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LOPC(工藝泄漏:首層圍堵失效)

轉載。

楊陳保

工藝安全管理的一個(gè)最根本任務(wù)是讓危險物料留在管道或設備里面。在蝴蝶結模型中,突破事件(Top Event)是指危險源失控后釋放出來(lái)的事件,在石油和化學(xué)工業(yè)里面,這種突破事件通常就是指危險物料突破管道或設備殼體的圍堵,釋放到空氣中來(lái)了。這種情況在英文里面有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的名詞叫LOPCLost of Primary Containment),直接翻譯就是首層圍堵失效的意思,通常我們意譯為工藝泄漏。LOPC是指任何物質(zhì)從首層容器中發(fā)生的無(wú)計劃或無(wú)控制的泄漏,包括非毒性和非易燃的物質(zhì)(例如蒸汽、熱冷凝水、氮氣、壓縮CO 2 或壓縮空氣)。這是一種過(guò)程安全事件,可能會(huì )導致火災、爆炸或環(huán)境污染。LOPC是只要是無(wú)計劃或不受控地從設備或管道立面漏出來(lái)就算,不管漏出來(lái)之后是否還有如圍堰等第二層容納措施,也不管是不是可以回收。

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API754是美國石油學(xué)會(huì )(API)制定和發(fā)布的一項推薦實(shí)踐,全稱(chēng)為《煉油和石化行業(yè)過(guò)程安全績(jì)效指標》。該標準旨在幫助設施通過(guò)一個(gè)持續評估和改進(jìn)的系統,實(shí)施一個(gè)綜合的程序來(lái)降低安全危害。
API754是這樣定義LOPC的:任何物質(zhì)(包括非毒性和非易燃的物質(zhì),如蒸汽、熱冷凝水、氮氣、壓縮CO2或壓縮空氣)從過(guò)程中發(fā)生的無(wú)計劃或無(wú)控制的泄漏。過(guò)程是指涉及化學(xué)反應、物理分離或處理、固體處理或儲存等活動(dòng)的系統,包括與之相關(guān)的設備、儀表、管道和工具。LOPC不包括以下情況:

    • 物料從設計用于釋放物質(zhì)的設備中釋放,如安全閥、爆破片等。
    • 從設計用于收集泄漏物質(zhì)的設備中收集,如排放控制系統、密封罐等。
    • 從設計用于運輸物料的設備中運輸,如罐車(chē)、氣瓶等。
    • 從已經(jīng)隔離并排空的設備中泄漏,如維修期間打開(kāi)法蘭等。

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根據API的定義,下面這些例子可以幫助你更進(jìn)一步清晰地理解哪些情形算LOPC而哪些情形不算。


    • 一個(gè)
      反應釜的壓力過(guò)高,導致安全閥打開(kāi),釋放出一定量的氫氣。這種情況下的泄漏不算LOPC,因為安全閥是設計用于釋放物質(zhì)的設備,且按照設計工作。
    • 一個(gè)儲罐的底部出現裂縫,導致儲存的汽油滲漏到地面。這種情況下的泄漏算作LOPC,因為儲罐是設計用于儲存物質(zhì)的設備,底部出現裂縫是儲罐未按照設計起作用。
    • 一個(gè)蒸餾塔頂部有一個(gè)小孔,導致少量的蒸汽從孔中逸出,并被排放控制系統收集。這種情況下的泄漏不算LOPC,因為排放控制系統是設計用于收集泄漏物質(zhì)的設備,且按照設計工作。
    • 一個(gè)換熱器在清洗過(guò)程中被打開(kāi),發(fā)現里面還有殘留的乙醇液體,并濺到清洗人員身上。這種情況下的泄漏算作LOPC,因為換熱器雖然是被設計用于處理物質(zhì)的設備,但打開(kāi)之前按照計劃應該是已被隔離和排空了,里面有殘留乙醇并噴出這是非計劃且不受控的情形,因此算是LOPC。
    • 工藝物料從工藝過(guò)程中釋放到火炬系統進(jìn)行充分燃燒不算是LOPC,因為火炬系統是設計用于釋放物質(zhì)的設備,且按照設計起作用了。
    • 硫酸從輸送泵泵區周?chē)袊?,圍堰里面有排放通道進(jìn)入設計好的中和池,平時(shí)沖洗泵的時(shí)候系統立面的殘留硫酸可以被排入中和池進(jìn)行處理。如果在運行過(guò)程中泵體上的導淋閥被意外打開(kāi),硫酸從導淋流出并進(jìn)入中和池,這種情況也算LOPC,因為導淋閥不是設計用于正常運行期間排放物質(zhì)的設備,這種釋放是非計劃的。
    • 運輸危險化學(xué)品的槽罐車(chē)在裝車(chē)臺上連著(zhù)工藝管道裝載物料的過(guò)程中發(fā)生泄漏算是LOPC,因為槽罐車(chē)是連接到工藝系統管道上的,且未按照設計工作。
    • 運輸危險化學(xué)品的槽罐車(chē)在路上發(fā)生交通事故被碰撞罐
      體穿孔

      發(fā)
      生泄漏不算是LOPC,因為槽罐車(chē)在路上行駛時(shí),未與工藝過(guò)程管道相連。


在石油和天然氣行業(yè),LOPC往往有可能升級為環(huán)境災難、火災或爆炸,因此LOPC是一種過(guò)程安全事件(PSE)的前提條件,也是一種過(guò)程安全績(jì)效指標(PSPI)的衡量標準。LOPC可以用于識別和分析過(guò)程安全風(fēng)險,評估和改進(jìn)過(guò)程安全管理和表現,預防和減少過(guò)程安全事故的發(fā)生。圖片
根據API RP 754(煉油和石化行業(yè)的過(guò)程安全績(jì)效指標),LOPC根據后果的不同可以分為以金字塔形式的從上到下四個(gè)層級的過(guò)程安全事件:

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第一層級過(guò)程安全事件(Tier 1 PSE):

第一層級過(guò)程安全事件(Tier 1 PSE)是最滯后的過(guò)程安全指標,代表了由于實(shí)際防護層失效而導致的具有更大后果的事故。一級安全指標包括以下五種情況:

    • 員工、承包商或分包商因受傷而“無(wú)法上班”和/或死亡。

    • 第三方住院和/或死亡。

    • 官方宣布的社區疏散或社區就地避難,包括預防性的社區疏散或社區就地避難。

    • 火災或爆炸造成的直接損失大于或等于10萬(wàn)美元。

    • 在任何一個(gè)小時(shí)內釋放的物質(zhì)量大于或等于Tier 1 PSE列表中描述的閾值。

    • 工程壓力釋放(例如PRD、SIS或手動(dòng)啟動(dòng)的緊急減壓)在任何一個(gè)小時(shí)內向大氣釋放超過(guò)或等于Tier 1 PSE列表中閾值的任何物質(zhì),無(wú)論是直接還是通過(guò)下游破壞裝置釋放,導致以下四種后果之一:

      • 通過(guò)雨水系統排放到工廠(chǎng)外;

      • 排放到可能不安全的地點(diǎn);

      • 現場(chǎng)就地避難或現場(chǎng)疏散,不包括預防性的現場(chǎng)就地避難或現場(chǎng)疏散;

      • 公共保護措施(例如道路封閉),包括預防性的公共保護措施。


第二層級過(guò)程安全事件(Tier 2 PSE):

第二層級過(guò)程安全事件(Tier 2 PSE)代表了LOPC事件的較小后果,但可能預示著(zhù)未來(lái)更嚴重的事故。二級安全指標包括以下兩種情況:

      • 員工、承包商或分包商受傷需要醫療處置。

      • 火災或爆炸造成的直接損失大于或等于2500美元。

      • 在任何一個(gè)小時(shí)內釋放的物質(zhì)量大于或等于Tier 2 PSE列表中描述的閾值。

      • 工程壓力釋放(例如PRD、SIS或手動(dòng)啟動(dòng)的緊急減壓)在任何一個(gè)小時(shí)內向大氣釋放小于表1中閾值但大于等于表2中閾值的任何物質(zhì),無(wú)論是直接還是通過(guò)下游破壞裝置釋放。導致以下四種后果之一:

        • 通過(guò)雨水系統排放到工廠(chǎng)外;

        • 排放到可能不安全的地點(diǎn);

        • 現場(chǎng)就地避難或現場(chǎng)疏散,不包括預防性的現場(chǎng)就地避難或現場(chǎng)疏散;

        • 公共保護措施(例如道路封閉),包括預防性的公共保護措施。

        

第三層級過(guò)程安全事件(Tier 3 PSE):

第三層級過(guò)程安全事件代表了對安全系統的挑戰。這一層級的指標提供了識別和糾正安全系統弱點(diǎn)的機會(huì )。第三層級過(guò)程安全事件包括以下兩種情況:

      • 過(guò)程偏離和異常情況,例如操作參數超出設計范圍、儀表失效、設備故障、泄漏、堵塞等。

      • 安全關(guān)鍵設備和儀表(SCE&I)失效率,例如應急停車(chē)系統(ESD)、火災和氣體檢測系統(FGS)、泄漏檢測系統(LDS)、壓力保護裝置(PRD)等。


第四層級過(guò)程安全事件(Tier 4 PSE):

第四層級過(guò)程安全事件是最先行的過(guò)程安全指標,代表了影響過(guò)程安全績(jì)效和風(fēng)險管理能力的管理活動(dòng)。這一層級的指標提供了評估和改進(jìn)組織文化、領(lǐng)導力、培訓、溝通、參與等方面的機會(huì )。四級安全指標包括以下幾種情況:

      • 安全培訓覆蓋率和有效性

      • 安全審計和檢查完成率和整改率

      • 過(guò)程危險分析(PHA)的更新率和有效性

      • 管理變更(MOC)的完成率和合規性

      • 事故調查和根本原因分析(RCA)的完成率和整改率

      • 員工和承包商的安全參與度和滿(mǎn)意度

      • 安全獎勵和激勵計劃的實(shí)施情況


API 754這四個(gè)層級劃分,代表從最為滯后連續到最為先行的過(guò)程安全指標。其中一級和二級指標適合全國公開(kāi)報告,三級和四級指標適合單個(gè)工廠(chǎng)內部使用。RP 754還提供了關(guān)于如何開(kāi)發(fā)和使用績(jì)效指標的方法指導。API 754是為煉油和石化行業(yè)開(kāi)發(fā)的,但也可能適用于其他具有運行系統和工藝過(guò)程的行業(yè),在這些行業(yè)中防護層失效也一樣有可能造成傷害。
API754最初于2010年發(fā)布,最近的第三版于20218月發(fā)布。它確定了有助于推動(dòng)績(jì)效改進(jìn)的先行和滯后過(guò)程安全指標。這些指標作為衡量活動(dòng)、狀態(tài)或績(jì)效的框架,有助于工廠(chǎng)通過(guò)持續評估和改進(jìn)的系統來(lái)減少安全隱患。