應(yīng)用保護層分析法提升煉化企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)急管理水平

權(quán)紅旗

（中國石油化工股份有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728）

應(yīng)急管理一般包括應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處置和應(yīng)急救援、應(yīng)急物資等內(nèi)容，需要企業(yè)生產(chǎn)、設(shè)備、消防、安全環(huán)保和保衛(wèi)等諸多專業(yè)協(xié)同配合，才能達到有序、高效應(yīng)對緊急狀況的目標(biāo)，是企業(yè)事故狀態(tài)下的最后一道防線，在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中具有非常重要的意義。應(yīng)急處置和事故處理具有高度相關(guān)性，事故分析的過程，通常包含了應(yīng)急處置的過程。本文主要借鑒事故保護層（屏障）分析的方法[1]，選擇典型案例，按照事故發(fā)展過程，重點對涉及應(yīng)急處置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行剖析，歸納總結(jié)當(dāng)前企業(yè)應(yīng)急處置工作中存在的不足，并提出改進建議。

1 企業(yè)應(yīng)急管理現(xiàn)狀及問題

從某大型石化公司2017-2018年HSSE大檢查結(jié)果來看，目前企業(yè)應(yīng)急指揮中心建設(shè)、組織機構(gòu)設(shè)置等軟硬件基本可以滿足要求，主要問題是異常處置和實戰(zhàn)能力不足，難以應(yīng)付突發(fā)事件，如不盡快加以改進，極有可能發(fā)生小事件發(fā)展為大事故現(xiàn)象。圖1為企業(yè)應(yīng)急管理對標(biāo)分析雷達圖，可以看出，現(xiàn)場應(yīng)急演練差距最大，其次是應(yīng)急物資和應(yīng)急設(shè)施，異常與初期應(yīng)急處置也有一定的差距。要解決這些問題，總結(jié)其他事故經(jīng)驗是重要的手段。國外通常采用保護層分析法進行經(jīng)驗總結(jié)，以提升應(yīng)急管理水平。

2 保護層分析法及其特點

國外事故分析通常按照事故發(fā)展的時間順序，將初期事件演變?yōu)槭鹿实恼麄€過程，人為設(shè)置一道道保護層（屏障）。如果保護層全部失效，就會導(dǎo)致事故的發(fā)生或擴大。保護層分析即按照各保護層失效的先后順序進行分析，找到保護層失效的直接原因和管理原因，系統(tǒng)查找各個環(huán)節(jié)存在的隱患，以指導(dǎo)后續(xù)制定有效的防范和整改措施[2]。

基于保護層的應(yīng)急處置系統(tǒng)分析，重點關(guān)注的是事故處置過程中應(yīng)急處置方面的保護層分析部分。以煉化企業(yè)的典型火災(zāi)事故為例，應(yīng)急處置保護層分析一般分兩條主線，一條是生產(chǎn)應(yīng)急處置，一條是現(xiàn)場應(yīng)急救援處置。生產(chǎn)應(yīng)急處置按照初期事件—事故—事故升級的事故鏈條，分別設(shè)置報警、生產(chǎn)操作、應(yīng)急響應(yīng)、聯(lián)鎖保護等保護層。現(xiàn)場應(yīng)急救援處置按照現(xiàn)場處置的先后順序，分別設(shè)置應(yīng)急反應(yīng)、應(yīng)急預(yù)案、現(xiàn)場方案等保護層。

3 保護層分析法在典型案例中的應(yīng)用

3.1 事故案例基本情況

某裝置0∶55，因為法蘭失效，油氣泄漏冒黑煙。0∶58，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場有火光，班長立即報火警、匯報調(diào)度和值班領(lǐng)導(dǎo)。1∶02，開始降低反應(yīng)進料量、高分壓力。1∶04，消防隊伍趕到現(xiàn)場進行滅火。1∶06，因SIS儀表線被燒毀觸發(fā)聯(lián)鎖啟動，裝置緊急停車。1∶30，操作人員手動啟動緊急泄壓系統(tǒng)。1∶50，壓力泄至0.1 MPa以下。2∶10，明火被撲滅。

3.2 生產(chǎn)應(yīng)急處置階段保護層分析

生產(chǎn)應(yīng)急處置為從開始泄漏到泄漏點開始著火這一過程。該過程設(shè)置工藝報警、現(xiàn)場氣體報警、視頻監(jiān)控、巡檢管理4個保護層，見圖2。保護層失效原因分析見表1。

表1 生產(chǎn)應(yīng)急處置階段保護層失效原因分析

綜合上述分析，事故初期報警和監(jiān)控等應(yīng)急設(shè)施缺失、巡檢不到位是導(dǎo)致初期事故未及時發(fā)現(xiàn)的直接原因?，F(xiàn)場事發(fā)部位既沒有工藝報警，也沒有現(xiàn)場氣體報警、工業(yè)視頻監(jiān)控，操作人員也沒有做到24小時全覆蓋巡檢要求，四道保護層失效導(dǎo)致操作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，并最終發(fā)展成火災(zāi)事故。

另外，前期同類裝置在類似部位曾發(fā)生過火災(zāi)事故，但裝置在設(shè)計、運行管控等階段，均沒有識別應(yīng)急設(shè)施缺失存在的風(fēng)險，管理部門和運行部也沒有認真研究巡檢管理存在的缺陷。因此風(fēng)險管理、事故管理、生產(chǎn)運行管理3個要素管理不到位則是誘發(fā)事故的深層次管理問題。

3.3 現(xiàn)場應(yīng)急救援處置階段保護層分析

現(xiàn)場應(yīng)急救援處置階段為初期火災(zāi)至火勢擴大過程。該過程設(shè)置工藝操作、聯(lián)鎖保護、泄放保護3個保護層，見圖3。保護層失效原因分析見表2。

從管理層面分析，領(lǐng)導(dǎo)引領(lǐng)、風(fēng)險管理、生產(chǎn)操作、設(shè)備安全、事故管理等要素管理存在薄弱環(huán)節(jié)是主要原因，反應(yīng)在各級管理人員風(fēng)險意識不強，緊急泄壓未列入SIS系統(tǒng)沒有風(fēng)險評估，事故教訓(xùn)吸取不深刻，操作人員心存僥幸，工藝操作紀律執(zhí)行不力等方面。

4 目前應(yīng)急管理上存在的問題及建議

4.1 初期事件階段應(yīng)急管理存在的問題

及時發(fā)現(xiàn)初期事件是保證有效開展應(yīng)急處置的關(guān)鍵，該階段保護層主要包含工藝報警、現(xiàn)場氣體報警、視頻監(jiān)控、巡回檢查及其組合。存在的問題主要有以下幾個方面：

1）工藝報警問題。一是設(shè)計階段的HAZOP、SIL等風(fēng)險識別，對泄漏、著火等異常工況工藝報警設(shè)置考慮不周全；二是運行過程中，操作人員對報警管理重視不夠，有的裝置24小時報警數(shù)據(jù)達1萬條，有效報警被無效報警淹沒，頻繁報警必定會影響操作人員的判斷，甚至產(chǎn)生麻痹心理。國內(nèi)工藝報警管理與國外差距較大，見表3。

2）現(xiàn)場氣體報警儀問題。一是現(xiàn)場可燃氣體和有毒有害氣體報警儀配置不足的問題仍然存在，老裝置類似問題更加突出；二是可燃氣體和有毒有害氣體報警儀現(xiàn)場設(shè)置存在技術(shù)障礙。上述事故中，由于該部位位于6層平臺，泄漏的氫氣隨即快速擴散，現(xiàn)場檢測儀器難以檢測到泄漏氫氣。

3）視頻監(jiān)控問題。視頻監(jiān)控的布置仍主要根據(jù)現(xiàn)場情況確定，沒有相應(yīng)的規(guī)范要求，有些裝置由于投資問題，往往減少視頻數(shù)量，導(dǎo)致監(jiān)控能力不足，而且有的企業(yè)對視頻管理重視不夠，沒有納入班組日常監(jiān)控管理，監(jiān)控維護和畫面設(shè)置等管理不到位。

4）巡回檢查問題。有的企業(yè)班組巡檢沒有滿足實現(xiàn)24小時無縫銜接；巡檢不認真，如某企業(yè)循環(huán)氫機組發(fā)生報警，但操作人員巡檢2次未發(fā)現(xiàn)異常，導(dǎo)致機組長期偏離指標(biāo)出現(xiàn)機組損壞現(xiàn)象。

針對以上問題，建議在裝置設(shè)計階段要結(jié)合HAZOP分析、SIL評估等，統(tǒng)籌考慮工藝報警、現(xiàn)場報警、視頻監(jiān)控和現(xiàn)場巡檢要求，合理設(shè)置預(yù)警設(shè)施，確保事件初期能及時發(fā)現(xiàn)異常；同時采用先進的技術(shù)手段，如紅外監(jiān)控技術(shù)、視頻火災(zāi)聯(lián)動技術(shù)[3]、可燃氣體聯(lián)動預(yù)警技術(shù)[4]等，提高現(xiàn)場報警準(zhǔn)確性、及時性。

4.2 初期事件控制階段應(yīng)急管理存在的問題

1）應(yīng)急預(yù)案問題。一是應(yīng)急預(yù)案缺乏統(tǒng)籌，生產(chǎn)應(yīng)急和事故應(yīng)急方案沒有有效銜接；二是應(yīng)急分級響應(yīng)、基層應(yīng)急的責(zé)任和程序不明確；三是應(yīng)急處置內(nèi)容缺乏針對性，多數(shù)仍靠操作人員的經(jīng)驗和能力；四是應(yīng)急處置卡指導(dǎo)性不強，沒有發(fā)揮初期應(yīng)急處置“三板斧”的作用；五是應(yīng)急演練側(cè)重于事故后的現(xiàn)場應(yīng)急處置，沒有從事故全鏈條故障模擬演習(xí)，效果不佳。

2）應(yīng)急操作問題。一是部分裝置操作人員技能不足問題較突出，如某企業(yè)加氫裝置壓縮機機組故障后，操作人員在應(yīng)急過程中沒有及時關(guān)閉調(diào)節(jié)閥、原料泵進出口閥門，導(dǎo)致高壓氫氣串入低壓原料罐著火爆炸；二是操作人員存在僥幸心理，停工決策不果斷，時機延誤導(dǎo)致事態(tài)擴大等。另外，隨著企業(yè)體制機制的變更，集中操作已成為趨勢，現(xiàn)場班組人員減少，應(yīng)急狀況下人手不足的問題需要高度重視，上述企業(yè)發(fā)生事故的作業(yè)部，共有7套不同規(guī)模的生產(chǎn)裝置，外操人員不足10人，在裝置出現(xiàn)異常后、特別是出現(xiàn)大面積停工情況下，存在操作失控的重大風(fēng)險。

3）聯(lián)鎖保護問題。一是部分老裝置缺少SIS等保護系統(tǒng)，部分聯(lián)鎖的設(shè)計不合理；二是聯(lián)鎖的變更管理不嚴，聯(lián)鎖停用未評估、防護措施缺失等現(xiàn)象仍較多。

針對以上問題，建議強化設(shè)計本質(zhì)安全[5]，設(shè)計要結(jié)合HAZOP分析和SIL評估工作，合理設(shè)置裝置聯(lián)鎖保護，并確保聯(lián)鎖完好投用；要結(jié)合國內(nèi)外事故、基于事故場景編制全鏈條的應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)急預(yù)案發(fā)布前須經(jīng)過必要的測試、評估；通過仿真培訓(xùn)要進駐操作室、開展桌面推演等多種形式，對操作人員開展系統(tǒng)性和針對性的培訓(xùn)，使應(yīng)急行為和操作程序成為習(xí)慣。另外，企業(yè)在體制機制改革中要兼顧改革發(fā)展和安全生產(chǎn)，開展應(yīng)急能力的風(fēng)險識別和評估，確保在安全的前提下穩(wěn)妥發(fā)展。

4.3 現(xiàn)場應(yīng)急救援階段應(yīng)急管理存在的問題

現(xiàn)場救援存在的問題，一是多數(shù)企業(yè)現(xiàn)場應(yīng)急方案中，未明確消防和生產(chǎn)的滅火方案銜接問題，對于易燃易爆、有毒有害的介質(zhì)，極易產(chǎn)生次生事故；二是現(xiàn)場應(yīng)急集合點的設(shè)置沒有遠離危險區(qū)域，也缺少進入裝置人員的統(tǒng)計、集中的內(nèi)容，依靠事后排查，嚴重威脅人身安全；三是缺少裝置高空、復(fù)雜地形的專項方案，特別是對于老生產(chǎn)區(qū)域、老裝置等救火區(qū)域受限的專項方案缺失。如2016年某企業(yè)一臺框架上換熱器發(fā)生著火，雖然發(fā)現(xiàn)及時，但由于沒有針對該地形制定有效的滅火方案，導(dǎo)致事態(tài)擴大。

另外現(xiàn)場處置明確規(guī)定發(fā)生事故后，企業(yè)應(yīng)逐級成立現(xiàn)場指揮部等組織，以協(xié)調(diào)應(yīng)急處置工作，但實際執(zhí)行過程中，各級人員，包括領(lǐng)導(dǎo)干部到現(xiàn)場第一任務(wù)是沖到火海救火，忘記自己職責(zé)，反而帶來極大風(fēng)險。

建議要吸取事故教訓(xùn)，做好生產(chǎn)應(yīng)急和應(yīng)急救援方案的銜接，生產(chǎn)人員和消防部門要聯(lián)合制定方案；明確現(xiàn)場指揮系統(tǒng)的作用和各級人員的職責(zé)，為現(xiàn)場滅火創(chuàng)造有序的環(huán)境，避免盲目施救導(dǎo)致事故擴大；實行進出裝置人員登記制度，并合理設(shè)置人員集中場所，以便在緊急情況下人員集中到合格的場地待命；認真研究裝置特殊區(qū)域的現(xiàn)場專項救援方案，確保緊急情況下救援力量能以最快的速度進入正確的地點，采用正確的方式第一時間控制火情。

5 結(jié)語

1）保護層分析模型能夠結(jié)合生產(chǎn)裝置的特點，構(gòu)建相對完整的失效分析機理，定性評估裝置異常時各保護屏障可能存在的缺陷，經(jīng)相關(guān)人員進行討論后，可以有針對性地制定預(yù)防措施，為應(yīng)急處置提供較科學(xué)的處置方案，從而提升應(yīng)急管理水平。

2）裝置設(shè)計階段要結(jié)合裝置實際特點，通過HAZOP分析、SIL評估等手段，基于保護層失效模型，完善事故過程保護措施，確保本質(zhì)安全。

3）應(yīng)急過程管理和生產(chǎn)、設(shè)備等專業(yè)的管理息息相關(guān)，只有嚴格執(zhí)行工藝操作紀律、保證設(shè)備完好投用等各項專業(yè)管理措施到位，才能確保安全運行。

4）企業(yè)要重視人員培訓(xùn)管理，明確應(yīng)急狀況下的任務(wù)分工和處置方法，確保人員處置正確，避免小事故發(fā)展成大事故。