[摘要] 　生產(chǎn)過程危險識別及評價技術(shù)涉及人身安全和設(shè)備安全,是關(guān)系到國民經(jīng)濟正常運行和社會穩(wěn)定的重要工作,其作用不是對發(fā)生的事故事后進行總結(jié)分析,而是在發(fā)生事故前就能識別,并評價其危害程度,可為管理決策層制定防治事故的對策提供依據(jù),從而預(yù)先采取措施,防止事故的發(fā)生。 

　　[關(guān)鍵詞] 　安全生產(chǎn); 過程危險識別; 過程危險評價; 冶金生產(chǎn)過程 

　　1、概述 

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大,工藝流程越來越復(fù)雜, 也使事故發(fā)生的幾率和危害程度大大增加。如1984 年11 月墨西哥城由于管線泄漏導(dǎo)致的液化氣容器大爆炸使得工廠成為廢墟, 650 人遇難, 4 000多人受傷; 1984 年12 月印度博帕爾聯(lián)合碳化物殺蟲劑廠劇毒氣體泄漏, 蔓延40km2 , 3800人遇難, 150000人必須入院治療,成為震驚世界的慘痛事故。我國國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過程中也曾發(fā)生很多重大事故, 2003 年川東北氣礦“十二•二三”大事故中有243 人死亡, 396 人受傷; 2004 年4 月15 日重慶天原化工廠發(fā)生氯氣泄漏, 造成9 人死亡, 15 萬人大轉(zhuǎn)移的事故。冶金生產(chǎn)過程中發(fā)生的事故也不少, 如2000 年7 月9 日, 金川公司二礦區(qū)井下發(fā)生運礦卡車失火事故, 死亡17 人, 重傷2 人; 河北省沙河市2004 年“一一•二0”鐵礦火災(zāi)事故中有51 人脫險生還,70 人死亡。據(jù)介紹, 僅2003 年1～11 月冶金行業(yè)發(fā)生事故351 起, 死亡242 人, 有色金屬行業(yè)發(fā)生事故71 起, 死亡54 人。為了防止事故, 保障人身和設(shè)備安全, 20 世紀80 年代以來, 國外開始制定與生產(chǎn)過程安全有關(guān)的標準和規(guī)范, 并提出一些過程危險識別及評價技術(shù)。目前這些技術(shù)已在發(fā)達國家重要生產(chǎn)裝置上普遍采用, 國內(nèi)也有少數(shù)企業(yè)采用。國內(nèi)外一些研究機構(gòu)還采用模型的定向仿真研究方法進行過程危險識別、故障診斷及計算機自動解釋。 

　　作者認為, 作為對國民經(jīng)濟有重大影響的冶金行業(yè), 應(yīng)對這項技術(shù)組織人力進行深入研究, 并在一些大型企業(yè)推廣人工過程危險識別及評價技術(shù),有試點地開展基于模型的定向仿真研究方法進行過程危險識別、故障診斷及計算機自動解釋工作。 

　　2、幾個概念 

　　安全評價(hazard & risk assessment ) 　以保障安全為目的, 按照科學(xué)的程序和方法, 從系統(tǒng)的角度對工業(yè)生產(chǎn)或工程項目中潛在的危險(hazard) 及危險可能造成的損失( risk) 進行預(yù)先識別、分析和評價, 為制定防災(zāi)措施和管理決策提供依據(jù)。由于安全評價在消除危險隱患方面有重大作用, 已列入許多國家的法規(guī)及國際安全標準。 

　　安全生命周期(SLC , safety life cycle) 　是美國國家標準ANSI/ ISA S84101 (1996) 提出的要求。該標準將安全設(shè)計、安全評估、安全控制和安全管理貫穿工廠設(shè)計、施工、運行、操作、管理、維護直到停工(報廢) 的全部生命周期, 強調(diào)安全是一項長期的不能松懈的任務(wù)。安全生命周期的實施步驟包括: 初步設(shè)計階段需進行過程危險分析和風(fēng)險評估; 論證是否需要設(shè)計安全控制系統(tǒng); 依據(jù)國際標準IEC61508 確定過程的安全整體性要求級別(SIL) ; 制定安全技術(shù)規(guī)范; 完成安全控制系統(tǒng)設(shè)計及可行性試驗; 建立工廠操作和維護規(guī)程;進行預(yù)開車安全評估; 安全控制系統(tǒng)投用、操作、維護、定期功能測試; 如果過程進行了工藝改造或在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)安全措施不完善時, 返回第一步重復(fù)以上所有工作。 

　　安全系統(tǒng)( safety system) 　安全系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計為在工廠發(fā)生緊急情況下, 或系統(tǒng)本身發(fā)生故障的情況下, 必須做出及時的反應(yīng), 而且必須產(chǎn)生一個正確的反應(yīng)輸出到現(xiàn)場, 以防止危險發(fā)生或減輕后果。如果系統(tǒng)沒有反應(yīng)將最終導(dǎo)致或加重危險。常見的安全系統(tǒng)有: 緊急停車系統(tǒng)( ESD) 、停車聯(lián)鎖/ 儀表系統(tǒng)(SI/ IS) 、燃燒器管理系統(tǒng)(BMS) 、火和氣保護系統(tǒng)( F &G) 、儀表保護系統(tǒng)( IPS)和故障安全控制系統(tǒng)(FSC) 等。安全控制系統(tǒng)SIS ( safety inst rument system)當安全整體性要求級別( SIL ) 較高時( ≥3)不能采用常規(guī)控制策略, 必須安裝一套與常規(guī)控制系統(tǒng)分離的、獨立的安全控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、邏輯處理器和最終控制單元組成。其目的是一旦有異常發(fā)生必須按照預(yù)定的條件將生產(chǎn)過程帶入一個安全狀態(tài)。 

　　3、有關(guān)國際標準 

　　美國國家安全標準ANSI/ ISA S 84101 ; 美國OSHA1910 - 119 ; 國際標準IEC61882 ; 國際標準IEC61508 和涉及工廠設(shè)備安全的國際標準IEC61511 (尚未頒布) ; 基于可編程序邏輯控制的燃燒加熱爐和鍋爐安全相關(guān)的標準FM7605 ; 關(guān)于測量及控制設(shè)備安全的德國標準DIN19250 ; 與加熱爐安全相關(guān)電子設(shè)備的德國標準; 防止加熱爐及多燃燒器鍋爐爆炸的安全標準NFPA8502 &85C 

　　4、幾種過程危險識別及評價技術(shù) 

　　過程危險識別及評價技術(shù)有以下幾種: 過程/系統(tǒng)檢查表法; 安全復(fù)查法; 道公司和蒙得公司危險指數(shù); 預(yù)先危險分析法; 如果⋯怎么樣; 危險與可操作性研究(HAZOP) ; 故障類型、影響及致命度分析; 故障樹分析; 事件樹分析; 原因、后果分析; 人員失誤分析; 蘇黎世危險分析(ZHA) 。以上方法中危險與可操作性研究( hazard andoperability studies) 應(yīng)用最廣, 是一套系統(tǒng)的評價方法。在過程危險識別及評價技術(shù)的發(fā)展初期, 采用的是人工安全評價的方法。人工安全評價的弱點: a1 人工難以處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)、信息; b1 人工分析大規(guī)模系統(tǒng)無法得到完備的結(jié)果, 即使有專家參與也難免出現(xiàn)漏評;c1 口頭討論方式不嚴格, 討論時易出現(xiàn)概念混亂;d1 人工評價得出的文本(說明) 不規(guī)范, 事后難于看懂; e1 人工評價費時、費力、成本高。 

　　從1995 年起, 國外學(xué)者對基于模型的危險自動識別技術(shù)開始進行研究, 其中德國學(xué)者在基于定性仿真和定量仿真相結(jié)合的危險與可操作性研究工作中取得突破。所采用的仿真方法對化工連續(xù)和間歇過程的實例進行危險與可操作性研究, 得到了與人工分析完全一致的結(jié)果, 其效率則高得多, 且對危險演變過程的記錄比人工分析要詳盡得多。以美國霍尼威爾公司為首的7 個石油公司、2 個軟件公司、2 個大學(xué), 也開展了”新一代過程控制非正常事件指導(dǎo)和信息系統(tǒng)”的開發(fā)研究計劃。中國北京化工大學(xué)也開展了這項研究工作, 并已應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中。計算機輔助安全評價(診斷) 技術(shù)并不否認專家、有經(jīng)驗的現(xiàn)場技術(shù)人員及評價專業(yè)技術(shù)人員的極其重要的作用, 而是強調(diào)以上人員應(yīng)在計算機和新的安全評價技術(shù)輔助下, 方能實施有深度的、完備的、高效的、符合國際規(guī)范的安全評價。 

　　5、過程危險識別及評價技術(shù)的應(yīng)用 

　　昆明芬美意香料有限公司在新項目的建設(shè)、舊項目的改造中, 選擇了ZHA (蘇黎世危險分析法)進行過程危險識別及評價。他們建立了ZHA 分析小組, 小組由來自不同部門的專業(yè)人員4～7 人組成, 他們能從不同角度觀察問題并帶來不同的專業(yè)知識。小組長來自安全或工程部門, 精通ZHA 分析法, 透徹了解工藝, 能控制局面。他們的做法是: 明確分析的范圍; 確定參加分析的隊伍; 定義危險所在; 做危險評估; 定義危險的嚴重程度和概率。后兩步所得的結(jié)論要寫入危險目錄清單, 再根據(jù)該公司的風(fēng)險政策, 確定風(fēng)險可以容忍的邊界,結(jié)論寫入風(fēng)險概況表。根據(jù)危險目錄和風(fēng)險概況表, 分析小組要提出風(fēng)險改善的措施, 根據(jù)優(yōu)先權(quán)的輕重緩急, 確定處理順序, 結(jié)論寫入風(fēng)險改善目錄, 監(jiān)督執(zhí)行。具體做法是: 

　　1) 找出危險　用引導(dǎo)詞清單為導(dǎo)向, 通過流程, 把工作范圍分成一個個部分來討論, 從而找出危險。引導(dǎo)詞包括: 危險特征(機械、電氣、化學(xué)、易燃、易爆、壓力⋯⋯) ; 故障(機械故障、電氣故障、化學(xué)故障⋯⋯) ; 環(huán)境影響(溫度、濕度、污染⋯⋯) ; 使用和操作(不安全操作、錯誤指令、缺乏安全警告⋯⋯) ; 生命周期(組織結(jié)構(gòu)、設(shè)計⋯⋯) 。 

　　2) 完成危險目錄　根據(jù)下列的情況, 列出一個危險目錄表:確認危險在那里? 是什么? 有什么安全措施?如何發(fā)生? 為何發(fā)生? 后果多大? 多嚴重?危險的嚴重程度分類( 災(zāi)難性的、嚴重的、輕微的、可忽略的) 。危險幾率分類( 非常高、高、偶然、低、非常低、幾乎不可能) 。 

　　3) 建立風(fēng)險概況表及確定可容忍邊界　根據(jù)危險目錄, 畫出風(fēng)險概況表的階梯線, 確立可容忍邊界。線的上半部分的風(fēng)險是不能容忍的, 不能容忍的風(fēng)險要通過一些措施來消除、降低、轉(zhuǎn)移, 最后成為可容忍的保留風(fēng)險, 詳細的介紹見資料。此外, 昆明理工大學(xué)也采用了故障樹分析法對煤礦生產(chǎn)過程的事故進行了分析和評價。 

　　6、研究工作計劃 

　　作者希望能盡快在省內(nèi)冶金行業(yè)開展過程危險識別及評價技術(shù)工作并提出了以下工作計劃。 

　　1）組織精干的研究隊伍 

　　研究隊伍擬由有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)的職能部門、大型企業(yè)集團、研究部門4～6 人組成。 

　　2）第一步研究工作 

　　對以下課題進行資料收集和研究: 過程危險識別及評價技術(shù)的標準; 多種過程危險識別及評價技術(shù)的詳細資料; 多種過程危險識別及評價技術(shù)的對比; 多種過程危險識別及評價技術(shù)的實際應(yīng)用。研究工作結(jié)束后形成相應(yīng)的技術(shù)文件。 

　　3）邀請國內(nèi)專家來昆學(xué)術(shù)交流 

　　擬邀請目前在國內(nèi)外處于領(lǐng)先地位的北京化工大學(xué)教授、博導(dǎo)吳重光來昆向相關(guān)人員介紹過程危險識別及評價技術(shù)及計算機輔助安全評價(診斷)技術(shù)。進一步促進過程危險識別及評價技術(shù)在省內(nèi)的開展。 

　　4）在部分大型企業(yè)開展人工過程危險識別及評價技術(shù) 

　　在組織參觀學(xué)習(xí)昆明芬美意香料有限公司過程危險識別及評價技術(shù)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上, 在省內(nèi)部分大型企業(yè)開展人工過程危險識別及評價技術(shù)。 

　　5）開展計算機輔助安全評價( 診斷) 技術(shù)的省內(nèi)試點工作 

　　在以上工作的基礎(chǔ)上, 以一兩個省內(nèi)冶金大中型企業(yè)為試點開展計算機輔助安全評價(診斷) 技術(shù)的實際應(yīng)用。