FMEA在液氯儲罐安全風(fēng)險分析中的應(yīng)用

陳全

摘要： 為提高化工企業(yè)安全風(fēng)險管理水平，以某化工企業(yè)的液氯儲儲罐為例，采用故障類型與影響分析（FMEA）的安全風(fēng)險評價方法，首先將液氯儲罐設(shè)備劃分成不同功能部分及其所含部件，然后針對不同部件依次分析其可能產(chǎn)生的故障，故障可能帶來的風(fēng)險，可能導(dǎo)致故障的原因，以及相應(yīng)的控制措施，形成設(shè)備危險源辨識及風(fēng)險評價信息表。最后根據(jù)危險源辨識的結(jié)果提出一系列意見建議，其中包括制定相關(guān)隱患排查標(biāo)準(zhǔn)，制作培訓(xùn)課程、考試題庫，開發(fā)信息化系統(tǒng)。

Abstract： To increase the safety risk management level of chemical companies， the safety risk assessment method of failure mode and effect analysis are used for the example of liquid chlorine tank in a chemical enterprise. First，the liquid chlorine tank is divided into different functional parts and whose contained parts. Then， the different parts are analyzed about the possible faults， the possible risks caused by the faults， the causes of the failures， and the corresponding control measures， forming the equipment hazard identification and risk assessment table. Finally， according to the results of hazard identification， a series of suggestions are put forward， including the development of relevant hazard investigation standards， production of training courses， examination questions， and development of information systems.

關(guān)鍵詞： 化工;危險源辨識;風(fēng)險分析;故障模式與影響分析

Key words： chemical industry;hazard identification;risk analysis;failure mode and effect analysis（FMEA）

中圖分類號：TE88 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0072-05

0 引言

一直以來，化工行業(yè)都在國家建設(shè)和社會發(fā)展中扮演著十分重要的角色，是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，而化工企業(yè)的安全管理工作則顯得尤為重要。這是因為化工企業(yè)在生產(chǎn)或加工過程中所使用的材料大多是易燃易爆或有毒有害物質(zhì)，且其生產(chǎn)環(huán)境也是多高溫、高壓或腐蝕等嚴(yán)酷條件，工藝技術(shù)往往比較復(fù)雜，危險因素較多，因此任何一種設(shè)備隱患或人員疏忽或其他不安全行為都可能導(dǎo)致安全事故。因此對危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行危險源辨識是保證企業(yè)長周期穩(wěn)定生產(chǎn)的有效手段，也是企業(yè)實現(xiàn)事故預(yù)防的最有效方法。[1]本論文就內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司液氯合成車間中的主要設(shè)備——液氯儲罐這一設(shè)備進(jìn)行重大危險源危險源辨識工作。

內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司成立于2004年，是由億利資源集團(tuán)、華誼集團(tuán)（上海氯堿）和神華集團(tuán)共同出資組建。目前主要產(chǎn)品有PVC樹脂、燒堿、液氯、鹽酸等。公司采用國際先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，主要裝置有燒堿裝置、乙炔裝置、氯乙烯裝置、聚氯乙烯裝置及公用工程等五大裝置。我們本次研究分析的液氯儲罐重大危險源即來自燒堿裝置。一次鹽水精制通過電解槽電解產(chǎn)生氯氣，氯氣通過一系列工藝措施壓縮冷卻后進(jìn)入液氯儲罐進(jìn)行暫時儲存以備進(jìn)一步生產(chǎn)加工或直接出售。由于氯氣是有毒有害氣體，儲存液氯設(shè)備作為儲存液氯的容器，該設(shè)備的安全運行起著十分重要的作用，故針對液氯儲罐設(shè)備采取適當(dāng)?shù)谋孀R方法進(jìn)行系統(tǒng)危險源辨識，達(dá)到風(fēng)險管控的目標(biāo)是不可缺少的。

識別生產(chǎn)經(jīng)營活動中存在的危險、有害因素應(yīng)依據(jù)風(fēng)險評價準(zhǔn)則，選定合適的評價方法，全面系統(tǒng)的對分析對象的設(shè)備設(shè)施、工藝流程、操作程序、作業(yè)活動、場所環(huán)境進(jìn)行危險、有害因素識別和風(fēng)險評價。目前化工行業(yè)常用的辨識方法有如：工作危害分析（JHA）;安全檢查表分析（SCL）;預(yù)先危險性分析（PHA）;危險與可操作性分析（HAZOP）;失效模式與影響分析（FMEA）;故障樹分析（FTA）;事件樹分析（ETA）;作業(yè)條件危險性分析（LEC）等方法。根據(jù)此次分析的范圍和對象，即以化工企業(yè)中的某一重大危險源單元內(nèi)的設(shè)備為研究對象，研究其可能存在的安全隱患和對策措施，故采用故障類型與影響分析的評價方法。

1 理論依據(jù)

1.1 安全風(fēng)險原理

風(fēng)險管理就是在識別，評價及分析風(fēng)險的基礎(chǔ)上，運用科學(xué)的管理技術(shù)及手段對工程項目可能發(fā)生的風(fēng)險進(jìn)行一定的預(yù)防及處理[2]，盡可能的控制風(fēng)險，使其向有利條件轉(zhuǎn)化，并能在風(fēng)險發(fā)生后及時采取主動的補(bǔ)救措施。

風(fēng)險管理科學(xué)提出的風(fēng)險管理的基本過程包括：

風(fēng)險識別：發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識、描述風(fēng)險的過程，包括識別系統(tǒng)中風(fēng)險源、事件，以及它們的起因和潛在后果;

風(fēng)險分析：理解風(fēng)險的性質(zhì)和確定風(fēng)險程度的過程;

風(fēng)險評定：將風(fēng)險分析的結(jié)果與風(fēng)險準(zhǔn)則進(jìn)行比較，以確定風(fēng)險和（或）其量是否可接受或可容許;endprint

風(fēng)險處理：修正風(fēng)險的過程。風(fēng)險分析和風(fēng)險評定的整個過程又可稱之為風(fēng)險評價。

1.2 FMEA的基本原理

故障類型和影響分析（FMEA）是一種風(fēng)險識別的方法，采用系統(tǒng)分割的方法，將系統(tǒng)根據(jù)實際情況分成不同的功能部分或根據(jù)需要進(jìn)一步分為子功能部分，各功能部分具體細(xì)化至不同的部件，然后逐個分析不同部件的可能出現(xiàn)的所有故障、故障可能對系統(tǒng)安全運行造成的影響、可能導(dǎo)致故障的原因;最后根據(jù)評價結(jié)果采取相應(yīng)的風(fēng)險削減措施。[3-5]

1.3 FMEA的分析流程

FMEA的分析過程是一個自下而上的分析過程，分析過程需要不斷提問，不斷思考，從而能夠得到大量詳細(xì)的數(shù)據(jù)，例如其故障類型、導(dǎo)致故障的原因，故障帶來的影響等都會越發(fā)細(xì)化而準(zhǔn)確。分析思路如圖1所示。

2 液氯儲罐FMEA分析

億利化學(xué)燒堿分廠在地上橢圓臥置著5個液氯儲罐，其中兩個在用，兩個備用，一個應(yīng)急罐;每一個的外形尺寸為2800×13934mm，容積為81.4m3;設(shè)計壓力為1.62MPa，設(shè)計溫度：50℃，頂部最高工作壓力：0.9MPa;操作溫度：35℃;保溫層材料是厚度為80mm的聚氨酯。每一個液氯儲罐都配置全啟式安全閥一個，整定壓力：1.3MPa;超壓：10%，排放壓力：1.43MPa;密封試驗壓力：1.18MPa;泄放溫度：50℃。

2.1 分析前準(zhǔn)備

2.1.1 成立辨識小組

該分析小組成員包括項目組負(fù)責(zé)重大危險源辨識的安全方面的專家和燒堿分廠安全技術(shù)員以及負(fù)責(zé)液氯儲罐罐區(qū)的車間班組班長和及其他一線操作人員等。

2.1.2 確定分析對象及范圍

項目組與企業(yè)安環(huán)部管理人員，燒堿分廠安全員，儀表部門主任、液氯冷凍車間班組組長進(jìn)行商議和計算，確定重大危險源的范圍，確定處于重大危險源單元范圍內(nèi)在用的設(shè)備，最終確定本次危險源辨識范圍為液氯儲罐罐區(qū)，使用FMEA方法分析的設(shè)備即為液氯儲罐。

2.1.3 資料收集

根據(jù)即將進(jìn)行分析的設(shè)備和即將分析使用的方法和涉及方面，需要的資料主要包括：設(shè)備設(shè)施的出廠使用說明、質(zhì)量合格證、設(shè)備驗收報告、設(shè)備設(shè)施的各項管理制度、“安全精細(xì)化管理制度、各項安全技術(shù)措施、各個工種的操作規(guī)程、設(shè)備檢修報告”保護(hù)試驗報告、歷年事故案例報告、隱患排查記錄、安全檢查表等。

其中可以作為評價準(zhǔn)則或相關(guān)參考的有：有關(guān)安全生產(chǎn)法律、法規(guī);設(shè)計規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);企業(yè)的安全管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);企業(yè)的安全生產(chǎn)方針和目標(biāo)等。

2.1.4 小組培訓(xùn)

項目組負(fù)責(zé)危險源辨識的分析人員對小組其他成員進(jìn)行分析培訓(xùn)，其中包括講解分析方法的培訓(xùn)，確定各成員的指責(zé)范圍以及其能提供的分析內(nèi)容支持。

2.2 分析與記錄

2.2.1 設(shè)備功能部分及部件的劃分

危險源辨識首先要進(jìn)行功能部分劃分，億利化學(xué)現(xiàn)有五個相同液氯儲罐，則其中一個儲罐進(jìn)行進(jìn)行故障類型及影響分析。根據(jù)評價法的劃分原則，將液氯儲罐劃分成如表1的功能部分及部件。

2.2.2 故障及風(fēng)險的描述

故障：即部件喪失預(yù)期功能的相關(guān)狀態(tài)。在分析設(shè)備部件故障時，首先要分析部件在設(shè)備使用運行中的預(yù)期功能，然后分析可能使其失去功能的各種狀態(tài)。

安全風(fēng)險：故障可能導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)的事故。把可能導(dǎo)致事故的因果連鎖事件描述出來。

2.2.3 危險源/危險因素的描述

危險源/危險因素就是把可能導(dǎo)致故障的因素都描述出來。由于FMEA 開始于產(chǎn)品設(shè)計和制造過程開發(fā)活動之前，并指導(dǎo)貫穿實施于整個產(chǎn)品周期。因此考慮危險源應(yīng)從以下幾個方面考慮，盡量做到全面具體量化。

①技術(shù)缺陷原因因素分析（設(shè)計/選型問題）;

②質(zhì)量問題原因因素分析（自制設(shè)備/采購設(shè)備質(zhì)量驗收問題）;

③安裝缺陷原因因素分析（安裝質(zhì)量驗收問題）;

④磨損原因因素分析;

⑤損壞原因因素分析;

⑥劣化、老化等原因因素分析（包括壽命到期未更換問題）。

2.2.4 現(xiàn)有控制措施

針對前面識別出來的每一個危險因素，考慮目前是否有相應(yīng)的控制措施，考慮時也從以下幾個方面考慮：

①自制設(shè)備的設(shè)計、制造管理（質(zhì)量評審、驗收標(biāo)準(zhǔn)）;

②采購設(shè)備管理（質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)）;

③租賃設(shè)備管理（質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)）;

④設(shè)備的驗收、安裝調(diào)試管理（包括相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）;

⑤設(shè)備使用/運行管理（包括相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）;

⑥設(shè)備檢查（包括相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）/狀態(tài)監(jiān)測管理;

⑦設(shè)備維護(hù)、潤滑和維修管理（包括相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）;

⑧設(shè)備的改造與更新管理（包括相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）。

2.3 FMEA方法危險源辨識分析結(jié)果

根據(jù)上文的所有提示信息，通過在作業(yè)現(xiàn)場與相關(guān)分析人員的共同分析及探討，得出最終的風(fēng)險分析辨識結(jié)果。表2是液氯儲罐上安全閥這一部件的辨識結(jié)果。endprint

3 現(xiàn)有控制措施建議

基于危險源辨識結(jié)果，根據(jù)識別出的危險源、危險因素以及相應(yīng)的控制措施可以采取一系列切實可靠的措施來實現(xiàn)風(fēng)險控制。

3.1 建立完善全面隱患排查標(biāo)準(zhǔn)

企業(yè)缺乏完善的隱患排查管理制度，主要依靠工人經(jīng)驗和簡單的安全檢查表格進(jìn)行隱患排查，檢查人員沒有隱患排查清單和標(biāo)準(zhǔn)，檢查結(jié)果因人而異，且并不能做到全面，因此需要制定完善全面系統(tǒng)的隱患排查清單及隱患排查標(biāo)準(zhǔn)。隱患排查單上應(yīng)體現(xiàn)檢查項目、檢查標(biāo)準(zhǔn)、檢查頻次等，見表3。使不同崗位的工作人員熟悉工作崗位和作業(yè)環(huán)境中存在的危險、有害因素，掌握、落實應(yīng)采取的控制措施。

3.2 建立針對性培訓(xùn)課程及考試內(nèi)容

企業(yè)目前有的培訓(xùn)和考試內(nèi)容不夠具體和細(xì)化，應(yīng)將危險源辨識的結(jié)果及所采取的控制措施對從業(yè)人員進(jìn)行宣傳、培訓(xùn)，并進(jìn)行考試加強(qiáng)宣傳，使危險源辨識的內(nèi)容深入人心，對各自崗位上的風(fēng)險能夠更加熟悉。對此，我們針對液氯儲罐設(shè)備這一危險源辨識的結(jié)果制作了相關(guān)培訓(xùn)課程和考試題庫，其中培訓(xùn)課程要盡量做到圖表文字相結(jié)合，便于工人理解和吸收;考試題庫題型多樣，便于達(dá)到更好的培訓(xùn)效果。分別如圖2和表4。

3.3 開發(fā)信息化系統(tǒng)，建立政府監(jiān)管平臺

為方便政府監(jiān)管以及企業(yè)自助，還可以利用信息化手段，開展設(shè)備設(shè)施安全風(fēng)險管控培訓(xùn)和考試;傳輸制度、規(guī)程信息;建立安全隱患排查治理、應(yīng)急管理信息系統(tǒng)。開發(fā)的信息化系統(tǒng)見圖3。

4 結(jié)語

想實現(xiàn)企業(yè)安全風(fēng)險管控的前提就是要對企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)的危險源辨識，其中故障類型和影響分析法是系統(tǒng)安全分析的一種重要方法，也是設(shè)備安全管理的一項有效手段。[6]通過結(jié)合企業(yè)具體實例，使用FMEA方法對液氯儲罐設(shè)備進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析，得出了53條故障及風(fēng)險，制定了248條不同層級的隱患排查項目及標(biāo)準(zhǔn)。對于使用安全系統(tǒng)評價方法來改進(jìn)企業(yè)安全風(fēng)險管理模式提供了新的有益的思路。同時為相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的崗位工人能夠更加清晰全面的了解自己崗位的風(fēng)險和防控措施提供了有力依據(jù)，加強(qiáng)培訓(xùn)方面也給出了更多更切實可行的建議，有效提高了工人安全意識和安全能力，從源頭上減少或避免了事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳義灶.危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)危險源辨識方法分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，33（12）：34.

[2]喻洪巖. 我國建筑工程項目風(fēng)險管理模式分析探討[J].門窗，2014（12）：403.

[3]張悅，石超，方來華.基于FMEA和HAZOP的綜合分析方法及應(yīng)用研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，7（07）：146-150.

[4]龐奇志，李艷芳，雷芳，魯順清.制氧企業(yè)安全現(xiàn)狀評價技術(shù)方法探討[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2007（02）：114-117.

[5]趙俊茹.石化企業(yè)重大危險設(shè)備模糊概率風(fēng)險評價方法研究[D].大慶石油學(xué)院，2006.

[6]郭建平.故障類型和影響分析法在設(shè)備安全管理中的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2016（07）：27-29.endprint