如何辨識化工企業(yè)生產(chǎn)異常工況

異常工況的定義來自《化工企業(yè)生產(chǎn)過程異常工況安全處置準則(試行)》(應(yīng)急廳(2024)17號)中第2條：化工企業(yè)生產(chǎn)運行階段的裝置開停車、非計劃檢維修、操作參數(shù)異常、非正常操作或設(shè)備設(shè)施故障及其他存在能量意外釋放風(fēng)險的情況。來自美國CCPS("CCPS”是“CenterforChemicalProcessSafety"的縮寫意思是化工過程安全中心。是由美國化學(xué)工程師協(xié)會化工過程安全中心、中國石油大學(xué)(華東)環(huán)境與安全技術(shù)中心合作共同建立的非盈利性組織。)于2008年出版的《危害評估規(guī)程指南》和2022年出版的《異常工況管理指南》術(shù)語表中將異常工況定義為“那些無法由基本過程控制系統(tǒng)(BPCS)應(yīng)對的工業(yè)過程中的干擾?！薄窘庾x】從上端文字關(guān)于異常工況的定義可以看出：那些可以通過BPCS系統(tǒng)控制的參數(shù)異常，適合異常工況與正常工況、應(yīng)急狀態(tài)的分界點對目標運行區(qū)域的偏離工藝變量PV對目標運行區(qū)域的偏離生產(chǎn)裝置狀態(tài)：運行目標：操作和引發(fā)原因危險事件失控狀悉恢復(fù)控制狀態(tài)最優(yōu)化生產(chǎn)約束狀態(tài)停車停車·緊急規(guī)程(含手動急停)如安全泄放)應(yīng)急響應(yīng)隔離旁路隔離旁路預(yù)防性監(jiān)控和測試從生產(chǎn)運行的視角來剖析事故，便于理解危險事件(LOPC)和引發(fā)原因(IE),區(qū)分正常工況、異常工況、應(yīng)急工況以及相應(yīng)的關(guān)鍵運行目標。引發(fā)原因是從正常運行模式過渡到異常運行模式的起點，而危險事件是從異常運行模式演變到應(yīng)急運行模式的分界點。公眾號?；み^程安全和傷害的異常工況下的時間點。例如，危險物質(zhì)從主遏制系統(tǒng)中無計劃或不受控制的釋放、易氣或可燃粉塵云的點燃，以及儲罐或容器的超壓破裂。況安全處置準則(試行)》第4.5.4條要求，異措施應(yīng)對。這條內(nèi)涵要將異常工況與應(yīng)急預(yù)案的啟動區(qū)分開：達到啟動應(yīng)急預(yù)案的啟動響應(yīng)程序執(zhí)行，也不能再按照“異常工況”來處置。【舉例】由于進料控制閥卡住，儲罐液位上升到安全操作極限以上(高報警設(shè)置值),那么此時，儲罐液位由“正常工況”轉(zhuǎn)為“異常工況”;若未能及時處置(關(guān)閉手動閥或停泵，控制儲罐液位繼續(xù)上置了，就屬于“應(yīng)急狀態(tài)”了。33正常工況、異常工況、應(yīng)急工況的運行目標在正常工況下，對人員、財產(chǎn)和環(huán)境構(gòu)成威脅的工藝過程危害都處于受遏制和控制的狀態(tài)，生產(chǎn)設(shè)施在既定的范圍內(nèi)按照既定的運行操作規(guī)程運行。正常運行期間的操作目標可以概括為優(yōu)化生產(chǎn)并將設(shè)施維持在正常操作規(guī)程和限制的范圍內(nèi)。維持生產(chǎn)設(shè)施正常運行的關(guān)鍵系統(tǒng)包括通常由工藝管道和容器組成的主遏制系統(tǒng)(主安全殼)、基本過程控制系統(tǒng)(BPCS)、功能性工藝生產(chǎn)設(shè)備(如泵和蒸餾塔等),以及根據(jù)既定操作規(guī)程執(zhí)行操作任務(wù)。這些關(guān)鍵系統(tǒng)由目視松本功能測試、預(yù)防性維護、操作員培截圖(Alt+A)訓(xùn)、變更管理和設(shè)施訪問控制等活動提供支持。一旦運行偏離其既定的操作規(guī)程或安全操作限值(SOL),IE就會使工藝過程從正常工況轉(zhuǎn)變?yōu)楫惓９r。在危害評估規(guī)程中，這種異常模式稱為偏離。例如，放熱反應(yīng)系統(tǒng)的冷卻水供應(yīng)中斷可能是失控反應(yīng)事故序列的起因。一旦冷卻水供應(yīng)(壓力和流速)降至最低設(shè)定限值以下，就可以認為出現(xiàn)了起因，生產(chǎn)裝置處于異常工況。正常工況、異常工況、應(yīng)急工況的運行目標當(dāng)檢測到異常工況時，生產(chǎn)裝置的運行目標不再是繼續(xù)將裝置維持在正常范圍內(nèi)運行，而是盡可能使裝置恢復(fù)正常運行；如果無法做到這一點，則必須將其置于安全狀態(tài)，例如在發(fā)生危險事件(LOPC)之前關(guān)停相關(guān)的生產(chǎn)單元和工藝設(shè)備，停產(chǎn)保安全。(阻止危險事件發(fā)生)在該示例中，如果任由異常工況持續(xù)而不及時糾正，則可能導(dǎo)致反應(yīng)失控，并可能導(dǎo)致容器超壓破裂或向大氣緊急泄壓排放。此時，運行模式從異常工況變遷至應(yīng)急工況(需注意，此處指應(yīng)急運行模式而不是應(yīng)急程序，應(yīng)急程序可能在LOPC之前就已經(jīng)被激活)。在應(yīng)急工況下，運營目標變?yōu)楸M量減少傷害和損失(減輕危險事件的影響/后果)。正常工況、異常工況、應(yīng)急工況和報警系統(tǒng)的關(guān)系報警系統(tǒng)是操作員的關(guān)鍵工具，在GB/T41261標準中的術(shù)語“報警”是專指向操作員指示需要及時響應(yīng)的設(shè)備故障、工藝偏離或其它異常工況的視聽刺激手段。HMI+視聽(偵查)→分析(診)→決策(斷)→人工行動(響應(yīng))異常工況就是需要人工干預(yù)的時刻，而干預(yù)的需求是由某種形式的感官輸入(報警圖文、HMI上的工藝過程數(shù)據(jù)變化、報警喇叭、工藝設(shè)備發(fā)出的異響來提示操作員響應(yīng)。此時屬于異常工況的前半段，處置目標是維持生產(chǎn)但盡快恢復(fù)到報警前的正常工況。疏散、火災(zāi)報LOPC率故LOPC率故對安全聯(lián)鎖構(gòu)成撬戰(zhàn)(觸發(fā)聯(lián)銀點)公眾號：化工過程安全公眾號：化工過程安全(操作紀律、安全管理體系績效指標)④異常工況異常工況正常工況異常工況異常工況(上行方向)SIF設(shè)定區(qū)(下行方向)正常工況、異常工況、應(yīng)急工況和報警系統(tǒng)的關(guān)系若對報警未及時響應(yīng)處理，就可能觸發(fā)由安全儀表系統(tǒng)(SIS若對報警未及時響應(yīng)處理，就可能觸發(fā)由安全儀表系統(tǒng)(SIS)或DCS執(zhí)行的安全聯(lián)鎖，如果聯(lián)鎖因儀表故障或人為旁路而失效，則可能有相應(yīng)的失效報警。這屬于異常工況的后半段，處置目標是停車保安全。如果聯(lián)鎖失效時正好有保護需要，則應(yīng)發(fā)出聯(lián)鎖處于危險拒動的關(guān)鍵報警。若響應(yīng)處置及時(如(高限方向)機械完整性設(shè)計極限(高點)高報馨區(qū)高報馨區(qū)最優(yōu)運行區(qū)低報警設(shè)定值(起點)機械完整性設(shè)計極限極限(低點)機械完整性失效事故(下限)低聯(lián)領(lǐng)停車區(qū)低聯(lián)領(lǐng)停車區(qū)(低限方向)致不可容忍的HSE后果或泄放量超過可容忍目標則升級為應(yīng)急工況。全機械失效事故發(fā)生(如須氣蝕)WW5報警響應(yīng)的失效對策和異常工況管理操作人員必須能夠識別異常工況的發(fā)生，識別其來源，并迅速有效地采取糾正措施。然而，在動態(tài)的工藝過程控制環(huán)境中，異常工況會隨著時間的推移而擴展、加劇和變化，從而增加了干預(yù)需求的復(fù)雜性。異常工況管理，是指針對全廠所有生產(chǎn)裝置的提高績效的綜合過程。在異常工況發(fā)生之前，應(yīng)制定管理異常工況的規(guī)程和實踐(作業(yè)指導(dǎo)書)并培訓(xùn)演練，有效利用所有可用資源和工具(硬件、軟件和人員),通過預(yù)防、早期發(fā)現(xiàn)和緩解手段來實現(xiàn)異常工況管理。這一過程往往是通過報警和人工響應(yīng)/干預(yù)來實現(xiàn)，即人員通過報警識別異常工況，通過人工干預(yù)盡快有效并安全地恢復(fù)正常運行或?qū)⒐に囘^程置于安全狀態(tài)，并隨后吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，以防正將來再次發(fā)生類似情況，從而實現(xiàn)安全高效的生產(chǎn)運為了筑牢報警響應(yīng)這第一道防止異常工況演變?yōu)槭鹿实陌踩琳?，必須相繼完成由如下圖所示的三大任務(wù)(偵察險情-診斷決策-響應(yīng)糾正動作),這三大任務(wù)缺一不可，其中任一環(huán)節(jié)失效都會導(dǎo)致整體防線形同虛設(shè)，這就是報警響應(yīng)的失效機制。防止因知識不足而導(dǎo)致的行為失效方法主要是在工藝知識、操作規(guī)程等報警響應(yīng)所需的知識方面加強培訓(xùn)演練、指導(dǎo)和信息顯示，提高針對工況態(tài)勢的感知和評估能力。另外還應(yīng)該強化操作員的心智模式，有助于對操作員期待和尋找必要的信息線索(例如，如果容器溫度升高，壓力也應(yīng)該升高)提供了內(nèi)心指導(dǎo)。心智模式越豐富、越完整，成功響應(yīng)報警的機會也就越大。偵察(HMI+視聽刺激)虎診斷(HMI+人腦)錯誤的心智模式·未操作(疏忽錯誤)·操作不及時(太遲)操作不當(dāng)(規(guī)程指令錯誤)異常工況處置五大基本原則全面辨識分析風(fēng)險全面辨識分析風(fēng)險這三項原則多是針對需要通過現(xiàn)場作業(yè)消除異常工況產(chǎn)生原因時應(yīng)遵循相關(guān)原則。當(dāng)異常工況出現(xiàn)后，操作團隊如果第一時間將裝置退守到安全狀態(tài)，就會給后續(xù)的作業(yè)活動預(yù)留足夠的時間去分析風(fēng)險、策劃作業(yè)方案、實施能量隔離等。該項原則是異常工況出現(xiàn)后操作團隊第一時間應(yīng)該考慮的原則，對于達到了退守條件或未預(yù)料到的異常情形應(yīng)該首先退守到安全狀態(tài)，以便于后續(xù)的安全處置。⑧⑧現(xiàn)場處置人員最少化本原則強調(diào)化工裝置是個系統(tǒng)工程，單套裝置異常工況處置時應(yīng)統(tǒng)籌考慮上下游及公用工程運行穩(wěn)定，避免多頭指揮、無序處置同時規(guī)定處置完現(xiàn)場處置人員最少化64.1.1條規(guī)定的安全退守方式包括但不限于：全裝置停車、局部停車、停止加熱、緊急冷卻、停止進料、終止反應(yīng)、卸料泄壓、單元隔離等。4.1.2裝置出現(xiàn)未預(yù)先研判出且無緊急處置程序的異常工況，應(yīng)第一時間停車。4.2.1當(dāng)現(xiàn)場情況不明時，在未進行安全風(fēng)險評估且未采取安全防護措施的情況下，任何人不得進入現(xiàn)場。初步確定現(xiàn)場可進入后，最多2人佩戴必要的防護裝備、報警儀及相關(guān)安全工具后進入現(xiàn)場進一步偵查情4.2.2處置過程中應(yīng)嚴格管控現(xiàn)場人員，明確責(zé)任分工，按最少化原則控制現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量嚴禁與處置無關(guān)的人員進入作業(yè)區(qū)域4.2.3現(xiàn)場處置時，同一部位原則上不得進行交叉作業(yè)，同一裝置區(qū)內(nèi)一般應(yīng)為2人，最多不得超過6人。4.2.4指揮人員應(yīng)盡可能使用視頻、無線電通訊等設(shè)備進行遠程調(diào)度指揮。4.3.2處置管線、閥門等堵塞情況時，應(yīng)根據(jù)堵塞物的特性、設(shè)備管線的設(shè)計條件、疏通介質(zhì)的特性等綜合考慮疏通方式，禁止蠻干。處置撞擊敏感度高的堵塞物時嚴禁外力敲擊。4.3.3嚴格作業(yè)安全條件確認，嚴禁僅把“目現(xiàn)、鼻，耳哌、手摸”等作為最終安全條件確認的手段。有傷上能溫章所釋放4.4.1條對于處置作業(yè)過程中涉及管線、設(shè)備打開的泄壓、吹掃以及隔離要求進行了嚴格規(guī)定，特別強調(diào)嚴禁以水封或關(guān)閉閥門代替加裝盲板。4.4.2條規(guī)定了在處置過程中非必要不得進行帶壓密封和帶壓開孔作業(yè)，確需作業(yè)的應(yīng)滿足相關(guān)條件并制定專項作業(yè)方案。4.4.3規(guī)定了以下幾種情形嚴禁進行帶壓作業(yè)①嚴禁在毒性程度為極度危害介質(zhì)的設(shè)備。管線上進行帶壓作業(yè)；②嚴禁在未進行測厚、無法有效阻止材料裂紋繼續(xù)擴展、結(jié)構(gòu)和材料的剛度及強度不滿足安全要求、保障措施未有效落實等情況下進行帶壓作業(yè)。4