??? 摘要：長北氣田由中國石油與殼牌石油公司合作開發(fā)。在該合作項(xiàng)目實(shí)施過程中，合作雙方始終將HSE“零事故”作為首要目標(biāo)，并為此制定了相應(yīng)的程序和管理制度，尤其是在生產(chǎn)系統(tǒng)本質(zhì)安全化管理方面有獨(dú)特之處。為此，對比了中國石油與殼牌石油公司在生產(chǎn)工藝系統(tǒng)本質(zhì)安全化方面的差異，總結(jié)出長北項(xiàng)目生產(chǎn)工藝系統(tǒng)本質(zhì)安全化有以下特點(diǎn)：①本質(zhì)安全化貫穿于整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工以及生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)全過程，且有相應(yīng)的控制和管理方法；②本質(zhì)安全化的費(fèi)用投入最低、合理、可行；③安全儀表系統(tǒng)性能穩(wěn)定，故障率低，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護(hù)；④生產(chǎn)工藝系統(tǒng)建成后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行嚴(yán)格試車，確保后期操作安全平穩(wěn)；⑤利用先進(jìn)的SAP系統(tǒng)對工藝設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理，保證工藝系統(tǒng)安全可靠。

??? 關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；長北氣田；工藝系統(tǒng)；本質(zhì)安全化；殼牌石油公司；安全生產(chǎn)；管理

??? 2005年長北合作項(xiàng)目正式進(jìn)入商業(yè)開發(fā)。該項(xiàng)目是目前中國陸上天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域最大的對外合作項(xiàng)目，殼牌(中國)勘探與生產(chǎn)有限公司與中國石油共同承擔(dān)了開發(fā)作業(yè)任務(wù)，具備年供氣30×10⁸m³、穩(wěn)產(chǎn)10年的能力。項(xiàng)目實(shí)施過程中，合作雙方始終將HSE業(yè)績表現(xiàn)作為首要目標(biāo)，并制定了一系列相關(guān)程序、措施和管理制度，尤其是在生產(chǎn)系統(tǒng)本質(zhì)安全化管理方面獨(dú)具特色。

??? 本質(zhì)安全一詞產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，源于電氣設(shè)備防爆構(gòu)造設(shè)計(jì)。狹義的本質(zhì)安全一般是指機(jī)器、設(shè)備本身所具有的安全性能，即是指機(jī)器、設(shè)備等自身物質(zhì)和工藝設(shè)計(jì)條件能夠自動(dòng)防止操作失誤或引發(fā)事故。廣義的本質(zhì)安全指包括“人-機(jī)-環(huán)境-管理”這一系統(tǒng)表現(xiàn)出的安全性能，通過優(yōu)化資源配置和提高其完整性，使整個(gè)系統(tǒng)安全可靠。基于這一系統(tǒng)和安全管理體系的本質(zhì)安全理念認(rèn)為，所有事故都是可以預(yù)防和避免的^[1]。

??? 本質(zhì)安全化就是為使生產(chǎn)裝置、設(shè)備、系統(tǒng)以及安全措施等達(dá)到本質(zhì)安全而進(jìn)行的研究、設(shè)計(jì)、改造和強(qiáng)化實(shí)施與管理的過程。目的是用科學(xué)技術(shù)尤其是安全科學(xué)技術(shù)的一切成就，使生產(chǎn)現(xiàn)場所形成的事故條件(或因素)從根本上得以消除；若暫時(shí)達(dá)不到這種要求，則可采取多種、多重的安全技術(shù)措施，形成最佳組合安全保障系統(tǒng)，以最大程度地實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)^[2]。

??? 長北項(xiàng)目生產(chǎn)工藝系統(tǒng)本質(zhì)安全化體現(xiàn)在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工以及生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)管理的整個(gè)過程，通過在不同階段采取不同的措施，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的本質(zhì)安全化。

2.1.1重視設(shè)計(jì)前的專項(xiàng)評估

??? 長北項(xiàng)目在概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)階段，先后開展了一系列由第三方完成的專項(xiàng)評估，如電器安全性操作分析、儀表保護(hù)功能研究、價(jià)值工程研究、安全工程研究、噪音研究、危險(xiǎn)性分析、危險(xiǎn)及可操作性分析、消防分析、火災(zāi)爆炸性分析、定量危險(xiǎn)性分析、人力因素工程研究、設(shè)備HSE案例分析、安全性評估等。通過前期專題論證，對確定合理的工藝模式和設(shè)備選型提供了可靠的依據(jù)，提高了整個(gè)工程的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性。

2.1.2采用雙重標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場布局安全合理

??? 長北項(xiàng)目從工程的實(shí)用性、安全性和先進(jìn)性出發(fā)，在設(shè)計(jì)時(shí)除了遵循中國國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，同時(shí)還滿足了殼牌公司DEP(設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐)的最低標(biāo)準(zhǔn)，兩者比較按規(guī)定嚴(yán)格者執(zhí)行。根據(jù)《原油和天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50183-2004的要求，將長北天然氣處理廠主要?jiǎng)澐譃橹餮b置區(qū)、輔助裝置區(qū)、公用設(shè)施區(qū)、消防區(qū)、辦公及生活區(qū)5個(gè)功能區(qū)?？偲矫娌贾冒次ｋU(xiǎn)等級分區(qū)布置，主裝置區(qū)在廠區(qū)的中央，其他功能區(qū)塊圍繞主裝置區(qū)而建，辦公及生活區(qū)在廠區(qū)的上風(fēng)向，兩套主裝置區(qū)之間以及主裝置區(qū)與其他功能區(qū)之間的距離都遠(yuǎn)大于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到了安全可靠、布局合理的目的。

2.1.3獨(dú)立的安全儀表保護(hù)系統(tǒng)，提高裝置安全性

??? 長北氣田試生產(chǎn)作業(yè)區(qū)(Trial Production Operation，簡稱TPO)在2005年升級改造時(shí)，采用了具有安全聯(lián)鎖保護(hù)功能的TRICON系統(tǒng)；增加了用于實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖保護(hù)功能的檢測儀表；在集氣站進(jìn)出口天然氣管線、分離器排污管線上增加了緊急切斷閥以及配套的儀表系統(tǒng)；在裝置區(qū)周圍增加了紅外對射可燃?xì)怏w探測儀、火焰探測儀。更新后的控制系統(tǒng)既保留了過程控制功能，又增加了儀表保護(hù)功能，提高了生產(chǎn)裝置的安全可靠性^[3]。

??? 長北氣田天然氣處理廠及井叢的自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了DCS、IPS、FGS相結(jié)合的控制、監(jiān)測、保護(hù)系統(tǒng)。與國內(nèi)較早的控制系統(tǒng)不同之處在于，將聯(lián)鎖保護(hù)功能和火焰及氣體探測功能徹底地從DCS系統(tǒng)中分離出來，分別形成獨(dú)立的IPS、FGS系統(tǒng)。不僅減輕了DCS的負(fù)擔(dān)，也大大提高了聯(lián)鎖保護(hù)功能和火焰及氣體探測功能的靈敏度和可靠性。DCS(Distributed Control System集散控制系統(tǒng))主要實(shí)現(xiàn)井叢、中央處理廠的生產(chǎn)控制、數(shù)據(jù)監(jiān)控；IPS(Instrumented Protective System儀表保護(hù)系統(tǒng))是在生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，為保護(hù)人員和工藝設(shè)備的安全而進(jìn)行的停車控制系統(tǒng)；FGS(Fire and Gas System火焰及氣體監(jiān)測系統(tǒng))用來監(jiān)測生產(chǎn)現(xiàn)場的火陷信號和檢測可燃?xì)怏w濃度。DCS、IPS、FGS在控理器、功能模塊、現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等方面相對獨(dú)立，相互補(bǔ)充，并有冗余備份，各系統(tǒng)之間通過MODBUS協(xié)議進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)了井叢及長北天然氣處理廠的遠(yuǎn)程控制。

2.1.4合理的工藝流程，降低了操作風(fēng)險(xiǎn)和難度

??? 針對長北氣田天然氣不含硫化氫，但含有微量凝析油的特點(diǎn)，我們先后在TPO榆林集配氣總站進(jìn)行了兩套低溫分離工藝設(shè)備的試驗(yàn)，分別為：①一級分離-板翅式換熱器-節(jié)流-二級分離-預(yù)過濾器-氣液聚結(jié)器-低溫三級分離器-板翅式換熱器外輸；②分離-三組管翅式換熱器-節(jié)流-低溫分離器-三組管翅式換熱器-外輸。通過對比，確定了長北氣田天然氣處理廠前期采用分離、預(yù)冷、JT閥節(jié)流、低溫分離的處理工藝，后期采用分離、增壓、預(yù)冷、丙烷制冷低溫分離的處理工藝。此套低溫分離工藝流程不僅換熱效果更好，而且設(shè)備數(shù)量大幅度減少，操作難度和風(fēng)險(xiǎn)以及運(yùn)行費(fèi)大大降低^[4]。

2.1.5重點(diǎn)設(shè)備選型先進(jìn)、留有備用

??? 為了確保長北氣田生產(chǎn)工藝系統(tǒng)安全可靠、高效運(yùn)行，在低溫分離工藝設(shè)備選型時(shí)，選用了國內(nèi)外成熟、先進(jìn)的固定管板式換熱器和裝有殼牌專利產(chǎn)品——SMS高效分離元件的低溫分離器，減少了系統(tǒng)的故障率；同時(shí)對空壓機(jī)、導(dǎo)熱油爐、重點(diǎn)機(jī)泵等輔助設(shè)備采取一備一用，即使出現(xiàn)故障，也不至于影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行^[5]。