各州、市應急管理局,有關企業:
為進一步提升溶解乙炔生產企業本質安全水平,根據《云南省安全生產委員會關于印發〈云南省安全生產專項整治三年行動計劃〉的通知》(云安〔2020〕4號)、《云南省安全生產委員會關于印發〈云南省危險化學品安全風險集中治理實施方案〉的通知》(云安〔2022〕4號)等要求,云南省應急管理廳組織制定了《云南省溶解乙炔生產企業化工安全儀表系統管理指導意見》(以下簡稱《指導意見》),現印發你們,并提出以下要求,請認真貫徹執行。
一、溶解乙炔生產企業要按照《指導意見》,進一步制定安全儀表系統整改計劃和整改方案,完善自動化控制相關內容,確定安全儀表功能及其風險降低要求,規范安全儀表系統設計改造。
二、溶解乙炔生產企業實施安全儀表系統改造升級過程中,應同時按照《云南省危險化學品生產儲存企業四區分離技術指導意見》開展四區分離整治工作,規范企業平面布局設置。
三、各級應急管理部門要按照《指導意見》,加強對轄區內有關溶解乙炔生產企業安全儀表系統改造升級工作的監督指導,嚴格行政執法,確保2023年6月底前完成改造驗收并有效使用。
2022年5月18日
云南省溶解乙炔生產企業化工安全儀表系統管理指導意見
根據《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》(安監總管三〔2014〕116號)、《云南省應急管理廳關于印發云南省危險化學品生產儲存企業化工安全儀表系統管理指導意見的通知》(云應急〔2019〕9號)、《云南省安全生產委員會關于印發〈云南省安全生產專項整治三年行動計劃〉的通知》(云安〔2020〕4號)、《云南省安全生產委員會關于印發〈云南省危險化學品安全風險集中治理實施方案〉的通知》(云安辦〔2022〕4號)等文件要求,在2017年實施溶解乙炔生產工藝安全控制指導意見的基礎上,按照《溶解乙炔設備》(JB/T8856-2018)要求進一步完善自動化控制相關內容,設置必要的安全儀表系統并實施有效的管理運行,實現風險可控,結合我省實際,制定本指導意見。
一、總體要求
1.按照《云南省應急管理廳關于印發云南省危險化學品生產儲存企業四區分離技術指導意見的通知》要求完成“四區分離”整治,做到生產區域與非生產區域有效隔離。
2.位于生產和儲存區域內的辦公室、休息室、外操室、巡檢室,于2022年8月底前予以拆除,在裝置區內的控制室應符合《石油化工控制室抗爆設計規范》SH/T3160-2009的要求。
3.按照《溶解乙炔設備》(JB/T8856-2018)的要求升級改造或更換溶解乙炔設備、設施和自動化控制系統,確保有效運行。
4.完善溶解乙炔生產裝置可燃氣體和有毒氣體泄漏檢測報警設施、緊急切斷裝置。
5.在全面開展HAZOP分析的基礎上,通過風險分析和LOPA分析確定安全儀表功能,制定安全儀表系統管理方案和定期檢驗測試計劃。
6.提升溶解乙炔生產企業自動化控制水平,所有溶解乙炔生產裝置安全儀表系統于2023年6月底前完成驗收并有效使用,自動化控制正常使用率達到100%,最大限度減少作業人數。
二、編制依據
(一)部門規章
1.《國家安全監管總局關于加強化工安全儀表系統管理的指導意見》(原安監總管三〔2014〕116號)
2.《云南省應急管理廳關于印發云南省危險化學品生產儲存企業化工安全儀表系統管理指導意見的通知》(云應急〔2019〕9號)
3.《危險化學品重大危險源監督管理暫行規定》(原國家安全生產監督管理總局發布第40號令[2015年國家安全生產監督管理總局令第79號修正])
4.《關于公布首批重點監管的危險化學品名錄的通知》(原安監總管三〔2011〕95號)
5.《國家安全監管總局關于公布首批重點監管的危險化工工藝目錄的通知》(原安監總管三〔2009〕116號)
6.《國家安全監管總局關于公布第二批重點監管危險化工工藝目錄和調整首批重點監管危險化工工藝中部分典型工藝的通知》(原安監總管三〔2013〕3號)
7.《國家安全監管總局 住房城鄉建設部關于進一步加強危險化學品建設項目安全設計管理的通知》(原安監總管三〔2013〕76號)
8.《關于加強化工工程安全管理的指導意見》(原安監總管三〔2013〕88號)
9.《危險化學品企業事故隱患排查治理實施導則》(原安監總管三〔2012〕103號)
10.《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》(應急〔2019〕78號)
(二)標準、規范
1.《溶解乙炔設備》(JB/T8856-2018)
2.《石油化工企業設計防火標準》(GB 50160-2008,2018版)3.《石油化工控制室抗爆設計規范》(GB 50779-2012)
4.《建筑設計防火規范》(GB 50016-2014,2018年版)
5.《爆炸危險環境電力裝置設計規范》(GB 50058-2014)
6.《危險化學品重大危險源辨識》(GB 18218-2018)
7.《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》(GB/T 50493-2019)
8.《危險化學品生產裝置和儲存設施外部安全防護距離》(GB/T37243-2019)
9.《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》(GB 6894-2018)
10.《石油化工安全儀表系統設計規范》(GB/T 50770-2013)
11.《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》(GB/T21109/IEC61511第1、2、3部分)
12.《電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全》(GB/T20438.4/IEC61508)
13.《危險與可操作性分析(HAZOP 分析)應用指南》(GB/T 35320/IEC 61882)
14.《危險與可操作性分析質量控制與審查導則》(T/CCSAS 001-2018)
15.《保護層分析(LOPA)應用指南》(GB/T-32857)
16.《危險與可操作性分析(HAZOP分析)應用導則》(AQ/T3049)
17.《保護層分析(LOPA)方法應用導則》(AQ/T3054)
18.《危險化學品重大危險源安全監控通用技術規范》(AQ 3035)
19.《化工裝置自控工程設計規定》(HG/T20636-20639)
所有標準、規范均以現行版本為準。
三、適用范圍及現狀分析
(一)適用范圍
本指導意見適用于省內新建或在役溶解乙炔生產企業。
(二)現狀分析
省內溶解乙炔生產企業皆為小規模生產,且為間歇生產,目前已完成基本過程控制系統(BPCS)的搭建,重要操作參數已基本實現過程自動化控制,但與現行的《溶解乙炔設備》(JB/T 8856-2018)還存在較大差距,需對部分設備進行改造或更換,對原BPCS系統進行完善。
(三)溶解乙炔自動化控制的基本要求
1.發生器加水系統設置空氣清除裝置,防止高位水箱缺水時空氣進入發生器。高位水箱設置液位監測報警聯鎖,低液位報警,低低液位聯鎖開啟一次水進水閥門;高液位報警,高高液位聯鎖關閉一次水進水閥門。
2.一次水進水管設置壓力監測和壓力低限報警。
3.乙炔發生器及加料系統設置氣體置換并保證容器內所有空間能置換干凈,在電石移動料桶與料倉之間增加自動開關閥,完全密封對接后自動開啟氮氣閥,氮氣出口設置氧含量在線監測,氧含量小于2.5%時,關閉氮氣閥,打開自動開關閥和下料閥,下料完成后手動關閉下料閥。
4.發生器中的自動排渣管設置防止產生壓力升高和產生虹吸的措施。排渣管必須接到室外。
5.純化器、干燥器必須設置單獨的氣體置換系統。
6.氮氣總管設置壓力監測,信號引至控制室顯示,氮氣壓力低限報警,低低限聯鎖停震蕩給料器停止加料。
7.發生器設置雙溫度檢測,溫度信號引至控制室集中監控,并帶現場指示。發生器內部水溫不得超過80℃,超過規定溫度聯鎖開啟清水閥。
8.發生器設置雙液位檢測,實現液位穩定調節,保持液位在設定的參數范圍內,同時設置高低限報警聯鎖。
9.發生器氣相設置雙壓力檢測,信號引至控制室集中監控,設置高低限報警,高高聯鎖(破虹吸管或緊急泄放空閥)開啟放空,低低聯鎖開啟氮氣閥門。
10.乙炔儲氣柜設置壓力檢測和容積指示,信號均應引至控制室監控;容積指示高高聯鎖停振蕩器,并自動放空;低低聯鎖開啟振蕩器,并聯鎖停乙炔壓縮機。
11.氣柜容積不宜過大,大于等于20m3的氣柜必須設置緊急切斷閥,當氣柜壓力達到高高限時聯鎖關閉氣柜進氣、排氣的緊急切斷閥,同時聯鎖開啟氣柜緊急放空閥。
12.凈化塔、中和塔分別設置液位計,并設置高低報警,低低液位聯鎖停噴淋循環泵及時補液。次氯酸鈉配制槽設低液位報警。
13.乙炔壓縮機電機同時設置自動控制開關和現場電源緊急切斷開關。壓縮機前設置壓力低報警,低低聯鎖停壓縮機。壓縮機出口設置壓力高限報警,高高限聯鎖停壓縮機。壓縮機出口設置溫度高限報警,高高限聯鎖停壓縮機。
14.充裝總管設置壓力監測,壓力超過2.5Mpa時聯鎖停壓縮機。
15.儀表用氣設置壓力監測,信號引至控制室顯示,壓力低限報警,低低限聯鎖停車。
16.設置一鍵停車系統。當生產過程發生故障(事故)時,控制室設置緊急停車按鈕,全系統停車,使生產處于安全狀態。
17.嚴格按照《溶解乙炔設備》JB/T 8856-2018要求逐項對標檢查,對不滿足要求的設備及安全附件必須按要求進行改造或更換。
四、乙炔SIS改造要求
1.進行HAZOP分析:對溶解乙炔生產過程進行全面全過程的HAZOP分析,列出風險等級。
2.針對高風險和重大風險進一步開展LOPA保護層分析,確定SIL安全完整性等級。
3.進行SIS安全儀表設計:結合企業生產和儲存裝置的具體工藝流程、設備布置、自動化設施現狀進行SIS設計。
4.對溶解乙炔生產裝置SIS系統進行安裝、調試、驗收。對不滿足要求的,列入整改計劃限期整改,切實提升企業本質安全水平,并建立企業安全風險檔案。
五、安全儀表系統整個生命周期
《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》(GB/T21109/IEC61511)根據安全儀表功能失效產生的后果及風險,將安全儀表功能劃分為不同的安全完整性等級,一般分為SIL1級、SIL2級和SIL3三個等級,SIL3級為最高級。
GB/T21109/IEC61511將安全儀表系統整個生命周期劃分為三個主要階段(即分析、工程執行、操作運行),其中分析階段包括危險及風險評估和功能安全兩個步驟;工程執行階段包括SIS安全要求規格書、SIS設計和工程及其他風險降低措施等步驟;操作運行階段包括安裝調試及確認、操作及維護、變更及修改以及停用等步驟,在這三個階段中有5個關鍵節點:
節點1:在編制出安全規格書后,對前期的HAZOP和LOPA分析報告及SIS設計進行總體審查。
節點2:在完成安全儀表系統的設計后,對SIS設計圖紙進行總體審查。
節點3:對完成安全儀表系統安裝、調試和最終確認,以及制定好的操作規程和維護規程后的審查,也稱為開車前的安全審查(PSSR)。
節點4:對安裝和投運后的安全儀表系統,取得操作和維護經驗,對SIS設計的合理性和現場作業的適應性總體審查。
節點5:對已運行的安全儀表系統進行功能安全性修改和停用時,對修改的功能安全進行審查。
節點1、2、3由企業組織有關專家進行審查。
節點4、5由企業組織相關技術和管理人員進行內部審查,所有記錄和資料需專門或專人管理。
六、分析階段
分析階段包括危險及風險評估和功能安全分配兩個步驟。
(一)危險和風險評估
1.對本企業溶解乙炔生產裝置采用HAZOP分析方法進行分析和識別風險。按《危險與可操作性分析(HAZOP分析)應用指南》(GB/T 35320/IEC 61882)、《危險與可操作性分析(HAZOP 分析)應用導則》(AQ/T3049)進行HAZOP分析,按前期準備、分析會議、建議措施、關閉總結等幾個階段劃分。
2.HAZOP分析是對一個裝置的整體評估,涉及到工藝技術、設計、操作、安全等方方面面的信息。收集的資料包含但不限于以下內容:
◆ 生產裝置概述及工藝說明
◆ 工藝、安全操作規程
◆ 管道及儀表流程圖
◆ 平面布置圖、控制室平面布置圖
◆ 聯鎖邏輯圖及說明
◆ 緊急停車(ESD)因果示意圖
◆ 爆炸危險區域劃分圖
◆ 相關技改、技術技措的變更和記錄
◆ 歷次事故調查分析報告
◆ 歷次安全分析評價報告
◆ 現役測控儀表、控制閥、液位計、安全閥的配置資料及清單
◆ 現役聯鎖保護邏輯值
◆ 主要設備圖
◆ 其他資料
3.為使HAZOP分析在我省乙炔生產和儲存企業的安全生產管理中發揮應有的作用,為企業HAZOP分析工作提供檢查及審核依據,HAZOP分析結果和分析報告按團體標準《危險與可操作性分析質量控制與審查導則》(T/CCSAS 001—2018)進行審查。
4.HAZOP分析報告的質量審查和評定包括以下主要方面:
◆ 危險辨識的系統性、結構性、準確性
◆ 風險評估和分級的可信性、準確性
◆ 分析工作表的完整性、準確性、可讀性和再用性
◆ 建議措施的針對性、有效性、可靠性
◆ 分析報告的完整性
(二)保護層分析和SIL安全完整性定級
1.溶解乙炔生產和儲存過程包含各種保護層,如本質安全設計、基本過程控制系統(BPCS)、報警與人員干預、安全儀表功能(SIF)、物理保護(安全閥等)、釋放后保護、工廠應急響應和周邊社區應急響應等。
2.通過過程危險分析,充分辨識危險與危險事件,科學確定必要的安全儀表功能,確定必要的風險降低要求。按照所有安全儀表功能的功能性和完整性要求,編制安全儀表系統安全要求技術文件。
3.結合我省溶解乙炔生產裝置的實際和目前國內對于保護層分析及SIL安全完整性等級定級的應用,采用LOPA進行保護層分析和SIL定級。
4.LOPA分析是建立在HAZOP分析基礎上,對所有辨識出的高風險或重大風險,列出其初始事件(IE)、后果、獨立保護層(IPL)、原始風險、現有風險、失效概率(PFD)、殘余風險等,通過這些描述和數據計算,確定哪些風險需要削減措施,提示是否需要安全儀表功能SIF,及這些安全儀表功能需要滿足的SIL等級。
5.LOPA分析和SIL定級有以下幾個主要步驟:
(1)設置安全目標(風險矩陣及風險可接受標準)
(2)執行危害辨識及風險分析來評估現有風險
(3)識別需要的儀表安全功能
(4)將需要的安全保護功能分配到不同的保護層
(5)確認是否需要配置SIF回路
(6)對于配置的SIF回路指定其所需的SIL等級
6.SIL安全完整性等級的驗證,根據SIL安全完整性定級的每個SIF(安全儀表功能)各個組成部分PFD(要求時的失效概率)計算回路整體的要求時的失效概率,計算應充分考慮SIF回路的硬件結構約束特性,SIS系統能力,確認SIF回路能否達到所需的SIL等級要求。
七、工程執行階段
工程執行階段分為SIS安全要求規格書提出SIS設計和其他風險降低措施。
1.SIS安全技術要求
對溶解乙炔生產裝置進行保護層分析(LOPA),若分析結果為現有保護層未能削減風險達到最小個人和社會可容忍風險,則必須增加獨立的SIF安全儀表功能或其他風險降低措施削減現有風險。在確定SIF安全儀表功能回路后編制安全要求規格書(SRS)。安全儀表要求規格書的編制內容格式要求詳見《云南省危險化學品生產儲存企業化工安全儀表系統管理指導意見》。
2.SIS安全儀表設計
安全儀表系統(SIS)的設計以國家標準《石油化工安全儀表系統設計規范》(GB/T 50770)和《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》(GB/T21109/IEC61511)為依據,結合溶解乙炔生產裝置的工藝流程、設備布置、自動化控制水平,通過HAZOP分析、LOPA分析后進行安全完整性定級,從而進行安全儀表系統(SIS)的設計,設計文件的編制內容及深度詳見《云南省危險化學品生產儲存企業化工安全儀表系統管理指導意見》。
八、操作運行階段
操作運行階段分為安裝調試及確認、操作及維護、變更及修改,以及停用等步驟和過程。
1.邏輯控制器組態和集成
安全邏輯控制系統硬件質量標準及制造商的質量管理體系應符合《電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全》(GB/T20438/ IEC61508)的要求。安全邏輯控制系統以及后續長期的系統保養維護,遵照《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》(GB/T21109/IEC61511)中的要求。
(1)安全邏輯控制系統設備制造商還需提供如下工程文件(不僅限于以下):
◆ 硬件規格書
◆ 軟件規格書
◆ 系統配置圖
◆ 機柜、機架詳細尺寸圖
◆ 系統供電及接地圖
◆ 輸入輸出卡件分配表
◆ 接線端子圖
◆ 最終系統組態圖
◆ 操作界面圖
◆ 負荷計算書
◆ 功耗計算書
◆ 操作維護手冊
(2)安全邏輯控制系統制造商或供貨商對所有提供的硬件、軟件、技術服務和整套系統的最終運轉負有完全責任。
系統供貨商的技術服務應包括(但不限于)工程會議、系統工程和設計、技術培訓、出廠系驗收測試、包裝運輸、安裝指導、現場測試、開工指導、系統移交及質量保證、系統資料和技術支持。
(3)安全邏輯控制系統的驗收測試包括工廠驗收測試、工廠聯合測試和現場測試。安全儀表系統的集成、調試及驗收測試,應符合技術規格書及功能邏輯圖的技術要求。
2.現場設備
(1)用于安全儀表功能的現場設備硬件質量標準及制造商的質量管理體系應符合《電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全》(GB/T20438/IEC61508)的要求。儀表以及后續長期的系統保養維護,遵照《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》(GB/T21109/IEC61511)要求。
(2)安全儀表系統所有現場部件或設備的安裝應滿足國家標準《過程工業領域安全儀表系統的功能安全》(GB/T21109/IEC61511)的具體條文要求,根據規范《自控安裝圖冊》(HG/T21581)及詳細設計圖紙進行安裝工作,并正確安裝安全儀表系統的所有部件。
(3)安全儀表系統的調試需按計劃編制所需的所有活動,并對所有調試過程進行記錄,如調試運行中出現失敗,則需記錄失敗的原因。
(4)安全儀表系統的調試結果符合安全儀表技術要求。
九、操作及維護、變更管理、停用
1.操作維護應遵循操作維護作業程序,應使操作維護符合安全儀表系統技術要求的功能安全,確保在操作和維護期間,每個SIF要求的SIL持續保持。
制定和建立操作和維護計劃,不同SIL等級,應有不同的維護策略。
制定由于維修和測試等旁路或SIL降級狀態下的補償措施,最大允許的旁路或降級時間,操作限制等(如人工干預,降低生產負荷等)。
制定檢驗測試規程,該規程應當包括對檢驗測試有效性的評估,檢驗測試的頻率和測試要求,應符合安全手冊。安全儀表系統(SIS)的功能測試間隔應按安全儀表系統的技術要求確定,并按測試程序進行。
建立備品備件管理規程和專庫,當更換現場測量儀表、邏輯控制器或控制閥時,更換的設備安全等級SIL、系統能力、失效概率及其他安全相關的參數不得低于原設計值。
對所有安全儀表系統的操作人員、維護人員進行相關培訓,并留有培訓記錄,專人管理所有與安全功能相關的資料及文檔。
2.安全儀表系統的硬件和軟件的修改或變更應符合變更修改程序,并按審批程序獲得授權;變更時應進行影響分析,修改或變更不應改變原設計的安全完整性等級;如SIF安全儀表功能、SIL安全儀表等級有修應保留變更記錄。
對SIS的所有修改和變更應當經過適當培訓的合格人員來執行修改,并對所有受影響的操作人員和維護人員就更改內容做相應的培訓。
3.安全儀表系統的停用應進行審查并得到批準,同時安全儀表系統的更新應制定更新程序,更新后的安全儀表系統應能實現設計規定的安全儀表功能。