应加强环保工程全生命周期管控

发布日期:2022-05-06 15:34

来源:中国环境报

作者:乔建华

     今年以来,环保设备安全事故频频牵动着大众神经。记者梳理发现,近年来发生的环保设备安全事故涉及多方面,包括污水处理厂水解酸化车间爆炸,锅炉布袋除尘器钢结构支撑件因老化发生坍塌,脱硫脱硝环保系统起火、闪爆等。

如何减少环保工程安全事故?中冶集团节能环保专家、清华大学环境学院梁思懿博士从环保工程设计这一角度提出,应加强对环保工程全生命周期的管控。本报记者对此进行了专访。

环保工程全生命周期各阶段关联性容易被忽视

问:近年来环保设备安全事故频频发生,从环保工程设计的角度来看,存在哪些漏洞?

梁思懿:环保设施的安全风险除了施工作业过程中的火灾风险,生产使用环节的火灾、中毒风险等,还包括环保工程自身的设计施工安全。

美国职业安全与健康研究所曾对数百项致命工程事故案例进行剖析,发现其中约40%可通过工程设计阶段的改进而避免,在设计阶段充分评估并消除风险因素是安全管理中最有效的举措。

在工程项目设计阶段,设计工程师应从保障施工人员、运维人员作业安全角度,再遵守相关标准和要求的情况下,通过规范设计和优化设计来消除可能的危险源,从而达到减少安全事故发生的目的。

近年来环保工程事故频发,使我们越来越清晰地认识到环保工程自身生产安全的重要性。传统安全管理模式容易忽视环保工程全生命期各阶段的关联性,特别是忽略工程设计作为首要环节对后续施工、运行阶段的安全影响。

问:如何在全生命周期的不同阶段加强安全管控?

梁思懿:环保工程的全生命周期可分为四个阶段:决策阶段、设计阶段、建设阶段、运行阶段和终结阶段。每个阶段都有与之对应的安全管控任务。有机结合起来形成统一体,就是环保工程全生命周期管控。

这和项目安全风险的特征是对应的,项目风险在全生命周期中是动态变化的,在不同阶段可能遭遇的风险不同,产生的影响也不尽相同,相适应的安全管控侧重点也有所差别。所以安全管控实质就是一个纠偏过程,这个过程应该有连续性,并持续贯穿工程全生命周期。

针对近期发生的几起脱硫脱硝环保设施运维引发的火灾问题,我认为加强核心设备的质量管控非常重要,从实际操作上讲,应该加强设计要求、加强设备建造管理,加强运行方的现场核验,以防止安全事故。

另外,运维阶段的安全管控也至关重要,管控重点主要包括:从运维角度科学进行风险识别;根据风险类别实施分级管理;建立完备应急预案和体系;此外,针对开展第三方专业委托运维也很重要,特别是一些特殊风险点,委托专业的运维公司进行管理,是消除风险源的有效举措。

警惕新风险、新隐患,增强安全防控

问:环保工程设计如何更好地减少安全问题?

梁思懿:首先,应该正确认识环保工程安全管控的复杂性。特别要对环保新工艺、新方法带来的新风险、新隐患增强安全防控。

环境工程学科是一门跨学科相互交叉渗透的综合性学科,极具复杂性。从工程设计角度看,设计师应充分认识环境工程学科的“动态多元”特征和工程设计的“创新创造”属性,这是做好环保工程自身安全管控的前提。

很多工业环保设备/设施往往随着主体生产工艺技术的变革而产生新的安全风险点。比如目前我国钢铁工业为实现“双碳”目标,正在积极探索以富氢焦炉煤气为还原气体的竖炉直接还原氢冶金技术替代传统高炉炼铁技术,新的生产工艺变革也会给环保设备/设施带来新的安全风险;在氢冶金系统中循环水处理单元的工程设计需考虑高压、高温液态水中氢气、一氧化碳、甲烷等气体的有效脱除和泄漏风险防控等新问题。

目前,我国环保产业正处于高速发展期,多专业融通,技术迭代快,新工艺、新设备和新方法层出不穷,这就要求环保工程设计中的危险源分析和防控策略务必做到充分认知、及时调整、与时俱进。

另外,工程设计阶段的安全设计主要通过安全专篇和施工图的形式体现,并向施工单位、建设单位、运行单位等进一步传递安全设计相关内容。

但环保工程专业融通多,技术迭代快,可以说日新月异,最近还有不少用核辐射进行水处理的案例,这就需要在设计阶段加强对风险源的有效识别和科学评价,力争早期发现潜在危险因素,制定相应防范措施。同时,加强数字化设计的手段是非常有效的,数字化设计一般采用BIM三维技术,设计成果变现直观,便于收集各方信息。

在实际案例中,有些工厂的老师傅安全经验非常丰富,看三维模型没有障碍,但却看不懂相关图纸,他们其实可以把安全经验反向传递给设计师,这对保障环保工程安全大有好处。另外,对运行方而言,数字化交付工程信息保存完整,可追溯性强,可为运行期的智能安全管控提供基础平台。

哪些技术可减少安全事故发生?

问:随着新技术的迭代发展,哪些技术能够帮助企业减少环保设备安全事故发生?

梁思懿:随着我国工业经济逐步向数字经济转型过渡,不少企业正在打造三维数字化设计平台,致力于在设计阶段为工程注入数字化基因,通过编码关联和数据库构建等方式,实现工程数据资产的完整性数字化交付。实践证明其优势十分明显。

一方面,依托BIM技术,可提升工程设计的可视性,使原先依托图纸表示的大量工程信息以直观的三维图形图像的形式静态或动态展现,信息传递跨越图纸语言障碍,避免理解偏差,提高沟通效率,普适性大大提升,有助于更早发现工程设计安全隐患,减少或杜绝安全缺陷。

另一方面,数字化设计过程可赋予工程元件更完整的安全要素信息,比如很多数字化软件,在定制过程中融合了环保专业的安全标准、技术标准、操作手册等,可有效降低设计失误率。特别是施工和运行阶段的安全规则录入可弥补设计工程师对施工和运行安全方面知识和技能的不足。

此外,工程数字化设计是工程数字化交付的前提。工程数字化交付成果汇集了工程设计、采购、施工、安装、调试全过程信息数据,并可与工程运维系统实现数据无缝传递,为后续安全生产管控、安全问题追溯、应急预案制定等提供了重要依托。同时,也为实现不安全因素自动识别、安全风险智能预测、安全事故智能推理等功能的深度开发提供基础平台。

   相比传统工程设计方式,数字化工程设计将大大提升环保工程设计的安全性。目前,我国工程设计行业的数字化转型正在逐步提速,相信在未来,工程设计数字化转型在环保工程安全防控中将发挥越来越重要的作用。

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