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ZHA危险性分析法在仪表安全联锁系统的应用

skbolo  发表于 2006/3/29 14:47:48      1307 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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韩咏梅女士,昆明芬美意香料有限公司工程部仪表、电气主管工程师。
  
  关键词:ZHA危险性分析法
  
    现在生产安全日益受到重视。据查,有以下一些方法可帮助人们事先发现事故原因和潜在危险,正确评估风险,提前防范或避免重蹈覆辙:
    (1)苏黎世危险分析(Zurich Hazard Analysis,ZHA)
    系统地确定危险所在、评估风险、开发改善风险的方案和行动计划。在生产任何阶段或系统寿命周期中,都可以使用它。
    (2)故障模式及后果分析法(Failure Modes and Effects Analysis, FMEA)
    帮助识别一个系统中何种故障会导致令人难以接受的结果。它侧重寻找单个事故发生的可能性,故障模式十分明显, 常用于机械制造行业。
    (3)事故树逆向寻找事故逻辑法(Fault Tree Analysis, FTA)
    帮助确认重大事故发生的原因,从上到下,追溯事故发生的各种因素。
    (4)危害和可操作性分析(Hazard & Operability Studies,HAZOP)
    用来鉴定制造工业中对人、工厂和环境存在的危险,分析确定危险,为风险评估提供依据。常用来评估新的设计和工艺技术。
    (5)危险分析和关键控制点(Hazard Analysis and Critical Control Points, HACCP)
    在食品和饮料行业中使用,特点是寻找关键工艺点,对其进行控制,确保食品安全性的危险分析。
  
  一 ZHA 的使用特点
  
    ZHA在1995年由环境健康/卫生 Sandoz Agro公司提出,得到美国劳工部、职业安全和健康管理部门的批准, 被纳入OSHA的正式标准,标准号码为1910.119。 它迅速被苏黎世保险公司采纳,作为对投保项目风险评估的一种重要手段。
    昆明芬美意公司有许多新项目建设和旧项目改造。我们需确定建设和改造中的风险,并确定改善风险的方案和行动计划;由于人们可在任何生产阶段、工程阶段、设备运行阶段使用ZHA,公司根据具体情况选择了ZHA 。
  
  1. ZHA 分析法中的几个概念
  
    危险(Hazard):潜在的无法评估的损失。导致危险的原因未界定,危险出现的概率和严重程度未知,需进一步评估。
    风险(Risk):潜在的可评估的损失。风险原因、几率和严重性容易定义出来。
  
  2. ZHA 分析小组
  
    来自不同部门的专业人员, 他们能带来不同学识和不同看问题角度,4~7人组成。小组长要求来自安全或工程部门,精通ZHA分析法,透彻了解工艺,能控制局面。
  
  3. ZHA 分析流程
  
    首先明确分析的范围、参加分析的队伍、定义危险所在,再做危险评估,定义危险的严重程度和概率。这两步所得的结论要写入危险目录清单。根据公司风险政策、确定风险可容忍的边界,结论写入风险概况表。根据危险目录和风险概况表,分析队伍要提出风险改善的措施, 根据优先权的轻重缓急,确定处理顺序。 结论写入风险改善目录,监督执行。
    (1)找出危险
    用引导词清单为导向,通过流程把工作范围分成部分来讨论,从而找出危险。
    引导词包括:危险特征(机械、电气、化学、易燃、易爆、压力等);故障(机械故障、电气故障、化学故障等);环境影响(温度、湿度、污染等);使用和操作(不安全操作、错误指令、缺乏安全警告等);生命周期(组织结构、设计等)。
    (2)完成危险目录,建立风险概况表,确定可容忍边界
    危险要确认:在哪里?是什么? 有什么安全措施? 如何发生?为何发生? 后果多大、多严重? 多大价值?
    危险严重程度分类:灾难性的、严重的、 轻微的、可忽略的。
    危险几率分类:非常高、高、偶然 低、非常低、几乎不可能。
    根据危险目录画出风险概况表的阶梯线,确立可容忍边界。线的上半部分的风险是不能容忍的。不能容忍的风险要通过一些措施来消除、降低、转移,最后成为可容忍的保留风险。
  
  二 ZHA 在项目改造时仪表安全系统修改方案的具体应用
  
    仪表安全联锁系统设计为对工厂的非正常生产条件做出响应。 通过传感器采集异常信息(如温度升高、压力升高、液位过低等), 如有异常,自动通知执行机构采取措施,如关闭加热蒸汽阀、打开冷却水阀、停止加料泵。该系统通常对将会出现的危险情况做出保护反应,给出正确输出指令,阻止危险发生或减轻危害结果。如该系统异常信息收集不全或执行方案有误,后果不堪设想。
  
  1. 组建危险分析小组
  
    我们组建一个7人分析小组 ,包括工程项目、自控、设备、工艺、安全、操作等岗位的人员。 他们都是各部门专业人员,有很强分析能力和丰富想象力。小组长来自工程部, 熟悉ZHA 分析法,了解项目和工艺,有组织能力,能带领小组有效率地完成分析任务。指定一个记录员,他熟悉ZHA软件、分析方法和设备情况。
  
  2. 准备ZHA分析材料
  
    项目:反应釜系统改造。项目改造的目的,工艺、设备变化的说明。仪表安全系统改变的情况。详细的工艺参数。项目修改后的流程P&ID图,ZHA分析软件。
  
  3. 危险事件分析和风险概况界定
  
  

  

    界定可接受风险界限。每次ZHA的风险分析都要进行危险事件的风险机率等级定义、危险事件严重程度分类定义。每次定义都可能发生变化,它与公司当时的生产情况、经营情况、参加分析的人员有关系。
    危险事件风险机率等级定义、严重程度分类定义、风险概况分别见表1、表2和图。表1从对生命、财产、环境等方面影响角度出发,确定危险事件多长时间会发生一次,并分别定义为A、B、C、D、E、F级。表2从对生命、财产、环境等方面影响角度出发,确定危险事件发生时可能出现的后果,根据其后果的严重程度,分别定义为IV、III、II、I级。从表1、表2中,可明显看出危险事件风险机率和危险程度的定义过程; 根据表1、表2绘制危险事件的阶梯状风险概况图,此图的横坐标为危险事件严重程度,从IV到I;纵坐标为危险事件风险机率,从F到A。图中深黑线是根据表1,表2的结果绘制的风险阶梯界限,阶梯线以上为超出接受范围的危险事件是不可接受的,以下是安全区,其中的事件不会对我们造成重大危害。做ZHA分析时,必须针对界线以上危险事件,从最高的风险开始,按照顺序,提出改进方案,改进方案完成后,尽量把原来位于阶梯界线以上的危险事件,改进到位于阶梯界线以下的安全区,但同时要考虑比较改善所需的费用和改善后所得的利益。
  

  4. 项目改造的危险事件分析和报告
  
    路径:反应釜以及和反应釜连接的加料管线、出料管线、氮气管线、氮气罐、加料罐T5022。
    引导词:液位、流量、压力、温度、黏度等,可以根据需要选择。
    参数:多于、如果、少于、相反、其他,可以根据需要选择。
    危险事件:分析后得出的结论见表3。
  

    对于危险事件3,由于有T-5022中的化学品溢流到操作区的危险,危险事件严重程度定义为II类(关键,可能造成人员严重受伤、大量物料泄漏、全系统故障停机、经济损失数万美元), 事件风险几率定义为A类(频繁,1次/天),位于危险事件风险阶梯界线的上部,属于必须改善的危险项目。改善方案为:增加液位传感器,并把信号送入联锁安全系统,当液位高报警时,系统联锁,加料泵停转,T5022进料管线上的XV阀门关闭。改善完成后,该危险事件的严重程度就降至可以忽略的IV类,事件风险几率定义为E类(非常少,1次/5年),位于危险事件风险阶梯界线的下部,成为可以接受的安全事件了。
    从表中可以看出,在执行了改善方案后,危险事件1、危险事件2、危险事件3,都从原来的风险阶梯界线以上的危险区,降至风险阶梯界线以下的安全区。直到风险阶梯界线以上的所有危险事件都降至风险阶梯界线以下,并且改善费用不高,这个工程项目就可以被安全的执行下去了。
  
  三 ZHA的使用频率
  
    昆明芬美意公司内部的ZHA危险性分析每5年需重做一次。我们对一个项目的一次分析往往持续数天时间。在完成危险性分析并按照要求的期限完成整改措施后,就可进入下一个使用阶段。
    我们公司的所有仪表安全联锁原则和联锁条目,都经过危险性分析,经多次改善、提高后投入使用。它的可靠性已经过生产安全的实际检验,证明ZHA分析方法可以帮助人们事先发现事故原因和潜在的危险,可以保障生产过程安全进行。
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