昭通安全生產(chǎn)：化工企業(yè)工藝系統(tǒng)初始打開作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控
根據(jù)應(yīng)急管理部通報(bào)，9月7日15時(shí)40分許，內(nèi)蒙古鄂爾多斯杭錦旗獨(dú)貴塔拉鎮(zhèn)億鼎生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司氣化車間發(fā)生高壓氣體泄漏事故，導(dǎo)致現(xiàn)場多名在高處作業(yè)的工作人員被噴射墜落。截至目前，事故已造成10人死亡、3人受傷。
這是一起由直接作業(yè)過程導(dǎo)致的典型過程安全事故。如此簡單的作業(yè)卻導(dǎo)致了這么多人員傷亡，確實(shí)令人痛心。這起事故似乎再次證實(shí)了近年來的一個(gè)觀點(diǎn)，即我們可以為設(shè)備設(shè)施設(shè)置許多安全屏障，從而降低事故發(fā)生的概率。但是，對于直接作業(yè)環(huán)節(jié)，有效屏障并不多，往往是個(gè)人的無意失誤就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的工藝安全事故。我不完全贊同這個(gè)觀點(diǎn)。這起事故實(shí)際上反映出我們整個(gè)行業(yè)在對工藝系統(tǒng)打開作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控方面，存在體系性不足。 工藝系統(tǒng)打開作業(yè)(intrusive work)是指需要打開封閉系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部作業(yè)的操作，例如管道和容器的開口作業(yè)、閥門和泵的維修更換等。這類作業(yè)會(huì)打破系統(tǒng)的完整性，增加潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。工藝系統(tǒng)打開作業(yè)是化工企業(yè)最高風(fēng)險(xiǎn)的直接作業(yè)環(huán)節(jié)之一。因?yàn)樵诟綦x失效的情況下，打開系統(tǒng)可以直接導(dǎo)致工藝泄漏事件的發(fā)生，進(jìn)而引發(fā)次生的火災(zāi)爆炸、人員中毒、化學(xué)燒傷、機(jī)械傷害、流程失控以及環(huán)境污染等后果。 而在工藝系統(tǒng)打開作業(yè)中，初始打開系統(tǒng)(first break/initial opening)又是最高風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)節(jié)。它專門指在管道和容器等長時(shí)間關(guān)閉的系統(tǒng)首次打開進(jìn)行作業(yè)的過程。初始打開是指松開密閉系統(tǒng)的任何連接螺栓的過程，通過導(dǎo)淋或放空閥門對系統(tǒng)進(jìn)行泄壓或檢查隔離有效性并不屬于初始打開。即使通過現(xiàn)場或遠(yuǎn)傳壓力表顯示，或者通過導(dǎo)淋或排空閥已經(jīng)確認(rèn)系統(tǒng)已經(jīng)被有效隔離且排空，打開第一道法蘭的作業(yè)過程仍然屬于初始打開。因?yàn)閴毫Ρ砜赡苡泄收�，�?dǎo)淋或排空閥可能被工藝物料（焦粉、聚合物）或鐵銹等堵塞。 在化工行業(yè)，通常會(huì)對打開曾經(jīng)含有易燃（閃點(diǎn)<65℃）、有毒、窒息性或自燃物質(zhì)的系統(tǒng)的作業(yè)過程通過作業(yè)許可進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。遵循基于風(fēng)險(xiǎn)的原則，對不同的工藝條件的系統(tǒng)的初始打開過程管控要求也會(huì)有所不同，下面這個(gè)例子是某企業(yè)對不同情況的作業(yè)許可的具體要求：
管徑 | 無導(dǎo)淋或排放口（測試點(diǎn)） | |||
確認(rèn)閥門無內(nèi)漏 | 確認(rèn)閥門有內(nèi)漏 | 需要通過微開法蘭確認(rèn)是否內(nèi)漏 | 微開法蘭后發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏 | |
>8 英寸 | 正常作業(yè)許可 | 正式編制并經(jīng)過審批的作業(yè)方案，特殊作業(yè)審批 | 正式編制并經(jīng)過審批的作業(yè)方案，特殊作業(yè)審批或取消作業(yè) | |
≤8英寸 | 正常作業(yè)許可 | 正式編制并經(jīng)過審批的作業(yè)方案，特殊作業(yè)審批或取消作業(yè) | 正常作業(yè)許可 | 正式編制并經(jīng)過審批的作業(yè)方案，特殊作業(yè)審批或 取消作業(yè) |
對于這一類的作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)控制，作業(yè)計(jì)劃和作業(yè)準(zhǔn)備過程是保證作業(yè)過程安全的關(guān)鍵，作業(yè)準(zhǔn)備過程就是要對計(jì)劃打開的設(shè)備進(jìn)行有效隔離并排空置換干凈，防止危害物料殘留傷害作業(yè)人員。 在化工行業(yè)實(shí)際操作中常用的隔離方式包括閥門隔離、盲板隔離以及斷開管線隔離等。閥門隔離方式主要包括單閥隔離、雙閥隔離、雙閥隔離加導(dǎo)淋，盲板隔離包括盲板/盲法蘭隔離，盲板隔離與斷開管線隔離也被稱為絕對隔離。還有將閥門隔離和盲板隔離結(jié)合的雙閥隔離加導(dǎo)淋和盲板
具體隔離方案的選擇要遵循基于風(fēng)險(xiǎn)的原則，有一個(gè)行業(yè)內(nèi)的良好實(shí)踐是采用一個(gè)基于可能發(fā)生泄漏風(fēng)險(xiǎn)的通過定量評(píng)估方式確定采用哪種閥門隔離方式的工藝隔離矩陣，這個(gè)泄漏風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系需要考慮以下要素:
一、評(píng)估變量:
1、 工藝過程或設(shè)備所處的環(huán)境情況，這是因?yàn)椴煌沫h(huán)境在有害物泄漏后產(chǎn)生的擴(kuò)散方式與范圍以及可能發(fā)生爆炸的威力會(huì)有很大的不同。
例如在對2005年發(fā)生在英國的邦斯菲爾德油庫爆炸事故的調(diào)查過程中，調(diào)查組的專家在用FLACS軟件在對汽油蒸汽的擴(kuò)散及蒸汽云團(tuán)爆炸進(jìn)行模擬時(shí)發(fā)現(xiàn)，在樹叢中的汽油蒸汽發(fā)生爆炸后的爆炸沖擊波壓強(qiáng)可以大于10 bar，而在空曠地方同樣濃度的蒸汽云團(tuán)爆炸所產(chǎn)生的沖擊波壓強(qiáng)只有0.1 bar，這兩種環(huán)境下爆炸所產(chǎn)生的破壞力差別是很大的。在后面的模擬測試中也證實(shí)了這一點(diǎn)，研究人員用塑料薄膜圍成一個(gè)封閉空間，注入一定濃度超出爆炸下限的汽油蒸汽然后進(jìn)行點(diǎn)火引爆試驗(yàn)。塑料薄膜下面是一塊平地時(shí)的爆炸情況比塑料薄膜里面是有草叢的爆炸情況塑料薄膜被掀起的高度差很多，第二種情況的破壞力要大很多，可以直觀地看到其他條件都相同時(shí)只是環(huán)境的不同產(chǎn)生的后果就有很大的不同。 所以我們可以粗略地把裝置區(qū)現(xiàn)場分為設(shè)備密集區(qū)和相對空曠區(qū)，設(shè)備密集區(qū)的泄漏危險(xiǎn)參數(shù)理應(yīng)在易燃易爆物質(zhì)泄漏的情況下風(fēng)險(xiǎn)要高一些，有毒物質(zhì)泄漏則在兩種環(huán)境沒有太大的區(qū)別。
2、 介質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：如壓力、溫度、腐蝕性、易燃性、毒性等屬性，介質(zhì)的危害性越大，發(fā)生泄漏的后果嚴(yán)重性越大，風(fēng)險(xiǎn)越高。
在這個(gè)評(píng)估表中，把介質(zhì)按照其本身的易燃易爆和有毒有害性質(zhì)以及其操作條件下的溫度和壓力分為7組，排列越靠前，風(fēng)險(xiǎn)越高。
綜合考慮將要被隔離的工藝和設(shè)備系統(tǒng)中物質(zhì)的危害特性和所在的環(huán)境，就可以得出影響因數(shù)矩陣。
例如我們要在裝置區(qū)對裂解汽油分離塔的底部抽余油輸送泵的入口過濾器進(jìn)行隔離，那么該處的抽余油是屬于超過60℃的易燃物質(zhì)，屬于第3類物質(zhì)，分離塔所在裝置區(qū)是屬于A類情況，因此通過上表可以查得影響因數(shù)為8。
3、 管道/設(shè)備的管徑與操作壓力：管徑越大，隔離閥門就越大，泄漏的可能性就越高，操作壓力越大，泄漏的可能性也越高。綜合考慮兩者的結(jié)合就可以得出泄漏因數(shù)矩陣。
例如，如果隔離的過濾器管線是6''的而系統(tǒng)的操作壓力是25 bar，那么通過上表可以查到泄漏因數(shù)是6。
4、 隔離頻率與隔離時(shí)長：隔離頻率是指多久隔離一次一臺(tái)具體的設(shè)備以進(jìn)行打開系統(tǒng)作業(yè)。隔離時(shí)長是指系統(tǒng)打開的時(shí)間長短。頻繁隔離會(huì)增加誤操作風(fēng)險(xiǎn)；隔離時(shí)間越長就越會(huì)增加各種原因?qū)е滦孤┑娘L(fēng)險(xiǎn)。綜合考慮兩者的結(jié)合就可以得出時(shí)間因數(shù)矩陣。
例如：如果抽余油輸送泵的入口過濾器每個(gè)月要清理一次，每次過濾器濾芯拆走清理，再回裝總共需要5個(gè)小時(shí)，那么通過上表可以查到時(shí)間因素是6。
二、風(fēng)險(xiǎn)矩陣總值:
以上三個(gè)因數(shù)相乘，就可以得到該項(xiàng)隔離作業(yè)的總風(fēng)險(xiǎn)值是288。
三、分級(jí)原則:
根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣得出的風(fēng)險(xiǎn)總值，風(fēng)險(xiǎn)總值數(shù)字越大，風(fēng)險(xiǎn)越高，我們按風(fēng)險(xiǎn)排列把隔離風(fēng)險(xiǎn)劃分為4級(jí)，每級(jí)對應(yīng)著不同的最低隔離方式要求。
低風(fēng)險(xiǎn)用單閥隔離，中低風(fēng)險(xiǎn)用雙閥隔離加導(dǎo)淋方式，中高風(fēng)險(xiǎn)用盲板、盲法蘭或斷開管線的方式進(jìn)行絕對隔離，高風(fēng)險(xiǎn)則要用雙閥加盲板隔離，并加上盲板。 例如，上面舉的抽余油輸送泵入口過濾器清理的例子里，最后的風(fēng)險(xiǎn)矩陣總值是288，處于30-499這個(gè)等級(jí)范圍內(nèi)，因此，該作業(yè)的最低隔離方法要采用雙閥加導(dǎo)淋的方式進(jìn)行隔離。 需要指出的是,如果使用雙閥門加排放管的隔離方式，當(dāng)?shù)谝坏栏綦x閥門發(fā)生內(nèi)泄時(shí)，泄漏的介質(zhì)會(huì)從排放管排出，使第二道閥門不會(huì)承壓,因此不會(huì)發(fā)生介質(zhì)穿透的情況。 另外，所有動(dòng)火作業(yè)和限制性空間進(jìn)入作業(yè)，都不需要通過這個(gè)矩陣來計(jì)算，這兩類作業(yè)的最低隔離要求就是完全隔離，也就是通過安裝標(biāo)準(zhǔn)盲板或斷開管線來實(shí)現(xiàn)。 這個(gè)隔離矩陣還需要與管理措施配合使用。首先，操作人員必須盡可能遵循矩陣計(jì)算結(jié)果對應(yīng)的隔離方法，例如，如果計(jì)算結(jié)果要求采用雙閥門隔離，但現(xiàn)場近端只有一個(gè)隔離閥，則需要向上游追溯到上一個(gè)隔離閥。如果現(xiàn)場條件實(shí)在無法滿足最低隔離要求，則需要進(jìn)行偏差管理，這種偏差通常需要更高級(jí)別管理人員批準(zhǔn)后才能執(zhí)行。 完整的工藝隔離矩陣如下圖所示，通過一些簡單的Excel運(yùn)算功能可以讓讓這個(gè)表自動(dòng)匯算出隔離風(fēng)險(xiǎn)總值，并自動(dòng)在左下方顯示最低隔離要求。
通過以上方法確定隔離方案并完成工藝系統(tǒng)隔離后，還需要進(jìn)行吹掃置換及系統(tǒng)泄壓，完成打開系統(tǒng)作業(yè)的準(zhǔn)備工作。即使所有這些作業(yè)準(zhǔn)備工作已經(jīng)完成，我們在實(shí)施工藝系統(tǒng)初始打開作業(yè)時(shí)還必須堅(jiān)持以下兩個(gè)基本前提： 1.所有的閥門隔離都是不可靠的，關(guān)閉的閥門內(nèi)漏是常態(tài)，沒有內(nèi)漏才是意外。 2.絕對不能依靠壓力顯示來判斷系統(tǒng)是否還帶壓，必須通過導(dǎo)淋，放空閥或微開法蘭的方式來確認(rèn)。 作業(yè)過程中的風(fēng)險(xiǎn)控制，通常需要遵循危害控制層級(jí)，也就是消除、替代、工程控制、管理控制以及個(gè)人防護(hù)這幾個(gè)方面來考慮具體的控制措施。 以下以某化工企業(yè)的一些具體控制要求為例來展現(xiàn)這些危害控制層級(jí)： 一、適用于正常作業(yè)許可的情形： 在下列情況下打開含有易燃（閃點(diǎn)：<65℃）、有毒、窒息性或自燃物質(zhì)的系統(tǒng): ●其隔離可靠性可以通過排放閥/導(dǎo)淋閥確認(rèn)的系統(tǒng)（不考慮其尺寸大小） ●打開直徑等于或小于8''的系統(tǒng)，并且只能通過法蘭開縫核實(shí)隔離閥的可靠性（ 對于直徑大于8''的系統(tǒng)， 適用于下面第二種情形） 主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施： 1.操作人員工作準(zhǔn)備的要求：待打開的系統(tǒng)必須安全隔離，所有隔離閥掛牌上鎖，并且填寫工作準(zhǔn)備單。必須對設(shè)備進(jìn)行卸壓和吹掃。如果適用，在工作準(zhǔn)備階段，必須開展閥門隔離可靠性的初始檢查（例如，在卸壓過程中檢查系統(tǒng)壓力）。 2.對于打開直徑大于8''系統(tǒng)的維修作業(yè)，設(shè)備工程師必須要考慮此作業(yè)工程方面的要求(例如管線支撐要求)并簽字。 3.通過排放閥/導(dǎo)淋閥核實(shí)系統(tǒng)隔離狀態(tài)的控制措施：對于毒性系統(tǒng)，具有授權(quán)氣體檢測資格的外操在微開排放閥/導(dǎo)淋閥以最終核實(shí)系統(tǒng)隔離可靠性時(shí)必須佩戴過濾式呼吸器。對于氮?dú)庀到y(tǒng)，在打開排放閥時(shí)，必須確保良好的通風(fēng)。如果證實(shí)隔離閥內(nèi)漏，由值班班長決定是取消此項(xiàng)作業(yè)還是根據(jù)下面第二種情形去準(zhǔn)備作業(yè)方案并申請?zhí)厥鈱徟?/span> 4.通過法蘭開縫核實(shí)直徑等于或小于8''系統(tǒng)的隔離狀況的控制措施：具有授權(quán)氣體檢測資格的外操必須確認(rèn)待打開的法蘭，并在現(xiàn)場待命，直至證實(shí)閥門隔離可靠性。如果系統(tǒng)含有易燃或自燃物質(zhì)，作業(yè)現(xiàn)場必須有供水或配備干粉滅火器。作業(yè)許可簽票人必須考慮打開系統(tǒng)第一塊法蘭時(shí)防噴濺特殊個(gè)人防護(hù)的要求，并在作業(yè)票上作出具體規(guī)定。對于毒性或窒息性系統(tǒng)，在待打開的法蘭周圍必須設(shè)置15米的隔離區(qū)。任何進(jìn)入該隔離區(qū)的人員均必須佩戴作業(yè)票規(guī)定的呼吸保護(hù)（根據(jù)情況的不同可能是過濾式呼吸器或自供氣式空氣呼吸器）。如果證實(shí)隔離閥內(nèi)漏，由值班班長決定是取消此項(xiàng)作業(yè)還是根據(jù)下面第二種情形去準(zhǔn)備作業(yè)方案并申請?zhí)厥鈱徟?/span>
二、適用于需要正式編制并經(jīng)過審批的作業(yè)方案和特殊作業(yè)審批過程的情形：
在下列情況下打開含有易燃（閃點(diǎn)：<65℃）、有毒、窒息性或自燃物質(zhì)的系統(tǒng):
已經(jīng)確認(rèn)隔離閥內(nèi)漏，或打開直徑大于8''的管線，并且只能通過法蘭開縫核實(shí)隔離閥的可靠性，（對于8''及小于8''的系統(tǒng)， 適合于上面第一種情形，用正常作業(yè)許可控制 ）
對于這種情形，確認(rèn)隔離的人員作出的決定對作業(yè)方的安全至關(guān)重要。
主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施：
1.對其它所有合理可行的、不需要在無法確認(rèn)隔離的情況下打開含有有害物質(zhì)的系統(tǒng)的備選方案均必須加以考慮。如果已確認(rèn)隔離閥門內(nèi)漏，必須優(yōu)先考慮取消作業(yè)。
2.操作班長和維修監(jiān)督人員必須編制針對具體作業(yè)的作業(yè)施工方案，其中包括如下內(nèi)容：
·待打開系統(tǒng)中所含物料的危險(xiǎn)特征；
·待采用的隔離方法和消除危害的方法；、
·用于確認(rèn)隔離的檢測方法；、
·所需工程準(zhǔn)備，包括打開之前更換法蘭上的螺栓；
·所選擇的工具是否會(huì)產(chǎn)生火花，這一點(diǎn)很重要；
·個(gè)人防護(hù)用品（PPE）要求；
·進(jìn)行作業(yè)時(shí)看護(hù)人員的位置；
·進(jìn)行作業(yè)時(shí)保持通訊的方法；
·作業(yè)現(xiàn)場的進(jìn)出和逃生路線，必須提供兩條獨(dú)立的路線；
·進(jìn)行作業(yè)時(shí)監(jiān)督的程度和要求；
·必須通知監(jiān)督人員的作業(yè)的任何“保留點(diǎn)(未確定因素)”。
·泄漏的收集方案，滅火計(jì)劃。
3.操作班長必須就如何排除危害制定作業(yè)施工方案。該方案必須包含救援計(jì)劃，滅火方案和泄漏時(shí)的收集計(jì)劃。
4.該作業(yè)施工方案必須包含由授權(quán)維修工程師制定的拆卸螺栓的策略，包括先松開對面螺栓以避開物料可能噴出的槍口位置以及在法蘭打開口不可以使用產(chǎn)生火星的敲擊工具。
5.施工方案必須經(jīng)動(dòng)火單簽署人批準(zhǔn)。施工方案必須要有泄漏物收集方案。收集設(shè)施必須能夠充分應(yīng)付可能發(fā)生的泄漏。必須確定移走泄漏物的方法。
6.必須同公司消防隊(duì)商定滅火方案，其中應(yīng)考慮到可能泄漏的易燃物數(shù)量。這也許要求公司消防隊(duì)現(xiàn)場待命。
7.在初始打開時(shí)，必須有一名操作人員在作業(yè)現(xiàn)場。
8.操作班長必須考慮打開系統(tǒng)第一塊法蘭時(shí)防噴濺特殊個(gè)人防護(hù)的要求，并在安全作業(yè)單上作出具體規(guī)定。
打開其中含有有毒、窒息性物質(zhì)的系統(tǒng)，要采用以下附加控制：
9.操作班長必須在開始作業(yè)之前與公司消防隊(duì)的一名合格人員會(huì)同作業(yè)方召開一次作業(yè)前的討論會(huì)，旨在確保每一名與作業(yè)相關(guān)的人員均充分理解作業(yè)施工方案和可能遭遇到的危險(xiǎn)
10.操作班長必須確保根據(jù)物料濃度、設(shè)備（管線）開口大小和氣候條件已經(jīng)建立了一個(gè)隔離區(qū)，以防止他人無意中進(jìn)入將受到有毒物質(zhì)影響的區(qū)域。
11.進(jìn)入隔離區(qū)的每個(gè)人均必須佩戴自給式呼吸裝置（BA）。他們必須參加過BA培訓(xùn)并從公司消防隊(duì)辦理有效授權(quán)。他們在離開隔離區(qū)之前一定不得取掉BA。
12.操作班長必須在作業(yè)現(xiàn)場發(fā)出開始工作指令。
13.在管線打開過程中，操作班長必須一直在作業(yè)現(xiàn)場或指定一名具有氣體檢測資格的外操在現(xiàn)場待命。
14.在整個(gè)作業(yè)期間，一名合格人員必須在場保證充足的呼吸空氣供應(yīng)。
15.在操作班長或其指定的具有氣體檢測資格的外操確認(rèn)所有（以前動(dòng)過的）法蘭均達(dá)到氣密程度且作業(yè)區(qū)域無有害氣體之前，不得拆除隔離區(qū)。
非常遺憾的是，對于打開系統(tǒng)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)行的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)控制要求非常有限。GB30871《危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)特殊作業(yè)安全規(guī)范》僅對盲板抽堵作業(yè)作出了規(guī)定。而初始打開只是打開系統(tǒng)作業(yè)的一個(gè)子類，盲板抽堵又只是初始打開的一個(gè)子類。GB30871對盲板抽堵作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制的要求，實(shí)際上混合了兩種不同類型的風(fēng)險(xiǎn):打開系統(tǒng)與系統(tǒng)隔離。這兩種是不同的風(fēng)險(xiǎn)，將它們分開可能會(huì)更合理、更完善。希望通過對這起事故的調(diào)查，能在標(biāo)準(zhǔn)層面對打開系統(tǒng)作業(yè)提出更好的規(guī)范要求。
另一個(gè)重要教訓(xùn)是，進(jìn)行危險(xiǎn)作業(yè)時(shí)，盡量減少人員暴露于風(fēng)險(xiǎn)之中非常關(guān)鍵。最近發(fā)生的幾起嚴(yán)重事故，如魯西化工、盤錦浩業(yè)和這起鄂爾多斯億鼎生態(tài)事故，某種程度上都存在不必要的人員聚集，擴(kuò)大了事故的后果。在化工行業(yè)，最小化人員暴露是一條非常重要的原則，特別是在某些特殊操作或特殊作業(yè)期間。例如，生產(chǎn)裝置在投料開車時(shí)，應(yīng)該撤出不必要的維護(hù)人員和承包商，僅保留必要的操作人員。在某些高風(fēng)險(xiǎn)特殊作業(yè)過程中，必須設(shè)置清晰的隔離區(qū)，禁止非必要人員進(jìn)入。由此想到有必要審視一下的是，GB30871要求盲板抽堵作業(yè)過程中設(shè)置專人監(jiān)護(hù)的規(guī)定。監(jiān)護(hù)人能起到的風(fēng)險(xiǎn)控制作用非常有限，但一旦發(fā)生工藝泄漏，監(jiān)護(hù)人也會(huì)遭受傷亡，這其實(shí)是得不償失的。
