昭通安全生產(chǎn)：化工企業(yè)工藝系統(tǒng)初始打開作業(yè)風險管控
根據(jù)應急管理部通報，9月7日15時40分許，內蒙古鄂爾多斯杭錦旗獨貴塔拉鎮(zhèn)億鼎生態(tài)農業(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)過程導致的典型過程安全事故。如此簡單的作業(yè)卻導致了這么多人員傷亡，確實令人痛心。這起事故似乎再次證實了近年來的一個觀點，即我們可以為設備設施設置許多安全屏障，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，往往是個人的無意失誤就可能導致嚴重的工藝安全事故。我不完全贊同這個觀點。這起事故實際上反映出我們整個行業(yè)在對工藝系統(tǒng)打開作業(yè)風險管控方面，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)進行內部作業(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)會打破系統(tǒng)的完整性，增加潛在的安全風險。工藝系統(tǒng)打開作業(yè)是化工企業(yè)最高風險的直接作業(yè)環(huán)節(jié)之一。因為在隔離失效的情況下，打開系統(tǒng)可以直接導致工藝泄漏事件的發(fā)生，進而引發(fā)次生的火災爆炸、人員中毒、化學燒傷、機械傷害、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)又是最高風險的環(huán)節(jié)。它專門指在管道和容器等長時間關閉的系統(tǒng)首次打開進行作業(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，通過導淋或放空閥門對系統(tǒng)進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)場或遠傳壓力表顯示，或者通過導淋或排空閥已經(jīng)確認系統(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。因為壓力表可能有故障，導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)，通常會對打開曾經(jīng)含有易燃（閃點<65℃）、有毒、窒息性或自燃物質的系統(tǒng)的作業(yè)過程通過作業(yè)許可進行風險控制。遵循基于風險的原則，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有所不同，下面這個例子是某企業(yè)對不同情況的作業(yè)許可的具體要求：
管徑 | 無導淋或排放口（測試點） | |||
確認閥門無內漏 | 確認閥門有內漏 | 需要通過微開法蘭確認是否內漏 | 微開法蘭后發(fā)現(xiàn)閥門內漏 | |
>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)的風險控制，作業(yè)計劃和作業(yè)準備過程是保證作業(yè)過程安全的關鍵，作業(yè)準備過程就是要對計劃打開的設備進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合的雙閥隔離加導淋和盲板
具體隔離方案的選擇要遵循基于風險的原則，有一個行業(yè)內的良好實踐是采用一個基于可能發(fā)生泄漏風險的通過定量評估方式確定采用哪種閥門隔離方式的工藝隔離矩陣，這個泄漏風險評估體系需要考慮以下要素:
一、評估變量:
1、 工藝過程或設備所處的環(huán)境情況，這是因為不同的環(huán)境在有害物泄漏后產(chǎn)生的擴散方式與范圍以及可能發(fā)生爆炸的威力會有很大的不同。
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查過程中，調查組的專家在用FLACS軟件在對汽油蒸汽的擴散及蒸汽云團爆炸進行模擬時發(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可以大于10 bar，而在空曠地方同樣濃度的蒸汽云團爆炸所產(chǎn)生的沖擊波壓強只有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了這一點，研究人員用塑料薄膜圍成一個封閉空間，注入一定濃度超出爆炸下限的汽油蒸汽然后進行點火引爆試驗。塑料薄膜下面是一塊平地時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)場分為設備密集區(qū)和相對空曠區(qū)，設備密集區(qū)的泄漏危險參數(shù)理應在易燃易爆物質泄漏的情況下風險要高一些，有毒物質泄漏則在兩種環(huán)境沒有太大的區(qū)別。
2、 介質風險：如壓力、溫度、腐蝕性、易燃性、毒性等屬性，介質的危害性越大，發(fā)生泄漏的后果嚴重性越大，風險越高。
在這個評估表中，把介質按照其本身的易燃易爆和有毒有害性質以及其操作條件下的溫度和壓力分為7組，排列越靠前，風險越高。
綜合考慮將要被隔離的工藝和設備系統(tǒng)中物質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行隔離，那么該處的抽余油是屬于超過60℃的易燃物質，屬于第3類物質，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、 隔離頻率與隔離時長：隔離頻率是指多久隔離一次一臺具體的設備以進行打開系統(tǒng)作業(yè)。隔離時長是指系統(tǒng)打開的時間長短。頻繁隔離會增加誤操作風險；隔離時間越長就越會增加各種原因導致泄漏的風險。綜合考慮兩者的結合就可以得出時間因數(shù)矩陣。
例如：如果抽余油輸送泵的入口過濾器每個月要清理一次，每次過濾器濾芯拆走清理，再回裝總共需要5個小時，那么通過上表可以查到時間因素是6。
二、風險矩陣總值:
以上三個因數(shù)相乘，就可以得到該項隔離作業(yè)的總風險值是288。
三、分級原則:
根據(jù)風險矩陣得出的風險總值，風險總值數(shù)字越大，風險越高，我們按風險排列把隔離風險劃分為4級，每級對應著不同的最低隔離方式要求。
低風險用單閥隔離，中低風險用雙閥隔離加導淋方式，中高風險用盲板、盲法蘭或斷開管線的方式進行絕對隔離，高風險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，最后的風險矩陣總值是288，處于30-499這個等級范圍內，因此，該作業(yè)的最低隔離方法要采用雙閥加導淋的方式進行隔離。 需要指出的是,如果使用雙閥門加排放管的隔離方式，當?shù)谝坏栏綦x閥門發(fā)生內泄時，泄漏的介質會從排放管排出，使第二道閥門不會承壓,因此不會發(fā)生介質穿透的情況。 另外，所有動火作業(yè)和限制性空間進入作業(yè)，都不需要通過這個矩陣來計算，這兩類作業(yè)的最低隔離要求就是完全隔離，也就是通過安裝標準盲板或斷開管線來實現(xiàn)。 這個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算結果對應的隔離方法，例如，如果計算結果要求采用雙閥門隔離，但現(xiàn)場近端只有一個隔離閥，則需要向上游追溯到上一個隔離閥。如果現(xiàn)場條件實在無法滿足最低隔離要求，則需要進行偏差管理，這種偏差通常需要更高級別管理人員批準后才能執(zhí)行。 完整的工藝隔離矩陣如下圖所示，通過一些簡單的Excel運算功能可以讓讓這個表自動匯算出隔離風險總值，并自動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，還需要進行吹掃置換及系統(tǒng)泄壓，完成打開系統(tǒng)作業(yè)的準備工作。即使所有這些作業(yè)準備工作已經(jīng)完成，我們在實施工藝系統(tǒng)初始打開作業(yè)時還必須堅持以下兩個基本前提： 1.所有的閥門隔離都是不可靠的，關閉的閥門內漏是常態(tài)，沒有內漏才是意外。 2.絕對不能依靠壓力顯示來判斷系統(tǒng)是否還帶壓，必須通過導淋，放空閥或微開法蘭的方式來確認。 作業(yè)過程中的風險控制，通常需要遵循危害控制層級，也就是消除、替代、工程控制、管理控制以及個人防護這幾個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： 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：<65℃）、有毒、窒息性或自燃物質的系統(tǒng): ●其隔離可靠性可以通過排放閥/導淋閥確認的系統(tǒng)（不考慮其尺寸大�。� ●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） 主要風險控制措施： 1.操作人員工作準備的要求：待打開的系統(tǒng)必須安全隔離，所有隔離閥掛牌上鎖，并且填寫工作準備單。必須對設備進行卸壓和吹掃。如果適用，在工作準備階段，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/導淋閥核實系統(tǒng)隔離狀態(tài)的控制措施：對于毒性系統(tǒng)，具有授權氣體檢測資格的外操在微開排放閥/導淋閥以最終核實系統(tǒng)隔離可靠性時必須佩戴過濾式呼吸器。對于氮氣系統(tǒng)，在打開排放閥時，必須確保良好的通風。如果證實隔離閥內漏，由值班班長決定是取消此項作業(yè)還是根據(jù)下面第二種情形去準備作業(yè)方案并申請?zhí)厥鈱徟?/span> 4.通過法蘭開縫核實直徑等于或小于8''系統(tǒng)的隔離狀況的控制措施：具有授權氣體檢測資格的外操必須確認待打開的法蘭，并在現(xiàn)場待命，直至證實閥門隔離可靠性。如果系統(tǒng)含有易燃或自燃物質，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)第一塊法蘭時防噴濺特殊個人防護的要求，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置15米的隔離區(qū)。任何進入該隔離區(qū)的人員均必須佩戴作業(yè)票規(guī)定的呼吸保護（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）。如果證實隔離閥內漏，由值班班長決定是取消此項作業(yè)還是根據(jù)下面第二種情形去準備作業(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：<65℃）、有毒、窒息性或自燃物質的系統(tǒng):
已經(jīng)確認隔離閥內漏，或打開直徑大于8''的管線，并且只能通過法蘭開縫核實隔離閥的可靠性，（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，確認隔離的人員作出的決定對作業(yè)方的安全至關重要。
主要風險控制措施：
1.對其它所有合理可行的、不需要在無法確認隔離的情況下打開含有有害物質的系統(tǒng)的備選方案均必須加以考慮。如果已確認隔離閥門內漏，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，其中包括如下內容：
·待打開系統(tǒng)中所含物料的危險特征；
·待采用的隔離方法和消除危害的方法；、
·用于確認隔離的檢測方法；、
·所需工程準備，包括打開之前更換法蘭上的螺栓；
·所選擇的工具是否會產(chǎn)生火花，這一點很重要；
·個人防護用品（PPE）要求；
·進行作業(yè)時看護人員的位置；
·進行作業(yè)時保持通訊的方法；
·作業(yè)現(xiàn)場的進出和逃生路線，必須提供兩條獨立的路線；
·進行作業(yè)時監(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(未確定因素)”。
·泄漏的收集方案，滅火計劃。
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劃，滅火方案和泄漏時的收集計劃。
4.該作業(yè)施工方案必須包含由授權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)動火單簽署人批準。施工方案必須要有泄漏物收集方案。收集設施必須能夠充分應付可能發(fā)生的泄漏。必須確定移走泄漏物的方法。
6.必須同公司消防隊商定滅火方案，其中應考慮到可能泄漏的易燃物數(shù)量。這也許要求公司消防隊現(xiàn)場待命。
7.在初始打開時，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)第一塊法蘭時防噴濺特殊個人防護的要求，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)之前與公司消防隊的一名合格人員會同作業(yè)方召開一次作業(yè)前的討論會，旨在確保每一名與作業(yè)相關的人員均充分理解作業(yè)施工方案和可能遭遇到的危險
10.操作班長必須確保根據(jù)物料濃度、設備（管線）開口大小和氣候條件已經(jīng)建立了一個隔離區(qū)，以防止他人無意中進入將受到有毒物質影響的區(qū)域。
11.進入隔離區(qū)的每個人均必須佩戴自給式呼吸裝置（BA）。他們必須參加過BA培訓并從公司消防隊辦理有效授權。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。
15.在操作班長或其指定的具有氣體檢測資格的外操確認所有（以前動過的）法蘭均達到氣密程度且作業(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)的風險，現(xiàn)行的法規(guī)和標準控制要求非常有限。GB30871《危險化學品企業(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)的一個子類，盲板抽堵又只是初始打開的一個子類。GB30871對盲板抽堵作業(yè)風險控制的要求，實際上混合了兩種不同類型的風險:打開系統(tǒng)與系統(tǒng)隔離。這兩種是不同的風險，將它們分開可能會更合理、更完善。希望通過對這起事故的調查，能在標準層面對打開系統(tǒng)作業(yè)提出更好的規(guī)范要求。
另一個重要教訓是，進行危險作業(yè)時，盡量減少人員暴露于風險之中非常關鍵。最近發(fā)生的幾起嚴重事故，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，應該撤出不必要的維護人員和承包商，僅保留必要的操作人員。在某些高風險特殊作業(yè)過程中，必須設置清晰的隔離區(qū)，禁止非必要人員進入。由此想到有必要審視一下的是，GB30871要求盲板抽堵作業(yè)過程中設置專人監(jiān)護的規(guī)定。監(jiān)護人能起到的風險控制作用非常有限，但一旦發(fā)生工藝泄漏，監(jiān)護人也會遭受傷亡，這其實是得不償失的。
