化工企业安全评价方法研究

1 引 言

    在职业安全健康管理体系规范要素中，4.3.1条款危险源辨识、风险评价和风险控制无疑是重中之重，对于一些风险较大的行业尤其如此。化工行业由于其设备、管道的复杂性特别是其生产、制造、贮存过程中牵涉到大量的化学危险品，其危险源辨识和风险评价工作显得十分重要。在审核过程中如何验证一个化工企业4.3.1条款的符合性，如何判断其危险源辨识的充分性和安全评价方法的科学性，对职业安全健康管理体系认证机构来说是一个挑战。
    在时下流行的安全评价方法中，LEC法由于其简单易学获得了巨大的应用，许多化工企业和咨询公司几乎不分其行业特点和风险性，都无一例外地选择LEC法作为安全评价的唯一方法。笔者认为，LEC法虽然简便易行，但它只能是对一般作业条件的危险评价，它强调的是操作人员在具有潜在危险性的环境下作业的危险性，它的三个因子中有关指标的取值主观、任意性很大，其危险性等级的划分仅仅是美国人经验划分的结果，难免带有局限性。应该说，LEC法对于分析化工企业操作人员的危险性是可行的，但这种分析只能用于简单的化工系统，对于一个复杂的持续作业的系统而言，仅仅靠这一方法分析系统的危险性是不够的，需要借助更精确的定量的方法进行分析评价。显然，对于一个复杂的系统，对系统本身固有危险的分析显得更有实际意义。本文试图根据化工行业的特点和各生产企业所处的不同阶段，探讨将几种安全评价方法相结合分析一个化工企业风险的可能性。

2 过程发展初期的安全评价方法

    对于化工企业新建、改建、扩建项目，或者对于化工企业固有系统中采取新的操作方法、接触新的危险性物质、工具和设备等，可采用预先危险性分析方法或日本劳动省六阶段法进行分析研究。

2.1 预先危险性分析（PHA）
    在过程发展的初期，如果我们不掌握详细的设计和操作程序，可以考虑运用PHA法进行项目初期的安全分析。预先危险性分析（Preliminary Hazard Analysis）方法最早由美国军方提出，在项目的初期使用该方法可以从一开始就消除、减少或控制主要的危险，几乎不耗费什么资金，可以取得防患于未然的效果。在分析系统危险性时，为了衡量危险性的大小，该方法将系统的危险性划分为以下四个等级[1]。

表1 危险性等级划分表

级别	危险程度	可 能 导 致 的 后 果
Ⅰ	安全的	不会造成人员伤亡及系统损坏
Ⅱ	临界的	处于事故的边缘状态，暂时还不致于造成人员伤亡、系统破坏或降低系统性能，但应该予以排除或采取控制措施
Ⅲ	危险的	会造成人员伤亡和系统损坏，要立即采取防范措施
Ⅳ	灾难性的	造成人员重大伤亡及系统严重破坏的灾难性事故，必须予以果断排除并进行重点防范

利用PHA 进行分析的步骤：
（1）通过经验判断、技术诊断等方法确定危险源。了解过程所包含的主要化学物品、反应、工艺参数，以及主要设备的类型、安全性能、操作环境要求等等。
（2）根据过去的经验教训及相似设备工艺的危险性分析材料等，分析系统中可能会出现的危险性。
（3）对确定的危险源分类，制成预先危险性分析表。
（4）按以上表格对危险性进行分级。
（5）企业确定其不可接受的风险。
（6）制定预防和纠正措施，并对其有效性进行评审。

从以上我们可以看到，一次完整的PHA分析实际上是一个PDCA循环。

示例：以下是某化工企业利用PHA对其硫化氢贮罐进行分析的部分结果[2]。

表2 硫化氢贮罐PHA部分分析结果

危 害	原 因	主要后果	危险等级	纠正/ 预防措施
有毒物质释放	（1）H2S贮罐破裂	如果大量释放将有致命危险	Ⅳ	(a) 安装报警系统 (b) 保持最小的贮存量 (c) 建立贮罐的检查规程
	（2）H2S在工艺过程中未完全反应	如果大量释放将有致命危险	Ⅲ	(a) 设计一系统收集和处理过量的H2S (b) 设计控制系统检测过量的H2S并将过程关闭 (c) 建立规程保证过量H2S处理系统在装置开车前启动

2.2 日本劳动省六阶段法
    日本劳动省六阶段法主要应用于新建、改建的化工企业中各类容器、塔、槽、化学品的制造和贮存设施的安全评价。如果我们掌握了系统较为详细的资料和信息，如系统的工艺流程、主要设备情况、中间体及产品的物理化学性能等，我们就可以用该方法来分析系统的安全性，该方法包括以下六个步骤：
（1）资料准备
资料包括新建、改建、扩建的条件，原材料和产品的物理化学性质、有关法律法规标准、工程概要，流程图，各种设备的操作要领，安全设备的种类及设置地点，人员配备，安全教育计划等。
（2）定性评价
针对选址、工艺流程布置、设备选择、建筑物、原材料、中间体、产品、输送贮存系统、消防设施等方面用安全检查表进行检查。
（3）定量评价
把系统或装置分成几个工序，再把工序中各单元的危险度定量化，以其中最大危险度作为本工序的危险度。单元的危险度由物料、容量、温度、压力、操作五项组成，每项又分成A、B、C、D四类，分别表示10、5、2、0分，然后按得分之和分成三级。

（4）制定安全对策
根据工序评价出的危险度等级，企业确定其不可接受的风险，在设备和管理上采取相应的措施。
（5）用过去类似设备和装置的事故资料进行复查评价
评价过程中发现需改进的地方再按第四步重复进行。
属于第2、3级危险度的装置和系统，到此评价完毕。
（6）用故障树（FTA）、事件树（ETA）再评价
对于危险度定为1级的装置，用故障树和事件树进行深入的危险性分析和综合判断。
从以上过程我们也可以看出，上述过程实际上也是一个PDCA循环的过程。

3 对于运行中的过程的安全评价方法

    对于化工生产过程固有的危险性可用道化学公司火灾及爆炸指数评价法（Dow Chemical Company, Fire and Explosion Index）进行分析研究。道化学公司火灾及爆炸指数评价法是对化工工艺过程和生产装置的火灾、爆炸危险性进行评价并采取相应安全措施的一种方法，该方法主要用于评价储存、处理、生产易燃、可燃、活性物质的操作过程，也可用于潜在危险物质库存量较少的工艺过程的风险评价，但适用的易燃或活性化学物质的最小处理量为454kg左右，如果单元内物质数量低于上述数值，则评价的结果可能夸大其危险性。
该方法的要点[3]如下：

表3 道化学公司火灾及爆炸指数评价法要点

    早期版本的道化学公司法的评价结果是以火灾、爆炸指数来表示的，如上图中虚线所示。根据该指数的大小可将企业的危险程度分成几个等级（下表4）。在职业安全健康管理体系认证过程中，企业可依据不同的等级确定其不可接受的风险，再依此制定相应的控制措施予以控制。

表4 F&EI及危险等级（第七版）

F&EI值	危险等级	F&EI值	危险等级
1~60	最 轻	128~158	很 大
61~96	较 轻	>159	非常大
97~127	中 等

    后期的道化学方法还包含有实际最大可能财产损失MPPD和停产损失BI的计算，其目的在于使工程师了解各工艺部分可能造成的损失。在职业安全健康管理体系认证中，企业可依照MPPD和BI值确定其不可接受的风险，制定相应的控制措施，减少事故的严重性和事故的总损失，使最大可能财产损失降至一个可接受的数值。个人认为，选择何种时期的版本，用道化学方法分析到何种程度，需不需要计算出MPPD和BI值，完全可视企业的实际情况定，企业可结合其职业安全健康目标选择最适合自身的方式。
    需要说明的是，道化学方法中一些系数的确定、一些指标的选取是道化学公司根据其多年的实际经验得出的，一些重要系数的取得如F3=F1*F2，安全措施补偿系数=C1C2C3等过于简单，其逻辑关系是不是很科学，值得商榷，道化学方法本身需要在实践中不断地加以完善。有条件的大型化工企业（具有一流的化工、工艺设备、安全、经济等方面的专家），可组织专家集体商定修改增加一些评价的指标，对一些计算公式也可以作出更符合本企业实际情况的修正。但不具体条件的企业不宜任意修改。
    显然，道化学公司的火灾、爆炸指数评价法本身覆盖了一个危险源辨识、风险评价、风险控制的过程。工艺单元的选择、单元内危险物质的确定、一般工艺和特殊工艺危险系数的确定等步骤本身就是一个危险源辨识的过程；火灾、爆炸指数的确定、危险等级的划分、暴露面积的确定、实际最大可能财产损失MPPD、停产损失BI的计算是一个风险评价的过程；安全措施的制定、安全措施中工艺控制、物质隔离、防火措施等各项指标和系数的确立是一个风险控制的过程。
    实际应用中，由于道化学方法的复杂性，许多化工企业和从事职业安全健康管理体系咨询的公司可能会望而却步，而转向于求助其它更为便利的方法如“危险与可操作性研究”（HAZOP）。当然，从理论上来说，这是完全可以的。但笔者认为，HAZOP采用的所谓“头脑风暴法”，由于受分析专家主观的影响很大，需要分析组成员训练有素、富有经验，认真细致、富有敬业精神，并且必要的时候需要与故障树等分析方法相结合，才能得出很好的效果，因此本文不推荐使用这种定性的方法。一些大型的化工企业，由于其固有的危险长期存在，采用一些指数分析方法定量分析评价其风险是必要的。

4 结 论

    化工企业的安全评价工作异常复杂，仅靠LEC法进行风险评价显然不够全面，对于一个复杂的化工系统，本文介绍了三种以上的方法分析其危险性。
（1）利用PHA和日本六阶段法分析过程发展初期的风险；
（2）利用道化学公司火灾及爆炸指数法分析运行中的系统的风险。
    将这些安全评价方法系统地结合，可对一个复杂的化工系统的风险进行较为准确的评判，十分有利于化工企业了解其本身的风险，也利于认证机构作出体系符合性的判断。

[参考文献]

[1] 郭振龙等编，工业装置安全卫生预评价方法，北京，化学工业出版社，1999
[2] 廖学品编著，化工过程危险性分析，北京，化学工业出版社，2000
[3] 吴宗之等，危险评价方法及其应用，北京，冶金工业出版社，2001