(化工)重大危险源的辩识及控制

重大危险源的辩识及控制 1 概述 当代社会、经济发展的一个很重要的特点，就是人类在创造财富、享受成果的同时，总是会遇到愈来 愈复杂的危险和事故的威胁。科学技术的发展，一方面为人类提供了更多更好的物质生活条件，另一方面 现代化大生产又隐藏着非常严重的事故危害。例如：(1)1984 年 12 月 3 日，印度博帕尔毒气泄漏事故， 当时这种异氰酸甲酯毒气覆盖 25 平方公里，造成 2500 人死亡，20 万人双目失明，67 万人处于毒气威胁 之下的社会性灾难。(2)我国 1995 年 8 月 5 日，深圳发生的危险品库大爆炸事故，造成死亡 15 人，伤 873 人，损失 2.54 亿元。(3)1997 年 6 月 27 日，北京东方化工厂储罐区发生火灾爆炸，死亡 8 人，受伤 40 人，炸毁、烧毁储灌 17 个，储料 20000t 以及损坏罐区大部分设施。(4)1998 年 3 月 5 日，西安市煤 气公司液化石油气管理所储罐区的 5 个 100500m3 储灌发生泄漏燃烧爆炸，迫使近 l0 万人紧急疏散， 造成 11 人死亡( 其中消防官兵 7 人)，伤 27 人，损失惨重。通过以上案例我们可以看出，重大工业事故大 体可分为两大类：一类是可燃性物质泄漏与空气混合形成可燃性烟云，遇到火源引起火灾或爆炸，或两者 一起发生；另一类是大量有毒物质的突然泄漏，在大范围内造成死亡、中毒和环境污染。当代事故所带来 的灾难性和社会性，所表现的技术复杂性已经超过了事故本身，成为社会生活、经济发展、人类安居乐业 的一个十分敏感的问题。 重大事故的不断发生使人们痛苦地认识到，现代工业生产，特别是现代化的大工业生产潜在着巨大的 危险性。一旦发生事故，不仅工厂内部，而且相邻地区人们的生命、财产和环境都遭到巨大的危害。因此， 20 世纪 70 年代以来，预防重大工业事故已成为世界各国社会、经济和技术发展的重点研究对象之一，引 起了国际社会的广泛关注、高度重视。随之产生了“重大危险” 、“重大事故”“重大危险控制”等概念。1993 年 6 月第 80 届国际劳动工会通过的 预防重大工业事故公约将重大事故定义为：在重大危害设施内的 一项活动过程中出现的意外的、突发的事故，如严重泄漏、火灾或爆炸，其中涉及到一种或多种危害物质， 并导致对工人、公众或环境造成即刻的或近期的严重危害。 2 重大危险源控制系统 控制重大危险源是企业安全管理的重点，控制重大危险源的目的，不仅仅是预防重大事故的发生，而 且是要做到一旦发生事故，能够将事故限制到最低程度，或者说能够控制到人们可接受的程度。重大危险 源总是涉及到易燃、易爆、有毒的危害物质，并且在一定范围内使用、生产、加工、储，存超过了临界数 量的这些物质。由于工业生产的复杂性，特别是化工生产的复杂性，决定了有效地控制重大危险源需要采 用系统工程的理论和方法。 2.1 重大危险源的辩识 要想有效地预防和控制重大工业事故的发生，首先是辩识确认高危险性的工业设施(危险源) 。一般由政 府主管部门和权威机构在物质毒性、燃烧、爆炸特性的基础上，制定出危险物质及其临界量标准，确定哪 些是可能发生事故的潜在危险源。目前，欧盟、国际经济合作与发展组织以及印度、澳大利亚等都制定了 重大危险源辩识标准。见表 1、表 2。 表 1 欧盟用于重大危险源辩识的重点控制危害物质 物质名称 临界量 物质名称 临界量 1、一般易燃物质 （1） 易 燃气体 （2） 特 易燃气体 2、特殊易燃物质 （1） 氢 气 （2） 环 氧乙烷 3、特殊毒性物质 （1） 丙 烯晴 （2） 氨 气 （3） 二 氧化硫 200t 50000t 50t 50t 200t 500t 250t （4） 氯气 （5） 硫化氢 （6） 氰化物 （7） 二硫化 碳 （8） 氟化氢 （9） 氯化氢 4、极毒物质 （1） 甲基异 氰酸盐 （2） 光气 25t 50t 20t 200t 50t 250t 150kg 750kg 表 2 国际经济合作与发展组织重大危险源辩识的重点控制危害物质 物质名称 临界限量 物质名称 临界限量 1、易燃、易爆或易氧 化物质 氧化物质 （1） 易燃 气体 （包括液化气体） （2） 极易 燃液体 （3） 环氧 乙烷 （4） 氯酸 钠 （5） 硝酸 铵 2、毒物 （1） 氨气 （2） 氯气 （3） 氧化 物 （4） 氟化 物 200t 50000t 50t 250t 2500t 500t 25t 20t 50t （5） 甲基异 氰酸盐 （6） 二氧化 硫 （7） 丙烯晴 （8） 光气 （9） 甲基溴 化物 （10） 四乙铅 （11） 乙拌磷 （12） 硝苯硫磷 脂 （13） 杀鼠灵 （14） 涕天威 150kg 250t 200t 750kg 200t 50t 100kg 100kg 100kg 100kg 1976 年，英国重大危险咨询委员会(ACMH) 建议重大危险源的标准是： (1)可能发生相当于 100t 氯气泄漏事故效应的有毒物质的储存或加工设施。 (2)可能发生 15t 可燃气体或蒸气火灾爆炸事故效应的可燃物质储存或加工设施。 (3)储存或加工 15t 以上性质不稳定、放热反应性高(如环氧乙烷、乙炔和无机过氧化物等)的设施。 (4)具有高压能量的设施，如有 l0MPa 以上压力的气相反应的工艺过程。 (5)储存或加工总量超过 5000t 硝酸铵的设施。 (6)储存或加工闪点低于 22.8，总量超过 l0000t 的可燃物质的设施。 (7)贮存或加工总量超过 135t 液氧的设施。 (8)储存或加工的物质若发生火灾事故，其效应相当于 10t 氯气的危害性设施。 另外，国际劳工组织(ILO)认为，各国应根据具体的工业生产情况制定合适的危险物质及其临界量标准。 这个标准应能代表本国优先制定的危害物质，并便于根据新的知识和经验进行修改和补充。现根据欧盟、 国际经济合作与发展组织、英国重大危险咨询委员会制定的标准，天脊煤化集团公司界定的重大危险源， 见表 3。 表 3 天脊煤化集团重大危险源辩识的重点控制危害物质 序号 设备名称 位号 物质 存量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 氨罐 煤气气柜 燃料气气柜 甲醇储罐 甲醇储罐 甲醇储罐 甲醇储罐 硫酸储罐 轻油罐 轻油罐 成品酸槽 B2001 B211 B704 B504 B506 B507 B510 B2632 B2623 B1602A/B N-FB102A/B 液氨 一氧化碳 甲烷气等 甲醇 甲醇 甲醇 甲醇 硫酸 柴油 柴油 稀硝酸 10000m3 1000m3 3000m3 40t 68t 9t 500t 500t 310t 70t2 2000t2 12 13 14 15 16 17 18 开工酸槽 硝铵成品车 浓硝铵储罐 氨合成塔及压缩 供应处油库 高压锅炉及发电 机组 煤气站气柜 N-FB101A/B N-FA116 C901，Y/V901 B1601 稀硝酸 硝酸铵 浓硝酸 氨 汽油、柴油 蒸汽 一氧化碳 200t2 2000t 125t8 10Mpa 以 上 70t+50t 10Mpa 以 上 1000m3 2.2 重大危险源的安全评价 重大危险源的安全评价是一项复杂的技术工作，需要系统收集设备、设施的设计、运行与重大危险源 的有关资料和信息。对危险源的关键部位进行分析和评价，找出工艺过程的缺陷，人机失误的因素和安全 预防的重点。按危险源分级标准对危险源的风险分析应包括以下几个方面： (1)辩识各类危险因素及其原因和机制。这是对重大危险源辩识的主要工作，其目的就是要搞明白危险 因素的整个过程，分析出产生危险因素的真正原因，并建立预防和控制重大危险源的运行机制，以求使工 业生产达到本质安全化。 (2)依此评价已辩识的危险事件发生的概率。评价危险事件发生的概率，就是要做到有的放矢，做到心 中有数，进而制定一系列的防范措施，并定期检查这种防范措施的可行性。 (3)评价危险事件的后果。这是对重大危险源安全控制的超前设计，在危险事件未发生前，企业的决策 者、管理者、执行者就已掌握产生后果的严重性，在工作过程中就能格外小心，时时处处把重大危险源作 为安全控制的重点。 (4)进行风险评价，即评价危险事件发生概率和发生后果的联合作用。这是运用安全系统工程的原理和 方法，在当代安全科学技术、信息科学技术的基础上指明企业发生重大危险事件时的应急方案，从企业人 员、装备、技术、管理、环境条件、地理位置等诸多方面去考虑问题，把有限的人财物用到关键的地方。 (5)风险控制，即将上述评价结果与安全目标值进行比较，检查风险值是否达到可接受的水平，否则，需 进一步采取措施，降低危险程度。这是对重大危险源进行安全控制的核心，控制的目的就是降低危害程度， 千方百计达到可接受的水平，从真正意义上达到安全生产。 2.3 重大危险源的安全管理 以天脊煤化集团公司为例，集团公司应对每个生产厂的安全工作负主要责任。在对全集团公司的每个 重大危险源进行辩识和评价后，应对每一个重大危险源制定一套严格的安全管理制度，通过一定的安全技 术措施，如化学品的选择，设施的安全设计、建造、运转、维修以及有计划的安全检查等，再通过一定的 安全生产组织措施，如对人员的安全知识培训和安全技能指导，提供保证其安全运行的设备、工作人员的 安全素质、工作时间的安排、安全职责的确定，以及对外部用工和现场临时用工的安全管理等，对重大危 险源进行严格的控制和管理。 2.4 重大危险源的安全报告 按照国际惯例，要求企业应在规定的期限内，对已经辩识和评价的重大危险源向主管当局提交安全报 告。如果属于新建的有重大危险源的设施，则应在其投运之前提交安全报告。安全报告里要详细说明重大 危险源的情况，可能引发事故的危险因素及前提条件，安全操作和预防失误的控制措施，可能发生事故的 类型，事故发生的可能性及后果，限制事故后果的措施，现场应急救援计划等。这些均是重大危险源安全 报告所必须涉及的内容。 2.5 重大危险源的应急计划 应急计划是重大危险源控制系统的重要组成部分。企业必须制定生产现场应急计划，并且经常检验和 评价现场应急计划和程序的可靠程度，以便在必要时进行修订和更改。场外应急计划(有可能造成社会灾 害的)由主管当局根据企业提供的安全报告和有关资料制定。场内应急计划由企业制定。制定应急计划的 目的是抑制突发性事件，减少事故对人员、居民和环境的危害。因此，应急计划应提出详尽、实用、有效 的安全技术与安全组织措施。主管当局应保证将事故发生时要采取的安全措施和正确的救援方法以及有关 资料散发给可能受到事故影响的公众，并使公众能充分了解发生重大事故时的安全措施，一旦发生了重大 事故，应尽快报警。企业主管当局制定的场外应急计划和企业制定的场内应急计划每隔适当的时间应修订 和重新散发应急计划宣传资料。以唤起全体公民的安全防范意识。 3、重大危险源的安全条件和不安全因素 3.1 危险源能量储存的安全条件 首先，应该考虑危险源能量以什么状态储存在什么容器之中。例如，液化石油气是一些企业生产和居 民生活必不可少的物质，它从出厂起即以液态被输出、运输和储存，对于这种液态物质，必须掌握它的可 燃性、爆炸极限和在大气中能迅速扩大 250 倍的特性，确定它必须储存在密闭的钢制容器之中。因此， 要求存放石油液化气的容器必须用特制的容器钢板，采用特殊的焊接方式方法制作，为了防止泄漏而产生 爆炸极限浓度，每一道焊缝必须用 X 光片检查，不允许有一点渗漏或泄漏，这是储存设备的本质安全要 求。 其次，考虑危险源能量储存的常规状况，对危险源能量的物质形态进行储存应特别注意它的常规状态。 比如，生产炸药使用的原料硝酸铵，在正常情况下，应该分列存放，每列的高度不超过 1.5m，宽度不多 于两包的宽，列与列之间应留出大于 0.8m 的通道，以保证空气流通。如果数吨硝酸铵不分垛堆积在一起， 久而久之埋在下面的硝酸铵则可能氧化、分解、放热，大量的热能排放不出来又加快了硝酸铵的氧化、分 解、放热过程，由此产生自燃乃至爆炸。 再次，考虑危险源能量载体的纯度。能量是依靠载休而储存的，载体本身的纯度是安全性能的一个极 其重要的指标。例如爆炸作业中使用的炸药，是潜能极大的物质，其自身各种原料的配比和生产过程中的 温度、湿度和渣滓的多少，是保证其安全性能的重要指标。尤其是含有 TNT 原料的硝酸铵炸药，其纯度 出现问题就会导致炸药作业过程中早爆事故的发生。 3.2 影响危险源能量储存的不安全因素 除了危险源自身的因素之外，还有许多不安全因素影响着危险源能量的逆向转化。这些不安全因素包 括物理的、化学的、人为的。 物理因素包含有外力的侵袭，温度的升降，光的照射等，对许多危险源都有促使能量转化的破坏力的 可能。比如液化石油气储罐，在一船情况下，它只能按照 80%的容量储存，一且在夏日高温状态下，液 态的石油气则会挥发，部分液态石油气转化为气态，使储罐壁承受的压力增加，万一某条焊缝有虚焊、砂 眼等缺陷，则会出现罐体破裂而大量泄漏。 化学因素也大量存在，例如钢铁生产中使用的氧气管道，严禁与油脂类物质接触；焊接和热处理使用 的乙炔气严禁与铜质器件接触，这两者都可能引起燃烧和爆炸。氧气可使油脂迅速氧化，产生大量热能而 燃烧，乙炔气与铜质器件接触生成乙炔铜，稍受外力作用则引起爆炸。 人的不安全行为时有发生，它也是影响危险源安全的一个重要因素。操作者在作业过程中是否遵守安 全技术规程，是否精心操作，对危险源的安全是一个关键。据有关部门资料统计，80%以上的重大事故都 来源于人的不安全行为。如 1995 年 3 月 30 日，马钢股份公司汽车司机在汽车翻斗未落状态下行车，其 高度必然超过正常车辆运行高度而设置的煤气管道，结果造成煤气管道断裂，大量煤气泄漏，引发了煤气 中毒事故的发生，可见人的因素对重大危险源的安全运行影响是很大的。 4 、重大危险源的安全控制措施 重大危险源是一种巨大的能量积聚，影响危险源安全因素不仅有自身的储存条件，也有外界的不安全 因素。因此，必须针对诸多因素采取必要的监测控制措施来保证其安全运行和储存。 4.1 要保证重大危险源安全运行和储存的设备、设施本质安全化 本质安全化是安全生产中的一个必备条件，对于重大危险源而言，则是十分必要的。例如工业锅炉， 国家对其设计、制造、安装都制定了国家标准，并且安排了定点厂家，由主管部门委派专业监督人员对每 台锅炉的制造进行监察，这就保证了锅炉的制造质量，也是本质安全化的重要一环。高压变配电站(所) 的 设计、安装也是保证本质安全化的体现。大型变压器的接地装置、避雷设施、线路的过流保护、屏蔽、过 压保护等等，都反映一旦人为失误造成误操作，设备设施本身就能迅速切断能量的流动，避免事故发生。 4.2 采用现代监测手段确保安全运行和储存 对重大危险源的监测手段，随着科学技术的飞速发展，已不能再用定期检测或肉眼观测的办法，而是要尽 量用现代化仪器、仪表，用电子计算机监视。例如，石油液化气储罐，目前采用的液位计、压力表、温度 计等，均已利用传感器技术对几个主要数据进行监测。在计算机网络技术普及的今天，应该把传感技术同 计算机技术结合起来，建立一套测定、分析、报警、应急措施的完善系统，真正做到防患于未然。 4.3 常规的防范措施不可忽视 企业的广大员工在对重大危险源的管理中逐步积累出一些经验来预防危险源的逆变。如化工企业各种 油、气、化学危险品储罐为确保安全而常用的水降温措施，定期试验安全阀，定期清洗储罐，定期防腐除 锈等，都是行之有效的办法，也是不可缺少的预防手段。对于这些常规的预防措施，我们还应坚持，这也 是发现问题，采取措施的有效手段。 4.4 增强人员的安全技术素质，提高安全操作的标准化程度 人的不安全行为是造成危险源事故发生的重要原因，因此，增强危险源管理人员的安全技术素质，是 预防事故发生的关键环节。从事危险源管理、操作的人员必须事先经过专业培训、考核，合格后发给证书， 才能上岗作业。在日常工作中，还应不断地进行学习、教育，掌握各种监测仪器、仪表的用法，紧急避险 措施的实施办法。同时，还应加强安全责任制的落实，促使他们按章作业，