干货 | 如何理解三年行动计划对自动控制装备率和投用率100%的要求?

干货 | 如何理解三年行动计划对自动控制装备率和投用率100%的要求?
特别策划

 

本文作者:范咏峰

深度好文:7898字 | 15分钟阅读

 

距《全国安全生产专项整治三年行动计划》发布,时间已过半,今年是计划的第二年,也是计划中要求的集中攻坚阶段。

 

在此阶段,对于问题严重且经整改后仍不符合安全要求的企业,要坚决依法予以关闭退出!

 

为顺利完成整治计划,使企业有序经营,正确理解100%率就尤为重要!

本文将从100%率的分类概念、如何理解及怎样做到符合法律法规标准规范的要求几个方面,进行深度解析。

 

《三年计划》中的

两个重要时间节点和要求

2020年 年底前

  • 实现涉及“两重点一重大”的化工装置或储运设施自动化控制系统装备率、重大危险源在线监测监控率均达到100%。

  • 涉及“两重点一重大”的生产装置、储存设施的上述系统装备和使用率必须达到100%,未实现或未投用的,一律停产整改。

 

2022年 年底前

  • 涉及“两重点一重大”生产装置和储存设施的自动化系统装备投用率达到100%、涉及重大危险源企业安全预防控制体系建设率达到100%、化工企业主要负责人和安全管理人员等考核达标率100%,具有化工安全生产相关专业学历和实践经验的执法人员数量达到在职人员的75%以上。

  • 推动涉及重点监管危险化工工艺的生产装置实现全流程自动化控制,2022年底前所有涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、过氧化工艺装置的上下游配套装置必须实现自动化控制,最大限度减少作业场所人数。

 

什么是100%率

  1. 自动化控制系统装备率100%

  2. 重大危险源在线监测监控率100%

  3. 自动化系统装备投用率达到100%

  4. 安全预防控制体系建设率100%

  5. 使用率达到100%

以上100%率分为两类:

  1. 装备率、建设率

  2. 监测监控率、投用率使用率

上述表示两个方面,一是设置/建设,二是投用/使用,均需要达到100%。

 

如何理解100%率

 

A

装备率、建设率的100%

 

个人观点:

根据法律法规标准规范、相关部门文件和导则等对于要求设置控制系统、检测仪表、执行元件、监控系统、联锁系统、等设备设施的场景,工程实际严格按照要求进行了设置,且可正常工作的即认为达到了装备率、建设率的100%。

 

示例一

 

如果某些环境没有按照要求设置,则认为没有达到装备率、建设率的100%

 

监总管三〔2009〕116号《首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》:

一、化工企业要按照《首批重点监管的危险化工工艺目录》、《首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案》要求,对照本企业采用的危险化工工艺及其特点,确定重点监控的工艺参数,装备和完善自动控制系统,大型和高度危险化工装置要按照推荐的控制方案装备紧急停车系统。

 

附件2:

首批重点监管的危险化工工艺安全控制要求、重点监控参数及推荐的控制方案。

 

应严格按照上述要求设置:

温度和压力的报警和联锁;反应物料的比例控制和联锁系统;紧急冷却系统;搅拌的稳定控制系统;氢气紧急切断系统;加装安全阀、爆破片等安全设施;循环氢压缩机停机报警和联锁;氢气检测报警装置等。

将加氢反应釜内温度、压力与釜内搅拌电流、氢气流量、加氢反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系,设立紧急停车系统。加入急冷氮气或氢气的系统。当加氢反应釜内温度或压力超标或搅拌系统发生故障时自动停止加氢,泄压,并进入紧急状态。安全泄放系统。

 

示例二

 

HAZOP、LOPA中提出的具体工程要求,应严格执行。

 

涉及“两重点一重大”生产装置和储存设施的,如果某些环境没有按照要求设置,则认为没有达到装备率、建设率的100%。

 

示例三

 

以下要求必须严格执行,如果某些环境没有按照要求设置,则认为没有达到装备率、建设率的100%。

 

2011年8月5日,国家安全生产监督管理总局令第40号,《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》:

 

第三章安全管理

第十三条 危险化学品单位应当根据构成重大危险源的危险化学品种类、数量、生产、使用工艺(方式)或者相关设备、设施等实际情况,按照下列要求建立健全安全监测监控体系,完善控制措施:

 

(一)重大危险源配备温度、压力、液位、流量、组份等信息的不间断采集和监测系统以及可燃气体和有毒有害气体泄漏检测报警装置,并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能;一级或者二级重大危险源,具备紧急停车功能。记录的电子数据的保存时间不少于30天;

 

(二)重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系统;一级或者二级重大危险源,装备紧急停车系统;

 

(三)对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施,设置紧急切断装置;毒性气体的设施,设置泄漏物紧急处置装置。涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源,配备独立的安全仪表系统(SIS);

 

(四)重大危险源中储存剧毒物质的场所或者设施,设置视频监控系统;

 

(五)安全监测监控系统符合国家标准或者行业标准的规定。

 

以上要求必须严格执行,如果某些环境没有按照要求设置,则认为没有达到装备率、建设率的100%。

 

示例四

 

涉及“两重点一重大”生产装置和储存设施的,如果某些环境没有按照要求设置,则认为没有达到装备率、建设率的100%。

以下要求必须严格执行。

 

《国家安全监管总局关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》(安监总管三【2017】1号)

精细化工反应安全风险评估导则(试行)

 

6 评估标准

6.6 措施建议

综合反应安全风险评估结果,考虑不同的工艺危险程度,建立相应的控制措施,在设计中体现,并同时考虑厂区和周边区域的应急响应。

对于反应工艺危险度为1级的工艺过程,应配置常规的自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节(DCS或PLC)。

 

对于反应工艺危险度为2级的工艺过程,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节(DCS或PLC)的基础上,要设置偏离正常值的报警和联锁控制,在非正常条件下有可能超压的反应系统,应设置爆破片和安全阀等泄放设施。根据评估建议,设置相应的安全仪表系统。

对于反应工艺危险度为3级的工艺过程,在配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节,设置偏离正常值的报警和联锁控制,以及设置爆破片和安全阀等泄放设施的基础上,还要设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却降温等控制设施。根据评估建议,设置相应的安全仪表系统。

 

对于反应工艺危险度为4级和5级的工艺过程,尤其是风险高但必须实施产业化的项目,要努力优先开展工艺优化或改变工艺方法降低风险,例如通过微反应、连续流完成反应;要配置常规自动控制系统,对主要反应参数进行集中监控及自动调节;要设置偏离正常值的报警和联锁控制,设置爆破片和安全阀等泄放设施,设置紧急切断、紧急终止反应、紧急冷却等控制设施;还需要进行保护层分析,配置独立的安全仪表系统。对于反应工艺危险度达到5级并必须实施产业化的项目,在设计时,应设置在防爆墙隔离的独立空间中,并设置完善的超压泄爆设施,实现全面自控,除装置安全技术规程和岗位操作规程中对于进入隔离区有明确规定的,反应过程中操作人员不应进入所限制的空间内。

 

示例五

 

应按照法律、法规、标准、规范客观合理的配置装备和建设,应避免过设计和欠设计。

以下要求必须严格执行。

 

《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见》(安监总管三【2013】88号)

 

三、风险管理

(五)建立风险管理制度。企业要制定化工过程风险管理制度,明确风险辨识范围、方法、频次和责任人,规定风险分析结果应用和改进措施落实的要求,对生产全过程进行风险辨识分析。

 

对涉及重点监管危险化学品、重点监管危险化工工艺和危险化学品重大危险源(以下统称“两重点一重大”)的生产储存装置进行风险辨识分析,要采用危险与可操作性分析(HAZOP)技术,一般每3年进行一次。对其他生产储存装置的风险辨识分析,针对装置不同的复杂程度,选用安全检查表、工作危害分析、预危险性分析、故障类型和影响分析(FMEA)、HAZOP技术等方法或多种方法组合,可每5年进行一次。企业管理机构、人员构成、生产装置等发生重大变化或发生生产安全事故时,要及时进行风险辨识分析。企业要组织所有人员参与风险辨识分析,力求风险辨识分析全覆盖。

 

(六)确定风险辨识分析内容。化工过程风险分析应包括:工艺技术的本质安全性及风险程度;工艺系统可能存在的风险;对严重事件的安全审查情况;控制风险的技术、管理措施及其失效可能引起的后果;现场设施失控和人为失误可能对安全造成的影响。在役装置的风险辨识分析还要包括发生的变更是否存在风险,吸取本企业和其他同类企业事故及事件教训的措施等。

 

(七)制定可接受的风险标准。企业要按照《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全监管总局令第40号)的要求,根据国家有关规定或参照国际相关标准,确定本企业可接受的风险标准。对辨识分析发现的不可接受风险,企业要及时制定并落实消除、减小或控制风险的措施,将风险控制在可接受的范围。

 

四、装置运行安全管理

(八)操作规程管理。企业要制定操作规程管理制度,规范操作规程内容,明确操作规程编写、审查、批准、分发、使用、控制、修改及废止的程序和职责。操作规程的内容应至少包括:开车、正常操作、临时操作、应急操作、正常停车和紧急停车的操作步骤与安全要求;工艺参数的正常控制范围,偏离正常工况的后果,防止和纠正偏离正常工况的方法及步骤;操作过程的人身安全保障、职业健康注意事项等。

 

操作规程应及时反映安全生产信息、安全要求和注意事项的变化。企业每年要对操作规程的适应性和有效性进行确认,至少每3年要对操作规程进行审核修订;当工艺技术、设备发生重大变更时,要及时审核修订操作规程。

 

企业要确保作业现场始终存有最新版本的操作规程文本,以方便现场操作人员随时查用;定期开展操作规程培训和考核,建立培训记录和考核成绩档案;鼓励从业人员分享安全操作经验,参与操作规程的编制、修订和审核。

 

(九)异常工况监测预警。企业要装备自动化控制系统,对重要工艺参数进行实时监控预警;要采用在线安全监控、自动检测或人工分析数据等手段,及时判断发生异常工况的根源,评估可能产生的后果,制定安全处置方案,避免因处理不当造成事故。

 

(十)开停车安全管理。企业要制定开停车安全条件检查确认制度。在正常开停车、紧急停车后的开车前,都要进行安全条件检查确认。开停车前,企业要进行风险辨识分析,制定开停车方案,编制安全措施和开停车步骤确认表,经生产和安全管理部门审查同意后,要严格执行并将相关资料存档备查。

 

企业要落实开停车安全管理责任,严格执行开停车方案,建立重要作业责任人签字确认制度。开车过程中装置依次进行吹扫、清洗、气密试验时,要制定有效的安全措施;引进蒸汽、氮气、易燃易爆介质前,要指定有经验的专业人员进行流程确认;引进物料时,要随时监测物料流量、温度、压力、液位等参数变化情况,确认流程是否正确。要严格控制进退料顺序和速率,现场安排专人不间断巡检,监控有无泄漏等异常现象。

 

停车过程中的设备、管线低点的排放要按照顺序缓慢进行,并做好个人防护;设备、管线吹扫处理完毕后,要用盲板切断与其他系统的联系。抽堵盲板作业应在编号、挂牌、登记后按规定的顺序进行,并安排专人逐一进行现场确认。

 

六、试生产安全管理

七、设备完好性(完整性)

八、作业安全管理

十、变更管理

十一、应急管理

 

B

监测监控率、投用率使用率

个人观点:

根据法律法规标准规范、相关部门文件和导则等对于要求设置控制系统、检测仪表、执行元件、监控系统、联锁系统、等设备设施的场景,工程实际严格按照要求进行了设置,且可正常工作的即认为达到了装备率、建设率的100%。

 

监测监控率、投用率使用率的100%指的是,以上的设置在正常情况下应投用,如果由于各种原因而暂时没有投用,应符合法律法规标准规范的要求,必须是受监管监控的,必须有补偿手段,确保安全。

 

监测监控率、投用率使用率的100%并非指一天24小时必须全部投用。受监管监控、有补偿措施的维护、旁路、等是允许的,前提条件是必须符合法律法规标准规范的要求。

 

 

示例一

 

安全仪表系统的旁路应符合以下要求,并应符合其他相关标准规范要求。

 

GB/T  50770-2013 石油化工安全仪表系统设计规范:

10  人机接口

10.1  操作员站

10.1.4 操作员站设置的软件旁路开关应加键锁或口令保护,并应设置旁路状态报警和记录。

10.3  维护旁路开关的设置

10.3.3 维护旁路开关应设置在输入信号通道上;维护旁路开关的动作应设置报警和记录。

条文说明:

10.3.3 安全仪表系统的工艺联锁输入信号宜设维护旁路开关,三取二表决的冗余现场测量仪表输入信号可不设维护旁路开关;手动紧急停车输入信号不应设维护旁路开关,安全仪表系统的输出信号不应设维护旁路开关。

 

维护旁路开关、操作旁路开关、复位按钮、紧急停车按钮的操作应有状态报警和记录。

 

维护旁路开关用于现场仪表和线路维护时暂时旁路信号输入,使安全仪表逻辑控制器的输入不受维护线路和现场仪表信号的影响。应当严格限制维护旁路开关的使用。维护旁路开关在非维护时间应置于非旁路状态,保持安全仪表系统的完整和正常运行。维护旁路开关不应用于其他用途。

 

10.4  操作旁路开关的设置

10.4.2 当工艺过程变量从初始值变化到工艺条件正常值,信号状态不改变时,不应设置操作旁路开关;当工艺过程变量从初始值变化到工艺条件正常值,信号状态发生改变时,应设置操作旁路开关。

10.4.3操作旁路开关应设置在输入信号通道上;操作旁路开关的动作应设置报警和记录。

条文说明:

10.4.3 操作旁路开关用于工艺开工和特殊过渡过程,在开工过程中输入信号还没正常之前使用,将输入信号暂时旁路,使安全仪表逻辑控制器的输入不受输入信号的影响。工艺过程正常后,操作旁路开关应置于非旁路状态,保持安全仪表系统的完整和正常运行。应当严格限制操作旁路开关的使用。操作旁路开关在工艺非开工时间应置于非旁路状态。操作旁路开关不应用于其他用途。

 

10.6 紧急停车按钮的设置

10.6.3 紧急停车按钮不应设维护旁路开关或操作旁路开关。

14  操作维护、变更管理

14.0.1  操作维护管理应包括操作维护规程、维护人员职责、定期诊断测试计划及报告、停车期间的系统检查、维护旁路开关及操作旁路开关的使用等。

 

 

GB/T 21109.1-2007 过程工业领域安全仪表系统的功能安全第1部分:

框架、定义、系统、硬件和软件要求

11 SIS设计和工程

11.2 一般要求

11.2.5 为了有助于实现设计中的人为因素要求,在设计SIS的过程中,应涉及可操作性、可维修性和可测试性要求(如旁路设施使得在旁路时可进行在线测试和报警)。

 

注:应设计维护和测试设施,以便把因使用它们而引起的危险失效的可能性减少到切实可行的程度。

 

11.7  接口

11.7.1  操作员接口要求

11.7.1.4  应作为操作员接口的一部分提供SIS状况信息,这种信息对保持SIL是关键的。此信息包括:

——旁路一个功能的指示。

11.7.2.2 维护/工程接口应为下列功能提供访问保密保护:

——SIS操作模式、程序、停用报警通信的方法、测试、旁路和维护;

——在要求旁路的情况下,接口安装应使得报警和收到关机设施不会失效。

 

15  SIS安全确认

15.2  要求

15.2.8  在安全仪表系统确认之后以及所存在的风险被识别出来之前,应进行下列活动:

——应返回所有旁路功能(如:对PE逻辑解算器和PE传感器的强制、禁止报警)的正常位置。

 

示例二

 

任何情况下,联锁摘除不能超过一个月。

 

联锁摘除应符合以下规定,并应符合其他相关标准规范要求。

 

《关于加强化工过程安全管理的指导意见》(安监总管三〔2013〕88 号)第十六条

企业应严格执行联锁管理制度,并符合以下要求:

1.现场联锁装置必须投用、完好;

2.摘除联锁有审批手续,有安全措施;

3.恢复联锁按规定程序进行。

 

安监总管三〔2015〕113号

《化工(危险化学品)企业安全检查重点指导目录》

第22条  安全联锁未正常投用或未经审批摘除以及经审批后临时摘除超过一个月未恢复的。违反《安全生产法》第三十三条。

 

扩展思考:

MTTF (Mean time to failure)平均无失效时间

MTTR (Mean time to restore) 平均恢复时间

指的是,部件从失效到恢复到操作状态的平均时间。

MTBF (Mean time between failures)失效的平均间隔时间

MTBF=MTTF+MTTR

通常联锁摘除时间应限制在MTTR时间内,并且辅助以标准规范要求的安全措施,比如报警、自动限时等。联锁摘除应经审批并符合标准要求的程序。

 

当联锁摘除时间大于MTTR时间时,应配套更为严格的安全措施,并且经过符合标准要求的风险分析,确定符合标准要求的安全补偿措施。联锁摘除应经审批并符合标准要求的程序。

 

示例三

 

受监管监控的、有补偿保护手段的、符合法律法规标准规范要求的一些措施是允许的,比如仪表的维护等。

 

在仪表设备投入使用初期故障率较高,应有配套的符合法律法规标准规范要求的保护补偿措施。

受监管监控的、有补偿保护手段的、符合法律法规标准规范要求的仪表调试优化操作等是允许的,相关回路可能短时间处于手动状态。

 

摘自:如何有效开展风险分析,上海作本化工科技有限公司,张作本

 

03. 化工装置全生命周期风险分析

 

过程危害分析

化工装置全生命周期不同阶段有不同的特点,有不同的适用的分析方法和相适用的保护措施以及管理保障制度等,应严格切实的执行。

 

总结

 

根据法律法规标准规范、相关部门文件和导则等对于要求设置控制系统、检测仪表、执行元件、监控系统、联锁系统、等设备设施的场景,工程实际严格按照要求进行了设置,且可正常工作的即认为达到了装备率、建设率的100%。

 

监测监控率、投用率使用率的100%指的是,以上的设置在正常情况下应投用,如果由于各种原因而暂时没有投用,应符合法律法规标准规范的要求,必须是受监管监控的,必须有补偿手段,确保安全。

 

监测监控率、投用率使用率的100%并非指一天24小时必须全部投用。受监管监控、有补偿措施的维护、旁路、等是允许的,前提条件是必须符合法律法规标准规范的要求。

 

符合法律法规标准规范的要求,应是表里如一的符合而不是程序上形式上的符合,不能是恶意规避责任,钻法律法规标准规范和声明执行的管理规定的空子,打擦边球。现实中有这样的情况,按规定程序联锁摘除一个月后,生产运行盯着恢复两天又找个别的理由继续摘除一个月,造成相对较长时间不能投用,这类情况实际上多是设备完好率保障不足,或联锁设置不合理不恰当,或工况与设计初值已经出现偏离,或设置的仪表在工况下不可用、误差和精度不满足使用要求,相应控制方案或设置没有及时适应等,其实质是原始设计不合理、操作维护不到位、变更管理不到位、安全管理意识缺失、等。装备率、建设率、监控率、投用率、使用率的保障是多部门协作的结果,既要职责分明条理清晰,又要综合统筹;两个100%归根到底考核的目的还是设计是否完善完备、企业安全管理的意识和执行力是否到位的问题,而不是督察表面上的一些东西。

 

重要的控制联锁回路及基本安全相关检测和控制回路要确保设备完好率100%,投用率100%,尤其是设备完好率,它是基础,“来之能战,战之能胜(任)”;当有临时维修维护时,应严格按照标准规范的要求执行。根据工艺生产路线、负荷调整、原料变化等需切至手动或降级使用的回路,应根据实际工况和相关条件进行符合标准规范要求的分析,确定符合标准规范要求的工程实践策略和执行。不应该片面的理解100%,尤其是优化产品质量或先进控制等复杂回路,其调整投用很多时候是企业自身利益取舍的行为,没必要定调框死,或者把这两个100%泛化放大,过度解读,它们既不是无前提的自控率100%也不是装置自动化率100%等。理解法律法规及标准的条文一定要关注条文所指的场景。

 

另:感谢中石油东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院自控室李猛主任和山东济炼石化工程有限公司自控室王云的校对和建议。

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