工业生产过程的本质安全培训教材.docx

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1、工业生产过程的本质安全培训教材正文目录目录正文目录1图表目录21 .导读22 .背景概况33 .工业过程本质安全化概述43.1.概述43.2.本质安全定义研究63.2.1.文献综述（国内外研究现状）63.2.2.本质安全定义研究基础73.3.木质安全层级理论研究83.3.1.文献综述（国内外研究现状）83.3.2.本质安全层级理论研究基础93.4.本质安全体系及本质安全水平评估工具113.4.1.文献综述113.4.2.本质安全体系及本质安全水平评估工具研究基础163. 5.本质安全研究方向213. 5.1.本质安全定义研究214. 5.2.本质安全措施层级研究215. 5.3,本质安全水平评

2、估工具研究216. 本质安全在过程安全管理中的重要性214. 1.概述214. 2.过程安全管理和本质安全的关系224. 3.本质安全的基本途径224. 3.1.总平面布局和平面布置224. 3.2.设备设施的本质安全设计224. 3.3.化学品及工艺控制的本质安全234. 4.生命周期的本质安全管理244. 5.过程安全管理中的本质安全应用244. 6.小结255. 工业过程本质安全化技术255.1. 基于过程强化的本质安全工业艺技术265.2.风险感知与监测预警技术275.3.风险管控与处置技术296.总结与展望29图表目录图1背景概况4图2工业生产过程全生命周期的本质安全5图3木质安全层

3、级阐述(1)10图4本质安全层级阐述(2)11图5本质安全管理工作机理原理图12图6企业本质安全管理体系管理要素之间的关系12图7本质安全管理工作机理原理图13图8企业本质安全管理体系管理要素之间的关系14图9本质安全管理体系工作原理15图10本质安全风险指标体系16图11国际国内安全管理体系汇总20图12基于风险的本质安全化技术实施路线261 .导读工业生产过程通常会涉及多种危险化学品，具有易燃易爆、有毒有害、高温高压、危险源集中等特点，一旦发生安全事故，将给人民生命健康、生态环境、社会稳定等带来严重损害。当前，数字化变革正在重塑化学品生产、消费模式，工业互联网、大数据、人工智能等新一代信息

4、技术与安全管理深度融合，“工业互联网+安全生产”成为有效提升行业安全治理水平的必然选择。此外，我国作出“碳达峰、碳中和”的战略部署，未来能源结构将产生重大变革，以氢能、太阳能、风能等为代表的新能源形式将会逐步代替传统的化石能源。因此，在相当长的时期内传统化石能源将与新能源共存发展，安全风险叠加。工业生产过程在新时期、新发展阶段面临的安全问题需要通过科技创新、技术进步来解决，安全技术的进步是防范和化解安全生产风险的重要途径，过程强化、风险感知与监测预警、风险管控与处置等一系列技术手段能够有效降低和控制安全风险，实现工业生产过程的本质安全化。本文将系统介绍工业生产过程本质安全技术的研究进展，并分析

5、未来工业生产过程安全化技术的发展趋势，为工业过程安全生产技术开发提供指导。2 .背景概况近年来国内重特大事故频发，安全生产形势严峻。2015201420162014831,通过全国人民代表大会常务委员会关于修改华人民共和I1安全生产法的决疣.2014年12月1日起施行.山东青岛“1122”山东省吉B市T122”中石化东黄输油笆道泄漏爆炸特Sffi人事故认定为责仟去故，事故H造成62人死、136人受伤,且接经济损失7.5亿元天津812”2015年8月12H22时51分46秒，天津港瑞海公司危险品仓库发生火灾爆炸事故，造成165人遇嫣、8人共踪.798人受伤.H龙江哈尔滨8.25r,2023.4.

6、102023.5.222018年8月25H涝痛.蛤尔滨市松d岖北龙温泉酒店发生火丸战至2018年8月26日下午17时59分,共已造成20人死亡,20多人受伤.20172023.4.10.0产重要指示.生命审于泰山,遇襁只雨发展不顾安全.全国曲会.人K今上、生命至上,保护人民生命安全和身体做原可以不怡切代价.同年.2O2O1125H.产法(修正簟案).2023国先院总理李克强壬持召开国务院常隽会议，通过中华人民共和Ia安全生U东临沂“65”2017年6月5日凌晨1时左右.位于临沂市的临圻金售石化有限公司标区一液化气宝车在装却作业时发生爆炸，造成10人死二，9人一,江苏响水“3212019年3月2

7、1E314时48分,江苏省盐城市二十具江苏大Jfe宣化工有限公W守守镰尸IP资讯78人死76；八失19.894元1背景概况尽管安全生产法律法规不断强化，但安全生产事故仍旧频频发生，亟需寻求本质安全手段来长效降低风险，以期为安全生产提供保障，提升安全绩效。本质安全研究院针对本质安全定义、本质安全层级理论、本质安全体系及本质安全水平评估工具开展了研究。3 .工业过程本质安全化概述3.1. 概述本质安全(inherentsafety)概念最早由英国的TreVorKIetZ于1976年提出，其理念是从工艺源头上永久地消除风险，而不是单独靠控制系统、报警系统、联锁系统的使用来减小事故发生概率和减轻事故后

8、果的严重性。本质安全是绝对安全的理想状态，生产运行上很难达到，实际中需要通过本质安全化(inherent1ysafer)的一系列技术措施降低过程风险，使工业过程本质上更安全。工业过程全生命周期的本质安全如图2所示，最小化、替代、缓和、简化这4个本质安全化策略适用于研发、设计、建设、操作、变更和维护等工业过程的整个生命周期。工艺过程的本质安全化与被动型、主动型和程序型安全防护措施一起构成了工业过程的保护层，其中本质安全工业艺技术在所有保护层中处于最核心的部分，对安全风险控制起到决定性作用。图2工业生产过程全生命周期的本质安全在工业过程工艺研发和装置设计的早期阶段，本质安全化的需求最迫切，相应的风

9、险降低效果最明显。早期阶段的本质安全化投入可以减少装置建成及运行后安全设备、设施的投入及维护成本，在工业过程的整个生命周期内提升综合效益。然而，仅通过工艺技术本身并不能做到绝对安全，仍需要保护层策略来控制安全风险。本质安全工业艺技术和其他保护层技术共同发挥作用，才能确保工业过程的安全风险降低到可接受水平。通常，降低工业过程风险的保护层策略主要有5个方面：通过调整物料组成或工艺条件减小或消除危险性；通过增大安全距离减小对人员或周围环境的危害；通过提升工艺或设备设计能力减小过程危害；通过执行报警、联锁等安全控制措施监控过程异常工况；通过实施操作规程、培训、应急响应等管理措施防止安全事故。保护层各自

10、能够独立发挥作用，降低危险事故发生的频率或严重程度，但这并不意味着保护层措施越多越有效。过多的保护层措施会增加相应的操作维护成本，并可能增加误动作几率。因此，工业过程首先要提高工艺技术本身的安全性，从源头上降低过程风险，然后采取适当的保护层技术措施，降低事故发生的频率和严重程度，从而实现工业过程的本质安全化。3.2.本质安全定义研究3.2.1.文献综述(国内外研究现状)本质安全力的概念源于电气设备的防爆构造设计。早在19141916年英国开发了一种新的防爆技术，这种防爆技术不附加任何安全装置，只是利用本身的结构设计，通过限制电路自身的电压和电流来预防产生过热、起弧或火花而引起火灾或引发可燃性混

11、气的爆炸。该类电气设备不论在正常工作，还是在发生短路，断线等异常情况下，均具有可靠的防爆性能。这种早期的本质安全设备主要用于煤矿。1960年以后随着作为限压元件齐纳二极管的引进本质安全作为一项防爆技术发展起来并在其它领域得以广泛应用。由于采用以上的技术措施给电气设备的正常运转提供了安全、可靠的保障，从根本上解决了危险环境下电气设备的防爆问题，故这样的电气设备被称之为本质安全型设备。职业安全卫生术语(GBT1523694)将本质安全定义为“通过设计等手段使生产设备或生产系统本身具有安全性，即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故”。机械工业职业安全卫生管理体系试行标准将本质安全定义为“生产设

12、备或生产系统本身具有安全性即使在误操作或发生故障的情况下也不会造成事故”。化工企业安全卫生设计规定(HG2057195)将生产过程的本质安全化定义为“生产过程本质安全化指的是采用无毒或低毒原料代替有毒或剧毒原料，采用无危害或危害性比较小的符合安全卫生要求的新工艺、新技术、新设备。此外还包括从原料入库到成品包装出厂整个生产过程中应具有比较高的连续化、自动化和机械化，为提高装置安全可靠性而设计的监测、报警、联锁、安全保护装置，为降低生产过程危险性而采取的各种安全卫生措施和迅速扑救事故装置。从以上概念/定义可以看出本质安全指的是安全性，是生产设备和生产系统的本质的、固有的属性，不会因人的失误和设备故

13、障而发生变化。美国化学工程师协会认为在化学工业和加工工业中，如果一个工艺过程即使出了问题，它的危险性依旧很低，那么即可以认为它具有固有安全属性(InherentSafety)。固有安全性与由保护系统控制高度危险的其他过程形成对比。由于无法实现完美的安全性，通常的做法是谈论本质上更安全的设计。本质上更安全的设计是避免危险而不是控制危险，特别是通过减少危险材料的数量和工厂中危险操作的数量。但是仍有很多学者认为，在本质安全研究领域，本质安全已经不能简单地理解为“硬件”的安全，“本质安全”的概念现在已扩展到关系工作场所安全的最基础性的关键因素的综合，如果安全生产系统的各个要素都能达到安全生产的严格标准

14、，那么整体的安全水平将极大提高，安全事故也将最大限度的降低。芦奇、王汉斌等认为，本质安全包括了人员、机器、环境、管理、信息以及安全文化五个方面的本质安全；吴宗之、任彦斌等认为，本质安全理论及方法已从技术层面向系统管理方向发展，并从系统综合防范风险的角度，分析了本质安全方法与传统安全方法在应用上的区别，强调在实际安全管理过程中，应当将本质安全方法与传统安全方法相结合，形成以本质安全理论为基础的综合风险管理理念。许正权、宋学锋分析了石油、交通、电力、煤炭行业对本质安全的定义大致如下：石油行业：所谓本质安全是指通过追求人、机、环境的和谐统一，实现系统无缺陷、管理无漏洞、设备无故障。实现本质安全型企业

15、，要求员工素质、劳动组织、装置设备、工艺技术、标准规范、监督管理、原材料供应等企业经营管理的各个方面和每一个环节都要为安全生产提供保障。交通行业：本质安全理论认为由于受生活环境、作业环境和社会环境的影响，人的自由度增大，可靠性比机械差，因此，要实现交通安全，必须有某种即使存在人为失误的情况下也能确保人身及财产安全的机制和物质条件，使之达到“本质的安全化”。电力行业：本质安全可以分解为两大目标，即“零工时损失，零责任事故，零安全违章”长远目标；“人、设备、环境和谐统一”终极目标。煤炭行业：其实是指安全管理理念的变化。过去人们普遍认为，煤矿企业属于高危险行业，发生事故是必然的，不发生事故是偶然的。如果能够在工作中处处按照标准、规程作业，把事故降到最低甚至实现零事故，从而得出结论：煤矿发生事故是偶然的，不发生事故是必然的，那就是“本质安全”。从系统安全的角度来看，绝对的安全是不存在的，安全是相对的。由于新材料、新技术的不断采用，生产系统不可能达到绝对的安全。换句话来讲，本质安全应是一种理想是一个追求的目标。从建模的观点来看，