本质安全理论
本质安全管理理论基础：本质安全
本质安全管理理论基础：本质安全本质安全从20世纪90年代开始逐渐成为安全管理研究的一个热点问题，一些人认为它是一种全新的安全理念，将会从根上改变人类在事故治理和预防上的被动局面。
但是，我们知道任何新技术新思想都不是凭空创造的，都需要以已经存在的部分作为基石，本质安全思想也毫不例外，它的出现反映出人类在事故预防技术及思想上的脆弱性以及对安全性的渴求。
面对着频繁发生的空难、海难、矿难以及大量难以预测和预防的自然灾害，如地震、海啸、山体滑坡、泥石流及雪崩等，人们期盼着找到一种有效途径，从此可以一劳永逸的预防甚至是杜绝事故，于是人们在安全管理实践中进行了广泛而深入的探索，提出了大量事故成因理论，如人为失误论、骨牌论、综合论等等，试图从源头入手，对事故进行预防和治理。
似乎每一种理论都很美好，但现实世界的事故及灾难仍然漫不经心的发生，对人类的种种美好愿望和殷切期盼显得如此漠不关心。
究竟是现有的理论存在欠缺?还是事故本身就具有不可预测性和预防性?本质安全管理思想的出现能够从根本上改变这种现状吗?面对种种疑惑，本文将从本质安全概念的诠释入手，对本质安全管理理论体系进行必要的梳理。
1 本质安全管理思想的由来及本质安全的诠释1.1 本质安全管理思想的由来本质安全概念的提出距今已过半个世纪，最初该概念源于20世纪50年代世界宇航技术界，主要是指电气系统具备防止可能导致可燃物质燃烧所需能量释放的安全性(Thesafety of electrical systems in preventing energy release which might cause flammable substances to ignite)。
在本质安全概念明确提出之前，就有与此概念非常接近的概念，也就是所谓“可靠性”。
如美国航空委员会在1939年提出飞机事故率的概念和要求，这有可能是最早的可靠性概念；1944年纳粹德国试制V-2火箭时提出了最早有关系统可靠性概念，即火箭可靠度是所有元器件可靠度的乘积。
本质安全理念用语摘录
本质安全理念用语摘录1. 什么是本质安全理念本质安全理念是指在设计和运行过程中，通过采用可靠的措施和技术，减少或消除事故发生的可能性以及减轻事故的后果。
本质安全追求的目标是预防事故的发生，而不是通过事后控制来限制事故的损失。
2. 本质安全的基本要素本质安全的基本要素是一个系统性的整合概念，可以通过以下几个方面实现：2.1 设计和工程在设计和工程方面，本质安全需要考虑以下要素：•设计和工程的基本原则：安全至上、综合平衡、风险可控。
•安全设施和装置的设计：合理的布局、可靠的性能和保护能力。
•安全性分析与评估：对可能产生的危险进行分析和评估，设计相应的防护措施。
•事故应急预案：制定有效的紧急处理措施和预防事故的应急预案。
2.2 运营和管理在运营和管理方面，本质安全需要考虑以下要素：•安全生产管理体系：建立完善的安全管理体系，包括安全制度、规章制度和操作规程等。
•安全培训与教育：对从业人员进行安全培训，提高他们的安全意识和技能。
•审核和检查：定期进行安全检查和审查，确保设施、装置和工艺的正常运营。
•事故调查与分析：对事故进行调查与分析，找出事故原因和改进建议。
2.3 安全文化和宣传在安全文化和宣传方面，本质安全需要考虑以下要素：•安全价值观念：培养员工的安全意识，使其将安全视为首要任务。
•安全教育与宣传：通过各种渠道宣传安全知识，提高公众对安全的关注。
•安全奖励和激励：通过奖励和激励机制，激励员工积极参与安全工作。
3. 本质安全的重要性本质安全的重要性体现在以下几个方面：3.1 事故风险的降低本质安全的实施可以降低事故发生的可能性，减少人员伤亡和财产损失。
通过合理的设计和工程措施，可以避免或减少潜在的危险，提高系统的安全性能。
3.2 经济效益的提高本质安全可以减少事故对生产经营活动的影响，避免因事故导致的停产、停工和停业，从而提高企业的经济效益。
此外，本质安全还可以降低保险费用和维护成本。
3.3 公众信任的获取本质安全的实施可以增强公众对企业的信任和认可。
对本质安全的理解
对本质安全的理解本质安全是指在工程实践中从根本上保证安全的措施和手段，它依赖于系统设计者在设计和构建过程中采取的自然和物理原理，而不是依赖于人类因素。
这种安全设计理念主要是针对可能发生事故的危险工艺系统、设备和产品的设计，它主张将事故隐患设计时从根源上消除。
本质安全可以有效减少意外事故发生的概率，从而大幅度提升工业生产安全性和质量，保护员工和公众的人身安全。
在本质安全的理解中，关键在于从危险源头去除隐患，而不是依赖于事后的应急处理措施。
本质安全设计首先需要对系统进行全面的危险识别和风险评估，确定可能造成事故的危险因素，并根据危险源头的特征采取适当的安全措施和技术手段来预防事故发生。
这些安全措施包括改进设备、改变原材料、调整设计标准等，其目的都是针对危险源头进行有效措施遏制，从而填补“人为因素”的漏洞，从技术上实现真正的安全保障。
本质安全的理念是源于国外石化企业在20世纪60年代致力于尝试对装置的本质安全性进行提升，以避免毁灭性事故的再次发生。
在中国，随着经济的快速发展和工业化程度的不断提高，简单粗暴的事后安全管理措施已经无法满足日益增长的安全需求。
在这个背景下，本质安全逐渐成为我国工业领域重要的安全理念之一。
在实际应用中，从仪器控制到机械结构等多方面都有本质安全的应用，比如说进行高温、高压反应时，选择更稳定、更可靠的反应材料与反应条件，以降低意外发生的概率，同时在操作期间更加安全。
而对于设计师而言，本质安全不仅仅是实践安全要求的对策，更是对工程家们责任与良知的追求。
总之，本质安全是将“事故隐患”从技术上去除，从设计角度入手，摒弃“事后管理”思想，其实质是保证生产生活中工业安全的有效手段。
在这个社会责任和人类安全至上的时代，本质安全迎来越来越多的关注和推广，只有以本质安全为指导思想的设计理念才能为人类创造出一个更加美好安全的未来。
石油化工企业本质安全理论实践及方法
石油化工企业本质安全的重要性
预防事故发生，保障员工 生命安全
提高企业安全管理水平， 增强竞争力
符合国家法律法规要求， 履行企业社会责任
降低企业风险，提高经济 效益
本质安全管理体系的构成
人员：培训、意识、技能 设备：维护、检查、更新 管理：制度、执行、监督 环境：监测、评估、控制
组织与策划
建立完善的安全管理制度和 操作规程，确保员工遵守
推进科技兴安，提 高企业本质安全水 平
安全文化建设的实践与案例
实践一：定期 开展安全培训
和演练
实践二：建立 完善的安全管 理制度和操作
规程
实践三：鼓励 员工参与安全 文化建设活动
实践四：引入 先进的安全管 理技术和设备
信息化管理的概念与内涵
信息化管理是指利用信息技术手段对企业的生产、经营、管理等环节进行全面数字化处理，以 提高企业的管理效率和决策水平。
检查制度：制定 定期检查和不定 期抽查制度，确 保各项安全措施 得到有效执行
隐患排查：及时 发现和整改安全 隐患，防止事故 发生
应急预案：制定 应急预案安全文化的定义：指在生产、经营活动中所形成的安全意识、安全价值观和安全行为规范的 总和。
安全文化的内涵：包括安全理念、安全制度、安全行为规范等方面，是企业文化的重要组成 部分。
案例分析：某石油化工企业 的持续改进实践及其成效
持续改进的目标：提高本质 安全水平，降低事故风险
经验总结：持续改进是管理 体系不断完善的重要手段
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定期进行安全培训和教育， 提高员工的安全意识和技能
成立专门的安全管理机构， 负责制定安全政策和标准
制定应急预案，建立应急救援 队伍，确保在紧急情况下能够
本质安全管理理论基础：本质安全
本质安全管理理论基础：本质安全引言工业化进程的加快，推动了化学工业的快速发展。
在化学工业生产过程中，安全事故时常发生，给人民生命财产造成了巨大的损失。
为了减少化学工业生产中的事故，化学工程领域对于安全性的提升一直是一个重要而又紧迫的话题。
近年来，本质安全理论逐渐成为化学工业安全管理领域的一个热点，因其被认为是一种全新的、自我调节的安全思维方式，本质安全开始逐渐受到业界和学术界的注重。
本质安全的定义本质安全是以化学工业生产过程中固有安全性为基础的一种先进安全管理理论。
所谓固有安全性，指的是在一定工艺条件下，在质料、设备及其操作中产生的危险作用，其的结果不会导致不可接受的损失，这就是基于本质安全理论的安全行动的确立。
本质安全思想的提出1962年，美国发生了Cleavland燃气事故，造成130人死亡，3000余人受伤，损失2800万元。
此事故史称美国工业的“切尔诺贝利事件”。
两年后，英国柏灵顿会议(Congress Bollington)正式提出“先建立最安全的设计方案，尽量减少需要依靠接管、安全设施和操作员判断的场面，而使生产过程中的所有操作任何误差发生也不会违反安全极限”这个原则，即本质安全原则。
本质安全理论的核心文献本质安全理论最早由AZ公司创立。
1974年，AZ公司参加著名的罗斯韦尔公社会议，提出了本质安全原则，要求制定本质安全、别无选择的技术路线，引发了化工领域的思考。
本质安全理论的核心文献是柏灵顿会议的《本质安全报告》。
本质安全理论和传统工程设计的区别本质安全理论和传统工程设计的区别主要在于透彻理解和应用固有安全性的概念。
传统的化工设计是基于一个维度的系统优化，依据经济性以及保护工人、环境、公众安全的预算，在可控范围内避免事故伤害。
但由于存在诸多不可预测因素，比如操作员环境变量、设备、组件等等，这些变量会给化工生产带来意想不到的风险。
本质安全设计，是基于固有安全性概念，通过使用最先进的技术实现化工设施的安全性最大化，并将其纳入制造过程中的每个阶段。
本质安全的理念和思路
在保障安全的前提下，本质安全理念 追求生产与安全的平衡发展，实现长 期稳定的运营。
全员参与，共建共享
全员责任
本质安全认为安全不仅是管理层的责任，而是全体员工共同的责任，每个员工 都应参与到安全管理中。
共建共享
通过全员参与，共同建设一个安全的工作环境，并共享安全带来的成果和益处 。同时，员工之间应相互监督、学习，不断提高整体的安全水平。
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本质安全的思路
从源头抓安全
预防为主
本质安全的思路强调从源头开始预防安全事故的发生。通过 提前识别和评估潜在风险，并采取相应的预防措施，可以最 大限度地减少安全事故的可能性。
设计安全性
在产品设计和开发阶段，应充分考虑安全性因素，确保产品 在设计上具备本质安全的特点。这包括采用可靠的技术和材 料，以及进行充分的安全测试和验证。
实践成果展示
事故率降低
展示企业通过本质安全实践后，事故率的降低情况，以及 与前期的对比数据。
安全意识提升
说明企业员工在安全意识方面的提升情况，如安全培训参 与度、安全行为观察等。
获得荣誉与认证
展示企业通过本质安全实践获得的行业荣誉、认证情况， 如安全生产标准化企业、ISO 45001职业健康安全管理体 系认证等。
预防为主，注重因果关系
本质安全注重预防事故的发生，强调从事故的因 果关系中找出根本原因，从而消除事故隐患。
3
强调全员参与和持续改进
本质安全理念认为安全是全员的责任，要求所有 员工都参与安全管理，并通过持续改进提高安全 水平。
未来安全工作展望
推广本质安全理念
将本质安全理念贯穿于各个行业和领域，提高全社会对安全的关 注和重视程度。
本质安全的重要性
精选创建本质安全型企业理论与方法
Industry Magt. Solution Ltd R
· 印度博帕尔
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P H 普宏
Industry Magt. Solution Ltd R
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美国联合碳化物公司在印度博帕尔农药厂异氰酸甲酯泄漏 的恶性中毒事故
1. 中和装置 2. 气体焚烧塔
碱液浓度不够 检维修关闭
中和装置
气体焚烧塔
零事故
管
人
理
员
本
本
质
质
安
安
全
全
化
化
安
工 艺 设
环 境
全
备
本
本
质
文
质
安
安
全
化
全 化
化
本质安全型企业
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二．本质安全型企业的含义基本内容和特征
实现管理本质安全化的基本内容 ➢ 要求企业在满足国家法律法规的前提下，制订和实 施高标准的安全规范和规章制度，形成完善的安全 、职业健康和环境管理体系； ➢ 安全管理要从传统的问题发生型逐渐转向现代的问 题发现型管理，并运用安全系统工程学原理，进行 科学分析，做到提前预防； ➢ 事故管理要从后果型逐渐转向预测预防型；
3. 水封装置
压力不够
水封装置
4. 罐冷却系统
关闭
5. 预备储罐
阀门关闭
预备储罐
罐冷却系统
由于本质安全管理中的管理、行为和工艺设备，三大管理严重失 效，从而导致了成千上万人的伤害和环境影响。
P H 普宏
Industry Magt. Solution Ltd R
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一．本质安全的理论基础和应用
本质安全理论在中国安全管理方面的应用和发展 ➢ 近年来，创建本质安全型企业越来越受到中国政府和企业 的重视。尤其是在中国的煤矿企业，由于近年来重大和特 大事故频发，造成了重大人员伤亡和财产损失，同时也影 响到了国家和企业在国际和国内的形象和声誉。为此， 2007年11月，国家安全生产监督管理总局颁布了《关于创 建本质安全型煤矿的指导意见》（征求意见稿），阐述了 建立本质安全型煤矿的内涵及主要特征和要求：
本质安全理论与配网安全运营管理
本质安全理论与配网安全运营管理引言随着电力系统自动化、信息化、智能化的深入发展，配电系统的运行和管理方式已经发生了深刻变化，然而也带来了越来越多的电网安全隐患。
为了保证电力系统的安全、稳定和可靠运行，电力企业应依据本质安全理论，进行配网安全运营管理。
本文将从本质安全理论和配网安全运营管理两个方面对相关问题进行探讨。
本质安全理论传统上，电力系统安全运营以满足周围环境和运行条件要求为标准。
然而随着配电系统自动化、信息化、智能化的发展，电力系统结构和运行方式已经发生了深刻的变化，这也意味着安全的标准、方式和手段也需要相应地变化。
本质安全理论，即本质安全概念，是由前苏联核工业领域引入的一种安全概念，意在降低系统安全风险。
本质安全理论认为，通过降低系统的固有危险性，来实现系统本质上的安全。
本质安全理论的核心是通过设计和运营的方法降低固有危险性，提高系统的可靠性。
具体来说，本质安全理论实现需要以下几个步骤：1.实现系统的基本安全要求2.减小灾害的范围和影响3.提高系统的容错性在实践中，本质安全理论可以通过多重保护系统、良好的系统运行和维护以及完善的安全保障机制来实现。
这些方法可以有效地降低系统的固有危险性，提高系统的稳定性和可靠性。
配网安全运营管理在实施本质安全理论的同时，电力企业还需根据应用场景和发展需求，以及外部环境和政策法规等因素，进行配电系统安全运营管理。
电力企业的配电系统安全运营管理涉及多个方面，具体可归纳为以下几个方面：1. 系统安全管理配电系统的安全管理是配电系统安全运营的基础。
电力企业需要制定安全管理规章制度、组织各种安全培训等措施，加强系统安全意识和责任意识培养，对人员安全行为和安全生产进行管理，确保配电系统的安全运行和安全生产。
2. 安全隐患排查电力企业需要对配电系统进行定期巡检和安全隐患排查。
在排查中，应注重对配电系统的重要节点、易发故障设备和设施、关键时区、可能发生安全事故的因素进行重点排查，针对发现的安全隐患，采取即时纠正或积极整改措施，确保配电系统的安全性。
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本质安全理论
我国开始从事本质安全电路理论研究的时间要追溯到上个世纪五十年代，虽然我国起步比较晚，但是从目前国内的发展状况来看，无论在理论研究方面，还是本质安全产品设计方面发展的速度都很快。
进入六十年代我国自行设计的矿用本质安全设备开始投入使用。
七十年代初我国设计的本质安全产品开始在石油、化工等领域应用［32］。
特别是最近几年国内在本质安全理论研究方面进步很快，已经接近国际水平。
对电阻性电路的放电特性从理论上分析研究［7］；在此基础上，通过大量的具体试验对电感电路先后进行了全面的研究和分析［33＿40］；此后，一些专家和学者又对电容性电路以及复杂电路的放电特性与引燃特性做了深入的研究和理论分析［41＿44］，并且分别建立了相应的数学模型。
在本质安全产品方面国内生产的相关产品与一些国家的同类产品相比，还存在着一定的差距。
国内生产的隔爆兼本质安全电源产品及相关产品较多，如：KDW15／16／22隔爆兼本质安全型电源箱、MCDX-III隔爆兼本质安全型不间断电源、DXJ-24矿用隔爆兼本安电源、 KDW17矿用隔爆兼本安电源、CK-26矿用隔爆兼本安电源、TK220矿用隔爆兼本质安全型电源等［45＿48］。
但其输出功率一般都比较小，很难满足目前煤矿生产的需求。
1 本质安全电路基本原理、分类及火花放电形式
本质安全电气设备防爆基本原理是：通过限制电气设备电路的各种参数或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现电气防爆［48］。
本质安全型电气设备根据其安全程度不同分为ia和ib两个等级。
ia等级是指电路在正常工作、一个或两个计数故障时，都不能点燃爆炸性混合物的电气设备。
ib等级是指电路在正常工作或一个计数故障时，不能点燃爆炸性混合物的电气设备［49］。
电路放电火花的基本形式为：火花放电、弧光放电、辉光放电和由三种放电形式组成的混合放电。
火花放电是在接通和断开电容电路时，击穿放电间隙中的气体而产生的，其特点是低电压大电流放电。
弧光放电是由某种形式的不稳定放电不断转化而产生的，如高压击穿时产生的放电形式，特点是：可以产生持续的电弧、电流密度大、放电能量集中、点燃周围爆炸性混合物的能力强，电感性电路放电形式属弧光放电。
辉光放电是在高电压小电流的条件下产生的放电形式，其特点是：放电能量不集中、能量散失大、点燃周围爆炸性混合物的能力差［29］。
由于弧光放电是最危险的放电形式，因此电感性电路是研究本质安全电路的重要内容。
2 本质安全电路相关的数学模型
本质安全理论创建以来，国内外许多专家学者对本质安全电路进行了大量的试验研究。
为了更好地描述本质安全电路的放电特性及其能量释放过程，借助以下相关的数学模型进行理论分析。
2.1 电感性电路电弧放电数学模型
由于电感性电路中有储能元件，在电路断开时会释放大量的能量，感应电压比电源电压高出许多倍，从而形成弧光放电，对周围环境中的爆炸性混合物引燃能力很强。
国内外专家学者对电感性电路做了大量的研究与理论分析得到相关数学模型。
（1）放电电流线性衰减模型
从能量释放的过程来看，认为放电电流是按照线性规律衰减。
当电感电路断开时，假设放电电流经过计算放电时间为从稳态工作电流按线性衰减规律降到零，所以称为线性衰减模型（见图1）。
电感电路实际放电时间与稳态工作电流和电路中电感量有关。
图1 简单电感电路及放电电流线性衰减模型
数学函数式为：⑴
放电能量函数为：⑵
放电能量函数为：⑶
上述公式中各个符号代表的含义分别为：
i(t)－放电电流 (A)；
L－电感量 (H)；
I－稳态工作电流 (A)；
t－实际放电时间 (s)；
T－计算放电时间 (s)；
u(t)－放电电压（V）；
E－电源电压（V）；
R－限流电阻（Ω）；
W—电路释放的能量（J）。
从上述函数关系式可以看出：电路释放的能量分为两部分，一部分为电路中电感储存的能量，另一部分为电源提供的能量。
另一种假设为：电路中的电流经过计算放电时间从稳态工作电流衰减到某一个值（有些资料称为：截弧电流），从而建立了放电电流衰减双直线模型（见图2）。
放电电流为：⑷
放电电压为：⑸
放电能量为：⑹
式中各符号的含义同上。
放电电流双直线模型表明：电路的放电能量同样是由两部分构成。
其中为电路中电感释放的能量；为
电源提供的能量［7］。
利用放电电流线性衰减模型分析电路释放的能量，分析过程简单，但是与具体的电流、电压变化曲线不一致，存在一定的误差。
（2）放电电流抛物线模型
假设放电电流经过计算放电时间为从稳态工作电流下降到截弧电流，则电流变化曲线为不完全抛物线模型［9, 23, 32—35］。
放电电流为：⑺
放电能量为：⑻
假设放电电流经过计算放电时间为T 从稳态工作电流I下降零I 1，则电流变化曲线为完全抛物线模型。
放电电流为：⑼
放电能量为：⑽
抛物线模型使得用于理论分析的电流变化趋势更加接近实际电流的变化衰减过程。
（3）放电电流幂函数模型
放电电流线性衰减和抛物线模型都可以写成幂函数的形式，也就是可以描述成放电电流幂函数模型［7, 36, 38］。
放电电流衰减到截弧电流：
放电电流为：
放电能量为：⑾放电电流衰减到零：
放电电流为：⑿
放电能量为：⒀
（4）静态伏安特性模型
由于本质安全电路属于低电压、小电流、放电电弧短的情形［7, 35, 39, 40］，所以电路伏安特性方程为：
⒁
（5）动态伏安特性模型
为了更加准确描述放电电流、电压的动态过程，对电感电路进行实际测试并绘制伏安特性曲线得出动态伏安特性模型［7］。
伏安特性方程如下：
⒂
上式中 Vg－电弧电压（V）；
Vmax－电弧电压最大值（V）；
&nb
sp; Varc min－最小建弧电压（V）；
ig －电弧电流（A）；
I －电路稳态工作电流（A）；
由动态伏安特性模型可以得出：起弧的瞬间电压即为最小建弧电压，流过的电流为电路稳态工作电流。
当电弧电流衰减到零时，电弧电压达到最大值。
2.2 电阻性电路电弧放电数学模型
当电感性电路中的电感为零时即转换为电阻性电路，其放电形式与电感性电路的放电形式类似，放电能量减小，引燃能量降低［7］。
电阻性电路的放电能量公式为：
⒃
其中系数
电阻性电路形成放电电弧的条件为：电源电压大于最小建弧电压。
在参考文献［7］中提到：的数值应大于1的时，⒃式成立。
否则，⒃式不成立。
主要是由于电路断开瞬间断点处存在电弧电阻，形成最小建弧电压的缘故。
上述本质安全电路数学模型的建立，是以线性本质安全电源为基础进行的理论研究。