随着我国经济的快速发展, 各类大型的化工企业都在蓬勃发展, 化工企业对安全的要求越来越高, 这使得安全评价显得相当重要。
1 评价方法简介
安全评价也称为安全性评价、危险评价或者风险评价。它是按照科学的方法和程序, 对系统中发生事故的可能性、危险因素以及损失、伤害程度进行调查和分析, 将结果采用具体的数值来表示。然后根据目前的经济条件和科技水平, 针对存在的问题提出防范措施, 以此来将危险降低到最低水平甚至消除危险。
目前常用的化工评价方法有两类, 一是以故障发生的概率作为基础, 例如故障树 (FTA) 、故障类型和影响分析 (FMEA) 等。这类方法是采用以前积累的故障相关数据, 计算出发生故障的概率, 然后转化为风险度, 最终以量的形式来表示安全程度。二是指数法, 例如蒙德法 (MOND) 、道化法 (DOW) 、单元危险性快速排序法等。目前通常是分阶段综合使用。
1.1 概率法
概率法主要是把事故的后果分析和实际中事故发生的概率相联系, 根据系统的组成要素的失误率以及故障率来确定整个系统发生故障的概率。通常把概率值分为几个等级。在常用的方法中故障树的分析比较典型, 该法是以故障事件的发生作为最后的状态, 接着采用分析方法寻求造成这一故障的原因。
1.2 指数法
指数法是根据所评价的对象的具体情况来选择评价的项目, 对于每一个评价单元都制定出评价的分数的范围, 分别为各个评价单元进行评分, 最后采用一定的公式来得出总的分值。
(1) 道化法 (DOW) 。
该评价方法是以能够代表相对重要的物质在标准状态下的爆炸、火灾或者是放出能量的危险性潜在能量的物质系数作为基础, 与此同时把引起爆炸或者火灾的特殊物质的危险性等以及操作条件和化学反应的特殊过程的危险性作为追加系数来修正, 最终计算出火灾的爆炸系数, 并且根据指数的大小对化工装置的危险性的程度分组, 然后针对不同的危险等级提出相应的对策。
(2) 蒙德法 (MOND) 。
蒙德法是在道化法的某几个方面做了比较重要的补充与改进。首先是引进毒性的概念。该法将道化法中的火灾爆炸指数扩展为包括物质的毒性在内的“火灾、毒性指标和爆炸”的初期的评价, 更加符合实际情况。二是加入了一些补偿的系数。三是进行了装置的危险性的再评价, 也就是采取了安全措施补偿后的最终的评价, 这样做评价更为恰当, 而且更具与实际的意义。
蒙德法的评价要点是: (1) 将整个系统划分为评价单元; (2) 确定各个评价要素的危险值; (3) 根据公式计算各个指标的评分并且计算出总体的危险性评分; (4) 单元的补偿评价, 确定补偿的系数; (5) 根据公式计算补偿后的火灾负荷等指标以及总体的危险性评分。
(3) 快速排序法。
该方法是道化法的简化, 更加方便简洁。包括6个步骤: (1) 单元的划分; (2) 确定物质的系数以及毒性的系数; (3) 计算一般的工艺的危险性的系数; (4) 计算特殊的工艺的危险性的系数; (5) 计算爆炸、火灾指数以及毒性的指标; (6) 评价危险的等级。
2 评价方案的设计
道化法、蒙德法以及快速排序法是通常运用于爆炸、安全和毒性方面的评价方法, 这三种方法之间相互联系, 但是他们的选取标准差异较大。
首先, 随着各种评价方法的版本的升级, 这几种评价方法都能够反应出被评价单元的爆炸火灾以及毒性的危险等级。针对火灾爆炸和毒性等的影响范围以及安全补偿措施时蒙德法比较全面。针对被评价单元的火灾爆炸影响的区域以及损失, 道化法比较全面。快速排序法是道化法的简化办法, 它能够找出单元内的最大的危险物, 而且能够快速的排除单元的危险等级适用于大型复杂单元的评价。
针对一般化工项目的安全评价, 笔者提出了以下评价方案。
(1) 评价预备阶段。在评价钱需要熟悉工艺流程并且准备好相关的资料。
(2) 单元划分。按照整个生产工艺的流程, 把每个重要的生产设备作为评价的单元。单元划分必须清楚全面, 它是正确评价安全性的基础。
(3) 快速评价。大型的设备拥有成百上千个单元, 需要采用快速评价的方法找出重大的危险单元, 方便以后进行详细的评价以及分析。
(4) 道化法评价。针对重大危险的单元进行道化法的评价, 全面的分析危险源头以及危险的等级, 并且提出相应的控制补偿措施, 同时估算出相关的损失。
(5) 故障树分析。在对重大的化工项目进行安全评价时, 针对危险性等级较高的单元需要进行故障树分析, 这样能够帮助我们发现比较隐藏的故障, 从而有针对性的防止故障的发生。
蒙德法、道化法以及快速排序法主要是从宏观的角度找出危险的单元, 并且制定相应的预防措施。但是故障树主要是从微观的角度进行分析, 两者结合使用效果很明显。
(6) 总评。总结前面的各项分析结果, 对各个单元的道化法的评价结果进行排序假如危险等级比较到, 需要对该单元进行故障树分析, 同时提出相应的预防措施。针对重要的危险性较高的单元需要拿出紧急的预防方案。
3 实例的分析
3.1 化工企业X简介
X企业是一家大型的石化企业, 它目前正在开展一个新的项目, 该项目是以重质油作为主要的原料来加工柴油、汽油和润滑油等一系列的产品。以前X企业拥有年加工300万吨产品的设备, 随着市场需求的增加, 该企业想扩建成年每年生产能力为450万吨的项目。针对项目设备的升级, 综合各种经典的评价方法, 笔者制定了一套切实可行的评价方案。
3.2 评价预备阶段
准备阶段需要进行相关文档的查找以及资料的准备。
3.3 单元划分
单元划分的原则是使得方案本身不仅需要包含所有的可能发生的问题, 同时也要凸显出问题的主次。根据这一原则将单元划分为:柴油加氢、脱硫塔、常压焦化以及焦炭塔等13个工艺单元, 这些单元包括了改项目的从原料到成品的整个流程, 并且单元相对完整、相对独立。
3.4 快速评价
针对13个评价单元进行快速评价来初步的确定它们的危险的顺序, 以柴油加氢单元为例, 该评价单元内有16个装置, 可以通过采用快速评价表来分别计算出他们的爆炸火灾指数以及毒性指数等, 然后进行排序, 并且将它们划分为3个等级。
3.5 道化法评价
笔者以柴油加氢的单元为例。
3.5.1 单元危险度的初期评价
火灾、爆炸的危险系数 (F&EI) 按照下面的式子进行计算:
其中:MF为物质系数;
F3为工艺单元的危险系数, F3=F1×F 2;
F1为一般的工艺的危险系数;
F2为特殊的工艺的危险系数。
根据公式 (1) 并且结合柴油加氢单元的各项工艺例如粉尘爆炸、腐蚀等的危险性计算得出该单元的火灾、爆炸的危险系数 (F&EI) 为151.04。
3.5.2 评价单元危险级别的划分
单元危险等级的划分标准见表1。
评价时需要取爆炸以及火灾的指数相对应的危险等级中最高的等级作为单元的危险等级, 根据数值可知柴油加氢的危险度为很大。
3.5.3 单元危险度的最终评价
柴油加氢的爆炸、火灾指数很大。危险度很高, 因此针对该单元必须采取相应的补偿措施来降低危险性。
补偿爆炸、火灾的危险指数按下面公式计算:
其中:C为安全措施的总的补偿系数
C1为工艺控制的补偿系数;
C2为物质隔离的补偿系数;
C3为防火措施的补偿系数。
该单元可以采取相应的补偿措施例如采用抑爆装置以及采用特殊的灭火系统等可以来降低危险度, 补偿后火灾和爆炸的危险指数降为89.11, 属于较轻的危险等级。针对其他的评价单元也采用相同的评价方法。
3.6 故障树分析
针对重大项目事前进行比较充分详细的故障树分析, 有助于制定比较完备的紧急预案, 及时发现项目中可能存在的隐患有效地防止故障的发生。
以柴油加氢的装置作为案例, 对其发生爆炸事件的原因采用故障树的方法进行分析, 分析可知, 由于氢气易燃易爆, 且工艺本身具有高温高压的特性, 需要加强整个工艺过程中的监控, 包括超温、过压以及泄露等。
4 结语
安全评价的最终目的是得到可靠可信的评价结论并且根据结论制定相应的补偿措施。本文针对一个具体的化工企业进行了安全评价, 为一般的化工项目的安全评价提供了参考, 具有一定的指导意义。
摘要：安全是当前世界的重要课题, 安全评价是一种解决安全问题的重要的手段。在化工行业中安全评价占有重要的位置。本文对各种安全评价方法进行了介绍, 并且针对一般的化工项目的评价方法。最后将评价方法应用于具体的化工项目, 具有很好的参考意义。
关键词：化工企业,安全评价,应用
参考文献
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[3] 李一铷.火灾、爆炸危险评价方法选择及介绍[J].劳动保护科学技术, 2006, (1) .