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工艺危害分析(PHA)详解

类别:文章分享 发布时间:2020-12-31 浏览人次:

工艺危害分析(PHA)是PSM的核心要素,它是有组织的、系统的对工艺装置或设施进行危害辨识,为消除和减少工艺过程中的危害、减轻事故后果提供必要的决策依据。


工艺危害分析关注设备、仪表、公用工程、人为因素及外部因素对于工艺过程的影响,着重分析看火、爆炸、有毒物泄漏,口危险化学品泄漏的原因和后果。


可供选用的PHA的方法常用的有

1.定性方法:What-If, 检查表, What-If/检查表, 危险与可操作性(HAZOP)

2.半定量方法: 保护层分析(LOPA),故障模式及后果分析(FMEA)

3.定量方法:定量危害分析(QRA),故障树

企业必须根据自身的复杂程度、规模、危险程度、折旧程度等多种因素,选择一种合适的方法进行PHA活动。并且PHA活动应该每隔至多5年就重新进行一次。


一个合格的PHA活动应该能够:

 1.发现工艺危害

 2.识别出已经发生过的有可能导致灾难性后果的事件

 3.可用的工程上或管理上的危害控制手段

 4.控制手段失效的后果

 5.人员因素

 6.定性的关于危害的评价


PHA应该由一个包括多方面人员的队伍完成,包括工程、管理、操作、设计等人员。并且在PHA过程中产生的文档,特别是产生的建议,应该有完善的管理和后续跟踪手段。

工艺危害分析(PHA)详解

范围

PHA通用指南适用于涉及工艺过程中的所有设备和程序。PHA的目的通常是识别可能导致人员伤害、设备损坏或环境影响的过程设计、维修、检查或操作实践的偏差,特别是涉及意外泄漏的偏差。


操作步骤

对将要执行的PHA制定一个计划表,内容包括:

1.推荐规范(recommendations):what-if/checklist 记录表中的一列,用于记录PHA计划中针对特定场所所提出的降低风险的措施。在执行PHA期间如果发现硬件设施或操作程序需要改进时,提出建议。此外,对后续需要执行的跟踪项目进行记录以理清研究过程中可能出现的问题。

2. 安全保障措施(safeguards):安全措施是在设施的设计或操作中执行的工程或行政(E/A)管理措施,以防止某个恶性情况的发生或减轻发生这种情况时的后果。

3. 可能发生的情况(Scenario):what-if/checklist日志表中的一列,用于记录与假设问题(可能导致危险的后果)相关的典型事件的描述。通常情况下,可能发生的情况多为化学品的泄漏导致的事件。

4. 系统和子系统(System and subsystem):将整个过程划分为可管理的几个部分的方法。每个过程通常被划分为多个子系统。分析级别取决于研究的详细程度,通常在子系统进行危险分析。

5.假设分析/检查清单记录表(What-If/Checklist Log Sheets):一种表格形式,利用假设/检查表方法系统地记录了PHA的结果。

6.假设分析问题(What-If question):一个假设分析问题,表明系统可能出现故障、操作失误或偏离其设计意图。其目的是能够使危险分析小组提出相关的针对性的问题,这些问题能够解释说明事故发生的潜在原因。


选择一个合适的分析方法

根据PSM规范,雇主必须采用下列一种或多种方法,以确定及评估所涵盖过程的风险:

假设分析,如果…怎么样法(What-If)

检查表法(Checklist)

假设分析/检查表(What-If/Checklist)

危险和可操作性分析法(Hazard & Operability Study [HAZOP])

故障模式及后果分析法(Failure Mode and Effects Analysis [FMEA])

故障树分析法(Fault Tree Analysis [FTA])


一个合适的等效方法

注意,每种方法都有其优缺点,影响方法选择的因素主要包括:

系统的复杂性(Complexity of the system)

系统的风险等级(Level of risk inthe system)

系统中特定类型的操作(Specific type of operations in the system)

可用于研究的信息(Information available to conduct the study)

研究小组组长的专业知识(Expertise of the team leader)


制定目的、具体目标和范围

在进行过程危险分析(PHA)研究之前,应明确过程危险分析研究的目的、目标和范围。通常,研究的目的是进行过程危害分析,以满足国家关于PSM法律法规以及标准的要求。PHA研究的目标通常是确定过程设计、维修、检查或操作实践过程中所产生的偏差,这些偏差可能导致人员受伤、设备损坏或环境影响,特别是涉及意外泄漏的影响。分析还可以解决一些重要的可操作性问题,例如可能导致装置关闭或保障措施失效的情况。

在PHA范围中应明确研究过程中要考虑的设备、程序和操作方式。通常,分析将集中于正常(稳态)、启动和关闭操作过程。公用工程系统和设备(如冷却水或仪表与空气控制系统)通常在研究期间是隐式处理的,例如,只有当这些工程系统和设备对在假设分析情况中的起因、后果或安全保障措施产生影响时,才会将它们考虑在内。研究建议中指出,作为一项单独的研究,对公用工程系统进行更加详细的审查在任何时候都是必要的。


选拔研究小组

PHA小组通常由3-7个人组成。小组的成员应受过PHA技术培训且具有丰富的专业知识。培训包括理论授课和实际操作,通常包括特定PHA方法的课堂授课和作为PHA小组成员参与实际研究。比较理想的情况是:组长与所研究的系统的设计或对该系统的日常操作不太紧密相关,因为在PHA研究中,这样可能无法帮助团队利用他们的想象力来观察偏差、原因和后果。


小组还可以配备一个单独的记录员或技术干事来记录研究结果,通常也可以由组长来承担这个职责。根据PHA所需的相关过程操作知识和技术,选择其他所需的小组成员。由于小组成员需要了解过程设计和/或操作,因此至少应该有一部分小组成员来自生产操作岗。一个典型的团队可能由以下成员组成:


小组组长(Team Leader)

环境经理(Environmental Manager)

安全/风险经理(Safety/Risk Manager)

维修主管(Maintenance Supervisor)

工艺流程/公用工程工程师(Process/Utilities Engineer)

工程主管/经理(Utilities Supervisor/Manager )

公用工程操作员(Utilities Operator)

机械工程师(Mechanical Engineer)


收集参考信息

在开始PHA会议之前,小组组长应确保提供必要的图纸和其他参考资料,并保持及时更新。开展过程危险分析通常需要的信息包括流程图、管道和仪表图(P&ID)、地块/现场平面图、工艺过程描述以及关于仪表和控制系统的信息。此外,在研究期间还应随时提供操作程序、紧急程序、设备和仪表规范以及安全说明书(MSDS)。


开发what-if 子系统和问题

通常,组长将系统划分为子系统,并在每一个小组会议开始之前提出假设问题。每个系统通常分为多个子系统。分析级别取决于研究的详细程度。典型的子系统如压缩机、蒸发冷凝器、接收器、机组、冷却器等。


有经验的人员根据what-if/checklist方法对设施的每个部分提出一系列假设问题。假设分析问题(what-if)方法对设备故障、人为错误或外部事件对系统运行的所带来的影响进行评估。假设问题通常来自之前的研究或完整的研究清单以确保一致性,但不会受到限制,并将涵盖任何过程安全问题。


what-if/checklist研究方法的成功取决于假设问题列表的完整性。通常,组长会在每一个小组会议之前准备一份假设问题的初始清单,也可以使用以前研究的问题列表,或者在开始一项研究时组员对问题进行头脑风暴。开展what-if/checklist方法的过程是动态的,当一个问题被提出时,其他的问题也会随之出现,应当将这些问题都记录下来。


执行PHA研究

针对典型系统的PHA研究可能需要数天才能完成。因此,小组将举行若干次会议或工作研讨。鉴于PHA研究比较容易引起疲劳,会议通常安排在早晨,此时小组成员是最精神饱满的,会议时长通常在4-6小时为宜。长时间的讨论或持续下午的会议容易让人感到疲惫,从而降低了工作效率。


一旦确定了计划的小组会期,就应编制一份临时会议时间表。时间表应分发给拟议的小组成员,方便团队成员适当地安排他们的时间。


撰写PHA符合性报告

在第一次PHA小组会议期间,组长应与小组成员一起审查研究的目的、范围和目标。此外,组长应就所使用的方法进行简短的审核,并应对研究的系统进行现场调查。


what-if/checklist方法是一种系统地对过程进行审查的方法,识别潜在的危险事件或可能发生的操作性问题。这种方法提出一系列假设问题,每个假设问题都与过程设计、维护/检查或操作实践的潜在偏差相关。这种防范是基于如果过程不偏离设计目的则不会发生危险的前提。PHA应考虑存在潜在偏差的三种主要原因:


设备故障


人为失误


外部事件/选址问题


设备故障包括设备运行或性能偏离其设计意图。包括诸如容器或管道故障、泄漏、泵故障或仪表故障等。人为失误包括操作员未能执行所需的特定功能或执行不正确,维修不当(输入计算机控制系统的设定点不正确)。外部事件包括断电、生产操作区域发生火灾或与设施选址有关的问题。


对这些偏差的分析将包括:


对系统中潜在危险的分析


对以往任何导致或可能对工作场所造成灾难性后果的事件的分析回顾;

评估现有的工程和行政(E/A)控制(保障措施),包括预防和检测泄漏的方法,以及这些控制措施失败的后果;

一系列控制措置失败可能产生的对工作场所内的工人带来的安全和健康影响的定性结果分析;

为减少潜在危险情况发生的后果或可能性而提出的初步建议,包括设备或程序。


一旦PHA研究完成,就应完成书面合规报告,这份报告将:


确定潜在危险及其原因;

确定工厂内适用于工程和行政(E/A)控制措施的危害;

说明任何工程和行政(E/A)控制失败导致的后果

记录任何旨在改善设施运作的建议


阐述PHA研究的发现结果

应开发一个管理体系来处理、解决PHA研究提出的建议,并将其归档。管理制度应包括下列规定:

确保建议得到及时解决

记录将要采取的行动

尽快完成行动措施

制定一个书面的时间表,明确各项行动措施的完成时间

与操作、维修和其他员工沟通这些行动措施


文档管理

雇主必须将过程危险分析研究报告、关于系统的更新或重新验核以及书面的解决方案,保存在过程安全管理文件中。此外,雇主必须提供其员工及其代表访问PHA的权限。


人员组成

1.PHA 协调员:全面负责PHA研究。了解PHA过程和这些研究的计划。确保PHA研究的范围、目的和目标,PHA研究期间提出的所有建议都得到处理。

2.组长(Team Leader):计划、管理和指导PHA小组会议。决定每次会议的范围、目的和目标,并征求PHA协调员的意见。确保PHA研究的完整性和一致性。指导记录员完成PHA日志表,给PHA协调员提供日报、PHA日志表和行动措施项目。

3.工艺流程/公用工程工程师(PROCESS/UTILITIES ENGINEER):基于他们对系统的了解,包括设计和操作方面的专业知识和技术,通过自由思考激发讨论。

4.操作员/机械操作代表(Operations/Mechanical Representative):就系统的实际操作和维护、紧急情况提供知识和建议。

5.记录员(SCRIBE):在组长的指导下,监督和记录PHA研究的进展。准备一份PHA符合性报告供组长审批,并将批准的报告发布给PHA协调员。此项职责通常也可以由组长承担。


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