣作阻值代表不能通过手容器或用于加工、转移物料的储罐、容器、管道、动中国煤化工恢复到已知的安卡车、火车车厢或装置。根据定义可以看出,工艺全状CNMHGSAFETY HEALTH ENVIRONMENT2012年第12卷第2期张晓华,等工艺安全绩效指标介绍HSE绩效考核专栏d通过下游装置破坏排放到大气的泄压装置启动的数量和时间。安全操作极限23第四级工艺安全绩效指标——工作纪律和高位报警管理制度执行正常操作水平第四级指标通常代表了保护层预防措施的绩效,主要由工作纪律和管理制度执行的指标组成。低位报警第四级指标为识别和纠正管理系统的弱点提供了机会,用于公司、企业内部报告。第四级绩效指标的选择不必包含工艺安全管图3储罐漩位妥金操作限值示倒理系统的全部要素,选择部分能代表保护层控制数据收集应根据设计要求和风险评估情况全有效的具有高预测能力、可操作的指标。包括但面收集温度、压力、流量、浓度偏离安全操作限值不限于下列绩效指标的次数、时间。一个单一的初始事件可能导致多a)工艺危害评估完成—由有能力的团队按个指标偏离操作限值,每个指标偏离都记作一个时完成的工艺危害评估区域百分比。单独的三层工艺安全未遂事件。b)隐患治理项目按计划完成——隐患治理项222第一保护层壁厚检查或检测结果在可接目按计划完成的百分比/数量。受范围之外c)培训完成——完成工艺安全所需的培训课根据壁厚测量结果,当壁厚超出压力可接受程,且通过技能考核的百分比。范围时,则作为未遂事件进行记录d)工艺安全程序有效性—按计划评审或改每个压力容器或常压储罐不合格记录为一个进工艺安全所需的操作及维修程序的百分比单独的未遂事件,无论壁厚的测试数量是多少。e)作业许可遵守情况——作业许可抽样能够223安全系统的激活满足所有要求的百分比。包括受限空间作业、动火安全系统的激活,是用于防止第一保护层失作业、盲板作业等。效或降低失效的后果。关键设备检测—按时完成的关键设备检要识别多个元素组成的安全系统。系统可能测的百分比。包括压力容器、储罐、管道系统、压力包括传感器、逻辑解算器、驱动器,并最终旨在防释放装置泵仪表控制系统、联锁和紧急停车系止第一保护层失效;也可能包括安全阀、燃烧器统、应急响应设备等。或洗涤器,共同作用以减轻第一保护层失效的后g)关键安全设备缺陷管理—按计划维修或果。所有这些元素作为一个系统共同发挥作用,临时保障措施的百分比。无论在系统内部必须运行的设备数量有多少,须h)防腐监测方案执行—防腐监测方案所有作为单个事件计算。下述的任一种情况发生时,项目完成的百分比。将作为一个工艺安全未遂事件:i)变更管理合格—抽样满足所有变更管理a)安全仪表系统激活。要求的百分比。b)机械停车系统激活。j)设备开车前检查合格——备用设备、关键c)泄压装置激活。设备检修后开车成功率。不包括在定期设备测试或作为正常停车过程k)应急响应演练—应急预案演练按计划完时手动激活安全系统成率。安全系统激活一般是根据系统类型(如联锁停车、泄压装置、机械停车)分开计算。分类如下:3企业工艺安全绩效指标举例—杜邦公司工a)安全仪表激活的数量和时间。艺安全绩效指标b)机械停车激活的数量和时间。邦公司自2000年开始施工艺安全绩效c)直接排放到大气的泄压装置启动的数量和指中国煤化工指标。3.1CNMHGSAFETY HEALTH ENVIRONMENT安全环境HSE绩效考核专栏2012年第12卷第2期杜邦公司工艺安全事故指标分为3级,见表1。3.3分层次管理HSE绩效指标表1杜邦公司工艺安全事故指标杜邦公司分层次管理绩效指标,总部重点关分类辅述内部报告注滞后指标,基层则更关注领先指标。上报至总部的指标包括:A类工艺安全事故最严重的工艺安全24h内报告至总a)A/BC类事故数量。事故,包括现场或部总裁和总部b)内部工艺安全管理审核建议未关闭或延现场外的严重影响HSE部门期(数量)。B类工艺安全事故中等到严重的工艺72h内报告至总c)第二方工艺安全管理审核建议未关闭或延安全事故,严重的部HSE部门期(数量)现场影响C类工艺安全事故低等到中等严重的在正式调查报告d)计划未关闭或延期(数量)。工艺安全事故或未结束后报告至全e)工艺危害分析建议未关闭或延期(数量)遂事件,现场没有球电子事故追踪操作程序评审超期(每3年)(数量)。影响或影响较小,数据库g)设施完整性测试或检查超期(数量)。主要用于趋势分析h)现场领导批准的总的延期行动项。上报至工厂的指标包括杜邦公司事故数据库分类统计以下内容a)员工(操作和机械)能力复训获取资质。a)事故类型:火灾、爆炸、泄漏等。b)变更未关闭或延期——技术建议或试验。b事故发生时的状态:开车、正常、停车c)开车前审查建议未关闭或延期c)需要加强的要素。d)变更管埋状态——人员90天能力证明d)需要加强的操作纪律e)纠正措施未关闭或设施完整性检测或检查e)事故中涉及的⊥艺设备。发出的工作指令未关闭。n财产损失。f应急响应演练评审提出的建议未关闭或延期。分类统计的信息能够提供教训学习和安全系统改进的方向。4结语32工艺安全管理指标仅用人身伤害指标不能说明安全绩效水平,杜邦公司工艺安全管理指标包括工艺安全绩效指标在近年来被国际石油石化行业a)内部T艺安全管理审核建议未关闭或延期所重视。工艺安全绩效指标包括事故指标、对安全数量)系统的威胁指标、操作纪律和管理体系执行的指b第二方工艺安全管理审核建议未关闭或标。滞后指标不但测量安全绩效而且提供了系统延期(数量)。改进的经验教训,领先性指标则起到促进预防措c)计划未关闭或延期(数量)。施落实、查找管理缺陷和预测安全绩效的作用。近d工艺危害分析建议未关闭或延期(数量)。年来各大石油石化公司所采用的T艺安全绩效指e)操作程序评审超期(每3年)(数量)。标体系与AP、CCPS标准的推荐做法基本一致f设施完整性测试或检查超期(数量)。期望国内企业能够重视并应用工艺安全绩效指g)现场领导批准的总的延期行动项标,以提高工艺安全管理水平。h)员工(操作和机械)能力复训获取资质i)变更未关闭或延期——技术建议或试验。5参考文献j)开车前审查建议未关闭或延期。[1] ANSI/API 754 Indicators for the Refining and Petrochemicalk)变更管理状态——人员90天能力证明。l)纠正措施未关闭或设施完整性检测或检查21 cCPS Process Safety Leading and Lagging MrlricN(S)3 David E Cumming. The Evelution arul Current Status of Process发出的工作指令未关闭。m)应急响应演练评审提出的建议未关闭或延期TH中国煤化工20123)hpwCNMHG(下转第31页)2AFETY HEALTH ENVIRONME2012年第12卷第2期李延山故障安全控制系统在丙烯腈装置中的应用安全技术即可实现转换功能。其波特率最高可以达到通过完成上位机的相关设置等操作,即可实1152kbps,使用RS-485/422通讯时需要设置数现远程通讯据格式。SW1用来设置数据格式,可以是9、10、通过设置FSC系统COM卡、ADAM-4520模11、12位(bits),默认的数据格式是10bits:1起始块以及上位机的通讯方式、波特率、奇偶校验位及位,8数据位,0校验位,1停止位。如果通讯参数起始位等详细参数,使其对应一致,经过调试,通不是“N,,1”,则需要根据通讯参数来设置SW1,讯正常,实现了远程监视。见图2。Format SeltingSwn)5效果9 bits通过技术改造与设备更新,现在操作人员已经能够通过远程通讯系统对现场情况进行实时监视,达到了改造目的,避免了设备故障导致的停车风险,保障了员工的职业健康。经一年多运行,整II bits套装置平稳、安全。12 hitsApplication of Fail-safe Control System inAcrylonitrile Unit图2SW1设置方式sW2用来设置RS485方式或设置RS422Li Yanshan通讯方式以及通讯波特率,见图3。ADAM4520 (SINOPEC Qilu Company Acrylic Factory, Shandong,的出厂默认波特率是9600,当使用RS422方式Zibo,25068)时,只需将SW2的第10位拨到“ON即可,表示 Abstract: Application situation and problems of选择的是RS422方式,1-9均为“OFF",RS-422fail- safe control system in the acrylonitrile unit were可以自适应波特率。introduced. HAZOP method was used to analyzeproblems and propose solutions. The system runsstable after its implementation12345678910acrylontrol图3SW2设置方式system; risk assessment; risk control GSE(上接第24页)Dupont's process safety performance indicator systemIntroduction of Process Safety Performancewas given as a sample for domestic enterpriseIndicatorsKey words: process safety; performance indicators:DupontZhang Xiaohua, Li(SINOPEC Safety EngineeringQingdao, 266071)Abstract: Process safety indicator system which isbased on "Swiss Cheese Model"-incident andprotection layer model was introduced. Process safetperformance indicator and its classification werdiscussed. detailed indicator of each indicator andnformation collection requirement were listedI中国煤化工CNMHGISAFETY HEALTH ENVIRONMENT