安全专业培训讲义课件.pptx

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1、内容简介一、平台设施安全目标二、安全设计标准、规范三、安全专业工作内容四、安全专业设计前提及计划五、需要澄清的几个问题六、气田平台为什么做FEA分析第1页/共91页一、平台设施安全目标第2页/共91页一、平台设施安全目标保证人员安全是平台设计首要考虑因素；消除危害因素；减小事故发生的可能性；防止事故扩大第3页/共91页一、平台设施安全目标Prevention预防Control控制Causes 原因Failures 失效Consequences后果Hazard Control Measures危险源控制措施Mitigation缓和/减轻Detection预警Understanding Major

2、 Accidents 了解重大意外第4页/共91页二、安全设计标准、规范第5页/共91页二、安全设计标准、规范安全设计常用标准、规范有：国家经贸委：海上固定平台安全规则国际海事组织（IMO）海上人命公约（SOLAS）第6页/共91页二、安全设计标准、规范美国石油协会（API）：API RP 14G 敞开式海上生产平台防火与消防推荐做法API RP 500 石油设施电气设备安装一级一类和二类危险区域划分推荐做法第7页/共91页二、安全设计标准、规范美国消防协会（NFPA）：NFPA 10 手提式灭火器NFPA 11 低倍泡沫系统NFPA 12 二氧化碳灭火系统NFPA 13 喷水系统（SPRIN

3、KLER）NFPA 15 喷淋系统NFPA 20 消防泵第8页/共91页三、安全专业工作内容第9页/共91页三、安全专业工作内容安全专业主要工作内容包括：安全篇、环保篇安全原理消防系统规格书消防水系统、气体灭火系统危险区划分逃生路线第10页/共91页三、安全专业工作内容火区划分消防设备布置消防设备采办配合安全分析相关专业图纸、文件安全审查第11页/共91页三、安全专业工作内容1.安全篇 安全篇是国家法规要求的必需文件，其核心内容是针对安全预评价报告提出的危害因素和推荐的安全措施，将设计过程中的解决、落实情况反映在报告中。安全篇内容根据国家安全生产监督管理总局安监总管一字200529号 令安全专

4、骗编写提纲的要求编写，内容主要包括：第12页/共91页三、安全专业工作内容设计依据 安全篇编写依据主要为：安全预评价报告总体开发方案（ODP）基本设计工程方案相关法律、法规和设计标准工程描述 工程描述主要包括对工艺系统描述、总体布置描述以及各专业主方案描述第13页/共91页三、安全专业工作内容预评价阶段主要危害因素描述主要危害因素控制措施关键系统安全分析安全管理机构结论和建议第14页/共91页三、安全专业工作内容2.环保篇 环保篇也是国家法规要求的必需文件，其核心内容是针对环境影响评价报告提出的主要环境污染因素和推荐的环保措施，将设计过程中的解决、落实情况反映在报告中。环保篇内容根据SYT10

5、047-2003海上油气田开发工程环境保护设计规范的要求编写，内容主要包括：第15页/共91页三、安全专业工作内容设计依据 环保篇编写依据主要为：环境影响评价报告总体开发方案（ODP）基本设计工程方案相关法律、法规和设计标准工程描述 工程描述主要包括工程设施描述、工艺系统描述、总体布置描述第16页/共91页三、安全专业工作内容各阶段污染源和污染物强度 本节主要找出工程建设和生产阶段各种环境污染源和污染物强度。主要污染防治措施和清洁生产 本节主要针对各阶段污染源，描述工程设计阶段采取的防治措施，防治措施应与环境影响评价报告中的推荐措施对比描述，对于方案变化的地方要有充分的分析说明。第17页/共9

6、1页三、安全专业工作内容溢油污染和防治措施 环境管理和环境监测环保投资估算结论和建议 第18页/共91页三、安全专业工作内容3.安全原理 安全原理是整个工程设计的重要文件，它涵盖了所有专业设计的安全要求，是所有专业设计前提。安全原理内容主要包括：工程设计安全目标安全设计原理是建立可行的安全准则和对人员、环境和设施提供充足的的保护措施；第19页/共91页三、安全专业工作内容工程设计安全目标（续）工程设计应确保在生产过程和重大事故中，人员伤亡、环境污染和设施破坏尽可能降至最低；安全原理的主要目标是提供一个设计框架和基础，以使所有潜在的危及设施完整的危害保持最低水平；安全设计重点应放在事故防范。由于

7、危害发生无法预测，因此，设计过程中应提供足够的控制和缓解措施，防止事故扩大或控制其影响。第20页/共91页三、安全专业工作内容总体布置原则危险区划分和设备选择工艺安全系统释放和降压系统火炬系统排放系统被动防火第21页/共91页三、安全专业工作内容消防系统消防水系统气体灭火系统辅助消防器材火气探测系统通讯系统应急关断系统通风系统第22页/共91页三、安全专业工作内容通风系统噪音和震动控制应急电源和应急照明人员防护逃生救生系统导航系统第23页/共91页三、安全专业工作内容4.消防系统规格书安全专业涉及的规格书主要有三个：消防水系统规格书气体灭火系统规格书消防器材规格书 规格书主要规定了系统设计原则

8、和技术要求，是各系统设计的基础文件。第24页/共91页三、安全专业工作内容5.消防水系统5.1 消防水系统适用范围固定平台的消防水系统主要用于工艺设备和井口区的消防以及生活楼水喷淋系统第25页/共91页三、安全专业工作内容5.2 消防水系统主要组成消防泵消防水主环路水喷淋系统消防软管站直升机甲板泡沫系统生活楼喷水系统第26页/共91页三、安全专业工作内容第27页/共91页三、安全专业工作内容5.3 消防水量确定不同防火区域不同时发生火灾单一区域消防水量应为喷淋水量加两个消防水枪水量根据火区保护设备面积和喷淋强度计算各火区需要的喷淋水量根据单个火区最大消防水量确定消防泵排量第28页/共91页三、

9、安全专业工作内容5.4 喷淋强度根据NFPA15，石油平台不同设备采用的喷淋强度一般为：井口：20.4 L/m2/min工艺设备：10.2 L/m2/min油气输送泵：20.4 L/m2/min其它需要冷却设备：6 L/m2/min对于气田，井口区喷淋强度一般采用400 L/min/Wellhead第29页/共91页三、安全专业工作内容5.5 消防水压力确定泡沫系统最不利点压力不小于7kPa，如消防炮;喷淋系统最远端喷头压力不小于350kPa;消防水枪最低操作压力为350kPa;消防泵扬程应满足所有用户的操作压力要求第30页/共91页三、安全专业工作内容5.6 消防泵至少有两台由不同动力源驱动

10、的消防泵消防泵能力应满足任何一个火区一次火在需要的消防水量消防泵一旦启动，只能在现场停泵消防泵布置应尽远离燃料源和点火源消防泵布置应满足两台消防泵在同一事故下不同时失效第31页/共91页三、安全专业工作内容5.6 消防主环路确保消防水可同时从两个方向向同一消防区域供水消防主环路流速不宜大于3 m/s消防主管不应连接与消防无关的管线、设备至少配备一个符合SOLAS规范的国际通岸接头消防水环路应用隔离阀分割成若干段，保证部分管线损坏不影响整个消防水系统第32页/共91页三、安全专业工作内容5.6 喷淋系统喷淋阀必须能够自动、手动启动喷淋阀启动后，应有信号反馈给中控喷头布置应注意水量重叠和遮挡喷头布

11、置应使各喷头水量、压力均匀喷淋系统使用后应排空管线内积水第33页/共91页三、安全专业工作内容5.6 喷淋系统喷淋阀必须能够自动、手动启动喷淋阀启动后，应有信号反馈给中控喷头布置应注意水量重叠和遮挡喷头布置应使各喷头水量、压力均匀喷淋系统使用后应排空管线内积水第34页/共91页三、安全专业工作内容5.7 消防软管站每层甲板至少布置两个软管站，每个软管站应包括20 m长，38mm或50mm软管、消防水枪；每个软管站消防水量一般为2325m3/h；在考虑池火的区域设置泡沫软管站；泡沫软管一般采用硬软管第35页/共91页三、安全专业工作内容6.气体灭火系统6.1 气体灭火系统适用范围电气火灾其它不适

12、合用水作消防介质的封闭区域第36页/共91页三、安全专业工作内容6.2 气体灭火系统种类二氧化碳系统FM200灭火系统其他惰性气体灭火系统 目前主要应用的气体灭火系统为二氧化碳灭火系统，FM200系统也有应用。第37页/共91页三、安全专业工作内容6.3 CO2灭火系统分类全淹没灭火系统和局部灭火系统高压灭火系统和低压灭火系统均衡管网系统和非均衡管网系统平台一般采用全淹没均衡管网组合分配式高压灭火系统第38页/共91页三、安全专业工作内容6.4 CO2灭火系统组成高压储存容器、瓶头阀高压金属连接软管管汇管网和喷头释放控制站第39页/共91页三、安全专业工作内容第40页/共91页三、安全专业工作

13、内容6.5 CO2灭火系统设计启动方式：自动、遥控手动、现场手动释放延时：2060s海上平台CO2系统必须100%管网和喷头满足一分钟释放和喷头最低释放压力要求第41页/共91页三、安全专业工作内容6.6 CO2灭火系统计算设计浓度一般在34%75%之间灭火剂量：M=Kb*K*VCO2系统释放时要求通风系统、风机、风闸必须关闭。如有不能关闭的开口，应考虑一定的补偿第42页/共91页三、安全专业工作内容6.7 气体灭火系统管网布置注意问题为保证二氧化碳能够均匀喷洒，二氧化碳管网要求为均衡管网按NFPA12要求，二氧化碳管网试验压力为4.17MPa，2分钟内压力降不能超过10%第43页/共91页三

14、、安全专业工作内容第44页/共91页三、安全专业工作内容7.直升机甲板消防：直升机甲板消防设备包括：一套固定式泡沫灭火系统，包括比例尺泡沫罐、泡沫炮等消防软管站总容量不小于45kg的干粉灭火器总容量不小于18kg的二氧化碳灭火器第45页/共91页三、安全专业工作内容8.辅助消防器材8.1 辅助消防器材主要包括：手提式灭火器推车式灭火器消防员装备箱第46页/共91页三、安全专业工作内容8.2 灭火器类型：平台常用灭火器有干粉灭火器、二氧化碳灭火器、泡沫灭火器干粉灭火器主要用于油气处理区和非电气房间泡沫灭火器主要用于有内燃机的A类机械处所和油气处理区CO2灭火器一般布置在电气房间，用于电气火灾第4

15、7页/共91页三、安全专业工作内容8.3 灭火器布置：灭火器应布置在走道附近人员易于 接近的地点；每层甲板至少布置两具灭火器；从任何一点到灭火器的距离不超过10m；超过四人的住人房间应布置一个灭火器；大型油气生产设备附近应布置推车式灭火器第48页/共91页三、安全专业工作内容8.4消防员装备：平台至少配备四套消防员装备箱，其中一套需布置在直升机甲板附近；每套消防员装备箱至少配有：消防服、头盔、防火鞋和手套、呼吸器、手提灯、消防斧、刀具、马尼拉绳等第49页/共91页三、安全专业工作内容9.危险区划分9.1 危险区划分的功能、目的和作用用于电气仪表设备的选择、设计和安装9.2 危险区划分原则0类危

16、险区1类危险区2类危险区第50页/共91页三、安全专业工作内容0类危险区：在正常操作条件下，连续出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域1类危险区：在正常操作条件下，断续或周期性出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域2类危险区：在正常操作条件下，不大可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽，但在不正常操作条件下有可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃气体或蒸汽的区域第51页/共91页三、安全专业工作内容9.3 危险区划分依据的规范海上固定平台安全规则API RP 500 石油设施电气设备安装一级一类和二类危险区划分推荐做法（SY/T10041）第52页/共91页三、安全专业工作内容10.

17、火区划分10.1 防火区划分的功能、内容和目的防火区划分的目的在于火气探测、消防灭火设计提供依据10.2 防火区划分原则首先确定消防灭火区域，它的大小直接影响消防系统的规模，火区的划分应遵从一下原则：以距离或防火隔断为边缘划分；第53页/共91页三、安全专业工作内容10.2 防火区划分原则（续）火区划分应兼顾关断等系统设计相邻的两个火区无法隔断时，应按一个防火区考虑火区划分为立体空间第54页/共91页三、安全专业工作内容11.逃生与救生11.1 逃生方式借助直升机借助救生艇借助救生筏借助救生船只跳海第55页/共91页三、安全专业工作内容11.2 逃生路线：逃生路线一般沿甲板外围，连接各主要区域

18、和各层甲板在平台任何一点应有两条可供逃生的通道逃生路线一般宽1m，局部区域可为800mm走廊超过7m应设两条逃生通道沿逃生通道应有应急照明和指示第56页/共91页三、安全专业工作内容11.3 救生设施配备：救生艇：必须为全封闭机动耐火救生艇，载人人数按照平台最大人数100%配备；救生筏：一般为气胀式，能力平台最大人数100%配备；救生衣：应按平台定员210%配备；其他如救生圈、遇险信号、抛绳装置等按海上固定平台安全规则配备第57页/共91页三、安全专业工作内容12.安全分析12.1 风险评估的目的：辨识潜在危险源，进行量化风险分析（QRA）；针对现有的安全措施进行审查，以评价其应变危险状况和重

19、大事故的足够性；建立危险源识别一览表，可以提供业主，供以后作业中作为风险评估的工具第58页/共91页三、安全专业工作内容12.2 安全分析方法 平台常用的安全分析方法有：危险识别（HAZID）；危险和可操作性分析（HAZOP）；定量风险分析（QRA）；火灾和爆炸分析（FEA）API RP 14C、API RP 14J 检查（CHECK LIST）其他单项分析（气体扩散、火炬热辐射计算等）第59页/共91页三、安全专业工作内容12.3 HAZID HAZID分析的目的是找出设计中存在的危害以及危害发生时可能产生的后果，以使我们改进设计，消除危害或减小危害后果。第60页/共91页三、安全专业工作内

20、容12.4 HAZOP分析 HAZOP分析是检查工艺安全设计的一种常用分析方法，该方法通过对工艺系统各单元设计参数可能存在的偏差进行分析，找出发生原因和可能产生的后果，分析设计中的安全保护措施是否足够或正确，可操作性如何。第61页/共91页三、安全专业工作内容12.5 QRA QRA分析是将识别的危险源进行量化风险分析，计算事故发生频率，以期提供切实有效的降低风险的措施，使平台处于一个可接受的风险水平（最低合理可行原则ALARP原则）第62页/共91页三、安全专业工作内容12.6 ALARP原则 第63页/共91页三、安全专业工作内容12.6 ALARP原则 第64页/共91页三、安全专业工作

21、内容12.6 ALARP原则 第65页/共91页三、安全专业工作内容12.7 关于安全分析 国家安全生产监督管理总局文件（安监总管一字200529号）规定：为提高安全评价结果的公正性，对同一建设项目的安全预评价和安全验收评价工作，不得由同一中介机构承担；设计单位也不得对其设计的建设项目进行安全评价；因此，目前公司各项目安全分析均委托一家中介机构完成。第66页/共91页四、安全专业设计前提及计划第67页/共91页四、安全专业设计前提及计划 1.前提 除规格书外，安全专业大部分图纸、文件多以总体为基础，如计算书、流程图、P&ID、逃生路线图、危险区图等，因此，总图是制约安全专业进度的关键。在项目做

22、计划时，应适当考虑总图在审定、批准和专业会签过程中修改时间对后期专业的影响。第68页/共91页四、安全专业设计前提及计划 2.文件图纸设计顺序 在以往项目计划中，出现过图纸文件计划点倒排的情况。因此，这里对安全专业各图纸文件设计顺序作一介绍，如图所示：第69页/共91页四、安全专业设计前提及计划 2.文件图纸设计顺序 第70页/共91页五、需要澄清的几个问题第71页/共91页五、需要澄清的几个问题 1.危险区（Classified area)、非危险区(Non-classified area、安全区(Safety area)非危险区 安全区：非危险区英文直译应为非分类区，即正常操作情况下不大可

23、能出现可燃气体的区域，如公用设备区。安全区的概念比较模糊，相关规范没有明确定义，简单可以理解为不大可能出现事故的区域。但也不完全。如：工艺设备排放口在P&ID上经常标注排放到安全区，此时排放到工艺区是安全的，相反排放到非危险区却不安全，对着逃生通道排放也不安全。第72页/共91页五、需要澄清的几个问题 1.危险区（Classified area)、非危险区(Non-classified area、安全区(Safety area)非危险区 非防爆区：按规范要求，布置在危险区的电气设备必须满足防爆要求，而布置在非危险区的电气设备（尤其毗邻危险区的设备），应通过分析确定是否需要防爆。第73页/共91

24、页五、需要澄清的几个问题 2.安全不只是安全专业的工作 一个项目是否是安全的设计产品，是各专业依据各自的标准、规范设计的结果。安全系统设计包括很多内容，如：工艺安全系统（ESD、PSV、BDV等）、电气安全（电器防爆、应急电、UPS、高压保护、漏电保护、接地等）、仪控安全（火气探测、异常报警、防爆等）、通讯安全（平台报警、导航、应急通讯等）、救生系统（救生艇、救生筏、救生衣、救生圈等），总体布置安全，每个系统存在不安全因素都可能导致事故发生。第74页/共91页六、气田平台为什么做FEA分析第75页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEA气田平台由于天然气的易燃易爆性和生产系统压力较高，因此存

25、在较大的危险性。天然气一旦泄露，会对平台和作业人员造成很大的威胁。为了更好的理解气田平台的危险性，现介绍一个海洋石油界知名的事故PIPER ALPHA事故第76页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故第77页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故海管分布第78页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故平台布置第79页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故平台布置第80页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALP

26、HA事故事故原因维修作业将凝析油泵A的安全阀拆掉，用盲法兰代替；泵没有被隔离；当天没有按计划完成安全阀维修，也没制定防范措施；B泵跳脱，试图启动A泵以避免停产；凝析油从盲法兰处泄漏，探测系统报警；蒸气云点燃并首次爆炸，爆炸摧毁了模块C两侧的防火墙（A60级），模块D的中控室和消防泵被摧毁，通讯中断；油外输管线自动关闭，但三条气管线ESD为手动，无法启动；第81页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故事故原因（续）水喷淋系统无法启动（潜水作业消防泵有自动转为手动）；立管失效：三条天然气立管先后破裂，海管内天然气反输回平台引起更大火灾和爆炸生活区被烟气笼罩，

27、生活区避难人员无法到达救生艇逃生；第82页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故发生过程第83页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故主要教训作业管理程序缺陷；设计缺陷防火墙、防爆墙（A60级、无防爆）消防系统的可操作性（因人为因素失去功能）其他应急系统生存能力存在问题（如供电）天然气立管ESD手动设计立管ESD阀布置位置易受烟火影响的生活区和集合区=需要临时避难所主要撤离方法是直升机，但直升机甲板无法使用第84页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEAn英国北海PIPER ALPHA事故主要教训第85页/共91

28、页六、气田平台为什么作FEAFEA 从PIPER ALPHA事故发生后，世界海洋石油界安全理念发生了很大的转变，具体表现为：把安全分析作为评估平台安全的主要手段；加强安全管理措施平台设置临时避难所（TR），作为作业人员等待救援的防护处所；H级防火墙以及防爆墙的使用；第86页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEA 从PIPER ALPHA事故发生后，世界海洋石油界安全理念发生了很大的转变，具体表现为：把安全分析作为评估平台安全的主要手段；加强安全管理措施平台设置临时避难所（TR），作为作业人员等待救援的防护处所；H级防火墙以及防爆墙的使用；第87页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEA

29、从PIPER ALPHA事故可以看出，爆炸对平台的危害非常大，如果防护设施不利，一旦发生天然气泄漏引起爆炸，将可能摧毁整个平台，造成无法挽回的后果。因此，气田平台非常有必要设置防爆墙。关于结构防爆，DNV-OS-101A中有如下规定：如果控制盘或墙可能因爆炸而毁坏，其最大承受压力应为静释放压力的2-3倍；第88页/共91页六、气田平台为什么作FEAFEA 敞开甲板工艺区域面积小于20X20m，设备布置不拥挤，设计爆炸压力为0.2Barg（脉动周期0.2s）；敞开甲板工艺区域面积较大的，可以认为是拥挤区域，爆炸压力为0.5Barg（脉动周期0.2s）；如果采用低的爆炸压力，必须根据详细的分析确定；规范推荐的爆炸压力比较保守，因此，我们有必要采用火灾爆炸分析（FEA）确定爆炸压力，以减少结构材料和重量。第89页/共91页谢谢！第90页/共91页感谢您的观看！第91页/共91页