萬玉婷 江 楠 鄧 波

（華南理工大學(xué)化工機械與安全工程研究所 廣州）

鍋爐是生產(chǎn)水蒸氣和高溫?zé)崴脑O(shè)備，由于它能提供動力和熱能，故在生產(chǎn)生活中應(yīng)用十分廣泛。然而鍋爐作為特種設(shè)備，具有事故率較高、事故后果較為嚴重的特點。近年來，各種鍋爐事故尤其是爆炸事故屢屢發(fā)生，給經(jīng)濟建設(shè)和安全生產(chǎn)帶來了很大影響。安全事故的風(fēng)險來源于引發(fā)事故的危險源，對于鍋爐危險源風(fēng)險，防范遠比解決有效得多。對于一些擁有鍋爐較多的企業(yè)，需要在宏觀行政管理層面建立一套快速有效的綜合性的預(yù)警預(yù)控、事故中緊急救援以及事后安置處理的預(yù)警管理模式，對可能造成安全事故的高風(fēng)險危險源進行有效控制。廣泛調(diào)動各種社會資源，有效防范突發(fā)事件的發(fā)生，將事故損失降低到最小。

根據(jù)相關(guān)研究文獻發(fā)現(xiàn)，風(fēng)險預(yù)警技術(shù)已經(jīng)運用于各行各業(yè)，很多行業(yè)都對風(fēng)險預(yù)警管理相當重視，并做了大量深入研究。而對于鍋爐這個事故發(fā)生頻繁，且事故后果影響較大的行業(yè)，除了有一些鍋爐水位預(yù)警和鍋爐某些部位的監(jiān)測以外，很少有對整個行業(yè)或針對某企業(yè)進行系統(tǒng)的風(fēng)險預(yù)警研究。為了科學(xué)有效地掌握鍋爐運行的安全狀態(tài)，對鍋爐危險預(yù)警及預(yù)控的研究就顯得尤為迫切和重要。根據(jù)現(xiàn)代安全管理的理論與方法，結(jié)合鍋爐“人—機—環(huán)境”特點和不同鍋爐危險源事故的發(fā)生機理，對鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理進行探討。

一、鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警基礎(chǔ)

安全風(fēng)險預(yù)警技術(shù)是實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)過程事故預(yù)防的前沿性技術(shù)，其本質(zhì)是建立技術(shù)系統(tǒng)或生產(chǎn)現(xiàn)場的實時風(fēng)險預(yù)警機制，對作業(yè)危機或危險狀態(tài)進行超前性的信息警報或警告，從而將導(dǎo)致事故風(fēng)險的原因事件消除或?qū)⑹鹿拾l(fā)生前的危險狀態(tài)進行預(yù)防性控制，最終實現(xiàn)事故的超前預(yù)防。鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理是通過一定的技術(shù)手段和管理措施，對生產(chǎn)或生活中鍋爐存在的危險源進行辨識、風(fēng)險評價、危險源監(jiān)測、風(fēng)險預(yù)警、風(fēng)險預(yù)控，以降低風(fēng)險轉(zhuǎn)化為事故的可能性及其可能造成的損失，從而達到控制或消除風(fēng)險、遏制事故發(fā)生的一種動態(tài)管理過程。應(yīng)用風(fēng)險預(yù)警模型可以對鍋爐運行中的危險源進行有效管理。鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理主要包括：建立預(yù)警數(shù)據(jù)庫、預(yù)警、預(yù)控。其中建立預(yù)警數(shù)據(jù)庫又包括預(yù)警要素辨識、預(yù)警要素等級劃分、預(yù)控對策及應(yīng)急救援預(yù)案；預(yù)警過程則包括監(jiān)測、識別、診斷和評價。

二、建立預(yù)警數(shù)據(jù)庫

1.分析和識別預(yù)警要素

各種事故或災(zāi)難的發(fā)生都是由危險源或隱患導(dǎo)致或引發(fā)的。其中危險源又包括實體類危險源（第一類危險源）和狀態(tài)類危險源（第二類危險源及風(fēng)險態(tài)）。危險源即危險的根源，一般是指客觀存在著某種可能導(dǎo)致發(fā)生事故、傷害、損失等后果的有關(guān)危險物質(zhì)或能量，且其數(shù)量超過了臨界值。這些往往是事故或災(zāi)難的基礎(chǔ)原因或間接原因，稱為第一類危險源。例如，作為能量載體的高壓鍋爐，存在高壓產(chǎn)生的機械能，即為第一類危險源。風(fēng)險態(tài)（第二類危險源）指導(dǎo)致能量或危險物質(zhì)的約束或限制措施破壞或失效的各種不符合、不安全或隱患狀態(tài)。如鍋爐爐體材質(zhì)內(nèi)部缺陷、失修或嚴重腐蝕等。任何事故的發(fā)生都是第一類危險源和第二類危險源共同作用的結(jié)果。正常運作的高壓鍋爐，客觀上存在由高壓而產(chǎn)生的機械能的第一類危險源，只有在鍋爐爐體失修、嚴重腐蝕這些第二類危險源存在的情況下，才可能發(fā)生爆炸等事故（但操作不當，更可能發(fā)生事故，即人的因素要考慮）。在第二類危險源不存在的情況下，這種高壓鍋爐仍然會正常運作，而不會發(fā)生爆炸事故。對于鍋爐行業(yè)，這種實體類危險源是客觀存在的，在一定時期內(nèi)不會有變化，但是狀態(tài)類危險源的存在是實時變化的，并因其導(dǎo)致了鍋爐安全風(fēng)險等級的動態(tài)變化性，對其進行實時的監(jiān)控能準確有效的掌握鍋爐運行實時的安全狀況。因此，選用風(fēng)險態(tài)（第二類危險源）作為安全風(fēng)險預(yù)警的預(yù)警要素。同時也不能完全忽視第一類危險源的狀態(tài)演變。

由于鍋爐中儲存著大量的熱能，一旦由于某種原因促使這些能量意外釋放，就可能會造成財產(chǎn)損失甚至人員傷亡。在鍋爐風(fēng)險預(yù)警要素的辨識過程中主要對象為第二類危險源，從以下各方面考慮，以保證辨識的全面性。

（1）管理缺陷和人為失誤。鍋爐檢驗、檢修、維護等管理制度不健全；鍋爐運行管理不善造成鍋爐缺水或滿水；水質(zhì)管理不善引起鍋爐結(jié)垢、腐蝕及產(chǎn)生汽水共沸；除氧不善使金屬受熱面產(chǎn)生腐蝕；爐水排污不及時造成堿度過高或管內(nèi)異物堵塞；未及時發(fā)現(xiàn)燃燒器本身故障或燃燒系統(tǒng)故障造成爐火熄滅；鍋爐受壓部件及安全附件等缺乏定期校準檢驗、檢修；設(shè)備的檢修、保養(yǎng)、維護不及時不到位；操作人員無證上崗或技術(shù)素質(zhì)低，缺乏常見事故隱患判斷能力；管道閥門關(guān)閉或開啟過快造成水擊；操作人員開錯閥門及擅自離崗；指揮人員指揮錯誤等。

（2）設(shè)備缺陷。鍋爐主要承壓部件設(shè)計不合理或強度不夠，穩(wěn)定性差，如選材不當、支撐件銹蝕開裂等；設(shè)備設(shè)施之間及本身密封不良，如閥門、管道泄漏化學(xué)介質(zhì)、蒸汽、熱水等；水循環(huán)不良，存在熱偏差或爐體不能自由膨脹等；鍋爐兩端無膨脹滑動支點，管道膨脹受阻；防爆門過重或卸壓面積不足；排煙溫度設(shè)計不合理；鍋爐材質(zhì)不符合質(zhì)量要求；焊接質(zhì)量粗糙；制造工藝不當，受壓部件存在內(nèi)應(yīng)力；排污口安裝高，泥渣無法排盡；安全閥設(shè)計不合理，調(diào)試不符合要求；水位表安裝位置不合理；壓力表不準或連接管未按要求安裝；安全附件老化失效等。

（3）環(huán)境的不適宜狀態(tài)。鍋爐運行生產(chǎn)環(huán)境中，不適宜的狀態(tài)主要有：電危害（如用電設(shè)備、線路有觸電危險）；噪聲（如上煤機、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機等機器會產(chǎn)生噪聲（如鍋爐房的鼓風(fēng)機噪聲一般在90dB左右）；粉塵（如鍋爐房會產(chǎn)生大量煤粉塵）；作業(yè)環(huán)境不良（如通風(fēng)、采光照明）；高溫灼傷；空氣中的有毒氣體等；電、電磁輻射等危險（如帶電設(shè)備漏電、靜電）；電火花、雷電、用非安全電壓（如照明檢驗設(shè)備等）；α、γ射線現(xiàn)場輻射、放射源丟失擴散輻射等。

2.風(fēng)險預(yù)警等級劃分

由第二類危險源的分析可知，危險源種類復(fù)雜，可能造成的后果也有較大差異，因此需要對其進行風(fēng)險評價、科學(xué)分級，根據(jù)不同的風(fēng)險等級，控制措施也要逐級改變。危險源評價理論是基于如下風(fēng)險數(shù)學(xué)模型：

式中 R——風(fēng)險程度

L——危險嚴重度

P——危險概率

針對鍋爐危險源，具體評價標準見表1，風(fēng)險水平描述可參照表2。

表1 風(fēng)險評價標準

表2 鍋爐危險源風(fēng)險水平描述

預(yù)警要素的6種風(fēng)險等級對應(yīng)6種預(yù)警等級和預(yù)警信號?？梢酝ㄟ^發(fā)布預(yù)警信號直接了解鍋爐工作場所的風(fēng)險水平。風(fēng)險等級、預(yù)警等級和預(yù)警信號的對應(yīng)關(guān)系如表3所列。

根據(jù)不同企業(yè)特點和安全記錄給出的嚴重度、可能性，針對不同的危險源，可以相對定量化分風(fēng)險標準。

表3 鍋爐危險源風(fēng)險等級、預(yù)警等級和預(yù)警信號的對應(yīng)關(guān)系

3.鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警

將鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警按順序分為4個階段：檢測、識別、診斷、評價。

（1）監(jiān)測。監(jiān)測對象，即在鍋爐運行中最有可能出現(xiàn)安全風(fēng)險的現(xiàn)象或?qū)﹀仩t危險源具有重要作用的部件、環(huán)節(jié)和環(huán)境。如鍋爐的主要承壓部件，安全附件等。監(jiān)測任務(wù)分兩類。一是過程監(jiān)測，也就是實時監(jiān)測被確立為監(jiān)測對象的活動的全過程及其狀態(tài)，包括鍋爐的啟動、運行過程及停爐的監(jiān)測、鍋爐運行環(huán)境的監(jiān)測等；二是對大量的監(jiān)測信息進行系統(tǒng)化處理，同時建立信息檔案，對比分析。

（2）識別。對監(jiān)測信息進行分析，確立鍋爐運行中已發(fā)生的事故和將要發(fā)生的可能造成危害的不安全狀態(tài)活動的趨勢。如曾經(jīng)發(fā)生的假水位造成的故障，鍋爐水位、溫度變化趨勢，及時識別出不正?，F(xiàn)象和可能發(fā)生的故障。

（3）診斷。對已經(jīng)識別的各種要素及故障類型進行成因過程的分析和發(fā)展趨勢預(yù)測，以明確鍋爐危險源風(fēng)險哪些是主要的，哪些是從屬的、附加的。

（4）評價。對已經(jīng)被確認的主要危險源及故障進行損失性評價，明確鍋爐在這些危險要素存在甚至惡化的情況下可能造成什么樣的后果及其損失或損害，評價危險等級并發(fā)出預(yù)警信號。

三、風(fēng)險預(yù)控

在鍋爐風(fēng)險預(yù)警管理中風(fēng)險預(yù)控是必不可少的，進行預(yù)警的目的就是及時、有效地控制風(fēng)險能量的逸散。因此，在辨識出預(yù)警要素后，要為預(yù)警要素逐個建立有效的控制措施，在發(fā)出預(yù)警信號的同時也要給出詳盡控制對策。鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)對鍋爐運行的各種安全風(fēng)險及其影響因素的分析、早期預(yù)防和控制。預(yù)控對策是預(yù)先準備好在不同警情下的應(yīng)急及控制對策，一旦發(fā)出風(fēng)險預(yù)警信號，則根據(jù)預(yù)警信號的類型、性質(zhì)和警情而采用相應(yīng)對策。預(yù)控對策大多是提示性、指導(dǎo)性的，或是可具體實施的，目的在于指導(dǎo)決策者按照預(yù)控對策的提示在緊急情況下起用方案，如時間允許則需尋求更具體的、適宜的實施方案。主要包括：組織準備、日常監(jiān)控及危機管理。

1.組織準備

組織準備是開展預(yù)警分析和對策行動的組織保障活動，對于鍋爐行業(yè)的預(yù)警，必須結(jié)合行業(yè)標準規(guī)范及生產(chǎn)特點制定整個生產(chǎn)過程中的預(yù)警系統(tǒng)活動的制度、標準和規(guī)章，這樣才能保證整個系統(tǒng)有序有效的進行。組織準備有兩個特定的任務(wù)，一是規(guī)定鍋爐危險源預(yù)警管理系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)（機構(gòu)、職能設(shè)定）和運行方式；二是在系統(tǒng)發(fā)出不同預(yù)警信號時，及時提供相應(yīng)對策。

2.日常監(jiān)控

日常監(jiān)控是對預(yù)警分析所確定的鍋爐危險源的主要風(fēng)險因素，進行特別監(jiān)視和控制管理，并進行跟蹤監(jiān)測及其對策研究。鍋爐運行狀況可能發(fā)展到難以控制的局勢，如管壁溫度迅速上升，鍋爐嚴重缺水等，所以，在日常監(jiān)控中還要預(yù)測風(fēng)險因素的發(fā)展趨勢、發(fā)展程度等。日常監(jiān)控活動有兩個主要任務(wù)：一是日常對策。日常對策即對鍋爐危險源風(fēng)險進行及時的糾正，防止其擴大和蔓延，逐漸控制并降低風(fēng)險。由于風(fēng)險因素具有不斷發(fā)展變化的特性，在日常監(jiān)控中要防患于未然必須做好相應(yīng)的對策；二是風(fēng)險模擬。是在日常對策活動中發(fā)現(xiàn)有些風(fēng)險難以有效控制和處理，因而需對其發(fā)展過程和后果進行假設(shè)和模擬，以此提出對策方案，為進入“危機管理”階段做好準備。

3.危機管理

鍋爐危險源危機，可以理解為由于鍋爐運行中的超溫、超壓、鍋爐嚴重缺水、鍋爐的安全附件突然失靈、內(nèi)部缺陷等，導(dǎo)致很可能發(fā)生鍋爐爆炸，或?qū)φ麄€生產(chǎn)造成較大影響的情況。危機管理是一種“例外”性質(zhì)的管理，是只有當日常監(jiān)控活動無法有效扭轉(zhuǎn)災(zāi)難的發(fā)展與演變時才采用的特別管理，其主要內(nèi)容是制定危機計劃、組織特別機構(gòu)、實施應(yīng)急救援。此外，安全預(yù)警管理系統(tǒng)應(yīng)包含鍋爐發(fā)生各種事故的應(yīng)急預(yù)案。一旦預(yù)控對策失敗，應(yīng)及時啟動應(yīng)急救援。鍋爐風(fēng)險預(yù)警管理應(yīng)與應(yīng)急救援緊密相連，每個要素都要有對應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

四、鍋爐風(fēng)險預(yù)警管理的實現(xiàn)

1.鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理的特點

鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警是對鍋爐使用過程中已知的危險源進行動態(tài)監(jiān)測，并對其風(fēng)險大小進行評價，及時發(fā)出風(fēng)險預(yù)警信息，使管理層可以及時采取相應(yīng)措施的活動。鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警與管理控制不同于一般企業(yè)的風(fēng)險管理，也不同于現(xiàn)行的鍋爐危險源檢查管理方法和安全隱患排查管理方法，其具有以下特點。

（1）以預(yù)控為核心。預(yù)控是鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理的核心。要防范故障發(fā)生，需從“源頭”上著手，在全面、準確辨識鍋爐所有可能出現(xiàn)的危險源基礎(chǔ)上，制定合理、有效的風(fēng)險預(yù)控措施。

（2）全過程、全方位管理。鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警與管理控制是一個系統(tǒng)綜合的管理過程，貫穿鍋爐整個生命周期，從鍋爐的設(shè)計、安裝、使用到報廢。同時要對鍋爐運行的各環(huán)節(jié)，包括啟動的各個步驟、正常工作時的各個環(huán)節(jié)及停爐等所有可能存在的不安全因素進行管理。

（3）雙保險、閉環(huán)式管理。對可能出現(xiàn)風(fēng)險的危險源實施雙重閉環(huán)管理，尤其是那些風(fēng)險等級較高的危險源。充分認識危險源演變?yōu)轱L(fēng)險的規(guī)律，對其進行合理預(yù)控，預(yù)防風(fēng)險的出現(xiàn)。在鍋爐運行中還要對這些已知的危險源進行持續(xù)地監(jiān)測，在預(yù)控失效時，預(yù)警管理系統(tǒng)能及時做出反應(yīng)，對其進行評價、預(yù)警，并加以控制或消除，避免其演變?yōu)槭鹿省?/p>

（4）動態(tài)、開放式管理。在鍋爐運行過程中，危險源的存在與否也是動態(tài)的，既要對監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)的問題及時予以糾正，也會有新的危險源不斷出現(xiàn)，要及時納入新的風(fēng)險。同時還要對風(fēng)險控制或處理效果進行評估，為下一階段的安全管理循環(huán)提供經(jīng)驗累積。構(gòu)建鍋爐危險源風(fēng)險管理體系時，還要考慮未來拓展監(jiān)測預(yù)警的范圍。同時預(yù)留足夠接口對重點風(fēng)險實施深度預(yù)警，使整個管理體系具有更大、更長遠的開發(fā)潛力。因此整個風(fēng)險預(yù)警管理是在不斷改進的過程中動態(tài)進行的。

2.鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理的實現(xiàn)

鍋爐風(fēng)險預(yù)警管理的特點可看出在實際運行過程中，有大量的數(shù)據(jù)需要處理。預(yù)警管理要求有極強的時效性，預(yù)警信號更是要靠顯示屏或聲音及時直觀地顯示，靠人工難以準確有效的完成。鍋爐風(fēng)險預(yù)警管理的實現(xiàn)需要依靠計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)鍋爐風(fēng)險預(yù)警管理系統(tǒng)。危險態(tài)一旦出現(xiàn)，系統(tǒng)操作人員應(yīng)立即將其輸入系統(tǒng)。系統(tǒng)通過分析輸入的危險態(tài)風(fēng)險等級發(fā)出預(yù)警信號，在發(fā)出預(yù)警信號的同時，提出控制措施。

鍋爐危險源風(fēng)險預(yù)警管理的實現(xiàn)還需要相應(yīng)的預(yù)警管理制度：安全預(yù)警管理系統(tǒng)維護制度、警情報告制度、預(yù)警要素數(shù)據(jù)庫更新制度、發(fā)出預(yù)警信號后風(fēng)險控制和應(yīng)急反應(yīng)制度、安全預(yù)警工作評估制度等。

五、結(jié)束語

我國鍋爐安全事故時有發(fā)生，尋求更有效的鍋爐安全管理方法迫在眉睫。將風(fēng)險管理的基本理論運用于鍋爐安全的預(yù)防管理中，全面分析預(yù)警要素；針對鍋爐危險源確定風(fēng)險等級劃分方法及風(fēng)險預(yù)警管理的內(nèi)容。采用風(fēng)險預(yù)警管理能夠?qū)⑹鹿暑A(yù)防關(guān)口前移，從以事故發(fā)生后應(yīng)急為主的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑帮L(fēng)險態(tài)監(jiān)控、預(yù)防為主的管理模式，將分散、單項的事件處理方式轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)、組合的管理體系，將鍋爐風(fēng)險水平控制在可接受的范圍內(nèi)。風(fēng)險預(yù)警模式、報警機制需要風(fēng)險管理信息軟件的技術(shù)支持，因此下一步將針對鍋爐行業(yè)，研究和開發(fā)風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)涉及的信息技術(shù)，構(gòu)建合理、可行的鍋爐安全風(fēng)險預(yù)警管理體系，為鍋爐風(fēng)險防范提供有益的參考。