天然气工艺安全管理措施

天然气工艺安全管理措施

天然气处理过程在很多方面具有与化工、石化行业等生产过程相同的特点。近几十年来,随着经济发展和科技进步,给这些行业带来了巨大变化,其规模不断扩大,生产过程大量采用新的工艺、技术和设备、材料,随之而来的是产品品种更多且储存量更大、应用的工艺技术更复杂、操作条件更苛刻、工艺系统危害更多等,而愈来愈复杂的工艺系统又对安全提出了更高的要求。因此,为防止灾难性的工艺安全事故发生,确保工艺系统的设计、生产满足有关安全要求,就有必要建立和贯彻有效的工艺安全管理系统。

1. 工艺安全

(1) 工艺安全是一门独立的学科,其基本出发点之一是预防工艺物料(或能量)泄漏。虽然天然气处理过程发生的各类事故通常表现为火灾、爆炸和有毒物质暴漏等形式,但都可归咎为物料的泄漏或能量的释放(也可视为一种泄漏形式)。

工艺系统一旦出现泄漏,就可能导致灾难性的工艺安全事故。这种物料泄漏或能量释放可能发生在正在运行的工艺装置、原料或产品储罐、输送管道或槽车以及船舶等。

在天然气处理过程中,泄漏出来的天然气或凝液气化后形成蒸气云,其体积增大并蔓延,接触到火源后就会引发火灾或爆炸。火焰烘烤临近设备、管线,又可导致它们破裂;爆炸也可造成周围设备、管线破裂。这样,就会出现更多的泄漏,形成更大范围的火灾或更多的爆炸,即

泄漏→蒸气云→火源→火灾或爆炸→更多泄漏→更多火灾或爆炸

反之,如果工艺物料按照正常工况(温度、压力、流量等)在设备、管线内运行,整个工艺系统就处在安全状态。

(2) 工艺安全的目的是在设计、施工、生产和维修中,运用工程知识、原理和经验,消除或减少与工艺过程相关的危害。

此处所谓的“工艺过程相关的危害”,一方面是指工艺介质本身的危害,另一方面是指工艺过程(对该物料的处理、加工和储运等)所赋予的危害。例如,含硫天然气中h2s的毒性属于其本身的危害性;而在压力容器和管线内流动的高压含硫天然气就具有一定的能量,此处的“具有能量”是指含硫天然气在高压的处理过程中所带来的危害性。

因此,工艺安全既关注工艺过程中所涉及的各种物料的理化性质,同时又关注如何处理、加工和储存这些物料。

(3) 工艺安全所指的安全有别于传统的“安全”概念。传统的安全概念主要是指使用各种个人防护用品和建立相应的规章制度来保护作业人员,防止发生人员伤害事故。工艺安全所指的安全则强调采用系统的方法对工艺危害进行辨识,根据建设项目不同阶段(设计、施工和生产)的特点,采用不同方式辨识所存在的危险有害因素和评估它们可能导致的事故频率和后果,并提出对策措施消除危害以避免事故发生,或减轻危害可能造成的事故后果。工艺安全重视以往设计的经验教训,强调严格执行相关的设计标准和规范。

(4) 工艺安全的侧重点是工艺系统或设备、设施本身。职业安全更多的是关注作业人员的行为,而工艺安全除了关注作业人员及周围人员的安全外,则较关注工艺系统或设备、设施本身是否存在技术缺陷或安全隐患,并且重视泄漏事故对工厂设备、设施的损坏和对环境的破坏。

2. 工艺安全管理

(1) 工艺安全管理的主要目的是预防危险有害物料(或能量)的泄漏,特别是防止由于它们泄漏使人员受到伤害。完善的工艺安全管理系统不但可减少甚至避免人员伤害,也可避免事故带来的重大财产损失。此外,还可通过消除或减少工艺系统中存在的安全隐患,提高工艺设备的可靠性,减少不必要的停车,保证产品质量,提高生产效率,降低生产成本以及延长工艺设备使用寿命等。

(2) 工艺安全管理的主要对象是处理、使用、加工、储存危险有害物料的工厂、装置、设备或设施。它强调运用系统的管理手段来辨识、理解、消除和控制工艺系统的危险有害因素,在设计上确保工艺系统具备可以接受的安全性,并使工艺系统在建成后按照设计意图安全运行。

(3) 工艺安全管理关注工艺系统的“变化”。许多工艺系统安全事故都是由于该系统的“变化”所引起的,例如液位偏高、流量过大、机泵故障等。这种“变化”可能是自发的,也可能是外部作用的结果。如果这些“变化”处于设计预期的范围内,就不会发生事故;反之,由于这些“变化”使工艺系统的运行工况超出设计预期的安全范围,就很可能出现操作问题或事故。这些“变化”可能发生在工艺、设备、设施或作业人员等方面,而且在工厂、装置、设备或设施的使用寿命周期中不可避免地会发生,重要的是要将这些“变化”纳入管理中。