This standard specifies the guidelines on general modes and basic elements of the safety design management for chemical construction projects (hereinafter referred to as "projects").
This standard is applicable to the constructed, reconstructed and extended production and storage devices and facilities of hazardous chemicals, as well as construction projects involving chemical production and storage devices using or generating hazardous chemicals.
The safety design scope of chemical construction projects (hereinafter referred to as project safety design) includes the three stages, i.e., pre-design, basic engineering design and detailed engineering design commissioned by the owner.
This standard is not applicable to construction projects such as exploration, exploitation and auxiliary storage of hazardous chemicals, long-distance pipelines and auxiliary storage of petroleum and natural gas and auxiliary storage of urban gas.
2 Terms and definitions
For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply.
2.1
hazardous chemical
chemicals with flammability, explosiveness, toxicity, corrosivity and other hazardous characteristics, which may easily cause personal injury, property damage and environmental pollution during production, storage, transportation, use and waste disposal
2.2
inherently safer design
in the design process, such measures as reduction, mitigation, substitution and simplification are taken to make the process flow and its equipment have the inherent function of fundamentally preventing accidents
2.3
hazard identification
process of identifying the existence of hazard and determining its characteristics according to the physical and chemical properties of raw materials, intermediates and products as well as the conditions of assessed equipment, facilities, process flow, equipment layout, etc.
2.4
tolerable risk
acceptable risk within a given range based on the current social criteria
2.5
process safety
prevention against accidental release of hazardous substances or energy that have a serious effect on safety, environment or enterprises
2.6
safety instrumented system (SIS)
instrumented system for realizing one or several safety functions of instruments SIS may consist of sensor, logic solver and final elements in any combination
2.7
safety integrity
average probability that the safety instrumented system meets the instrument safety functions required for operation within the specified time period and under all specified conditions
2.8
safety integrity level (SIL)
discrete level (one of the four levels) used to specify the safety integrity requirements of instrument safety function assigned to safety instrumented system SIL4 is the highest level of safety integrity whileSIL1 the lowest
3 Project safety design procedure
3.1 The project safety design procedure may be integrated according to the actual conditions of various organizations as well as relevant procedures of quality management system or occupational health, safety and environmental management system of the organization; an independent management procedure may also be established.
3.2 The project safety design procedure shall generally include the following elements:
a) collection, review and confirmation of basic data for project safety design;
b) regulations and other requirements which shall be complied with during project safety design;
c) policy and objective of project safety design;
d) project safety design planning;
e) process hazard analysis;
f) countermeasure design for project safety;
g) project safety design review;
h) project safety design confirmation;
i) project safety design changes.
3.3 This standard focuses on providing management guidelines for methods and procedures for “project safety design planning”, “process hazard analysis”, “countermeasure design for chemical safety”, “project safety design review” and “project safety design changes”.
Foreword i Introduction ii 1 Scope 2 Terms and definitions 3 Project safety design procedure 4 Project safety design planning 5 Process hazard analysis 6 Safety countermeasures of project 7 Safety design review on project 8 Project safety design change control Annex A (Informative) Example of risk assessment method Annex B (Informative) Safety design check outlines for chemical construction projects Annex C (Informative) Examples for checklist of chemical construction projects
化工建设项目安全设计管理导则 1 范围 本标准规定了化工建设项目（以下简称，项目）安全设计管理的一般模式和基本要素的指南。 本标准适用于新建、改建、扩建危险化学品生产、储存装置和设施，以及伴有危险化学品使用或产生的化学品生产装置和设施的建设项目。 化工建设项目安全设计（以下简称，项目安全设计）的范围包括业主委托的设计前期、基础工程设计和详细工程设计三个阶段。 本标准不适用于危险化学品的勘探、开采及其辅助的储存，石油、天然气长输管道及其辅助的储存，城镇燃气辅助的储存等建设项目。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 2.1 危险化学品 hazardous chemical 化学品中具有易燃、易爆、毒害、腐蚀等危险特性，在生产、储存、运输、使用和废弃物处置等过程中容易造成人身伤亡、财产毁损、污染环境的均属危险化学品。 2.2 本质安全设计 inherently safer design 在设计过程中，采用削减、缓解、替代、简化等手段，使工艺过程及其装备具有内在的能够从根本上防止事故发生的功能。 2.3 危险源辨识 hazard identification： 根据原材料、中间体、产品的理化性质，所评价的设备、设施、工艺流程、装置布置等情况，识别危险源的存在并确定其特性的过程。 2.4 可容许风险 tolerable risk 根据当今社会的水准,在给定的范围内能够接受的风险。 2.5 过程安全 process safety 防止对安全、环境或企业造成严重影响的危险物质或能量的意外释放。 2.6 安全仪表系统 safety instrumented system（SIS） 用来实现一个或几个仪表安全功能的仪表系统。SIS 可以由传感器、逻辑解算器和最终元件的任何组合组成。 2.7 安全完整性 safety integrity 安全仪表系统在规定时段内、在所有规定条件下满足执行要求的仪表安全功能的平均概率。 2.8 安全完整性等级 safety integrity level（SIL） 用来规定分配给安全仪表系统的仪表安全功能的安全完整性要求的离散等级（4个等级中的一个）。SIL4是安全完整性的最高级，SIL1为最低级。 3 项目安全设计程序 3.1 项目安全设计程序可以根据各单位的实际情况与本单位的质量管理体系或职业健康、安全与环境管理体系的相关程序进行整合，也可以建立独立的管理程序。 3.2 项目安全设计程序一般应包含下列要素： a) 项目安全设计基础资料的收集、评审和确认； b) 项目安全设计应遵守的法规和其他要求； c) 项目安全设计的方针和目标； d) 项目安全设计的策划； e) 过程危险源分析； f) 项目安全对策措施设计； g) 项目安全设计审查； h) 项目安全设计确认； i) 项目安全设计变更。 3.3 本标准重点对“项目安全设计策划”、“过程危险源分析”、“化工安全对策措施设计”、“项目安全设计审查”、和“项目安全设计变更”提供方法和程序的管理指南。 4 项目安全设计策划 设计单位应根据项目性质、规模、合同要求和设计阶段，事先对项目安全设计进行全面策划，并将策划结果纳入项目实施计划/项目开工报告或编制独立的项目安全设计计划。项目安全设计策划的主要内容包括： a) 明确项目安全设计的方针、目标和要求； b) 确定项目安全设计管理模式、组织机构和职责分工； c) 明确项目安全设计的范围、依据、法律法规、标准规范和有关规定的要求； d) 开展过程危险源分析和项目安全设计审查的时间、方法、内容和要求； e) 制定项目安全设计计划。 5 过程危险源分析 5.1 过程危险源分析的基本要求 5.1.1 过程危险源分析是辨识过程危险源并对其产生的原因及其后果进行分析的一种有组织的、系统的安全设计审查。审查结果将为设计人员纠正或完善项目安全设计、提高建设项目安全设计水平提供决策的依据。 5.1.2 过程危险源分析应根据具体项目的规模、性质以及合同规定的要求在项目安全设计计划中规定。 5.1.3 过程危险源分析开始前应进行准备和策划 设计单位应根据化工建设项目的设计范围、风险大小、设计阶段、安全信息收集的完备性以及合同规定的要求，确定分析对象、目标和内容，选择适宜的方法，组建审查小组，制定审查进度计划。 5.1.4 过程危险源分析应由一个具有不同专业背景的人员（必要时还应聘请有操作经验的人员）组成的小组来执行，至少小组主持人应全面掌握所采用的审查方法。设计单位应有计划地对审查组长和审查人员进行培训。 5.1.5 过程危险源分析时应注意以下问题： a) 辨识导致火灾、爆炸、毒气释放或易燃化学品和危险化学品重大泄漏的潜在危险源； b) 辨识在同类装置中曾经发生过的可能导致工作场所潜在灾难性后果的事件； c) 辨识设备、仪表、公用工程、人员活动（常规的和非常规的）、以及来自过程以外的各种危险因素； d) 辨识和评价设计已经采取的安全对策措施的充分性和可靠性； e) 辨识和评价控制事故后果的技术和管理措施； f) 评价事故控制措施失效以后对现场操作人员安全和健康的影响。 5.1.6 过程危险源分析应形成记录，审查输出应建立跟踪程序，确保审查提出的问题和建议都能按要求执行并记录存档。 5.2 过程危险源分析的基本程序 过程危险源分析的基本程序一般包括： a) 规定过程危险源分析的依据、对象、范围和目标； b) 收集过程危险源分析所需的数据和相关信息； c) 辨识过程危险源； d) 确定风险并进行风险评价（参考附录 A）； e) 提出风险控制措施建议； f) 形成分析结果文件； g) 风险控制的跟踪和再评价。 5.3 过程危险源分析的基本方法 过程危险源分析方法是保证过程危险源辨识和评价质量的重要手段。设计单位应采用下列一种或多种适用于过程危险源分析的方法，用于过程危险源的分析： a) 预先危险源分析 （Preliminary Hazards Analysis） 预先危险源分析主要用于项目开发初期（如概念设计阶段）的物料、装置、工艺过程的主要危险源的辨识和评价，为方案比选、项目决策提供依据。 b) 故障假设分析（What-If） 故障假设分析是针对过程和操作的每一步骤系统地提出故障假设，并组织专家针对故障假设的集思广益的回答和讨论，辨识和评价物料组分量或质的异常、设备功能故障或程序错误对过程的影响。它主要用于从原料到产品的相对比较简单的过程。该方法的核心是问题的假设要由有经验的专家事先设计。 c) 安全检查表分析（Checklist） 安全检查表分析是将一系列对象，例如周边环境、总平面布置、工艺、设备、操作、安全设施、应急系统等列出检查表，逐一进行检查和评价的方法。 典型的安全检查表参见附录C；对已辨识的危险源应确定危险级别和进行风险评价参见附录A。 安全检查表分析可应用于设计的各个阶段，但应对设计的装置有成熟的经验、了解有关的法规、标准规范和规定、事先编制合适的安全检查表。 d) 故障假设/安全检查表分析（What-If/Checklist） 故障假设/安全检查表分析是通过故障假设提出问题，针对问题对照安全检查表进行全面分析的方法。该方法由于吸收了故障假设分析方法的创造性和安全检查表分析的规范性，可以应用于比较复杂的过程危险源分析。 e) 危险与可操作性研究（Hazard and Operability Study ：HAZOP); 危险与可操作性研究，简称HAZOP，是由具有不同专业背景的成员组成的小组在组长的主持下以一种结构有序的方式对过程进行系统审查的技术方法。它以工艺仪表流程图（PID）为研究对象，在引导词提示下，对系统中所有重要的过程参数可能由于偏离预期的设计条件所引起的潜在危险和操作性问题、以及设计中已采取的安全防护措施进行辨识和评价，提出需要设计者进一步甄别的问题和修改设计或操作指令的建议。HAZOP 的应用现已针对不同对象和目标有了多种形式的演变和发展，并已几乎扩展到包括设计在内的装置生命周期的所有阶段。（见图1 危险与可操作性研究示意图）
引导词 原因 过程参数与设计意向的偏离 后果 对策 事故树顶上事件 图1 危险与可操作性研究示意图 f) 故障类型和影响分析（Failure Mode and Effects Analysis： FMEA) 故障类型是指设备或子系统功能故障的形式，例如：开、关、接通、切断、泄漏、腐蚀、变形、破损、烧坏、脱落等。故障类型和影响分析（EMEA）就是针对上述各种类型的功能故障的研究方法。 该方法主要用于设备功能故障的分析，也可以与HAZOP 配合使用。分析的途径一般包括： 1) 辨识潜在的故障类型； 2) 分析故障的后果（故障对全系统、子系统、人员的影响）； 3) 确定危险级别（例如：高，中，低）； 4) 确定故障的概率； 5) 辨识故障的检测方法； 6) 提出改进设计的建议。 g) 故障树分析（Fault Tree Analysis：FTA） 故障树分析是一种采用逻辑符号进行演绎的系统安全分析方法。它从特定事故（顶上事件）开始，像延伸的树枝一样，层层列出可能导致事故的序列事件（故障）及其发生的概率，然后通过概率计算找出事故的基本原因，即故障树的底部事件。该方法主要用于重大灾难性的事故分析，像火灾、爆炸、毒气泄漏等；也特别适用于评价两种可供选择的安全设施对减轻事件出现可能性的效果；该方法既可以用作定性分析也可用作定量分析。 h) 其他合适的方法 除了上述推荐的方法以外，设计单位还可以考虑采用其他合适的方法。 5.4 过程危险源分析方法选择的因素 不同的过程危险源分析方法都有一定的适用范围和条件。对分析方法的选择，一般应考虑以下因素： a) 化工建设项目的规模和复杂程度； b) 已进行的项目初步危险性分析的结果； c) 已进行的项目立项安全评价和环境影响评价的结果； d) 新技术采用的深度； e) 设计所处的阶段； f) 法律法规的要求； g) 合同或业主要求； h) 合同相关方的要求； i) 其他。 5.5 前期工作过程危险源分析 5.5.1 前期工作过程危险源分析的目的 a) 辨识需要特别关注的和潜在的危险化学物质和过程危险源。对工艺路线和工艺方案的本质安全设计进行审查； b) 根据业主的要求对化工建设项目安全条件进行论证，评估项目厂址选择的可行性； c) 确认缺失的重要信息，提示下一级过程危险源分析的注意点。 5.5.2 前期工作过程危险源分析的重点 a) 对来自于过程中使用的危险化学物质进行分析 根据经过评审确认的危险化学物质安全数据表（MSDS）及有关数据资料，对工艺过程所有物料（既包括原料、中间体、副产品、最终产品，也包括催化剂、溶剂、杂质、排放物等）的危险性进行分析： 1) 定性或定量确定物料的危险特性和危险程度； 2) 危险物料的过程存量和总量； 3) 物料与物料之间的相容性； 4) 物料与设备材料之间的相容性； 5) 危险源的检测方法； 6) 危险物料的使用、加工、储存、转移过程的技术要求以及存在的危险性； 7) 对需要进行定量分析的危险源提出定量分析的要求。 b) 对来自于加工和处理过程潜在的危险源进行分析 根据工艺流程图、单元设备布置图，危险化学品基础安全数据以及物料危险源分析的结果等对加工和处理过程的危险源进行分析： 1) 联系物料的加工和处理的过程，辨识设备发生火灾、爆炸、毒气泄漏等危险和危害的可能性及严重程度（定性和定量分析）； 2) 辨识不同设备之间发生事故的相互影响； 3) 辨识各独立装置之间发生事故的相互影响； 4) 辨识一种类型的危险源与另一种类型危险源之间的相互影响 ； 5) 辨识装置与周边环境之间的相互影响。 c) 对建设项目的可行性进行分析 根据总平面布置方案图、周边设施区域图、建设项目内在危险源分析的结果以及搜集、调查和整理建设项目的外部情况，对建设项目的可行性进行分析，并提出项目决策的建议。 5.5.3 前期工作过程危险源分析的结果 前期工作过程危险源分析的结果决定于分析所确定的对象、目标和内容。可能获取的结果包括下列全部或部分： a) 物料危险有害性质的基础数据； b) 装置各部分危险有害物料总量清单； c) 对潜在危险源的辨识和评价； d) 需要特别关注的危险源一览表； e) 对影响其他装置和周边地区的重大危险源定量评价的建议； f) 对项目决策的全面评估和建议； g) 对本质安全对策措施和其他安全对策措施的建议； h) 对厂址选择、总平面布置的建议； i) 灾难应急计划的指导原则； j) 缺失数据一览表。 5.6 基础工程设计过程危险源分析 5.6.1 基础工程设计过程危险源分析的目的 a) 通过对基础工程设计输出的系统审查，以确保所有潜在的不可接受的危险源得到充分地辨识和评价并采取了可靠的预防控制措施； b) 识别和评价基础工程设计已经采取的安全设施设计的充分性、可靠性和合规性； c) 审查前期工作过程危险源分析的执行结果，对未关闭的问题纳入本级审查； d) 为《建设项目安全设施设计专篇》的编制提供依据。 5.6.2 专业过程危险源分析 设计各相关专业应在前期工作过程危险源分析和《建设项目设立安全评价报告》的基础上，对照采用的法规、标准、规范和规定对本专业的基础工程设计进行过程危险源分析。专业过程危险源分析与各专业安全设计审查同时进行。 a) 分析的形式包括： 1) 设计者自查； 2) 专家审查； 3) 专业组选用 5.3 提供的一种或多种方法进行审查。 b) 分析的内容包括： 1) 前期工作过程危险源分析对本专业提出的问题和建议是否已经回答并采取了措施，新措施安全性是否已经评价； 2) 基础工程设计系统危险源分析对本专业提出的问题和建议是否已经回答并采取了措施，新措施安全性是否已经评价； 3) 《建设项目设立安全评价报告》对本专业提出的问题和建议是否已经回答并采取了措施，新措施安全性是否已经评价； 4) 本专业特殊分析的要求。 5.6.3 系统过程危险源分析 a) 系统过程危险源分析是指采用 HAZOP 等分析方法，对选定的某个设计装置（单元）进行多专业的、系统的、详细的审查，对工厂各部分之间的影响进行评价并提出采取进一步措施的建议。 b) 系统过程危险源分析一般应由具有不同专业背景的人员组成的小组在组长的主持下实施。 c) 系统过程危险源分析应经过周密的策划，明确分析的目的、对象和范围；做好充分的信息和资料的准备；选择合适的分析方法；确定分析小组成员的构成；制定可行的执行计划。 d) 系统过程危险源分析的程序决定于采用的分析方法。 HAZOP 方法是系统过程危险源分析使用较多的方法。该方法一般包括以下步骤： 1) 将系统分成若干部分（例如：反应器、存储设备）； 2) 选择一个研究的节点（例如：管线、容器、泵、操作说明）； 3) 解释此一节点的设计意图； 4) 选择某一过程参数； 5) 选择某一引导词应用于该过程参数以辨识出有意义的偏离； 6) 分析偏离的原因； 7) 分析与偏离相关的后果； 8) 辨识已经采取的防护措施； 9) 确定后果严重性等级； 10) 确定后果可能性等级； 11) 确定风险的等级； 12) 评估风险的可接受性； 13) 提出改进建议； 14) 对其它过程参数重复上述步骤。
将部分分成节点 选择一个节点 使用所有引导词和参数的相关组合，识别是否有任何危险和操作性问题？ 记录结果和原因建议的纠正措施 需要更多信息 形成审查报告 不确定 是 否 图2 HAZOP 程序示意图 e) 系统过程危险源分析应形成详细的审查记录和书面的审查报告并跟踪后续措施的落实情况。 f) 系统过程危险源分析应注意以下问题： 1) 审查组应在方法的引导下确保审查对象的全覆盖，使所有潜在的不可接受的危险源尽可能得到辨识； 2) 在分析时应注意危险源对全系统的影响，对其他单元的影响； 3) 有些装置从过程本身来看似乎没有直接的联系，但是从布置来看却相互毗邻。在分析时应高度关注它们之间的相互影响； 4) 在对每一部分进行分析时应考虑装置的操作方式，例如： 正常操作； 减量操作； 正常开车； 正常停车； 紧急停车； 试车； 特殊操作方式。 5） 应注意对设计中已采用的安全设施，特别是相互关联的一次响应、二次响应甚至多次响应的设施的识别和评价。 5.7 详细工程设计过程危险源分析 5.7.1 详细工程设计过程危险源分析的目的 详细工程设计过程危险源分析是在基础工程设计过程危险源分析的基础上进行补充分析，防止遗漏（包括厂商供货的接口）和设计变更带来的新风险。 5.7.2 详细工程设计过程危险源分析的重点 a) 基础工程设计过程危险源分析对详细工程设计的建议； b) 基础工程设计过程危险源分析的遗留问题； c) 因设计方案调整、成套设备厂家文件的确定等各种原因而导致的设计变更； d) 业主或相关监督管理机构要求对项目的某部分或全部实施的 HAZOP 分析。 6 项目安全对策措施 6.1 项目安全对策措施设计原则 6.1.1 事故预防优先原则 按事故预防优先原则排序： a) 采取本质安全设计的方法消除或削减危险 1) 削减：最大限度地减少危险物资的用量、储存量； 2) 替代：如果做不到削减，则选用危险性相对较小的物质及风险系数小的流程，尽可能减少安全措施的使用； 3) 缓解：通过温和反应条件将危险的状态减到最弱； 4) 简化：设计的设备应消除不必要的复杂性，使操作不容易出错，并且容许发生的错误。 b) 采取预防事故的设施，防止因装置失灵和操作失误导致事故的发生： 1) 探测、报警设施； 2) 设备安全防护设施； 3) 防爆设施； 4) 作业场所防护设施； 5) 安全警示标志。 6.1.2 可靠性优先原则 按可靠性优先原则排序： a) 采用被动性安全技术措施，不需要启动任何主动动作的元件或功能来消除或降低风险，例如 1) 防油防溢堤； 2) 防火防爆墙； 3) 较高压力等级的设备和管道。 b) 采取主动性安全技术措施，能够自动启动预防事故发生、或减轻事故后果的功能，例如： 1) 安全仪表系统（SIS）； 2) 泄压装置。 c) 采取程序性管理措施，预防事故的发生，例如： 1) 标准操作程序； 2) 紧急响应程序； 3) 特殊培训程序； 4) 安全管理制度。 6.1.3 针对性、可操作性和经济合理性原则 a) 根据化工建设项目的特点和对风险评价的结论采取有针对性的安全对策措施；; b) 安全对策措施应在经济、技术、时间上具有可行性和可操作性； c) 当安全技术措施与经济效益发生矛盾时，要统筹兼顾、综合平衡，在优先考虑化工安全技术措施要求的同时，避免采取不必要的过高标准所造成的工程建设投资和操作运行费用增加。 6.2 项目安全对策措施应严格执行相关法规、标准、规范、规定的要求 a) 项目安全对策措施设计涉及大量技术和管理方面的法规、标准、规范、规定，设计各专业应严格识别和执行相关法规、标准、规范、规定的要求。 b) 设计单位应建立并保持程序，以识别和获得适用法规、标准、规范、规定的要求；应及时更新有关法规、标准、规范、规定要求的信息，并将这些信息传达给所有设计人员和其他有关的相关方。
