【關(guān)鍵字】基于性能，獨立保護層， IEC61508， ISA S84.01
Keywords Performance based, Independent Protection Layer, IEC61508, ISA S84.01
摘要 現(xiàn)在已經(jīng)有了一種范例，使用基于性能的標準來設(shè)計和分析流程操作和安全儀表系統(tǒng)。這些新標準為設(shè)計者提供一種“適用目標”的方法，滿足對于規(guī)避風(fēng)險的要求，而不是使用“最佳實踐”規(guī)則，可能導(dǎo)致過設(shè)計和超費用。
Abstract There has been a paradigm shift towards the use of performance-based standards for the design and analysis of process operations and safety instrument systems. These new standards allow the designer to provide a ‘fit for purpose’ system that meets the risk criteria rather than simply applying ‘best practices’ rules that may lead to over design and excessive cost.
基于性能規(guī)范的出現(xiàn):
對于工程師，過去十年最深刻的變化之一就是從說明性規(guī)范到基于性能標準的轉(zhuǎn)變。一個典型的說明性規(guī)范的例子是美國機械工程協(xié)會的規(guī)范。例如第七章中通用條款第125a 段落中的陳述，“在分割區(qū)域內(nèi)的所有壓力容器，不考慮容量和壓力，依照通用條款125至137的要求，必須提供壓力釋放設(shè)備”。其他的說明性例子包括電氣、消防和建筑規(guī)范。
這些傳統(tǒng)規(guī)范是基于“最佳實踐”的方法，即依靠過去的經(jīng)驗去指導(dǎo)將來的設(shè)計。 按照標準化設(shè)計的方法工作效果良好，規(guī)范中容易找到對于安全相關(guān)問題的解決方案。但是不管怎樣，說明性規(guī)范還是有幾處問題。首先，它們窒息了創(chuàng)新的生機，耽擱更好、高效和低價的實施方法。其次，為了能夠有效，說明性規(guī)范需要非常多的細節(jié)，所有可行性變化需要寫進規(guī)范。 在流程工業(yè)，這是一個比較頭疼的問題，要覆蓋許多不同的行業(yè)，包括：化工、石化、生化、石油與天然氣、食品加工、化肥、制藥、半導(dǎo)體和其他相關(guān)行業(yè)。在以上的每個行業(yè)中，又有眾多的流程，用于應(yīng)對材料的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)的改變。一個說明性的方法對于調(diào)節(jié)和標準化這些工業(yè)流程完全是一個不可能完成的任務(wù)。因為這個理由，流程工業(yè)幾乎沒有規(guī)章可循，直到本世紀的幾起重大災(zāi)害的發(fā)生，才迫使安全規(guī)章制度走進我們的生活。下面我們回顧一下這幾起嚴重事故：
· 塞韋索毒氣泄漏
1976年7月15日，意大利米蘭市郊附近塞韋索村一座使用劇毒化學(xué)品二氧芑制造除草劑的化工廠發(fā)生毒氣泄漏事故。事故發(fā)生時，一股煙云狀二氧芑排放到大氣中，接著塞韋索村的家畜無緣無故地死去。村里人恐慌不已，當局命令群眾從該村疏散。二氧芑的毒性極大，人體只要接觸到一點點便立即皮膚起皰，出現(xiàn)皮疹。在塞韋索毒氣泄漏兩周以后，每6個受檢居民中，就有1人呈二氧芑中毒癥狀。但更糟糕的是，二氧芑在人體內(nèi)的潛伏期很長，其毒性需要很多年才能從人體內(nèi)消除。二氧芑中毒能導(dǎo)致癌癥，孕婦中毒后，就會生育畸形嬰兒。在接觸二氧芑很長一段時間后所引發(fā)的疾病，目前醫(yī)療上尚難以解決。自塞韋索毒氣事故發(fā)生后，世界各國對涉及化學(xué)品的工業(yè)事故倍加警惕，對使用危險化學(xué)品的工廠也實施更嚴格、更安全的管理措施。
·印度博帕爾異氰酸甲酯泄漏事故
1984年12月3日凌晨，印度博帕爾市發(fā)生了震驚世界的毒氣泄漏事故。2日午夜，坐落在印度博帕爾市郊的聯(lián)合炭化殺蟲劑廠的一座儲存45噸異氰酸甲酯貯槽的安全閥突然松動。1小時后毒煙霧襲向這個城市，形成了一個方圓25英里的毒霧籠罩區(qū)。首先是近鄰的兩個小鎮(zhèn)上，有數(shù)百人在睡夢中死亡。隨后，火車站里的一些乞丐死亡。一周后，有2500人死于這場毒氣泄漏事故，另有1000多人危在旦夕，3000多人病入膏肓。在整個事故中，有15萬人因受毒氣危害而進入醫(yī)院就診，20多萬人雙目失明。
事故發(fā)生時，在博帕爾估計有1.2萬人居住在離聯(lián)合碳化物工廠只隔一條路遠的地方，沒有人事先告訴他們關(guān)于異氰酸甲酯的有關(guān)常識。氣體泄漏的那天夜晚，工廠的報警系統(tǒng)和備用系統(tǒng)一概失靈，3小時內(nèi)一次警報也未發(fā)出。工廠的620名雇員由于缺乏必要的安全措施，大難臨頭束手無策，各奔東西。博帕爾市的這次毒氣泄漏事故是20世紀最嚴重的一次有毒物質(zhì)泄漏事故。
·切爾諾貝利核事故
1986年4月26日，原蘇聯(lián)烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站第4號反應(yīng)堆發(fā)生爆炸，大量放射性物質(zhì)外泄，成為有史以來最嚴重的一次核污染。在這次事故中，31人當場死亡，233人受到嚴重的放射性損傷，附近13萬居民被緊急疏散，經(jīng)濟損失達35億美元。事故產(chǎn)生的放射性塵埃，隨風(fēng)飄散，使歐洲許多國家受到不同程度的污染。
這一重大事故不僅在歐洲，而且在整個世界引起強烈震動。事故發(fā)生至今，已有近萬人死亡，數(shù)十萬人受到輻射傷害。切爾諾貝利周圍地區(qū)的居民在事故發(fā)生后甲狀腺癌發(fā)病率成倍上升，而這只是開始。因為受到核輻射后甲狀腺癌的發(fā)病潛伏期長達20年左右才顯現(xiàn)。1994年，國際原子能機構(gòu)發(fā)表的一份調(diào)查材料表明：在當年參見切爾諾貝利事故救援行動的15萬名工作人員中，有6000人的后代出現(xiàn)了因核輻射造成的病理現(xiàn)象。專家認為，要徹底消除切爾諾貝利事故所造成的核污染至少要100年。
這些災(zāi)難使公眾喚起了對流程工業(yè)所固有的危險意識。應(yīng)對公眾的關(guān)注，很多政府制定了相關(guān)的法律和規(guī)章制度減少這些危險。例如在美國，職業(yè)安全和健康管理局（OSHA）出版了流程安全管理（PSM）的標準來保護職工的安全，而環(huán)境保護局（EPA）頒布了危險管理計劃（RMP）項目來保護公共安全和環(huán)境。這兩個文件是某種程度上的革命，因為他們首次把基于性能的規(guī)范引入到了美國。這些標準基本的要求是讓各個公司評估他們自己的流程，確保沒有不當?shù)奈ｋU。然而，在很大程度上，即不是職業(yè)安全和健康管理局，也非環(huán)境保護局陳述了一整套定量的安全目標，或者定義了安全的危險。
職業(yè)安全和健康管理局的流程安全管理和環(huán)境保護局的危險管理計劃項目中的主要內(nèi)容之一是流程風(fēng)險分析。流程風(fēng)險分析（PHA）是一個徹底的、有序的和系統(tǒng)的對一個設(shè)施的評估，從現(xiàn)場的（OSHA）內(nèi)容或離線的（EPA）內(nèi)容，決定是否存在任何設(shè)計或者運作上問題。職業(yè)安全和健康管理局的流程安全管理和環(huán)境保護局的危險管理計劃要求所有公司涉及到足夠數(shù)量的化學(xué)制品控制時， 必須執(zhí)行流程風(fēng)險分析。職業(yè)安全和健康管理局的流程安全管理還要求公司至少每五年進行一次重新的流程風(fēng)險分析。大多數(shù)公司因此已經(jīng)至少通過了一次這種練習(xí)。
