摘要:安全咨詢?cè)诨ば袠I(yè)中占有重要地位。安全咨詢的方法隨著科技的進(jìn)步也有了長足地發(fā)展。本文通過對(duì)國內(nèi)外化工安全評(píng)價(jià)現(xiàn)狀的分析,詳細(xì)地比較了幾種常用方法。在此基礎(chǔ)上,提出一套可行的評(píng)價(jià)方案,并結(jié)合具體項(xiàng)目,運(yùn)用該方案分析了項(xiàng)目的危險(xiǎn)等級(jí),制定了預(yù)防措施。
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,各類適應(yīng)市場需求的大型、特大型化工項(xiàng)目開始上馬,企業(yè)對(duì)于安全生產(chǎn)的要求也愈來愈高,這就使得安全咨詢(SafetyAssessment)的重要性顯得格外重要。發(fā)達(dá)國家很早就開展了安全咨詢工作。道化學(xué)公司于60年代就應(yīng)用其開發(fā)的物質(zhì)系數(shù)作為系統(tǒng)安全工程評(píng)價(jià)方法。我國于70年代末,在化工行業(yè)開始應(yīng)用系統(tǒng)安全工程的危險(xiǎn)分析和評(píng)價(jià)方法。1989年化工部職業(yè)安全衛(wèi)生研究院完成了化工部的研究課題《光氣及光氣化產(chǎn)品企業(yè)的安全評(píng)價(jià)》,并形成了國家標(biāo)準(zhǔn)。
1、評(píng)價(jià)方法選擇和介紹
通常的化工評(píng)價(jià)方法有兩類,一類是以故障發(fā)生概率為基礎(chǔ),如故障類型和影響分析(FMEA)、事件樹(ETA)、故障樹(FTA)等。這些方法都是用已積累的故障數(shù)據(jù),計(jì)算其概率,進(jìn)而算出風(fēng)險(xiǎn)度,得到以量表示的安全程度。另一類方法是指數(shù)法,如道化學(xué)公司法(DOW)、蒙德法(MOND)、日本勞動(dòng)省六階段法、單元危險(xiǎn)性快速排序法等。在具體項(xiàng)目實(shí)施中,方法選取是很靈活的,但從目前的實(shí)際應(yīng)用來看,分階段綜合使用是一種比較好的方法。
111、概率法
概率法主要是把事故后果的分析同實(shí)際運(yùn)行中的事故發(fā)生概率結(jié)合起來,根據(jù)系統(tǒng)各組成要素的故障率及失誤率,確定系統(tǒng)發(fā)生事故的概率,然后將概率值劃分為若干個(gè)等級(jí),作為對(duì)系統(tǒng)安全性評(píng)定及制定安全措施的依據(jù)。
其中故障樹分析較為典型,它是以故障事件的發(fā)生為最后狀態(tài),然后使用系統(tǒng)分析的方法尋找造成這—狀態(tài)的一系列失誤原因。
112、指數(shù)法
指數(shù)法又稱評(píng)分法,它是根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象的具體情況選定評(píng)價(jià)項(xiàng)目,對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)單元項(xiàng)目均訂出評(píng)價(jià)的分值范圍,在此基礎(chǔ)上為各評(píng)價(jià)單元評(píng)分,然后通過一定的運(yùn)算求出總分值,代表性的方法是美國的道化法和英國ICI蒙德法,還有以道化法為基礎(chǔ)發(fā)展起來的單元危險(xiǎn)性快速排序法。
(1)道化法(DOW)。道化法是最早美國道(DOW)化學(xué)公司1964年提出的“火災(zāi)爆炸指數(shù)”評(píng)價(jià)法。該評(píng)價(jià)法是以能代表重要物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的火災(zāi)、爆炸或放出能量的危險(xiǎn)性潛在能量的“物質(zhì)系數(shù)”為基礎(chǔ),同時(shí)把引起火災(zāi)或爆炸時(shí)特殊物質(zhì)危險(xiǎn)性、取決于裝置操作方式的一般工藝過程危險(xiǎn)性以及操作條件和化學(xué)反應(yīng)的特殊過程危險(xiǎn)性等作為追加系數(shù)加以修正,計(jì)算出“火災(zāi)爆炸指數(shù)”,并根據(jù)指數(shù)的大小對(duì)石油化工裝置的危險(xiǎn)性程度進(jìn)行分組,再根據(jù)不同的等級(jí)提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施。
道化學(xué)公司評(píng)價(jià)法的第一版發(fā)表于1964年。目前已發(fā)表了第七版,該版是在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐步修改了一些條款,以便與法規(guī)和預(yù)防原則相一致,同時(shí)給出了美國消防協(xié)會(huì)(NFPA)的最新的物質(zhì)系數(shù)。道化法評(píng)價(jià)程序如圖1。
圖 1 道化 (七版) 法評(píng)價(jià)程序圖
(2)蒙德法(MOND)。1974年英國帝國化學(xué)公司(ICI)蒙德(MOND)部在現(xiàn)有裝置及計(jì)劃建設(shè)裝置的危險(xiǎn)性研究中,認(rèn)為道化學(xué)公司方法在工程設(shè)計(jì)的初階段,對(duì)裝置潛在的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是相當(dāng)有意義的。在經(jīng)過幾次試驗(yàn)后,證實(shí)了用該方法評(píng)價(jià)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目的潛在危險(xiǎn)性時(shí),有必要在幾個(gè)方面作重要的改進(jìn)和補(bǔ)充。其中最重要的有兩個(gè)方面:一是引進(jìn)了毒性的概念,將道化學(xué)公司的“火災(zāi)爆炸指數(shù)”擴(kuò)展到包括物質(zhì)毒性在內(nèi)的“火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)”的初期評(píng)價(jià),使表示裝置潛在危鹼性的初期評(píng)價(jià)更加切合實(shí)際;二是發(fā)展了某些補(bǔ)償系數(shù);三是進(jìn)行裝置危險(xiǎn)性再評(píng)價(jià),即采取安全措施加以補(bǔ)償后的最終評(píng)價(jià),從而使評(píng)價(jià)較為恰當(dāng),也使預(yù)測定量化更具有實(shí)用意義。
蒙德法的評(píng)價(jià)要點(diǎn)是:劃分評(píng)價(jià)單元;確定各評(píng)價(jià)要素的危險(xiǎn)值,包括物質(zhì)系數(shù)、特殊物質(zhì)危險(xiǎn)系數(shù)、一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)、特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)、數(shù)量危險(xiǎn)系數(shù)、布置危險(xiǎn)系數(shù)和毒性危險(xiǎn)系數(shù);依據(jù)公式計(jì)算綜合危險(xiǎn)指數(shù)、火災(zāi)負(fù)荷指數(shù)、裝置內(nèi)部爆炸指標(biāo)、環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)、單元毒性指標(biāo)、主毒性事故指標(biāo)和總體危險(xiǎn)性評(píng)分;單元的補(bǔ)償評(píng)價(jià),確定補(bǔ)償系數(shù),包括容器系統(tǒng)、工藝管理、安全態(tài)度、防火、物質(zhì)隔離和滅火活動(dòng)6個(gè)補(bǔ)償系數(shù);計(jì)算補(bǔ)償后的火災(zāi)負(fù)荷、裝置內(nèi)部爆炸指標(biāo)、環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)和總體危險(xiǎn)性評(píng)分。
(3)快速排序法?？焖倥判蚍ㄓ址Q單元危險(xiǎn)性快速排序法,是由荷蘭勞動(dòng)總管理局提出,在《重大事故控制實(shí)用手冊(cè)》中受到國際勞工局的推薦。這種方法是道化學(xué)工業(yè)公司的火災(zāi)爆炸指數(shù)法的簡化方法,使用起來簡捷方便,容易推廣。具體包括以下6個(gè)步驟:單元?jiǎng)澐?、確定物質(zhì)系數(shù)和毒性系數(shù)、計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)性系數(shù)、計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)、計(jì)算火災(zāi)、爆炸指數(shù)和毒性指標(biāo)、評(píng)價(jià)危險(xiǎn)等級(jí)。
113、評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)
蒙德法、道化法和快速排序法是廣泛應(yīng)用于火災(zāi)、爆炸、毒性方面安全評(píng)價(jià)的方法,三者之間有著許多聯(lián)系和相同之處,但這幾種安全評(píng)價(jià)的方法以及選取標(biāo)準(zhǔn)也有很大差異。
總體上來說,隨著各方法版本升級(jí),這幾種評(píng)價(jià)方法基本上都能反映出評(píng)價(jià)單元的火災(zāi)爆炸、毒性危險(xiǎn)級(jí)。在對(duì)評(píng)價(jià)單元火災(zāi)爆炸影響區(qū)域和各種可能損失方面,道化法有獨(dú)特的優(yōu)勢,但蒙德法在考慮火災(zāi)、爆炸、毒性危險(xiǎn)方面的影響范圍以及在考慮安全補(bǔ)償措施方面都較道化(七版)法更為全面,而快速排序法是道化法的簡版,它最大特點(diǎn)是既能找出單元內(nèi)的最大危險(xiǎn)物,又能高效地計(jì)算,極大加快了單元危險(xiǎn)等級(jí)排序,適合于那些大型復(fù)雜單元的初評(píng)價(jià)。
經(jīng)過對(duì)這幾種評(píng)價(jià)方法的全面分析,它們可以在具體項(xiàng)目實(shí)施中綜合利用,取長補(bǔ)短。針對(duì)一般化工項(xiàng)目安全咨詢,筆者提出如下評(píng)價(jià)方案。
(1)評(píng)價(jià)預(yù)備階段。在開始進(jìn)行具體單元評(píng)價(jià)前,必須準(zhǔn)備好相關(guān)資料,熟悉工藝流程,查閱類似案例。
(2)單元?jiǎng)澐?。按生產(chǎn)工藝過程,把重要生產(chǎn)設(shè)備做為評(píng)價(jià)單元,單元?jiǎng)澐质窃u(píng)價(jià)的基礎(chǔ),盡量全面清楚。
(3)快速評(píng)價(jià)。一般的大型設(shè)備都會(huì)有上百個(gè)單元,為了找出重大危險(xiǎn)單元,方便以后的詳細(xì)評(píng)價(jià)和分析,必須用快速排序法對(duì)單元進(jìn)行初評(píng)。
(4)道化法評(píng)價(jià)。對(duì)重大危險(xiǎn)單元進(jìn)行道化法評(píng)價(jià),全面分析危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)等級(jí),提出控制補(bǔ)償措施,估算出相關(guān)損失。
(5)故障樹分析。在重大化工項(xiàng)目評(píng)價(jià)中,筆者發(fā)現(xiàn)對(duì)那些危險(xiǎn)等級(jí)比較高的單元進(jìn)行故障樹分析,能幫我們發(fā)現(xiàn)那些不易覺察的故障,并有針對(duì)性地防止事故發(fā)生。
道化法、蒙德法和快速排序法是從宏觀上找出危險(xiǎn)單元,并制定預(yù)防措施,而故障樹分析則從微觀上對(duì)故障進(jìn)行分析,并制定措施,兩者可謂相輔相成。
(6)總評(píng)。經(jīng)過前面詳細(xì)分析計(jì)算后,應(yīng)對(duì)各單元道化法評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行排序,針對(duì)危險(xiǎn)等級(jí)比較高的單元進(jìn)行故障樹分析,提出可行的預(yù)防措施,有重要危險(xiǎn)性的單元有必要拿出緊急預(yù)防方案來。
2、實(shí)例分析
筆者以某大型石化企業(yè)的新、擴(kuò)建項(xiàng)目的安全評(píng)價(jià)為例,該項(xiàng)目是以塔河重質(zhì)油為主要原料,加工生產(chǎn)汽油、柴油、潤滑油等一系列產(chǎn)品。該企業(yè)原有一套年加工250萬噸的設(shè)備,但隨著市場的需求擴(kuò)大,原有設(shè)備技改換新,欲新建、擴(kuò)建成年生產(chǎn)能力達(dá)400萬噸的項(xiàng)目。
為了保證新舊設(shè)備的順利升級(jí),筆者對(duì)評(píng)價(jià)方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行了周密的論證,對(duì)多種評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了反復(fù)研究比較,針對(duì)該項(xiàng)目的特點(diǎn)和要求,制定了一套切實(shí)可行的評(píng)價(jià)方案。
211、評(píng)價(jià)預(yù)備階段
“工欲善其事,必先利其器”。對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng)目而言,進(jìn)行充分的資料準(zhǔn)備和相關(guān)項(xiàng)目文檔的查閱都是十分必要的。查閱同類項(xiàng)目的評(píng)價(jià)案例,既可避免許多前人的錯(cuò)誤,也可從中吸取好的方法和經(jīng)驗(yàn)。評(píng)價(jià)項(xiàng)目所涉及到的文檔、物質(zhì)屬性、工藝流程等資料都必須事先準(zhǔn)備好,并按類型編排好,方便以后查閱。為此我們制定了許多數(shù)據(jù)表格,除了常用的表格外,還有一些我們自己定義的,如常用物質(zhì)屬性表、單元設(shè)備及物量表、快速評(píng)價(jià)表。
212、單元?jiǎng)澐?/p>
有了前期的準(zhǔn)備工作后,接下來是按化工主要工藝流程和主要大型設(shè)備來進(jìn)行單元?jiǎng)澐?。在單元?jiǎng)澐謺r(shí),為了使方案本身既要涵蓋所有可能發(fā)生的問題,又要突出問題的主次,故把單元?jiǎng)澐譃?常壓焦化、柴油加氫、焦碳塔、脫硫塔等13個(gè)工藝單元,這13個(gè)單元基本上包括了該項(xiàng)目從開始到成品的所有工藝過程,并且保證了工藝單元本身的相對(duì)完整性。
213、快速評(píng)價(jià)
針對(duì)13個(gè)評(píng)價(jià)單元,必須進(jìn)行快速評(píng)價(jià),初步確定它們的危險(xiǎn)順序。我們以柴油加氫為例,該單元內(nèi)有16個(gè)裝置,筆者把每個(gè)裝置的數(shù)據(jù)填入快速評(píng)價(jià)表中,計(jì)算出它們的火災(zāi)爆炸指數(shù)和毒性指標(biāo)。從計(jì)算結(jié)果中可以很快得出該單元內(nèi)的危險(xiǎn)裝置的等級(jí)排序,并把它們劃分為3個(gè)等級(jí)。
214、道化法評(píng)價(jià)程序
從單元快速排序的結(jié)果中,取危險(xiǎn)等級(jí)為二級(jí)以上的,組成下一步詳細(xì)評(píng)價(jià)對(duì)象。按道化法評(píng)價(jià)程序(圖1),計(jì)算出危險(xiǎn)指數(shù)。
215、故障樹分析
在許多大型設(shè)備和重大項(xiàng)目中,事前進(jìn)行詳細(xì)的故障樹分析,能夠幫助制定完備的緊急預(yù)案,充分發(fā)現(xiàn)可能存在的隱患,有效防止故障發(fā)生。
以柴油加氫裝置為例,分析其發(fā)生爆炸事件的原因。經(jīng)過故障樹分析發(fā)現(xiàn)(圖2),由于氫氣的易燃易爆,以及工藝本身的高溫高壓等特性,有必要加強(qiáng)工藝生產(chǎn)期間的監(jiān)控措施,包括過壓、超溫、泄漏監(jiān)控等。如對(duì)故障樹進(jìn)行進(jìn)一步的分析,可以發(fā)現(xiàn)更多的可能存在的問題和隱患。
X1為溫度過高;X2為壓力過大;X3為報(bào)警失效;X4為排空失效;X5為輸送管線泄漏;X6為反應(yīng)裝置泄漏;X7為人為火源;X8為靜電起火
圖 2 故障樹分析
3、結(jié)語
從總體上來說,我國的安全評(píng)價(jià)工作與發(fā)達(dá)國家存在著相當(dāng)大的差距。例如:工程設(shè)計(jì)階段的安全性預(yù)評(píng)價(jià)未能廣泛開展,專業(yè)設(shè)計(jì)人員和工廠的安全管理人員大都沒有掌握系統(tǒng)安全工程方法。
目前,國內(nèi)的很多企業(yè)都已經(jīng)或正在準(zhǔn)備實(shí)施ISO9000和ISO14000的系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn),而ISO18000(安全及衛(wèi)生管理)的體系和標(biāo)準(zhǔn)已在歐洲草擬,預(yù)計(jì)在不久的將來將正式執(zhí)行。因此,安全評(píng)價(jià)工作日見重要,安全評(píng)價(jià)的廣泛開展也勢在必行。
