天津港石化企業(yè)安全系統(tǒng)工程研究應用

王文超，黃發(fā)義

（1.天津大學建筑工程學院，天津　300072；2.天津港（集團）有限公司安全監(jiān)察部，天津　300461；3.天津港（集團）有限公司港航研究中心，天津　300461）

天津港石化企業(yè)安全系統(tǒng)工程研究應用

王文超1，2，黃發(fā)義3

（1.天津大學建筑工程學院，天津300072；2.天津港（集團）有限公司安全監(jiān)察部，天津300461；3.天津港（集團）有限公司港航研究中心，天津300461）

摘要：為提高港口石化企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的安全系統(tǒng)可靠性，有效控制系統(tǒng)的風險和危險因素，以天津港石化碼頭公司生產(chǎn)作業(yè)全過程為主要研究對象，運用安全系統(tǒng)工程原理分析港口危險貨物生產(chǎn)作業(yè)過程的特點，研究、制定準確、全面識別其安全風險和危險因素的技術路線和方法。運用JHA、FMEA、HAZOP、ESA四種方法開展港口危險貨物生產(chǎn)作業(yè)過程的安全風險和危險因素識別。系統(tǒng)決策企業(yè)對識別出的安全風險和危險因素的控制措施，找出企業(yè)現(xiàn)有安全風險管控措施存在的問題以及整體安全管理存在的薄弱環(huán)節(jié)，并提出了改進企業(yè)安全管理薄弱環(huán)節(jié)的解決方案。

關鍵詞：安全系統(tǒng)工程；天津港；風險和危險因素；系統(tǒng)分析；系統(tǒng)決策

中圖分類號：U658.7；X913

文獻標志碼：A

文章編號：2095-7874（2015）03-0049-04

doi：10.7640/zggWjs201503010

收稿日期：2014-10-15修回日期：2014-11-20

作者簡介：王文超（1982—），男，河北承德人，博士研究生，工程師，注冊安全工程師，從事工程安全管理與風險分析方面的研究與管理工作。E-mail：wenchaowang@163.com

Research and app lication of safety systeMengineering of Tianjin Port petrocheMical enterprise

WANG Wen-chao1,2，HUANG Fa-yi3
（1.SchoolofCivil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;2.Safety Supervising Department,Tianjin Port (Group) Co.,Ltd.,Tianjin 300461,China;3.Port& Shipping Research Center,Tianjin Port (Group) Co.,Ltd., Tianjin 300461,China）

Abstract：In order to improve the reliability of the safety systeMof petrochemical enterprise production operation of port,and effective control the risk factors of the system,taking thewhole production processof Tianjin PortPetrochemicalWharfCompany as themain research object,using the principle of safety systeMengineering to analyze the characteristics of operation process of portdangerous goods production,and set the accurate and comprehensive technical route and method to identifying the security risks and dangers factors.The JHA,FMEA,HAZOP and ESA methods are used to carrying out the identification of safety risk and risk factors in port dangerous goods production process.Wemade systeMdecision for the existing controlmeasures on the security risk and the risk factors ofenterprises,found out the safety problems in risk controlmeasures and theweak links in the overall safetymanagement,and put forward some solutions to improve the weak links in the securitymanagement of enterprises.

Keywords：safety systeMengineering；Tianjin Port；risk and dangerous factors；systeManalysis；systeMdecision

0　引言

安全系統(tǒng)工程[1]是在系統(tǒng)思想指導下，運用系統(tǒng)工程的原理和方法進行的安全工作的總體設計，其研究內容[2-3]主要有危險的識別、分析與事故預測；消除、控制導致事故的危險；分析安全系統(tǒng)各單元間的關系和相互影響，協(xié)調各單元之間的關系，取得系統(tǒng)安全的最佳設計。國內各學者對安全系統(tǒng)工程也進行了深入研究，但對港口方面的研究很少。

港口石化企業(yè)安全系統(tǒng)工程是進一步運用安全系統(tǒng)工程的理論方法，以港口石化生產(chǎn)過程中的人、機、環(huán)境等為研究對象，以消除和控制危

險因素為目的，分析、預測、評價安全隱患，建立港口石化企業(yè)安全生產(chǎn)系統(tǒng)模型，采取防范措施消除或控制系統(tǒng)中的不安全因素，使港口生產(chǎn)系統(tǒng)達到最佳的安全運行狀態(tài)。

1　天津港石化企業(yè)系統(tǒng)安全工程

1.1天津港石化企業(yè)基本情況簡介

天津港南疆港區(qū)石化小區(qū)是被國家和天津市列為重大危險源的控制區(qū)域。該區(qū)域緊鄰主航道，區(qū)域縱深小，港口各生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域距離較近，且毗鄰塘沽繁華商業(yè)區(qū)和居住區(qū)。天津港石化企業(yè)危險化學品吞吐量近5 a均在2 000萬t以上，并呈快速上升趨勢，港口石化企業(yè)從事危險貨物裝卸，一旦發(fā)生較大規(guī)模危險化學品事故將有可能直接造成港口生產(chǎn)癱瘓，并嚴重威脅事故周邊地區(qū)公共安全，引發(fā)嚴重的社會生態(tài)環(huán)境等問題。

1.2天津港石化企業(yè)系統(tǒng)安全現(xiàn)狀

天津港石化企業(yè)安全系統(tǒng)是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，它由多個子系統(tǒng)構成，即從事生產(chǎn)活動的操作人員和管理人員，生產(chǎn)必需的機器設備、廠房等物質條件，以及生產(chǎn)活動所處的環(huán)境，這三個部分構成一個“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)。天津港目前安全系統(tǒng)管理情況大致為：

1）港口石化企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)作業(yè)參與人員較多，安全素養(yǎng)參差不齊，人的風險識別能力不足，不安全行為時而出現(xiàn)。

2）港口石化裝卸作業(yè)工藝和設備復雜。港口裝卸機械設備專業(yè)化、自動化程度較高，對于不同貨種有相應的工藝流程，而裝卸工藝的多樣化導致使用的機械設備、裝卸工具等多種多樣。

3）港口石化生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)存在一定數(shù)量的危險源和能量意外釋放。港口系統(tǒng)作業(yè)環(huán)境差，作業(yè)條件復雜，其中包含大量的危險源，如化工品罐、油罐等，這些危險源使港區(qū)內存在系統(tǒng)安全隱患。

1.3港口安全系統(tǒng)工程模型建立

通過對目前港口安全系統(tǒng)工程管理情況分析，以港口系統(tǒng)生產(chǎn)過程中的5M1E，即人（MAN）、機（MACHINE）、環(huán)（ENVIRONMENT）、料（MATERIAL）、法（METHOD）、量（MEASUREMENT）為研究對象，以建立系統(tǒng)最佳安全設計為目標，系統(tǒng)分析問題隱患，進行安全評價和安全控制，消除和控制港口系統(tǒng)中的危險因素。港口石化企業(yè)安全系統(tǒng)工程管理模型如圖1所示。

圖1　港口石化安全系統(tǒng)工程管理模型Fig.1 Modelof port petrocheMicalsafety systeMengineeringManageMent

2　系統(tǒng)安全分析與評價

港口石化企業(yè)系統(tǒng)安全分析是安全系統(tǒng)工程管理的核心內容，是系統(tǒng)安全評價的基礎。通過這個過程，充分了解、查明系統(tǒng)存在的危險性，估計事故發(fā)生的概率和可能產(chǎn)生傷害及損失的嚴重程度，為確定哪種危險并通過修改系統(tǒng)設計或改變控制系統(tǒng)運行程序為預防提供依據(jù)。通過實踐，針對港口石化企業(yè)碼頭公司的生產(chǎn)作業(yè)過程特點，確定從生產(chǎn)作業(yè)過程的4個技術路徑識別系統(tǒng)安全風險和危險因素，見圖2。

圖2　石化系統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)過程風險和危險因素識別Fig.2 Risk identification and risk factorsof petrocheMical systeMproduction process

2.1石化系統(tǒng)危險與有害因素識別分析評價

1）JHA分析作業(yè)活動風險和危險因素

JHA即工作危害分析，把工作分成若干步驟，分析其中人、任務、工具、環(huán)境相互之間的關系，在事故發(fā)生之前辨識出未得到控制的危險因素，以幫助員工認識危險，并逐步消除、減少危險到一個可接受的水平。JHA分析流程：選定作業(yè)活動→分解工作步驟→識別潛在危害和后果→找出導致風險的所有危險因素→控制措施。JHA分析結果示例見表1。

表1　JHA分析結果Table 1 Analysis resultsof JHA

2）FMEA分析設備/設施風險和危險因素

FMEA稱故障類型與影響分析，是一種可靠性設計的重要方法，識別裝置或過程內單個系統(tǒng)或零部件的故障模式以及每個故障模式的可能后果。它對設備設施各種可能的風險進行評價、分析，以便在現(xiàn)有技術的基礎上消除或減小風險到可接受的水平。FMEA分析流程：列舉設備設施清單→設備設施分解為各個重要零部件→找出可能發(fā)生的故障或功能損失→分析可能導致的事故→控制措施。FMEA分析結果示例見表2。

3）HAZOP研究流體輸送工藝過程風險和危險因素

HAZOP亦稱危險和可操作性研究，是以系統(tǒng)工程為基礎的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法。通過分析生產(chǎn)運行過程中工藝狀態(tài)參數(shù)的變動，操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，以及這些變動與偏差對系統(tǒng)的影響及可能導致的后果，找出出現(xiàn)變動與偏差的原因，明確裝置或系統(tǒng)內及生產(chǎn)過程中存在的主要危險和主要危害因素，并針對變動與偏差的后果提出應采取的相應措施。

HAZOP分析結果示例見表3。

表3　HAZOP分析結果Table 3 Analysis resultsof HAZOP

4）ESA分析場所/環(huán)境風險和危險因素

ESA能量源分析采用的是能量意外釋放理論分析控制風險，確定場所/環(huán)境中可能意外釋放能量的能量源，通過分析如果能量意外釋放會導致的事故和發(fā)生能量釋放的原因，來確定保證這些能量受限的控制措施。ESA分析流程：確定場所環(huán)境→找出能量源→能量釋放產(chǎn)生的風險→分析原因→控制措施。ESA分析結果示例見表4。

表4　ESA分析結果Table 4 Analysis resultsof ESA

2.2石化系統(tǒng)危險與有害因素識別評價結果

運用上述系統(tǒng)分析方法，系統(tǒng)識別評價了港口危險貨物裝卸生產(chǎn)作業(yè)的安全風險和危險因素，如圖3所示。

圖3　危險與有害因素識別評價結果Fig.3 Identification and evaluation resultsof dangerousand harMful factors

3　系統(tǒng)安全決策

在系統(tǒng)地識別出生產(chǎn)作業(yè)過程安全風險和危險因素后，基于適用法律法規(guī)和其他要求作為可接受風險的判定準則，對識別出的每一項安全風險和危險因素的現(xiàn)行控制措施進行評價或評審，找出現(xiàn)有安全風險管控措施存在的問題及整體安全管理存在的薄弱環(huán)節(jié)，完成系統(tǒng)安全決策過程。

對于通過安全風險的現(xiàn)行控制措施評審發(fā)現(xiàn)的問題，采用完善企業(yè)現(xiàn)有安全風險管控手段（包括完善安全技術設施和修改諸如操作規(guī)程、制度、工藝操作、作業(yè)方案和作業(yè)許可等）和開發(fā)新的安全風險管控手段（如風險提示與安全操作卡、隱患排查單等）。

為了進一步提升企業(yè)安全管理，制作更便于掌握和操控的安全風險管控工具，如安全風險管控信息表、安全風險管控培訓課件、風險提示與安全操作卡、隱患排查單等，開發(fā)安全風險管控信息系統(tǒng)，包含模塊有：安全風險信息管理，安全風險管控培訓與考試管理，事故、未遂事故、隱患管理，作業(yè)方案與作業(yè)許可管理。

針對企業(yè)安全管理基礎評審發(fā)現(xiàn)的問題，研

究確定改進企業(yè)安全管理薄弱環(huán)節(jié)的解決方案。在完善企業(yè)原有安全管理的基礎上，需進一步開發(fā)能夠全面管控安全風險、易于掌握和操作的安全風險管控適用工具，系統(tǒng)決策結果如圖4。

圖4　系統(tǒng)安全決策結果Fig.4 SysteMsecurity decision results

4　結語

運用安全系統(tǒng)工程原理建立了天津港石化企業(yè)安全系統(tǒng)工程模型，研究得出了系統(tǒng)、全面識別港口危險貨物裝卸生產(chǎn)作業(yè)安全風險和危險因素的技術路線和方法。通過4個技術路徑識別生產(chǎn)作業(yè)過程風險和危險因素，系統(tǒng)分析了港口危險貨物裝卸生產(chǎn)作業(yè)的561項安全風險和危險因素，同時評價了風險管控的過程與手段。對現(xiàn)有涉及安全風險管控的100余項規(guī)程、制度、標準、作業(yè)方案、作業(yè)許可、工藝操作票、工藝確認票等進行了系統(tǒng)的評審和決策，提出了完善企業(yè)現(xiàn)有安全風險管控措施和改進企業(yè)安全管理存在的薄弱環(huán)節(jié)的具體方案。研究得出的天津港石化生產(chǎn)作業(yè)安全系統(tǒng)工程模型，不但可以有效控制試點企業(yè)危險貨物裝卸生產(chǎn)作業(yè)安全風險，同時可進一步在所有從事港口危險貨物裝卸生產(chǎn)作業(yè)的企業(yè)推廣應用。

參考文獻：

[1]林柏泉，周延，劉貞堂.安全系統(tǒng)工程[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2005. LIN Bai-quan,ZHOU Yan,LIU Zhen-tang.Safety systeMengineering[M].Xuzhou:China University of Mining and Technology Press,2005.

[2]王文超，馮平，姚玉良.港口安全系統(tǒng)工程管理研究分析[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2012，38（11）：21-24. WANG Wen-chao,FENG Ping,YAO Yu-liang. Development of safety systeMengineering on harbor management[J]. Industrial Safety and EnvironmentProtection,2012,38(11):21-24.

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