石化过程安全与完整性管理.pptx

石化过程安全与设备完整性管理黄梓友2014年9月15日1提 纲一、石化过程安全管理1、石化过程安全现状2、石化过程安全管理技术3、设备本质安全内涵及策略二、设备完整性管理1、动设备完整性管理基本要素2、动设备完整性管理内容和步骤三、高温油泵事故频发原因及对策1、基本情况2、原因分析3、对策措施四、基层设备管理者应注意的几个问题2 一是一是生产设备大型化、复杂化，工艺过程自动化，连生产设备大型化、复杂化，工艺过程自动化，连续化，设备投资巨大，设备与能耗物耗密切相关，非续化，设备投资巨大，设备与能耗物耗密切相关，非计划停产损失巨大。计划停产损失巨大。生生产产过过程程对对设设备备的的依依赖赖程程度度越越来来越越高高，设设备备高高效效、安全、稳定、长周期运行至关重要安全、稳定、长周期运行至关重要。一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理1 1、石化企业安全生产现状、石化企业安全生产现状32024/6/17 周一二是在役高能耗设备运行普遍存在1）设设备故障时有发生，不能确保安全长周期运行备故障时有发生，不能确保安全长周期运行2）大量大量设设备长期偏离设计工况低效运行备长期偏离设计工况低效运行导致 问题1：机电装备故障频发,事故时有发生 问题2：设备低效运行 一、石化过程安全管理1 1、石化企业安全生产现状、石化企业安全生产现状42024/6/17 周一大连大连7.167.16大连大连8.298.29惠州惠州7.127.12高桥高桥9.259.25赛科赛科9.089.08近几年发近几年发生的五起重生的五起重大火灾大火灾 重大事故重大事故频发52024/6/17 周一初馏塔顶层塔盘初馏塔顶层塔盘 常压塔顶部塔盘常压塔顶部塔盘 常减常减压装置：装置：长周期运行周期运行观念不念不强、对硫、酸超硫、酸超设防防值现象熟象熟视无睹是无睹是长周期运行水平周期运行水平低的主要原因之一。低的主要原因之一。减一线填料减一线填料 HCl+H2S+H2OHCl+H2S+H2O腐蚀腐蚀高温部位环烷酸腐高温部位环烷酸腐减底管线爆裂减底管线爆裂设备隐患多患多62024/6/17 周一待生催化剂立管磨损穿孔待生催化剂立管磨损穿孔催化装置：内构件磨催化装置：内构件磨损、跑、跑剂、结焦、烟机故障是焦、烟机故障是长周期运行水平低的主要原因。周期运行水平低的主要原因。导导轨轨连连接接螺螺栓栓全全部部断裂，导轨脱落。断裂，导轨脱落。阀板脱落，阀板脱落，阀杆弯曲。阀杆弯曲。双动滑阀故障双动滑阀故障内构件问题内构件问题翼阀边缘口磨损严重翼阀边缘口磨损严重二级旋分器衬里脱落二级旋分器衬里脱落设备隐患多患多72024/6/17 周一催化装置：在五大催化装置：在五大类装置中非装置中非计划停工次数最多，超划停工次数最多，超过停工停工总数的数的1/3。反应器内部结焦严重反应器内部结焦严重烟机转子叶片断裂烟机转子叶片断裂结焦结焦烟机故障烟机故障反应器反应器提升管底部基本堵死提升管底部基本堵死烟机转子损坏烟机转子损坏设备隐患多患多82024/6/17 周一加加氢裂化装置：高裂化装置：高压空冷、高空冷、高压换热器等器等设备腐腐蚀泄漏、催化泄漏、催化剂更更换与与检修周期不同修周期不同步是步是长周期运行水平低的主要原因。周期运行水平低的主要原因。加热炉管爆裂照片加热炉管爆裂照片空冷衬管腐蚀空冷衬管腐蚀燕山中压燕山中压加氢裂化加氢裂化加氢裂化火灾加氢裂化火灾高压换热器内漏高压换热器内漏设备隐患多患多92024/6/17 周一某企业集团炼油板块压缩机故障情况年度年度总台数总台数压缩机压缩机(200KW及以上及以上)故障次数故障次数(次次)故障停机时间故障停机时间(小时小时)故障率故障率2008137311693701550227.00%2009141812233661206624.70%2010139912094161574229.70%设备隐患多患多10某企业集团在线监测压缩机故障情况 远程在线监测机组422台(离心机组322台，往复机组100台)，2007年至2012年6月发现机组报警654台次，故障报警率31%。设备隐患多患多112024/6/17 周一设计问题不容忽视设计问题不容忽视设计方案论证不足设计方案论证不足设计不合理设计不合理细节决定成败细节决定成败设计细节考虑不周设计细节考虑不周122024/6/17 周一新建装置遗留问题多新建装置遗留问题多观观念念错错误误汲取铁道部教训，不得压减工期汲取铁道部教训，不得压减工期建设质量建设质量先天不足先天不足承包商多承包商多层分包层分包监理流于监理流于形式形式抢工期抢工期甩项中交甩项中交倒推工期倒推工期 加氢裂化管道裂纹加氢裂化管道裂纹 132024/6/17 周一装置泵设备运行效率统计51%51%70%70%83%83%备注备注装置装置1130111963年投产2007年改造装置装置2165101990年投产装置装置3105231998年投产合计合计39104468%18%7%7%备注设备运行效率低运行效率低142024/6/17 周一往复压缩机组运行负荷偏离设计工况往复压缩机组运行负荷偏离设计工况名称名称型号型号流量流量效率效率%PowerkW电机电机效率效率%负载率负载率%电机利用电机利用率率%氢压缩机BTD-NICC200038.718675.653.129.3氢压缩机2D12-5.2/14-84220029.428686.180.625.3氢压缩机4M80-30/2.2-200-BX1659037.920887167.826.9燃料气压缩机LG-68/6408033.53326860.422.8燃料气压缩机2D16-74/16-BX364067.5147.240.165.227.1某石化炼油分部6000V压缩机效率测算数据设备运行效率低运行效率低152024/6/17 周一制造、施工质量突出制造、施工质量突出 高压阀门焊接质量差高压阀门焊接质量差 加氢裂化高压空冷加氢裂化高压空冷石墨增强垫片制造质量差石墨增强垫片制造质量差“低价者中标低价者中标，价低质劣，价低质劣”仍是企业普遍现象，导致设备质量难以保证。仍是企业普遍现象，导致设备质量难以保证。安装制造质量问题安装制造质量问题 催化再生器衬里脱落催化再生器衬里脱落162024/6/17 周一检维修管理弱化检维修管理弱化如何能够实现如何能够实现如何能够实现如何能够实现四年一修？四年一修？四年一修？四年一修？检修计检修计划漏项划漏项检修网络检修网络不合理不合理检修准备检修准备工作不充分工作不充分隐蔽项目隐蔽项目检查不到位检查不到位部分改制检部分改制检维修队伍维修队伍素质下降素质下降劳务工普遍，劳务工普遍，施工质量施工质量难以保证难以保证172024/6/17 周一腐蚀加剧，防腐措施不到位；腐蚀加剧，防腐措施不到位；原油助采剂对二次装置影响大；原油助采剂对二次装置影响大；回炼油管理不精心回炼油管理不精心 ；技术改造时未同步考虑。技术改造时未同步考虑。原油劣质化呈上升趋势原油劣质化呈上升趋势 制氢中变器制氢中变器填料填料腐蚀问题日趋严重腐蚀问题日趋严重原油品种过多，品种不固定；原油品种过多，品种不固定；原油评价不及时；原油评价不及时；主要考虑原油价格，超过设防主要考虑原油价格，超过设防 值，对装置设备影响考虑少。值，对装置设备影响考虑少。原油有效管理不到位原油有效管理不到位对劣质化原料措施不力对劣质化原料措施不力182024/6/17 周一高负荷高负荷 高负荷运行带来新的问题高负荷运行带来新的问题高故障率。加速了高故障率。加速了设备的冲的冲蚀、磨、磨损、结垢和疲垢和疲劳破坏速度。破坏速度。非非计划停工增加。将划停工增加。将严重影响加工任重影响加工任务，进而引起高而引起高层领导关注。关注。装置大修深度相装置大修深度相应增加。能否安全、按期、增加。能否安全、按期、优质完成，做到一次开完成，做到一次开车成功成功显得非常重得非常重要。要。192024/6/17 周一工艺操作未树立长周期运行理念工艺操作未树立长周期运行理念亩产万斤亩产万斤把企业当实验把企业当实验田田频繁调整不优化频繁调整不优化常常在河边走哪有不湿鞋在河边走哪有不湿鞋卡边操作卡边操作拼设备拼设备，弓太满容易断，弓太满容易断202024/6/17 周一硫超设防值硫超设防值失修失修目标：四年目标：四年已运行二年已运行二年停车改造停车改造失修失修酸超设防值酸超设防值超负荷超负荷路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索大修大修1515天天频繁调整操作频繁调整操作装备水平：招标采购的设备锦湖轮胎、装备水平：招标采购的设备锦湖轮胎、选用丰田汽车的刹车片选用丰田汽车的刹车片 设计人员：山寨设计师设计人员：山寨设计师212024/6/17 周一设备专业管理尚需加强设备专业管理尚需加强离心压缩机干气密封故障离心压缩机干气密封故障烟机结垢，无法长周期运行烟机结垢，无法长周期运行高危泵事故频发高危泵事故频发机组润滑油站不规范、中冷器、浮水器结垢机组润滑油站不规范、中冷器、浮水器结垢腐蚀问题仍然严峻腐蚀问题仍然严峻内构件问题多，难以长周期运行内构件问题多，难以长周期运行长周期运行和压力容器周期检验存在矛盾长周期运行和压力容器周期检验存在矛盾动设备动设备老电力电缆问题较多老电力电缆问题较多UPSUPS电池管理不善电池管理不善现场一次表严重老化、机组联锁误动作现场一次表严重老化、机组联锁误动作静设备静设备循环水质差，冷换设备结垢严重循环水质差，冷换设备结垢严重蒸汽品质不好，不锈钢设备腐蚀。蒸汽品质不好，不锈钢设备腐蚀。电气仪表电气仪表工业水工业水222024/6/17 周一国外石化重大事故原因统计J国外石油化工企业近国外石油化工企业近30年年100起特大型起特大型火灾爆炸事故火灾爆炸事故（每起事故损失超过（每起事故损失超过1000万美元）万美元）232024/6/17 周一石油化工事故按装置划分装置装置次数次数所占比例（）所占比例（）罐区罐区乙烯及其加工乙烯及其加工聚乙烯等塑料聚乙烯等塑料天然气输送天然气输送催化气分催化气分加氢加氢烷基化烷基化油船油船焦化焦化蒸馏蒸馏溶剂脱沥青溶剂脱沥青合成氨合成氨其他其他16159877664333216.816.09.58.47.37.36.36.34.23.23.23.22.2242024/6/17 周一中国石化重大事故原因统计中国石化重大事故原因统计J中石化近中石化近40年年204起起火灾爆炸火灾爆炸事故事故 （每起损失超过（每起损失超过100万元）万元）252024/6/17 周一事故原因对比国外石油化工企业：国外石油化工企业：7阀门管线泄漏占比例最大阀门管线泄漏占比例最大(35%)(35%)，其次是设备故障；，其次是设备故障；7消防措施不力，消防措施不力，100100起事故中起事故中1212起为消防水泵无法启动；起为消防水泵无法启动；7人为因素（操作失误人为因素（操作失误占有事故原因的占有事故原因的15.615.6.中石化：中石化：人为因素占有事故原因的人为因素占有事故原因的6565，这是一个相当大的比重。这是一个相当大的比重。262024/6/17 周一 过程安全(Process Safety)是指可避免任何处理、使用、制造及储存危险性化学物质工艺过程所产生重大意外事故的操作方式，须考虑技术、物料、人员与设备等动态因素，其核心是一个石油化工过程得以安全操作和维护，并长期维持其安全性。过程安全管理的目的是预防危险化学品（或能量）的意外泄漏，特别是防止它们泄漏到员工或其他人员活动区域，使相关人员遭受伤害。过程安全管理的主要对象是处理、使用、加工或储存危险化学品的工厂或设施。它强调运用系统的管理手段，识别、理解、消除和控制工艺危害，在设计上确保工艺系统具备可以接受的安全性，并使工艺设备、设施在建成后按照设计意图安全地运转。一、石化过程安全管理2 2、过程安全管理过程安全管理的主要目的和对象的主要目的和对象272024/6/17 周一3 3、安全、安全性、危险和危险性的相互关系、安全、安全性、危险和危险性的相互关系（1）安全 安全是指一切与生产与生活领域当中，都不发生人身伤害、物质损失以及生态环境破坏的状况。美国哈佛大学劳伦斯教授将安全定义为：被判断为不超过允许极限的危险性，也就是损害概率在允许范围内的通用术语。（2）安全性 安全性是指确保安全的程度，是衡量系统安全程度的客观量。（3）危险 是指在生产活动过程中，可能对人、物或者环境造成潜在伤害或破坏的可能性。（4）危险性 是指产生某种危险事件或发生事故的可能性或者概率。（5）安全性和危险性之间的相互关系：假定系统的安全性为S，危险性为D，则有S=1-D。显然，D越小，S就越大；反之亦然。若在一定程度上削减了危险因素，就等于创造了安全。一、石化过程安全管理282024/6/17 周一安全性危危险安全安全危险性危险与安全的关系安全、危险、安全性、危险性的相互的关系292024/6/17 周一一、石化过程安全管理4 4、过程安全管理的基本方法、过程安全管理的基本方法 过程安全管理是利用管理的原则和系统的方法，来辨识、掌握和控制化工过程的危害，确保设备和人员的安全。对一个复杂的石化过程而言，涉及到化学品安全、工艺安全、设备安全和作业环境安全多个方面，要防止因单一的失误演变成重大灾难事故，就必须从过程控制、人员操控、安全设施、应急响应等多方面构筑安全防护体系即建立完备的“保护层”(LayersofProtection)。302024/6/17 周一一、石化一、石化过程安全管理过程安全管理 4、过程安全管理的基本方法过程安全管理的基本方法 过程安全工作的重点就是通过技术、设施及员工建立完备的“保护层”，并维持其完整性和有效性。技术首先要考虑的是只要可行就必须选择危害性最小或本质安全的技术，并从技术上保证设备本体的安全。设施硬件上的安全考虑应包括：安全控制系统、安全泄放系统、安全隔离系统、备用电力供应等。员工最后的保护措施是员工适当的训练，提高应对紧急情况的能力。312024/6/17 周一一、石化一、石化过程安全管理过程安全管理4 4、过程安全管理的基本方法、过程安全管理的基本方法 石化过程安全管理坚持“预防为主预防为主”的原则。它包含两个层面内容：管理层面和技术层面。在管理层面上，主要是过程安全管理的法规、标准和行业指南；在技术层面上，主要是实现过程安全管理目标的一些技术保证措施，如危险与可操作性分析(HAZOP分析)、保护层分析技术、异常工况管理技术和设备完整性管理技术等。322024/6/17 周一一、石化一、石化过程安全管理过程安全管理4 4、过程安全基本方法、过程安全基本方法 三级预防对策一级预防一级预防事故原因预防，“防发生”针对故障和事故原因采取的根本性预防措施，设计本质可靠。二级预防二级预防“三早”预防，即早期发现、早期诊断、早期整治。三级预防三级预防对已发生的某些故障采取及时有效的措施，防止故障发展和扩大。332024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术1)危险性与可操作性分析(HAZOPHAZOP分析分析)在现代科学技术发展的今天，在现代科学技术发展的今天，发现问题比解决问题更重要。发现问题比解决问题更重要。违规操违规操作、人为失误固然是造成事故的重要原因。但是，对于危险化学品生产，作、人为失误固然是造成事故的重要原因。但是，对于危险化学品生产，假如能够事先对工艺过程和装置设备的运行操作进行分析，找出可能存假如能够事先对工艺过程和装置设备的运行操作进行分析，找出可能存在的危险，并对存在的危险采取相应的措施（如修改设计、增加安全设在的危险，并对存在的危险采取相应的措施（如修改设计、增加安全设施等），就会大大的提高系统或工艺过程的安全性。因此，对危险化学施等），就会大大的提高系统或工艺过程的安全性。因此，对危险化学品生产进行危险性分析，认知事故发生、发展的规律和如何防范人的失品生产进行危险性分析，认知事故发生、发展的规律和如何防范人的失误十分重要误十分重要.342024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理 5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术1)危险性与可操作性分析 HAZOP分析 是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法，其本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析。在这个过程中，由各专业人员组成的分析组按规定的方式系统地研究每一个单元（即分析节点），分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。352024/6/17 周一（1 1）HAZOPHAZOP分析方法的内容和程序分析方法的内容和程序362024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术1 1）危险性与可操作性分析（2 2）HAZOPHAZOP事故防范措施事故防范措施有利于减少偏离发生频率或减缓不利后果的设施（措施）。所谓偏离，是指与正常状态的差距，如工艺操作系统的偏离主要包括量的偏离（流流速、流量、流向、液位等），化学状态的偏离（污染或存在杂质、浓度等）和物理状态的偏离（压力、温度、外形尺寸等）HAZOP的目的是考虑如何有效地设置安全防护措施，以便采用最有效的方法防止主要潜在危险的发生。安全措施主要有5种形式如下:372024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术过程安全管理技术1 1）危险性与可操作性分析（2）HAZOP事故防范措施A.识别偏离的设施 包括检测仪表、报警仪表、操作工的察觉等，检测仪表有压力、温度、流量、液位和成分检测传感器，烟气检测，毒物（气、液）检测，形变检测，火灾检测、监视器、管理监视系统等；B.补偿偏离的设施 例如自动控制系统通过减少进料防止液位溢出，通常是过程控制的一部分，例如DCS系统、PLC控制器、控制阀等；382024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术（2）HAZOP事故防范措施 C.防止偏离发生的设施 例如用惰性气体复盖法存储可燃物料、喷水降温设施、化学阻断器、机械阻断阀等；D.防止偏离进一步扩大的设施 例如采用跳开或解扣作用将过程的多单元联锁运作，常用计算机逻辑控制、紧急停车系统（ESD）和故障安全控制系统（FSC）、机械阻断阀、消火灭火设施、围堰、沙袋等；E.将过程从危险偏离中解脱出来的设施 这些设施包括压力安全阀、爆破片、排放系统、排火炬系 统、防爆墙、泄放容器等。392024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术2)保护层分析技术 对一个复杂的石化过程而言，安全管理涉及到工艺设计、安全连锁、安全泄压、隔离和应急响应等多个层次的安全防护体系，要防止因单一的失误演变成重大灾难，就必须从过程控制、人员操控、安全设施、应急响应等多方面对企业的“保护层”（LayersOfProtection）进行分析。保护层分析(LOPA，LayersOfProtection Analysis）是一种半定量风险分析方法，用于分析在用的保护层是否能够有效地减轻过程危险。402024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术（2 2）保护层分析技术保护层分析技术强调采用多重防护层强调采用多重防护层(PL(PL，layers of protection)layers of protection)，并分级预，并分级预防，可以从根本上防止事故或减轻事故造成的损害。防，可以从根本上防止事故或减轻事故造成的损害。a.a.利用多种分析方法辨识系统中存在的或者潜在的所有危险，利用多种分析方法辨识系统中存在的或者潜在的所有危险，并分析从危险逐渐演变为事故的过程；并分析从危险逐渐演变为事故的过程；b.b.确定非正常工况的风险程度，通过非正常工况发生的可能性确定非正常工况的风险程度，通过非正常工况发生的可能性和不利后果造成的严重程度综合评定和不利后果造成的严重程度综合评定;c.c.分析独立的防护层的有效性及联合保护的效果，在各防护层分析独立的防护层的有效性及联合保护的效果，在各防护层中与允许的界限比较和确定，为了达到一个可允许的水平，是中与允许的界限比较和确定，为了达到一个可允许的水平，是否需要附加减少风险的安全措施。否需要附加减少风险的安全措施。412024/6/17 周一停机停机设计设计设计设计DCSDCS PLC PLC SISSIS、ESDESD工厂紧急救援工厂紧急救援工厂紧急救援工厂紧急救援设备设备事故安全保事故安全保事故安全保事故安全保护层护层分析分析分析分析公众紧急疏散公众紧急疏散公众紧急疏散公众紧急疏散非正常非正常非正常非正常工况工况工况工况事故事故事故事故422024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理 5、过程安全管理技术 3）异常工况管理技术 石化装置运行状态可以分为正常、异常和紧急三种状态。造成装置工艺状态异常的原因很多，可能是设备老化，也可能由于工艺上游的物料波动，可能是由于操作员误操作，也有可能是传感器漂移等原因。如果对异常事件发现不及时或处理不当，轻则引起系统的波动影响生产过程的平稳运行，重则导致安全事故。当装置设备受到严重扰动时，由于超过了设计限度，控制系统已经无法应付这种工况，设备迅速地进入一种异常操作状态。此时操作人员的介入是十分必要的。人工干预应使装置设备恢复正常状态或进入一种安全状态。432024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术4）设备完整性管理设备完整性(Mechanical integrity,MI)-是指设备从设计、制造、安装起一直到其使用寿命终止的整个生命周期内，始终保持设备处于可满足其特定服务功能的状态，是在正常运行情况下设备应有的机能状态，它在物理上、功能上是完整的，在运行的安全性、可靠性方面始终是受控的。设备完整性管理（Mechanical integrity management，MI）-是指采取技术改进措施和规范设备管理相结合的方式来保证设备运行状态的完好性。设备完整性管理是一个完善、系统的管理过程，以保证设备完整性为首要任务，用整体优化、均衡的方式管理设备整个生命周期，实现设备运行本质安全和节约设备维持成本并可持续发展。472024/6/17 周一5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术4）设备完整性管理设备完整性管理主要特点（1）强调设备管理体系的整体有效 确保一个工厂或一套装置的完整性；单个资产的完整性要求与其在工厂、装置中的重要程度有关；制定有针对性的工厂、装置、设备完整性要求。（2）设备健康情况是动态的 必须建立覆盖整个设备生命周期每一阶段、持续改善设备健康的机制。（3）工作必须遵从标准 建立企业标准化的、完整的业务流程和作业文件，并要求员工依照标准执行。（4）各个业务、作业要定期审核 业务、作业过程要配置品质保证环节，或实施品质保证作业，确保每一项业务和作业的品质。一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理482024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术过程安全管理技术4）设备完整性管理设备完整性管理主要特点（5）“预防”重于“治疗”实行设备定期检查，预知设备运行状况；强化设备异常状态的管理与处置；关键设备必须开展预防性维护；依据设备运行状况执行适当的预防性维护。（6）实行RBM,RBC 通过RBM,RBC延长装置设备检修周期，缩短检修时间，提高检修质量，增强装置设备整体可靠性。（7）管理体系完善 设备完整性管理体系与HSE、ISO9001、ISO14000等管理体系相融合，完善企业的管理体系。492024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理5 5、过程安全管理技术、过程安全管理技术4）设备完整性管理 设备完整性管理程序设备完整性管理体系设备完整性管理体系RBI改进改进审核审核计划与准备计划与准备执行执行SILRCM目标与策略目标与策略502024/6/17 周一 “无危则安，无损则全无危则安，无损则全”风险风险 =可能性可能性 危害后果危害后果 所谓本质安全应是既无危害又无损失，即是危险演变成事故的可能性 为0，或者可能造成的危害后果为0，则风险为0。本质安全型设备指是从设计、建造阶段就杜绝了发生危险的可能因素。本质安全的化工过程，是依靠化学和物理学的准则来预防事故，而不 是仅依靠控制系统、互锁、冗长而特殊的操作程序来预防事故。本本质安全研安全研讨会会 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理 6 6、设备本质安全、设备本质安全1 1）何谓本质安全？何谓本质安全？512024/6/17 周一 6 6、设备的本质安全、设备的本质安全2 2）本质安全）本质安全设备的内涵设备的内涵 一般情况下，过程安全依赖于多层保护。第一层保护是过程设计特征。接下来的保护层次包括控制系统、联锁、报警、安全切断系统、保护系统和应急反应计划。本质安全是所有保护层次的一部分。预防事故的最好办法就是确保过程设计的安全性来防止事故的发生。本质安全的设备、设施应具有尽可能大的容忍操作人员的失误和不正常的情况出现的能力。一、石化过程安全管理522024/6/17 周一本质安全的设备、设施或技术工艺需要含有内在的本质安全的设备、设施或技术工艺需要含有内在的能够从根本上防止发生事故的功能：能够从根本上防止发生事故的功能：失误失误安全功能。安全功能。指即使人的操作失误，也不会指即使人的操作失误，也不会发生事故或伤害，或者说设备、设施和技术工艺本身具发生事故或伤害，或者说设备、设施和技术工艺本身具有自动防止人的不安全行为的功能。有自动防止人的不安全行为的功能。故障故障安全功能。安全功能。指设备、设施或技术工艺发生指设备、设施或技术工艺发生故障或损坏时，还能暂时维持正常工作或通过自愈功能故障或损坏时，还能暂时维持正常工作或通过自愈功能恢复正常工作状态。恢复正常工作状态。本本质安全研安全研讨会会 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理 6 6、设备本质安全、设备本质安全2 2）本质安全）本质安全设备、设施的内涵设备、设施的内涵532024/6/17 周一3 3）实现设备、设施本质安全的主要方法及策略实现设备、设施本质安全的主要方法及策略最小化最小化 替代替代 简化或容错简化或容错稀释或缓和稀释或缓和 外加控制措施外加控制措施 本质安全方法本质安全方法系统风险为系统风险为0本质安全，本质安全，无风险无风险自愈机制自愈机制 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理6 6、设备本质安全、设备本质安全542024/6/17 周一（1）最小化 本策略要点是，减少工艺过程中（反应器、储罐等设备、设施）危险物料的滞留量和工厂范围内危险物料的储存量，以降低系统风险。具体做法：通过创新工艺技术和改变现有工艺，减少工艺系统中危险物料的滞留量。减少设备数量和采取容积更小的设备。安排合理的原料和中间产品储存量。提高工厂维护和维修水平，减少中间产品的储存。应用合理的工艺控制，在满足工艺操作要求的情况下，将危险物料储罐的液位控制在较低范围内，也也可以减少系统中危险物料的滞留量。选择合适的储存地点。尽可能就地生产和消耗危险物料以减少它们的运输。一、石化过程安全管理 6 6、设备本质安全、设备本质安全 3 3）实现设备本质安全的主要方法及策略）实现设备本质安全的主要方法及策略 552024/6/17 周一（2）替代本策略的要点是,通过使用另外一种允许使用的低危险性物质替代危险的物质，或使用过程条件不苛刻的化学反应代替过程反应剧烈的化学过程。例如:用热水加热替代热油加热;用挥发性低和闪点较高的溶剂替代易挥发和闪点低的溶剂;用焊接管替代法兰连接;用新材料替换系统中与介质不相容的施工材料;在对设备.管道进行清洗时,用水溶性的清洗剂替代溶剂清洗 济.一、石化过程安全管理6 6、设备的本质安全、设备的本质安全 3 3）实现设备本质安全的主要方法及策略实现设备本质安全的主要方法及策略562024/6/17 周一3）稀释或缓和 本策略的要点是,通过改善物理条件(如操作温度,化学品浓度)或改变化学条件(如化学反应条件)使工艺过程的操作条件变得更加温和,万一危险物料或能量发生泄,可以将后果控制在较低水平。例如:a.稀释为较低的蒸汽压，以减小释放浓度；b.冷却以降低蒸汽压；c.采用更温和的工艺条件,可以减轻事故的后果;d.泄漏容纳,储罐区围堤,泵区的地面围堰等都是典型的容纳系统。一、石化过程安全管理6 6、过程设备本质安全过程设备本质安全3 3）实现设备本质安全的主要方法及策略）实现设备本质安全的主要方法及策略572024/6/17 周一（4 4）简化简化/容错容错 本策略要点是,在设计中充分考虑人的因素,昼剔除工艺系统中繁琐的,不必要的组成部分,如使用易于维护且故障率低的设备、易于理解的控制面板和划分易于理解和熟悉的单元等，以减少失误和误操作,使操作更简单,更不容易犯错误,而且,系统要有好的容错性,即使在操作人员犯错误的情况下,系统也能保证安全.例如:整齐布置管道并清楚标识,便于操作人员辨识.控制盘上按钮的排列和标识容易辨认.一、石化过程安全管理6 6、设备本质安全、设备本质安全 3 3）实现设备本质安全的主要方法及策略）实现设备本质安全的主要方法及策略582024/6/17 周一（5 5）外加控制措施外加控制措施 本策略要点是,通过采用设计、建造以外的管理、技术、维修等方法，对设备、设施进行有效管控，保证设备设施安全性来防止事故的发生。例如:建立健全企业组织机构,管理体系和规章制度,采取措施提高员工在管理,操作和维护方面的素质和技能;组织开展设备完整性管理;积极推行预防性维修.一、石化过程安全管理6 6、设备本质安全设备本质安全3 3）实现设备本质安全的主要方法及策略实现设备本质安全的主要方法及策略592024/6/17 周一（6 6）自愈机制自愈机制 近些年来正在发展的新兴学科近些年来正在发展的新兴学科设备自愈理论设备自愈理论 (Engineering Self-recoveries)(Engineering Self-recoveries)本策略要点是本策略要点是:运用自愈理论运用自愈理论,在装备系统运行中实时监测分在装备系统运行中实时监测分析可能产生故障的条件及早期故障征兆，采用诊断预测、智能决析可能产生故障的条件及早期故障征兆，采用诊断预测、智能决策和主动控制方法使装备系统不具备产生故障的条件或自行将故策和主动控制方法使装备系统不具备产生故障的条件或自行将故障消除在萌芽中，或在故障未形成的阶段，就发现它，截获它，障消除在萌芽中，或在故障未形成的阶段，就发现它，截获它，使它消灭于无形。使它消灭于无形。一、石化过程安全管理6 6、设备本质安全、设备本质安全3 3）实现设备本质安全的主要方法及策略）实现设备本质安全的主要方法及策略602024/6/17 周一 透平压缩机轴位移故障自愈调控透平压缩机轴位移故障自愈调控 自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力自愈力612024/6/17 周一比比较较|判判定定数据融合数据融合多参数多参数系统辨识系统辨识机机械械复复杂杂系系统统自自适适应应调调节节机机构构漏磁检测及消磁系统漏磁检测及消磁系统轴承自修复系统轴承自修复系统防喘振自动控制系统防喘振自动控制系统轴位移自愈调控系统轴位移自愈调控系统自动冲洗系统自动冲洗系统轴系自动平衡系统轴系自动平衡系统油膜涡动调节系统油膜涡动调节系统系统输入系统输入系统输出系统输出已知扰动已知扰动未知扰动未知扰动数据处理系统数据处理系统故障预测故障预测参考模型参考模型数据挖掘数据挖掘DCS/PLC控制系统控制系统 功率电流效率功率电流效率 自动冲洗参考模型自动冲洗参考模型 铁谱瓦温振动铁谱瓦温振动 轴承损伤参考模型轴承损伤参考模型 转速油压振动转速油压振动 油膜涡动参考模型油膜涡动参考模型 振动相位质量振动相位质量 自动平衡参考模型自动平衡参考模型 压力流量温度压力流量温度 喘振参考模型喘振参考模型 负荷压差瓦温轴位移负荷压差瓦温轴位移 自愈参考模型自愈参考模型燃气轮机燃气轮机工业汽轮机工业汽轮机轴流压缩机轴流压缩机离心压缩机离心压缩机电机电机ESD系统系统工况、状态工况、状态参数实时参数实时检测系统检测系统设备系统故障自愈调控工程应用模式设备系统故障自愈调控工程应用模式设备系统故障自愈调控工程应用模式设备系统故障自愈调控工程应用模式622024/6/17 周一 一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理 6 6、设备的本质安全、设备的本质安全4 4）设备本质化安全的十五项基本原则设备本质化安全的十五项基本原则 过程设备本质安全化就是利用技术手段消除或控制风险，防止引发事故，从而不产生伤害，不造成损失，即将风险演变成事故的可能性降为0，或者是将可能造成的危害后果降为0。防设备事故于未然，实现本质安全化是一个复杂的系统工程，应该从工程的研发、设计、建造、运行、维修直至报废和再制造的全过程遵循如下原则：632024/6/17 周一原则原则1 1 设计者应当保证用于生产的以及作为产品的材料和能源，其固有的危险性越小越好，并应确保在可能最苛刻工作条件下（含自然灾害）不丧失其功能。原则原则2 2 在设计阶段和在进行必要的改进时要进行危险和可操作性分析，指导设计、改进及生产运行。原则原则3 3 采用防误操作的措施（连锁、联动、程序控制等）实现系统的内在结构上具有不易发生事故，且能承受人为操作失误的功能。一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理 6 6、设备的本质安全、设备的本质安全4 4）设备本质化安全的十五项基本原则设备本质化安全的十五项基本原则642024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理6 6、设备的本质安全、设备的本质安全4 4）设备本质化安全的十五项基本原则）设备本质化安全的十五项基本原则原则原则4 4 在制造过程中要确保工艺稳定、验证充分、更改审慎、逐级把关、问题归零。原则原则5 5 通过监测检测和诊断预测，做到故障的“三早”预防，即早期发现、早期诊断、早期整治。原则原则6 6 装置设备系统在运行中尽可能具有自愈功能和自修复功能。原则原则7 7 对可能导致设备事故发生的故障采取及时有效的措施（紧急停车、卸压等），防止故障发展和扩大。652024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理6 6、设备的本质安全、设备的本质安全4 4）设备本质化安全的十五项基本原则）设备本质化安全的十五项基本原则原则原则8 8 避免故障的产生比其产生之后再诊断和消除好得多，避免事故的发生比其发生后再抢险和应急救援好得多。原则原则9 9 通过系统诊断查出或预测出故障根源，首先对其采取措施，使其不具备产生故障的条件。原则原则10 10 应用事故原因、失效分析和故障诊断的知识指导设计和改进。原则原则11 11 应用风险分析的方法指导设计和运行中的监测、检测和维修。662024/6/17 周一一、石化过程安全管理一、石化过程安全管理6 6、设备的本质安全、设备的本质安全4 4）设备本质化安全的十五项基本原则）设备本质化安全的十五项基本原则原则原则12 12 开展以可靠性为基础的动态风险评价，进行监控和监管。原则原则13 13 大系统的安全保护局部与整体应统筹兼顾，不能为子系统安全而不顾大系统的安危。原则原则14 14 过程制造的中间体如具有较大危险性，应避免或尽可能减少中间储备，尽快转化成危险性小的产品或中间体。原则原则15 15 安全性和可靠性不再是系统的“额外特性”，而被视为基本属性。672024/6/17 周一 二、转动二、转动设备完整性管理设备完整性管理1 1、动设备完整性管理基本要素动设备完整性管理基本要素 开展动设备完整性管理需要结合先进的技术和管理,包括在线或离线监测和故障技术、风险评估技术、可靠性维修技术、工艺安全分析等措施，至少包括以下基本要素：（1）编