化工安全工程是一門(mén)涉及范圍很廣、內(nèi)容極為豐富的綜合性學(xué)科。它涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、天文、地理等基礎(chǔ)科學(xué);電工學(xué)、材料力學(xué)、勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)等應(yīng)用科學(xué);化工、機(jī)械、電力、冶金、建筑、交通運(yùn)輸?shù)裙こ碳夹g(shù)科學(xué)。在過(guò)去幾十年中,化工安全的理論和技術(shù)隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展和各學(xué)科知識(shí)的不斷深化,取得了較大進(jìn)展。除了對(duì)火災(zāi)、爆炸、靜電、輻射、噪聲、職業(yè)病和職業(yè)中毒等方面的研究不斷深入外,還把系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法應(yīng)用于安全領(lǐng)域,派生出了一個(gè)新的分支——安全系統(tǒng)工程學(xué)?;ぱb置和控制技術(shù)的可靠性研究發(fā)展很快,化工設(shè)備故障診斷技術(shù)、化工安全評(píng)價(jià)技術(shù),以及防火、防爆和防毒的技術(shù)和手段都有了很大發(fā)展。
一、化工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和安全工程
近年來(lái)一些大型化工企業(yè)為了防止重大的災(zāi)難性事故,提出了不少安全評(píng)價(jià)方法。這些方法的核心內(nèi)容是辨識(shí)和評(píng)價(jià)危險(xiǎn)性。所謂危險(xiǎn)性是指在各類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)中造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的潛在性原因,處理不當(dāng)有可能發(fā)展成為事故。安全工程的目的是采取措施,使危險(xiǎn)性發(fā)展成為事故的可能盡量減少。所以這種評(píng)價(jià)也叫做危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)需要確定危險(xiǎn)性發(fā)展成為事故的頻率,即利用統(tǒng)計(jì)資料得出一定時(shí)間內(nèi)危險(xiǎn)性導(dǎo)致事故的次數(shù);還需要估算出每次事故造成的損失的嚴(yán)重程度,即人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的數(shù)值。兩者之間的乘積稱為危險(xiǎn)率或風(fēng)險(xiǎn)率。把評(píng)價(jià)出的風(fēng)險(xiǎn)率與可接受的風(fēng)險(xiǎn)率進(jìn)行比較,確定被評(píng)價(jià)對(duì)象的危險(xiǎn)狀況,并據(jù)此制定相應(yīng)的安全措施。為確?;そㄔO(shè)項(xiàng)目(工程)安全設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn),國(guó)家規(guī)定,凡符合危險(xiǎn)性大的六種建設(shè)項(xiàng)目(工程),必須在可行性報(bào)告獲得批準(zhǔn)后,建設(shè)單位(業(yè)主)應(yīng)當(dāng)委托具備資質(zhì)的單位編制《建設(shè)項(xiàng)目(工程)勞動(dòng)安全衛(wèi)生預(yù)評(píng)價(jià)(咨詢)報(bào)告》,并通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審,以指導(dǎo)初步設(shè)計(jì)。目前危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法因測(cè)定數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)時(shí)間和評(píng)價(jià)費(fèi)用的限制,仍以定性評(píng)價(jià)為主,主要是危險(xiǎn)性的辨識(shí)。下面簡(jiǎn)略介紹幾種常用的安全工程評(píng)價(jià)方法。
1.經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)化方法
該類(lèi)方法是通過(guò)以往的事故經(jīng)驗(yàn)把評(píng)價(jià)對(duì)象的危險(xiǎn)性辨識(shí)出來(lái)。
(1)安全檢查表法
把評(píng)價(jià)對(duì)象劃分為子系統(tǒng),如廠區(qū)選址、公用工程、工藝流程、設(shè)備配置、安全裝置、環(huán)衛(wèi)措施、人機(jī)工程、消防設(shè)施等,根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn),找出危險(xiǎn)性所在并附以有關(guān)的規(guī)范要求,按序編制成表,在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中系統(tǒng)檢查時(shí)應(yīng)用。
(2)危險(xiǎn)性預(yù)先分析法
在每一項(xiàng)工程活動(dòng)之前,特別是在設(shè)計(jì)開(kāi)始階段,就對(duì)系統(tǒng)中的危險(xiǎn)性類(lèi)別、存在的條件、導(dǎo)致事故的后果,進(jìn)行概略的分析,搞清楚潛在的危險(xiǎn)性,以避免采用不安全的工藝技術(shù)路線、危險(xiǎn)性高的原材料和設(shè)備等。如果必須采用時(shí),也要考慮必要的安全措施,使危險(xiǎn)性不至于發(fā)展成為事故。
(3)Dow化學(xué)公司法
美國(guó)Dow化學(xué)公司根據(jù)工廠所用原料的物性及其危險(xiǎn)性,結(jié)合加工工藝的一般和特殊危險(xiǎn)性,換算成爆炸指數(shù),然后按指數(shù)大小確定危險(xiǎn)等級(jí),并據(jù)此確定在建筑結(jié)構(gòu)、消防設(shè)施、電器儀表、控制方法等方面的要求。目前廣泛采用的是該公司《火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性指數(shù)評(píng)價(jià)方法》第七版。
2.系統(tǒng)解剖分析法
當(dāng)開(kāi)發(fā)化學(xué)工業(yè)新工藝,新建或改建裝置時(shí),對(duì)其中的危險(xiǎn)性還沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí),這時(shí)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行解剖,研究各個(gè)組成部分的作用及其發(fā)生故障時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響。英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司(ICI)開(kāi)發(fā)的危險(xiǎn)性可操作研究方法采用的就是系統(tǒng)解剖的方法。其主要內(nèi)容是對(duì)危險(xiǎn)性進(jìn)行嚴(yán)格檢查,理論依據(jù)是工藝流程的狀態(tài)參數(shù)如溫度、壓力、流量等,一旦與設(shè)計(jì)值發(fā)生偏離,就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題或發(fā)生危險(xiǎn)。用這種方法對(duì)工藝流程進(jìn)行全面考察,對(duì)其中每一階段的工藝參數(shù)用規(guī)定好的關(guān)鍵詞提問(wèn),提出會(huì)出現(xiàn)什么偏離,產(chǎn)生什么樣的后果。這種方法可以充分發(fā)揮各類(lèi)專(zhuān)業(yè)人員的知識(shí)特長(zhǎng),集思廣益,發(fā)現(xiàn)工藝中的危險(xiǎn)性。
3.邏輯推導(dǎo)法
邏輯推導(dǎo)法是采用邏輯推理的方法辨識(shí)危險(xiǎn)性。事件樹(shù)和事故樹(shù)就屬這種方法。事件樹(shù)是選定一個(gè)事件作為初始事件,按照邏輯推理的方法推論其發(fā)展過(guò)程。在每個(gè)過(guò)程的節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)發(fā)展方向,即成功和失敗。從初始事件不斷推論下去,直至找出事件發(fā)展的所有可能結(jié)果。事故樹(shù)的方法則相反,它是以一個(gè)事故結(jié)果作為起始事件,通過(guò)分析找出直接原因作為中間事件。然后再找出中間事件的直接原因。這樣一步步推導(dǎo)下去,直至找到所有的事故致因。邏輯推導(dǎo)法的特點(diǎn)是能找出憑經(jīng)驗(yàn)辨識(shí)不出的危險(xiǎn)性及其組合。