区域化工危险评价研究

　　【摘要】 为提高区域企业安全监管的科学性和有效性，采用化工厂危险程度分级法对常州市武进区69家高危化工企业进行同一标准的危险评价，确定其固有危险指数和固有危险等级。运用样本均值和标准差变异系数分析企业整体危险的趋同性，认为69家企业整体危险程度不高，物量指数、工艺系数、设备系数、环境系数、厂房系数依次是监管的重点，应加大对安全设施的督查力度。运用单侧控制图分析了高危企业和单项指标的偏移性，认为有9家企业属于超控状态，应根据超控原因实施有针对性的重点监管；在安全设施系数上超控的企业数量最多，加强对安全设施的监督力度，企业受益面最大，安全效果最明显。

    【关键词】 安全监管；危险因素；化工厂危险程度分级法(DDCPC)；标准差变异系数；控制图

    0 引言

    为提高区域企业安全监管的科学性和有效性，面对我国目前化工企业安全生产的严峻形势，政府安全生产监督部门需要“抓住重点、强化基础，实施全面整治”[1]。抓住重点就是要在对化工企业危险源全面普查的基础上，列出危险程度较高的重点管理企业；强化基础就是要分析高危企业危险因素之间的差异，对其在基础设施和管理方面的薄弱环节，逐个加以完善和改进，进而在政府、企业的共同努力下，整治隐患，不断改善企业安全生产状况。为此，地区安全监管部门需要开展的工作是：①确定该地区的重点高危化工企业；②评价这些企业的危险因素，确定危险等级；③分析、比较高危化工企业危险因素的共性表现和个性差异，提出适于高危企业整体和个体状态的安全整治措施。

    确定高危化工企业可从物料、化工反应、单元操作3个方面考查。重大危险源标准[2]可作为确定所加工物料的危险性的依据；而化工反应和单元操作的危险性判断也有众多文献可供参考[3-4]。

    评价高危化工企业的危险因素和危险等级可以借助于企业的安全评价报告直接得到。由安全评价中介机构编制的化工企业安全评价报告书[5]，以定性或定量方式评价受评企业的危险因素[6]。但是，由于评价机构不同、评价方法不同，对危险因素认识也不尽相同，致使评价等级和结论没有可比性；特别是目前常用的评价方法，均以个别生产单元(主观上认定的最危险单元)的评价结论简单地放大为企业的评价结论，难免偏颇且有失公允。例如：

    对于过氧化环己酮生产过程，采用作业条件危险性分析法或蒙德法进行评价，结论将大有区别；

    对于大量用到环氧乙烷的N，N－二甲基乙醇胺生产企业，以环氧乙烷储存过程的评价结论还是以N，N－二甲基乙醇胺生产过程的评价结论作为企业危险等级，也将迥然不同。

    可见，简单引用以往的评价结论分析各高危化工企业危险因素之间的差异，既缺乏可信性，也缺乏可比性，不利于实施系统的、有针对性的区域安全监管。

    为了获得具有可比性的危险因素信息，有必要运用同一个评价尺度对所辖区域的高危化工企业的危险因素进行重新核定。笔者以化工企业比较集中的常州武进区为例，开展高危化工企业危险因素比较研究。研究中提出并运用了统一的评价方法和标准，对评价结果从整体趋同性和个体偏移性两个方面对企业进行了比较分析，以期为地区安全监管部门实施全面整治提供依据。

    1 高危化工企业的确定

    常州市武进区地处长三角腹地，南濒太湖，西衔滆湖，地理环境优越；交通便利，经济发达。化工行业是武进区的支柱产业，现拥有化工企业近千家，其中危险化学品生产企业370多家，占常州市总数的1/3；物料涉及易燃易爆、有毒、腐蚀性等危险化学品的品种大约600多种；加工工艺涉及硝化、氯化、加氢等多种高危化工反应，以武进区化工企业作为研究对象具有代表性。

    武进区安全生产监督管理局在江苏率先根据物料、化学反应和单元操作的危险程度将所辖化工企业划分为“红、黄、蓝”3种类型(见表1)，并依此确定了重点监管的71家高危化工企业(红色企业)。

    笔者选取其中资料较为齐全的69家企业作为研究对象，进行危险差别的比较分析。

表1 武进区化工企业分类标准

 

    2 评价方法和程序

    2.1 评价方法的选取

    目前，适合化工企业安全评价的方法主要有：国际劳工组织的单元危险性排序法、美国DOW化学公司开发的道氏化学法、英国帝化学公司开发的蒙德法、日本化工省的六阶段安全评价法以及我国的化工厂危险度分级方法等[7]。前4种方法都是仅限于对工艺单元的安全评价，且评价过程十分繁杂，不适于评价企业整体情况，也不适于对69家企业同时进行评价。

    化工厂危险程度分级方法(以下简称分级法)是1990年由原化工部青岛劳保所开发的，该方法吸收了国外评价方法的长处，结合我国化工企业特点，提出了以单元评价为基础，综合评定整个企业危险等级的方法。该法操作程序简单、评价重点突出，适用于对大量企业同时进行评价。因此，笔者的研究工作采用分级法。

    分级法以物量指数(表示加工物质的火灾爆炸性、毒性及其数量和状态)为基础，以物量指数与工艺系数(表示工艺和操作过程的危险性，取值大于1)、设备系数(表示设备本身及其运行条件的危险性取值大于1)、厂房系数(表示厂房结构及间距的安全条件，取值大于1)、安全设施系数(表示保护系统的完备和有效程度，取值小于1)、环境系数(表示事故对企业周边的影响，取值大于1)的乘积为工厂固有危险指数，以工厂固有危险指数值所对应1～5个等级确定工厂固有危险等级。工厂固有危险指数大或工厂固有危险级别小，均表示企业危险程度高。

    2.2 评价过程

    研究工作用2个多月的时间，对69家企业逐个进行了实地考查和资料审查，在企业的配合下，对照分级法要求进行了评价，确定了各企业评价指标值及其固有危险等级(见表2)。其中：

    1)选取环境系数时，考虑两种如下情况：

    其一，为了简化程序，对于一个化工厂的不同的评价单元按整个化工厂的外部环境来选取[13]；

    其二，根据企业周边环境的具体情况，判断其点在型和密集型程度，在《分级法》原有的基础上对环境系数增加了1.2，1.6，1.8共3个指数。

    2)在选取工艺系数时，考虑到武进区高危化工企业虽然是以中小企业为主，但企业在工艺流程方面体现出了较大的差别。为了简化计算，仅以不同的工艺流程来划分不同的评价单元。

    3)由于安全管理的补偿因素难以定量化，为了回归企业固有危险状态，评价中没有这个因素。

    4)工厂固有危险指数用企业内具有最高危险的5个工艺流程(单元)的危险指数的均方根求出：

 

    对于具有多种工艺流程企业，研究组给出以工艺物质危险性高低、化学反应危险性大小的排序，在征求拥有丰富的工作经验的专家意见后确定其中5个最危险工艺代入式(1)。

    利用化工厂危险程度分级法进行评价的操作程序框架如图1所示。

 

    图1 安全评价的操作程序框架图

    表2 高危企业危险指标

 
 

    3 高危化工企业的危险比较分析

    分别运用标准差变异系数和控制图方法对高危化工企业的危险进行整体趋同性分析和个体偏移性分析[14]。

    3.1 高危企业危险整体趋同性分析

    标准差变异系数表达各变量相对离中的趋势，某项评价指标变异系数较大，说明样本在该指标上体现出的差别较大；否则，说明差别较小，样本的整体趋同性较大[15]。

 

    69家企业评价指标的趋同性分析如表3所示。

    表3 69家企业评价指标统计表

 

    由表3可作如下分析：

    1)从平均值看，工厂固有危险等级3.9，说明69家高危企业整体危险程度不高，安全形势整体上是好的。工艺系数1.863333＞设备系数1.387879＞环境系数1.215152＞厂房系数1.043636＞1，说明在这些使固有危险指数提高的因素中，工艺系数均值最高，监管部门应加大对工艺成熟度和规范性的审查和把关，同时应依次加强对设备、环境、厂房因素的监管。安全设施系数0.8336＜1，说明安全保护措施起到了一定控制危险因素的作用，但效果并不明显，应进一步强化。

    2)从标准差和变异系数看，固有危险指数差异最大，说明同属高危企业，危险程度有较大区别，应分别对待。物量指数说明企业生产中所涉及的危险化学品的种类、用量差别较大，这就要求监管部门应考虑企业之间在加工能力和品种上的差异，不能一刀切；另一方面也要求监管人员必须熟悉各种危险化学品安全管理、处置知识，实施科学监管。在其他5个修正系数中，环境系数最大，说明企业周边情况比较复杂，差异很大，对于位于人员密集区或化工企业密集区的企业应严格监管；安全设施修正系数的变异系数较大，说明化工企业的安全设施的配备差别比较大，监管部门应加大对安全设施的检查力度，组织对高危企业安全设施配备情况的专门的调查，对安全设施配备不到位的企业提出整改要求；工艺系数和设备系数的标准差变异系数相近，说明其危险因素较均衡，针对普遍存在安全检测不到位的问题，监管部门应督促企业对设备进行定期检验检测以最大限度地减少安全隐患。

    3.2 高危企业危险个体偏移性分析

    控制图是由美国的贝尔电话实验所的休哈特(W.A.Shewhart)博士在1924年首先提出的。控制图主要用于分析判断所考查样本的稳定性，及时发现其中的异常现象。对于服从正态分布的数据可以利用休哈特控制图判别[16]。

    对数据用柯尔莫哥洛夫拟合检验法进行正态检验的结果表明，除了环境系数、厂房系数其他指数均大于0.05，即固有危险指数、物量指数、工艺系数、设备系数、设施系数均服从正态分布。

    最常用的休哈特控制图是均值——极差(X－R)控制图。该图以横坐标为样本序号，纵坐标为样本特性参数，中心线CL表示样本均值，上、下控制线(UCL，LCL)所涵盖的区域表示控制范围。若取σ为均方差，μ为样本均值，则：

    1)当上下控制线取为μ±σ时，样本量的68.27%在控制区域内。

    2)当上下控制线取为μ±2σ时，样本量的95.45%在控制区域内。

    3)当上下控制线取为μ±3σ时，样本量的99.73%在控制区域内。

    对于笔者的研究对象，出于安全考虑，样本参数都应采取单侧控制策略，即对于固有危险指数、物量指数、工艺系数、设备系数仅需设置上控制线，而对于安全设施系数则仅需设置下控制线。这时，只要取μ±σ，就可以对

    68.27%+(100%－68.27%)/2=84.14%的样本进行控制。而指标值超出控制状态的样本表

    现出超常的个体偏移性，应予以重视。

    依此，对企业各评价指标建立极差控制图如图2～图6所示(由于厂房系数、环境系数不服从正态分布，未做控制图)。

 

 

    对图1～图5中超出控制线的企业进行排序(在此，为便于比较，将厂房系数、环境系数也考虑在内并以其平均值作为控制线)，得表4～表10。

 

 

    综合表4～表10，可获得固有危险指数超过控制线的9家企业的原因(见表11)。

 

    由上述分析可见有两点偏移性。

    首先是个体企业的偏移性：

    1)对固有危险指数的考查(见图1)可见，61个高危企业中有9家超过控制线，表现超常的个体偏移性，应予以重点监管；

    2)考查9家超控企业危险原因(见表11)发现，物量指数的原因最明显，有6家因此而超控，其后依次是：环境指数(3家)、安全设施系数(3家)、设备系数(2家)、工艺系数(2家)、厂房系数(1家)，说明对超控企业加工物料的品种和数量应严格监管，同时应重视其他因素；

    3)根据表11中超过控制线的原因，可以对各超出控制线的企业提出安全监管具体要求。如第61号企业储存的环氧乙烷已构成重大危险源，输送管道按照液相管设计，没有建立冷冻盐水站，且安全设施不到位，给安全生产带来了很大的隐患，应责令企业停产整改；第24号企业设备严重老化，加工物料品种过多，安全设施不完善，是整改的重点。

    其次是单项指标的偏移性：

    1)对各单项指标的考查(见图2～图5)发现，安全设施系数的个体偏移性最明显，有11家企业低于控制线；

    2)其后超出控制范围的依次是：工艺系数(10家)、物料指数(9家)、设备系数(7家)；

    3)再次说明安全设施情况是监管的重点，因为改善安全设施可以使11家企业受益，效果最明显。同时，也应注重对工艺、物料、设备方面的监管。

    4 结论

    1)在常州市武进区确定了71家高危化工企业，并对其中69家运用化工厂危险程度分级法对进行了同一标准的危险评价。

    2)运用样本均值和标准差变异系数分析了高危企业整体危险的趋同性。认为，69家高危企业整体危险程度不高；物量指数、工艺系数、设备系数、环境系数、厂房系数依次是监管的重点；应加大对安全设施的督查力度。

    3)运用单侧控制图分析了高危企业和单项指标的偏移性。认为，有9家高危企业属于超控企业，应根据超控原因实施有针对性的重点监管；高危企业在安全设施系数上超控最多，在此实施安全监管，企业受益面最大，效果最明显。

    参考文献

    [1] 国家安全生产监督管理总局．关于开展化工企业安全生产整治工作的通知[EB/OL]．http：//www.chinabaike.com/law/zy/bw/gwy/ac/1375277.htm，2007－04－23

    [2] 重大危险源辨识[S]．GBl8218—2000.2000

    [3] 吴宗之．重大危险源控制技术研究现状及若干问题探讨[J]．中国安全科学学报，1994，4(2)：17～22

    [4] 王凯全．化工安全工程学[M]．北京：中国石化出版社，2007

    [5] 安全评价通则[S]．AQ8001—2007.2007

    [6] 樊晶光，王宝，王宇航等．660家企业实施安全评价工作绩效现状分析[J]．中国安全科学学报，2008，18(2)：45～49

    [7] 吴宗之，高进东．危险评价方法与应用[M]．北京：冶金工业出版社，2001

    [8] Health＆Safety Commission．Advisory Committee on Major Hazards，First Report[R]．London：Health＆Safety Cominission，1976

    [9] Health＆Safety Commission．Advisory Committee on Major Hazards，Second Report [R]．London：Health&Safety Commission，1979

    [10] Health&Safety Commission．Advisory Committee on Major Hazards，Third Report，The Control of Maior Hazards[R]．London：Health&Safety Commission，1984

    [11] 程映雪，向衍荪，周长春．系统安全评价分析[J]．中国安全科学学报，1995，5(增)：42～45

    [12] 梁庆棠．蒙德法与道化法的选取[J]．中国安全科学学报，2000，10(4)：55～57

    [13] 沈立．安全评价单元及其划分的有效性分析[J]．中国安全科学学报，2006，16(12)：130～134

    [14] 张彦．社会统计学[M]．北京：高等教育出版社，2005.6：62～70

    [15] 卢纹岱．SPSS for Windows统计分析(第二版)[M]．北京：电子工业出版社，2002．9：30～302

    [16] 刘书庆．杨水利．质量理学[M]．北京：机械工业出版社，2003