安全評價方法實例（中）

二、國營某廠的活性炭生產(chǎn)線安全評估 ( 一 ) 危險源的定量評估 為了科學合理地反映某廠活性炭催化劑生產(chǎn)線目前的安全生產(chǎn)狀況 , 評估采用了國際上化工行業(yè)普遍采用的有效評估方法---Mond 法。 1. 生產(chǎn)線主要危險源及安全隱患分析活性炭催化劑生產(chǎn)所需原材料為優(yōu)質(zhì)原煤和煤焦油, 通過圖 4-17 所示工藝流程加工成最終產(chǎn)品。 根據(jù)實際情況 ,從各基本工序的主要原料、中間產(chǎn)物、工區(qū)的連貫性等方面考慮 , 活性炭催化劑生產(chǎn)線被分為四個評估單元 , 即① " 破碎、球磨工段” ;② " 混合、壓伸、炭化工段”; ③ " 活化工段”;④ " 催化劑生產(chǎn)、制藥工段” 。整個評估以此為基礎(chǔ)分為四部分, 分別采用 Mond法進行細評。 各單元具有的易燃易爆物質(zhì)有很大差別。在單元①中 , 原料主要進行一些簡單的物理處理。由于設(shè)備破損嚴重 , 導(dǎo)致煤粉大量泄漏 , 主要危險集中在煤粉的爆炸問題上。評估結(jié)果表明 : 本單元修正后的危險性指數(shù)等級為 “很高”, 表明情況是較為嚴重的。 單元②的主要過程是煤粉與焦油按一定比例混合后進行壓伸 , 然后送入 800 ℃左右的 炭化爐進行高溫炭化。炭化尾氣中含有多種危險性物質(zhì) , 其中量最大且易燃易爆特性相對 最厲害的是 CO , 所以按 CO 為基本物質(zhì)的評估結(jié)果 , 其危險性指數(shù)等級已進入 " 極端危險”級別。 單元③的主要過程是半成品的炭化料進入活化爐 , 與通人的高溫蒸汽進行反應(yīng) , 釋放出大量有毒的易燃易爆氣體。從量上考慮 , 仍以CO為主 , 所以單元③仍以CO為基本物質(zhì)進行評估, 其綜合危險性指數(shù)分類結(jié)果已達到 " 極端危險”;供參考用的 DOW綜合指數(shù)分類結(jié)果也表明 , 其危險等級已進入 " 可能是災(zāi)難性的” 一類 , 顯然其危險性已到相當嚴重 的地步。 單元④工藝雖然復(fù)雜 , 但綜合評估結(jié)果其危險性等級為 " 很高”, 較前兩個單元要低一 些 , 所以此處不再贅述。 在實際評估過程中 , 影響評估結(jié)果的因素是多方面的。但是除基本物質(zhì)以外, 概括地講 , 設(shè)備與工房的嚴重破損直接導(dǎo)致了多種因素指標值的提高 , 比如儀器儀表殘缺不全、粉塵與有毒氣體的大量泄漏、支架平臺的嚴重腐蝕等等。雖然各單元歷年來的傷亡事故中燃爆事故不多 , 但與大量的機械傷害相比, 粉塵與氣體的爆炸燃燒才是最大的事故隱患。從評估結(jié)果來看, 一旦有此類事故發(fā)生, 其后果之嚴重是不堪設(shè)想的。 2. 關(guān)于評估采用的方法 Mond 法是由英國帝國化學公司 Mond 工廠提出的一個全面、系統(tǒng)的安全評估法。該方法以美國 DOW 化學公司提出的 F&EI 法為基礎(chǔ) , 考慮了更多的影響因素 , 所以比較適合于一般化工生產(chǎn)線的安全性評估。 F&EI 法第一版發(fā)表于 1964 年。本次評估采用的是 1989 年發(fā)表的第六版 , 該版本對評估單元的毒性、高溫、高壓等方面考慮的已較為全面, 在反映化工工藝本質(zhì)安全性方面較 為合理。 但這兩種方法畢竟是出自國際上安全管理程度與自動化水平較高的兩個工廠 , 能否直接拿來在國內(nèi)使用還得在進一步的實踐中得出結(jié)論。本次評估是國內(nèi)兵工行業(yè)第一次把該 方法應(yīng)用于正式報告中。為了更加真實地反映具體情況 ,本次評估在整個體系上保持原方法 , 但在最后以修正系數(shù)的方法把一些未反映出來的因素考慮了進去 , 這樣既不影響原方 法中各因素的平衡性和科學性, 又能反映實際國情。 3. 活化工段危險性定量評估 1) 物質(zhì)系數(shù)的確定 本單元主要是對炭化料進行活化處理。從燃爆危險性考慮, 在本工段可能造成燃燒爆炸反應(yīng)的物質(zhì)主要有 CO 、 CH4 、 C02 、H2、苯、氮氧化物、揮發(fā)盼 (含致癌物 3 、4- 苯丙蓖)及 S02 。其中 CO 是本單元的中間生成物 , 易燃易爆特性極強 , 且在上述各種生成物中數(shù)量最多。雖然某些中間生成物的爆炸危險性 ( 如H2), 高于 CO , 但它們的數(shù)量都遠比 CO 少, 故采用 CO 的物質(zhì)系數(shù) , 即 MF=6 作為本單元計算燃爆指數(shù)的初始計算參數(shù)。 2) 一般工藝危險值 (GPH) 的確定 (1) 基本系數(shù)取 1; (2) 放熱反應(yīng) ( 系數(shù) 0.30～1.25): 活化工段炭化料是在 900 ℃高溫下進行活化處理 , 主要表現(xiàn)為放熱過程 , 故選取放熱化學反應(yīng)系數(shù)為 1.00; (3) 吸熱過程 ( 系數(shù) 0.20～0.40): 活化過程是放熱反應(yīng) , 無吸熱過程 , 故此項不予考慮 ; (4) 物質(zhì)的搬運或移動 ( 系數(shù) 0.25～1.05): 活化過程中 , 炭化料需要從爐頂裝入容量為 30t 的爐中, 搬運和移動量大 , 溫度高, 環(huán)境惡劣 , 故選取系數(shù)為 0.80; (5) 隔離或圈圍 ( 系數(shù) 0.25～0.90): 活化爐為高溫設(shè)備 , 爐與爐之間元隔離防護 , 一但發(fā)生事故就會波及整個工房 , 故選了上限系數(shù)值 0.9; (6) 疏散通道 ( 系數(shù) 0.35): 工房內(nèi) , 各個爐體布置較緊密 , 元充分疏散通道 , 所有上下階梯腐蝕嚴重 , 故選取系數(shù) 0.35; (7) 液體排放及飛濺控制 (0.25～0.50): 該單元元液體產(chǎn)物或排放物 , 故此項系數(shù)為0 。 由以上 7 項 , 可以累計得到一般工藝危險值 : GPH=1.0+1.0+0.80+0.90+0.35=4.05 3) 特殊工藝危險值 (SPH) 的確定 (1) 基本系數(shù)取 1; (2) 有毒物質(zhì) ( 系數(shù) 0.20～0.80): 該單元排放有多種有毒氣體 , 故選取系數(shù)上限值為0.80; (3) 負壓 : 該單元爐內(nèi)是正壓操作 , 故此項系數(shù)為 0; (4) 是否在可燃范圍或靠近可燃范圍操作 : ①罐式存貯可燃液體 : 本單元元可燃液體 , 本項系數(shù)為 0; ②工藝不穩(wěn)定或不易洗滌 : 本單元工藝是穩(wěn)定的 , 本項系數(shù)為 0; ③總是處在可燃范圍內(nèi) ( 系數(shù) 0.80): 本單元物理化學反應(yīng)溫度就處在可燃范圍內(nèi) , 故選取系數(shù)為 0.8O; (5) 粉塵爆炸 ( 系數(shù) 0.25～2.00): 本單元的炭化料基本不存在粉塵 , 故本項系數(shù)為 0; (6) 壓力 : 活化爐正常工作時受正壓 (98Pa), 基本屬于常壓操作 , 故此項系數(shù)為0; (7) 低溫 ( 系數(shù) 0.20～0.30): 本單元此項系數(shù)為 0; (8) 可燃或不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量 : 儲存的可燃固體或生產(chǎn)過程中存在的粉塵總量為 90t, 查表得此項系數(shù)為 0.18; (9) 腐蝕性和侵蝕性 ( 系數(shù) 0.10～0.75): 活化爐大量排放腐蝕性氣體有 S02 、氮氧化物和 C02, 故選取上限系數(shù)為 0.75; (10) 泄漏 (0.10～1.50): 由于設(shè)備腐蝕、泄漏嚴重, 故選取上限系數(shù)為 1.505; (11) 使用明火加熱器 : 本單元元明火 , 故此項不予考慮 ; (12) 熱油交換系統(tǒng) ( 系數(shù) 0.15～1.15): 本單元元熱油交換系統(tǒng) , 此項不予考慮 ; (13) 旋轉(zhuǎn)設(shè)備 ( 系數(shù) 0.50): 本單元使用鼓熱風機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備 , 且功率較大 , 故此項系數(shù)取為 0.50 。 由以上幾項累計得到特殊工藝危險值 : SPH=1.0+0.80+0.80+0.18+0.75+1.50+0.50=5.53 4) 單元危險系數(shù) F3=GPH × SPH=4.05 × 5.53=22.40 5) 火災(zāi)爆炸指數(shù) F＆EI=F3 × MF =22.40 × 6=134.38 6)DOW 綜合指數(shù) D =MF × GPH × M × (SPH+L) =6 × 4.05 × 1.00 × (5.53+0.7)=151 式中 ,L 是本評估單元的布置危險值, 它參考表4-23 表 4-23 人、機、環(huán)安全狀態(tài)評估得分表 評 估 項 目 標 準 值 評 估 值 得 分 率 （一）人員安全素質(zhì)管理水平 220 175.5 79.8％ S_x領(lǐng)導(dǎo)安全意識和素質(zhì) 60 51.5 85.8％ S_x安全部門的職能作用 40 32 80％ S_x職工文化素質(zhì)和安全技術(shù)教育 60 50 83％ S_x規(guī)章制度執(zhí)行情況 60 42 70％ （二）機（物）安全狀態(tài) 600 136 22.6％ S_y主要生產(chǎn)設(shè)備完好率及安全可靠性 260 37 14％ S_y儀器儀表完好率及安全可靠性 110 40 36％ S_y安全裝置及有效性 60 16 27％ S_y電器防爆及防靜電與避雷 100 0 0％ S_y能源動力安全保障 70 43 61％ （三）環(huán)境安全條件 180 43 23.9％ S_z工房及設(shè)施 60 18 30％ S_z工藝設(shè)備布置 40 12 30％ S_z作業(yè)環(huán)境文明衛(wèi)生情況 30 1 3％ S_z消防設(shè)施 35 6 17％ S_z防毒和急救器材 15 6 40％ 合計 1000 354.5 35.5％ 中 " 環(huán)境安全條件”內(nèi) "工藝設(shè) 備布置”的得分率 30% 得到 ,L 取 1-30%=0.7 ;M 是本評估單元的特定物質(zhì)危險值 , 因為本單元沒有自燃發(fā)熱的物質(zhì) , 所以取基本系數(shù)1.00 。計算結(jié)果 , 在 D 值危險等級分類表 中屬 "可能是災(zāi)難性的”。 7) 火災(zāi)荷載系數(shù) G 它是取整個評估工段上所有燃爆物質(zhì)的總熱值除以總占地面積的單位總潛熱 , 主要以90t 炭化料的總熱量除 200Om2 占地得到 36000Okcal/m2 。 8) 單元毒性指數(shù) U 本單元毒性相對較高 , 所以從取值表中對應(yīng)取 U=90 9) 設(shè)備內(nèi)爆炸指數(shù) E 活化爐內(nèi)有負壓產(chǎn)生時 , 空氣進入爐體易引起爆炸 , 所以還是有一定危險性 , 對應(yīng)取E=3( 中等 ) 。 10) 氣體爆炸指數(shù) A 取法與 E 相似 , 由于煤氣大量泄漏 , 空氣爆炸危險性較高 , 取 A=266 。 11) 綜合危險性指數(shù) R R=D × [1 十 (G × U × A × E)^1/2/1000] =151 × [1+(360000 × 9 × 266 × 3)^1/2/1000] =7829 在R值危險等級分類表屬危險性 “很高” ( 二 ) 人、機、環(huán)修正系數(shù)K1,K1, K1 的計算 這三個修正系數(shù)主要參考表 4-23" 人、機、環(huán)安全狀態(tài)評估得分表"中的得分率得到 ,以每一得分率去除標準值0.684得: K1=0.684/0.798=0.857 K2=0.684/0.226=3.026 K3=0.684/0.239=2.862 修正后的綜合危險性指數(shù) R′ 為 : R′=R × K1 × K2 × K3 =7829 × 0.857 × 3.026 × 2.862=58106 在 R 值危險等級分類中屬 " 極端危險” 。 到此為止 , 就得到了活化工段評估值。 DOW 綜合指數(shù)評估結(jié)果為 " 可能是災(zāi)難性的”,Mond 法綜合危險性指數(shù)評估結(jié)果為危險性 " 很高”, 而修正后的綜合危險性指數(shù)評估結(jié)果為 " 極端危險” 。