李?爽

本質(zhì)安全研究院（SAFER）院長(zhǎng)

國(guó)家應(yīng)急管理部安研院第一屆安全生產(chǎn)專(zhuān)家

本質(zhì)安全管理模型包括消除（最小化）、替代（低危害）、簡(jiǎn)化（降故障）、容錯(cuò)（防人因）、減緩（降后果）、屏障（多保護(hù)）六大策略，而質(zhì)量、設(shè)計(jì)和技術(shù)貫穿于本質(zhì)安全六大策略的全過(guò)程。

近幾年，我國(guó)石化行業(yè)重特大事故時(shí)有發(fā)生，暴露出行業(yè)領(lǐng)域在規(guī)劃布局、安全設(shè)計(jì)、自動(dòng)化監(jiān)控、生產(chǎn)管理、人員素質(zhì)等方面存在問(wèn)題，本質(zhì)安全水平有待提升。

當(dāng)前企業(yè)在提升本質(zhì)安全水平的過(guò)程中存在一些問(wèn)題和阻力。比如，高危行業(yè)領(lǐng)域企業(yè)歷史欠賬較多、安全投入不足、管理方式落后；企業(yè)效益下滑，改造升級(jí)動(dòng)力不足；中小企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)弱、裝備差，普遍“先天不足”，發(fā)展后勁匱乏，難以從根本上提高安全生產(chǎn)水平；部分從業(yè)人員安全素養(yǎng)不高、安全意識(shí)淡薄、安全技能不足，導(dǎo)致因操作不當(dāng)引發(fā)事故的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，迫切需要采取一系列強(qiáng)基固本之策，聚焦痛點(diǎn)、打通堵點(diǎn)，全面系統(tǒng)提升企業(yè)本質(zhì)安全水平。

本質(zhì)安全管理模型與六大策略

本質(zhì)安全研究院自主研發(fā)了本質(zhì)安全管理模型，包括消除（最小化）、替代（低危害）、簡(jiǎn)化（降故障）、容錯(cuò)（防人因）、減緩（降后果）、屏障（多保護(hù)）六大策略，而質(zhì)量、設(shè)計(jì)和技術(shù)貫穿于本質(zhì)安全六大策略的全過(guò)程。其中，質(zhì)量是指使用性、安全性、可用性、可靠性、可維修性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等；設(shè)計(jì)是指理解生產(chǎn)系統(tǒng)的期望、需要、動(dòng)機(jī)，理解其業(yè)務(wù)、技術(shù)和行業(yè)上的需求和限制，并將這些所知道的信息轉(zhuǎn)化為一個(gè)能夠安全、良好地運(yùn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的過(guò)程；技術(shù)是指利用過(guò)去生產(chǎn)過(guò)程中積累起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)行，并在故障或誤操作情況下亦不會(huì)對(duì)人員產(chǎn)生不良影響的一種方法或手段。本質(zhì)安全管理模型的六大策略具體如下：

1.消除（最小化）

即減少危險(xiǎn)物質(zhì)庫(kù)存量，不使用或使用最少量的危險(xiǎn)物質(zhì)。具有危險(xiǎn)的設(shè)備（如高溫、高壓等）設(shè)計(jì)時(shí)盡量減小其尺寸和使用數(shù)量。

在本質(zhì)安全的語(yǔ)境中，最小化是指減少生產(chǎn)過(guò)程中的物料量、總能量。人們通常認(rèn)為，最小化是創(chuàng)新技術(shù)在化工過(guò)程中應(yīng)用的結(jié)果。然而，只要將良好的工程設(shè)計(jì)原則應(yīng)用于傳統(tǒng)技術(shù)，以及在可能的情況下調(diào)整操作方法，就可以在減少工藝過(guò)程物料在線量方面取得很大成效。

通常，現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量，特別是在任何給定時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存或使用的運(yùn)輸集裝箱數(shù)量，是由操作和商業(yè)方面的考慮決定的。鐵路和貨車(chē)的調(diào)度安排，以及其他后勤問(wèn)題，大多數(shù)是在安全以外獨(dú)立考慮的，這些因素經(jīng)常會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量。有時(shí)儲(chǔ)存量是由采購(gòu)部門(mén)決定的，有的是由供應(yīng)商來(lái)管理物料的儲(chǔ)存量。在某些情況下，儲(chǔ)存量需要與上述相關(guān)方面進(jìn)行仔細(xì)和持續(xù)的協(xié)調(diào)，以最大限度地減少物料的儲(chǔ)存量。以下事故案例如采取“消除（最小化）”策略，將可能避免或減少事故的損失。

1984年，墨西哥城一個(gè)液化石油氣碼頭發(fā)生系列爆炸，造成大約500人死亡，并摧毀了設(shè)施。一個(gè)起作用的因素是：該碼頭位于市區(qū)，但現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存了大量石油氣。如果應(yīng)用本質(zhì)安全策略，可能會(huì)最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)液化石油氣的數(shù)量，就會(huì)使事故蔓延和后果不那么嚴(yán)重。

2008年，美國(guó)西弗吉尼亞州一家農(nóng)藥廠發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的碎片險(xiǎn)些損壞附近一個(gè)裝有異氰酸甲酯的儲(chǔ)罐。該公司開(kāi)始重新設(shè)計(jì)異氰酸甲酯存儲(chǔ)和處理裝置，采用本質(zhì)安全技術(shù)，減少了地面上的存儲(chǔ)量，大大減少了存儲(chǔ)總量，簡(jiǎn)化了異氰酸甲酯運(yùn)送的內(nèi)部物流。在這種情況下，異氰酸甲酯儲(chǔ)罐不會(huì)被損壞并造成泄漏。

2.替代（低危害）

即用安全的或危險(xiǎn)性小的原料、設(shè)備、工藝替代或置換危險(xiǎn)的物質(zhì)、工藝。該措施可以減少附加的安全防護(hù)裝置，減少設(shè)備的復(fù)雜性和成本。

在本質(zhì)安全語(yǔ)境中，“替代”是指用減少或消除危險(xiǎn)的替代物料或工藝來(lái)替換危險(xiǎn)物料或危險(xiǎn)工藝。工藝設(shè)計(jì)師、操作主管和工廠技術(shù)人員，應(yīng)跟蹤最新技術(shù)，定期研判是否有危險(xiǎn)性更小的替代品可以有效地代替生產(chǎn)過(guò)程中使用的危險(xiǎn)物料。然而，本質(zhì)安全替代的概念最適用于工藝過(guò)程的初始設(shè)計(jì)。在工藝裝置建成之后更換原料和中間體，雖然在某些情況下是可能的，但非常困難或不可行。

現(xiàn)有裝置應(yīng)用替代策略的例子，包括使用較少危險(xiǎn)物料和化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程化學(xué)、采用危害性較小的有機(jī)物料取代揮發(fā)性有機(jī)溶劑、使用易燃性較低或破壞臭氧層較低的替代制冷物料、使用安全更高或破壞臭氧層較低的滅火劑、使用不易燃或高沸點(diǎn)的傳熱介質(zhì)，最普遍接受的是在飲用水和冷卻水處理系統(tǒng)中，用次氯酸鈉代替氯氣作為消毒劑。

3.簡(jiǎn)化（降故障）

即消除不必要的復(fù)雜性，以減少錯(cuò)誤和誤操作的概率。簡(jiǎn)單的單元相對(duì)于復(fù)雜單元的本質(zhì)安全性更高，因?yàn)榍罢邔?dǎo)致人員發(fā)生誤操作及設(shè)備出錯(cuò)的概率要明顯低于后者。所以要求設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單和友好型的單元，以減少出錯(cuò)和誤操作的機(jī)會(huì)。

在本質(zhì)安全語(yǔ)境中，簡(jiǎn)化的意思是對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)或操作，減少或消除不必要的復(fù)雜性，從而減少或消除危險(xiǎn)。

降低復(fù)雜程度有助于實(shí)現(xiàn)很多目標(biāo)，例如：將額外設(shè)備淘汰或減到最少程度，這些設(shè)備可能會(huì)發(fā)生故障導(dǎo)致過(guò)程安全事故；減少或消除額外的工藝步驟，這些步驟伴隨危險(xiǎn)條件或可能導(dǎo)致危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏或能量釋放；減少工藝過(guò)程中必須使用的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)。

1984年，印度博帕爾市一處異氰酸甲酯儲(chǔ)罐進(jìn)水，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生大量熱，從而造成壓力升高，安全閥起跳后異氰酸甲酯劇毒蒸氣泄漏到城市的空氣中，釀成了化學(xué)工業(yè)史上最嚴(yán)重的災(zāi)難。確切傷亡數(shù)字有爭(zhēng)議，但成千上萬(wàn)人受到了毒氣影響。兩步法生產(chǎn)工藝要求現(xiàn)場(chǎng)必須存儲(chǔ)異氰酸甲酯，但如果實(shí)施本質(zhì)安全策略，將整個(gè)工藝過(guò)程連接起來(lái)，就完全不需要存儲(chǔ)異氰酸甲酯，從而避免悲劇發(fā)生。

4.容錯(cuò)（防人因）

容錯(cuò)是一種修正手段，目的在于減少生產(chǎn)過(guò)程中錯(cuò)誤帶來(lái)的不期望后果，增加安全生產(chǎn)的韌性。通過(guò)智能化設(shè)計(jì)使工藝、設(shè)備具有容錯(cuò)、冗余功能，使工藝過(guò)程能夠承受一定程度的非正常反應(yīng)，確保能夠承受擾動(dòng)，讓安全留有余量。

2017年，山東某企業(yè)裝卸區(qū)的一輛液化石油氣運(yùn)輸罐車(chē)在卸車(chē)作業(yè)過(guò)程中發(fā)生液化氣泄漏，引起重大爆炸著火事故。事故直接原因?yàn)樵谖缫惯M(jìn)行液化氣卸車(chē)作業(yè)時(shí)，液相連接管口突然脫開(kāi)，液化氣噴出并急劇氣化擴(kuò)散，遇到生產(chǎn)值班室內(nèi)在用的非防爆電器產(chǎn)生的電火花發(fā)生爆炸。本質(zhì)安全解決方案：業(yè)內(nèi)常規(guī)要求是?；费b卸車(chē)必需采用斷開(kāi)式接頭，包括在加油加氣站皆廣泛使用。斷開(kāi)式接頭由公頭端和母頭端兩部分組成，具備雙向脫開(kāi)自動(dòng)密封功能，裝卸過(guò)程中一旦出現(xiàn)意外脫落，將自動(dòng)及時(shí)切斷泄漏源，具備防松防脫鎖緊功能，有效保證接頭快速可靠接駁斷開(kāi)，并具備非電氣防爆功能，滿足在防爆區(qū)域內(nèi)使用要求。

5.減緩（降后果）

即通過(guò)改變過(guò)程條件降低溫度、壓力或流動(dòng)性來(lái)減少操作的危險(xiǎn)性。主要指采用相對(duì)安全的過(guò)程操作條件，以降低危險(xiǎn)物質(zhì)的危險(xiǎn)性。

在本質(zhì)安全語(yǔ)境中，指使用低危險(xiǎn)性或低能量狀態(tài)的材料，或采用減輕事故危害影響的設(shè)計(jì)。緩解可以通過(guò)物理方法（例如降低溫度、稀釋?zhuān)┗蚧瘜W(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。事故的影響可以通過(guò)物理濕制（建筑物阻擋或單獨(dú)的設(shè)備室）來(lái)緩解（或減少）。通過(guò)隔腐也能夠減輕事故危害的影響。在可能的情況下，增加設(shè)備之間的距離可以防止多米諾骨牌效應(yīng)或間接影響。此外，將整個(gè)工藝裝置建在距離人員足夠遠(yuǎn)的地方，也會(huì)將過(guò)程安全事故造成的人員傷亡降到最低。在工藝裝置和公眾或環(huán)境受體之間提供緩沖區(qū)，可以減少或消除過(guò)程安全事故的影響。

典型的減緩策略包括：降低操作條件，盡可能接近環(huán)境溫度和壓力；通過(guò)工程手段（比如溶劑、水噴淋）進(jìn)行稀釋?zhuān)粶p少泄漏物料的氣化或形成氣溶膠；設(shè)置圍堰或回收池；增加安全間距，布局合理等。

自2010年以來(lái)，我國(guó)各地粉塵爆炸事故頻頻發(fā)生。本質(zhì)安全解決方案：采用有效通風(fēng)和除塵措施是阻斷燃燒鐵三角的有力手段；另外，通過(guò)在生產(chǎn)系統(tǒng)上安裝抑爆器，可在爆炸火焰產(chǎn)生初期快速釋放抑爆劑將其熄滅，從而將爆炸影響控制在可以接受的范圍。

6.屏障（多保護(hù)）

重在設(shè)備設(shè)計(jì)階段，為進(jìn)一步降低工程操作中危險(xiǎn)發(fā)生的可能性，使可能存在的危險(xiǎn)可控，可對(duì)相應(yīng)作業(yè)場(chǎng)所及設(shè)備加裝屏障保護(hù)，使人不受傷害。通過(guò)工程技術(shù)措施將人體與高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)所或設(shè)備進(jìn)行物理隔離，避免其受到絞傷、壓傷、割傷、擠傷、燙傷、物體打擊等傷害。

本質(zhì)安全解決方案：對(duì)于旋轉(zhuǎn)的零部件應(yīng)裝設(shè)防護(hù)罩、防護(hù)擋板、防護(hù)欄桿等安全防護(hù)裝置；對(duì)于某些動(dòng)作需要對(duì)人們進(jìn)行警告或提醒時(shí)，應(yīng)安設(shè)光格柵進(jìn)行感應(yīng)停車(chē)、信號(hào)裝置或警告標(biāo)識(shí)等。

本質(zhì)安全評(píng)估

本質(zhì)安全研究院通過(guò)長(zhǎng)期研究，基于本質(zhì)安全的六大策略，采用“本質(zhì)安全引導(dǎo)詞”，對(duì)評(píng)估對(duì)象的“人機(jī)料法環(huán)”開(kāi)展本質(zhì)安全評(píng)估（簡(jiǎn)稱(chēng)ISA），指導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)管理方落實(shí)本質(zhì)安全。

其本質(zhì)安全評(píng)估的具體步驟如圖所示，首先識(shí)別危害（可參考HAZOP、FEMA、JSA、LEC等），如導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、人員傷亡等潛在危害因素；其次，針對(duì)識(shí)別的危害，評(píng)估現(xiàn)有的控制措施，針對(duì)單項(xiàng)安全措施，判定其達(dá)標(biāo)情況和相應(yīng)分值（1～5分），對(duì)單個(gè)本質(zhì)安全措施的“設(shè)計(jì)、技術(shù)和質(zhì)量”三個(gè)方面取平均分，作為該本質(zhì)安全措施體現(xiàn)的“本質(zhì)安全水平”；再次，對(duì)照本質(zhì)安全的六大策略，確定可以改進(jìn)的本質(zhì)安全方向，并明確改進(jìn)相關(guān)責(zé)任人和完成時(shí)間；最后，定期對(duì)本質(zhì)安全改進(jìn)的效果進(jìn)行評(píng)估，以持續(xù)提升本質(zhì)安全水平。