科学构建化工园区安全生产长效机制的关键要素

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　　【摘要】针对我国化工园区的发展现状和存在的问题，结合本质安全等现代先进安全管理理念，系统地分析了强化化工园区安全生产长效机制关键要素的手段和措施，为提高化工园区和相关行业的安全管理现状提供了科学依据。指出当前强化园区总体规划和布局论证以及严格执行园区准入制度的重要性；阐明建设项目本质安全化是重要关键所在，应通过在项目构建的不同阶段，分步实施本质安全化设计策略；考虑到园区重大事故多米诺效应概率显著增加，理论研究确定了爆炸和火灾触发多米诺效应的概率和临界距离；特别强调重大危险源的控制和管理是核心问题，提出了园区重大危险源的三级安全管理模式和园区应急资源评估模式。

　　【关键词】化工园区；安全生产；长效机制；本质安全设计；重大危险源；重大事故

　　0引言

　　化工园区作为化学工业高度集中发展的产物，近10余年来，如雨后春笋般地在我国沿海沿江等经济发达区域迅速发展起来。据不完全统计，我国迄今拥有省级以上人民政府批准建设的新建化工园区达60多处。化工园区的快速发展也给其安全管理带来严峻的挑战。突出地表现在：

　　1)规划缺乏科学性。调查发现，某园区东西5公里的区域内并列安排了近30家企业，有的一家紧靠一家，中间只有一道围墙相隔，消防通道不畅；有的企业厂房靠厂房、厂房与生活用房和职工宿舍相连，防火间距不够；还有的化工类企业与纺织服装企业挨靠在一起，不符合消防规范要求，极易引发重特大恶性火灾事故。

　　2)园区消防站点稀人少，装备落后，难以扑救重特大火灾。一些规模小或县级园区大多如此。

　　3)一些个私企业主安全法律意识淡薄，忽视安全生产投入和日常安全管理，生产过程中存在严重的违章行为和安全隐患。诸如安全生产责任制不落实、违规作业、用铜丝代替保险丝等。

　　4)园区时有火灾、爆炸等事故发生。2003年1月珠海临港化工区某台资化学品生产企业突发大火，引发多次爆炸，造成4人轻伤和附近村庄居民及相邻东荣实业公司人员被迫疏散；2006年7月浙江杭州精细化工园区某化工制品公司发生重大火灾爆炸事故，大量增白剂成品的火灾引发了其近旁桶装甲醛的爆炸，虽无人员伤亡，但估计其事故损失达几亿元人民币。

　　一个化工园区的建设和发展，少则要8～10年，多则几十年。要实现园区安全生产的持续、稳定和健康发展，预防重大工业事故的发生，构建化工园区安全生产的长效机制就势在必然。从现代安全管理的观点，系统分析和研究，科学构建园区安全生产长效机制的关键要素就具有非常重要的战略意义和现实意义。

　　1化工园区的科学规划和准入制度

　　1.1园区建设的科学规划和布局

　　化工园区的科学规划和合理布局需要政府和企业的通力合作，新建园区的总体发展规划必须由有专业资质的规划设计单位编制，借鉴国内外先进经验，强化总体规划和园区布局的论证，强调科学性、可操作性和前瞻性，严格执行国家及行业有关法律、法规和标准规范的规定，为园区的安全生产长效机制奠定坚实的基础。

　　园区规划应该结合当地总体规划，立足于长远，要为园区的发展留有充分的余地。在园区开发建设初期(筹划、选址阶段)就要考虑分析化工园区可能的危险源和危险性，应从当地自然环境特点、水文气象、地质地貌以及纳污容量的角度，确立园区选址，避免园区对周边环境产生不良影响。

　　再者，应按照化工项目的特点，依据功能要求合理划分地块，对生产联系密切和有依托的项目靠近布置，相互间应满足对安全生产、环境保护、工业卫生及长远发展的要求。科学的园区布局还要考虑公用工程、仓储设施、交通运输、消防工程、公共服务及绿化等设施的定位。既要符合各类化工生产集聚的需求，满足园区资源的经济合理利用，又能够使园区有较高的安全水准。

　　1.2化工园区应实行“准入制度”

　　我国境内化工产品至少有三四万种，按产品大类划分为17个行业、20多个门类。化工产品与产品之间有的互为原料、相互联系，有的没有任何联系。不同地区的化工园区应各俱特色，应当是互相关联企业的集聚，不能“捡到篮子里就是菜”。园区政府要选择科技含量高、产品新、效益好、危险性小的项目，避免一些国家和地区将低档次产品或技术落后、污染大的项目转移到园区。同时，对投资者的业绩资质应进行全面、认真的审核。

　　总之，必须在招商引资前就做好充分准备，从园区建设一开始，就要有打造精品园区、安全环保园区的意识，这方面政府责任重大。

　　2化工园区建设项目设计的本质安全化

　　建设项目的设计对于预防重大事故、科学构建安全生产长效机制起着关键作用。该阶段是实施化工生产过程本质安全化的最佳时机，是从源头上根除或减少化工园区的危险有害因素和重大危险源的数及量的根本措施。

　　2.1化工过程本质安全基本原理

　　基于化学工业重大事故所造成的严重后果，原英国帝国化学工业公司高级顾问、世界著名安全专家T.A.Kletze在1984年的国际安全会议上首次正式提出了化工过程本质安全化的基本原理，它由最小化、替代、缓和、削弱后果、简单化和容错等主要内容构成。化工过程本质安全原理指出了提升化工装置安全生产水平的主要方向和手段。迄今为止，该安全理念的应用研究在世界各国化工安全领域引起了广泛的关注，成为化工过程安全研究的前沿课题，在指导化工过程安全生产、预防重大工业事故方面发挥着重要作用。

　　本质安全是指系统与生俱来固有的或内在的、维持系统持久安全的天然性能。化工过程本质安全是指在没有任何附加安全系统的环境条件下，仅凭过程自身设计性能就能够消除和控制生产过程所涉及的物料和(或)工艺操作条件等带来的潜在危险，达到生产过程的高度安全。为使化工生产工艺过程和设备乃至系统达到本质安全而进行的研究、设计和改造均称为化工过程本质安全化。

　　2.2本质安全化设计策略

　　本质安全化设计策略是指依据本质安全原理，通过工艺过程自身的设计最大限度地消除和控制过程原有的潜在危险性，使之达到较高安全水平的方法和手段。显然，建设单位在设计的初期就实施本质安全化设计，不仅所需成本低，而且难度也小，可以从根本上消除或减少建设项目的潜在危害。

　　在分析化工过程的主要危险有害因素基础上，可根据化工建设项目的不同设计阶段分步实施本质安全化策略，对所确定危险因素应分别根据本质安全的基本原理采取有效措施，消除或减少生产过程的可能危害，尤其应减少或消除重大危险源。

　　除可行性分析阶段是通过执行国家有关安全生产和职业卫生方面的法规、标准实现项目的本质安全化(尤其应从自然条件、地形地貌条件、周边环境等确定项目选址)，其他工艺设计、概念设计等阶段都可参照表1实施本质安全设计策略。

 

　　3化工园区重大事故多米诺效应的预防

　　园区内企业的相对密集和生产规模的扩大使得企业的重大工业事故易于波及周边企业，触发灾难性的重大事故多米诺效应。迄今为止，国内外都有诸多由于多米诺效应而导致的连锁重大事故发生。例如：1984年11月发生在墨西哥城圣胡安的重特大火灾爆炸事故；1993年8月我国深圳市某物品储运公司的清水河化学品仓库发生的特大火灾爆炸事故；2005年11月地处吉林市的某石化公司双苯厂特大火灾爆炸事故，都属于重大工业事故的多米诺效应。

　　多米诺效应的发生扩展了事故的影响范围，加剧了事故的严重后果。虽然诱发重大事故多米诺效应的原因比较复杂，但强烈的热辐射和冲击波作用是诱发的直接原因。深入研究事故多米诺效应的发生规律，设法消除或降低其影响，对于园区重大事故多米诺效应的预防和构建园区安全生产长效机制具有重要意义。

　　笔者等对某化工园区仓储企业之大型罐区进行了重大事故多米诺效应研究。图1、图2表明一级单元(甲苯储罐)分别发生池火和沸腾液体蒸气云爆炸(BLEVE)时触发二级单元(甲醇储罐)发生多米诺效应的概率。

 

 

　　总体上，无论是发生火灾还是爆炸，触发多米诺效应发生的概率都随着罐间距离的增大而减少，但火灾和爆炸事故引发多米诺效应的概率随罐间距增大而降低的趋势显著不同。相同条件下，爆炸较火灾更易于触发重大事故的多米诺效应。此外，图1、图2还给出一级单元发生火灾或爆炸时触发多米诺效应发生(二级单元发生事故)的临界距离，临界距离是企业内外有关安全设计、重大事故多米诺效应预防和应急预案制定的重要依据，其大小取决于物料燃爆性能和设备情况。笔者研究条件下，池火、BLEVE引发多米诺效应的理论临界距离分别是30m和40m。

　　4化工园区重大危险源的控制管理

　　重大工业事故往往都是由于重大危险源的能量或物质意外释放而导致的，或者是对重大危险源的危险性认识不足，采取措施不当而造成。为此，园区作为重大危险源的集聚地，安全生产长效机制的构建和发展应以重大危险源的有效控制和管理为核心来开展。

　　基于化工园区生产的特点和重大工业事故常常造成群死群伤的灾难后果，笔者提出园区重大危险源的三级管理模式，如图3所示。

 

　　首先，重大危险源企业对重大危险源的控制和管理负有直接的和主要的责任；

　　其次，园区政府和省市政府主管园区的部门也负有重要的监督管理责任，但园区政府部门和主管园区政府部门的监管范围和责任轻重有别。

　　有关重大危险源分级管理的具体内容阐述如下。

　　4.1企业的职责

　　采取工程技术措施控制重大危险源的工作主要应由企业完成，也是重大危险源企业的基本职责。

　　从本质安全原理出发，首先应从企业选址、重大危险装置的设计、制造加工、安装各阶段就重视重大危险源，确保选址正确、设计和制造、安装技术可靠，使装置达到较高水平的本质安全，使控制技术先进可靠。

　　其次是对重大危险源投入运行后的有效控制，即投产之后的重大危险源运行(包括维护)控制，也是预防重大事故的关键阶段，是企业正常安全生产的前提和保障。既涉及工程技术问题，也牵涉管理问题，两者应有机结合起来发挥作用，其中企业的管理者起着举足轻重的作用。

　　4.2政府的职责

　　园区政府部门和主管园区的省市有关部门都肩负着重大危险源的安全监督管理职责。其中园区政府部门对园区重大危险源的监管负有重要的直接领导责任；省市政府部门肩负着园区规划和安全监察的领导责任。

　　4.2.1园区政府部门的安全监管职责

　　园区政府首先应做好1.1和1.2所阐述的园区科学规划布局和招商引资工作。

　　其次，园区政府应该在园区危险源全面普查的基础上，辨识确定重大危险源的种类和数量，监督指导企业进行重大危险源的安全评价和登记工作，并确定重大危险源的分级方法和标准，将园区的重大危险源加以分级，以实现重大危险源的有效安全监管。考虑到目前我国重大危险源辨识标准中危险物质临界量与发达国家相比较小，但园区中各类企业规模很多和发达国家企业规模接近或相当，建议将重大危险源分为三级或五级。

　　一级或一二级重大危险源事故后果最严重，是政府监控的重点。鉴于重大危险源不断变化，园区政府应每半年或一年对重大危险源的分布进行统计核实，完善登记建档工作，建立和完善重大危险源的预报预警机制。

　　此外，园区政府应在园区重大危险源评价和分级的基础上，制定一级或一二级重大危险源应急预案，预案中要特别强调应对可能重大事故及其多米诺效应的紧急举措，并在网上发布，告知社会公众。园区应急预案在企业和省市预案间起着承上启下的纽带作用，既要注意和省市应急预案的有效衔接，还要保证与园区重大危险源企业预案的协调一致。并且，要对应急预案进行定期演练，一般每年至少应进行1～2次。

　　4.2.2省市主管部门的安全监管职责

　　省市主管部门对辖区内重大危险源的监管是其重要职责，特别是辖区内的化工园区应为其安全监管的重点。

　　当前，应首先做好重大危险源的登记建档工作，制定省市应急预案时应将园区作为重点考虑对象，要和园区预案建立良好的接口和界面，以便一旦园区发生重特大事故，省市领导能够有效指挥重大事故的应急救援工作。

　　另外，还应对园区政府的安全监管给予检查和指导，加强园区主管领导、重大危险源企业法人和主要负责人的定期安全培训，使他们明确所肩负的重大责任，不断完善重大危险源的安全管理工作。

　　此外，省市主管部门应根据该地区工业企业的特点，特别是我国当前关于重大危险源和重大事故安全监管基础薄弱的实际情况，有计划地深入园区和基层进行调查研究，促进和完善有关安全生产、重大事故控制预防法律法规的建设和发展。

　　5开展应急资源评估，不断强化园区重大事故应急救援机制

　　工业化国家的统计表明，有效的应急救援机制可将事故损失降低到无应急机制的6%。化工园区较其他区域有更大的火灾、爆炸、中毒等重大事故风险，建立有效的应急救援机制显得特别重要。

　　虽然，当前各地园区及企业都制定了应急救援预案，但普遍落实在纸面上，缺乏可行性，而应急资源评估是弥补这一缺陷的有效途径。通过应急资源评估可定量发现应急资源的不足程度，有针对性地进行资源补给，对于合理利用应急投资、强化应急救援机制和科学构建安全生产长效机制都具有重要作用。笔者等提出的化工园区应急资源评估模式如图4所

 

　　6结论

　　1)注意强化园区总体规划和布局的论证，在园区开发建设初期就要考虑分析化工园区可能的危险源及其危险性；严格执行园区的准入制度，认真落到实处。

　　2)建设项目采取本质安全设计是园区建立和实现安全生产长效机制的关键所在，在分析化工过程的主要危险有害因素基础上，可根据化工建设项目的不同设计阶段分步实施本质安全化策略。

　　3)火灾、爆炸等重大工业事故的多米诺效应是化工园区所面临的重大威胁，其中爆炸较火灾更易于触发多米诺效应，计算确定了多米诺效应的发生概率和临界距离。

　　4)重大危险源的控制和管理是构建安全生产长效机制的核心，考虑到园区重大危险源众多，其安全管理应采用三级管理模式。

　　5)进行园区的应急资源评估，对于不断强化应急救援机制，发挥应急预案应有的作用具有不可或缺的重要作用，给出了园区应急资源评估的参考模式。

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