王敏 張嘉琪 楊飛龍 張志奎 冀大選 李杰一

摘要：基于LabVIEW平臺(tái)對(duì)易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法進(jìn)行編譯，開發(fā)了重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)系統(tǒng)模擬計(jì)算軟件，克服了現(xiàn)有評(píng)價(jià)法計(jì)算繁瑣，相關(guān)系數(shù)選取主觀性大的缺陷。通過對(duì)4萬噸/年環(huán)氧乙烷項(xiàng)目的生產(chǎn)、儲(chǔ)存裝置，工藝過程進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，運(yùn)用本評(píng)價(jià)軟件對(duì)項(xiàng)目固有危險(xiǎn)性和危險(xiǎn)等級(jí)，現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性和控制程度進(jìn)行了模擬計(jì)算，得出危險(xiǎn)等級(jí)和控制程度的匹配度，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了研究項(xiàng)目的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了本評(píng)價(jià)軟件的可靠性和可操作性。

關(guān)鍵詞：易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法 ?環(huán)氧乙烷 ?危險(xiǎn)等級(jí) ?控制程度 ?LabVIEW

4萬噸/年環(huán)氧乙烷項(xiàng)目屬于重大危險(xiǎn)源，一旦發(fā)生泄漏，將造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。重大危險(xiǎn)源分析評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)其監(jiān)管的重要依據(jù)，目前國內(nèi)外普遍采用死亡半徑法、HAZOP分析法、易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法涉及指標(biāo)多，考慮的因素全面細(xì)致，針對(duì)性強(qiáng)，結(jié)果較準(zhǔn)確，但計(jì)算繁瑣，相關(guān)系數(shù)選取主觀性較大。為了充分發(fā)揮易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法的優(yōu)勢(shì)，克服其缺陷，本文對(duì)此評(píng)價(jià)法進(jìn)行編譯，開發(fā)了基于LabVIEW平臺(tái)的重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)模型，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了對(duì)研究項(xiàng)目的危險(xiǎn)性分析評(píng)價(jià)[1]。

1 環(huán)氧乙烷項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)環(huán)氧乙烷（EO）4萬t，年操作時(shí)間為7560小時(shí)（315天），員工260人，占地面積約5257m2，項(xiàng)目總投資1870萬元，采用乙烯氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷工藝技術(shù)。主要場所：環(huán)氧乙烷儲(chǔ)存裝置包括2個(gè)200m3球罐，乙烯罐區(qū)包括3個(gè)150m3球罐;其質(zhì)量、濃度、狀態(tài)及其分布如表1所示。

2 項(xiàng)目安全分析

“八五”國家科技攻關(guān)專題“易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源辨識(shí)、評(píng)價(jià)技術(shù)研究”，提出的重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)主要包括固有危險(xiǎn)性與現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性兩部分，其中固有危險(xiǎn)性包括生產(chǎn)過程的危險(xiǎn)性和內(nèi)、外部環(huán)境狀況的危險(xiǎn)性，分為事故易發(fā)性和事故嚴(yán)重度評(píng)價(jià)?，F(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)主要對(duì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目的安全管理、人員安全素質(zhì)及工藝設(shè)備、建筑物現(xiàn)有的安全控制措施等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)[2]。選取環(huán)氧乙烷、乙烯作為物質(zhì)易發(fā)性評(píng)價(jià)的對(duì)象，環(huán)氧乙烷生產(chǎn)及儲(chǔ)存過程作為工藝過程事故易發(fā)性評(píng)價(jià)的對(duì)象。

2.1 項(xiàng)目的固有危險(xiǎn)性

2.1.1 物質(zhì)事故易發(fā)性B11。物質(zhì)事故易發(fā)性B11涉及的影響因素為6項(xiàng)，環(huán)氧乙烷事故易發(fā)性各因素分級(jí)范圍及相應(yīng)分值見圖2-1。

環(huán)氧乙烷事故易發(fā)性：87.36;乙烯事故易發(fā)性：63.6。

2.1.2 工藝過程事故易發(fā)性B12。乙烯氧化制環(huán)氧乙烷工藝屬于《首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝目錄》中危險(xiǎn)工藝——氧化工藝，涉及的影響因素為6項(xiàng)，各影響因素的狀態(tài)值及相應(yīng)權(quán)重分值見圖2-2。

環(huán)氧乙烷工藝過程事故易發(fā)性：140.5;乙烯工藝過程事故易發(fā)性：90。

2.1.3 事故易發(fā)性B1。事故易發(fā)性：B1=∑B11B12=87.36×140.5+63.6×90=17998.08

2.1.4 事故嚴(yán)重度。本項(xiàng)目環(huán)氧乙烷、乙烯為易燃易爆物質(zhì)，在生產(chǎn)或儲(chǔ)存過程中，若發(fā)生泄漏并達(dá)到爆炸極限后遇到火源，存在發(fā)生蒸氣云爆炸的危險(xiǎn)，故選用蒸氣云爆炸模型（VCE）進(jìn)行事故后果分析[4]，計(jì)算發(fā)生事故后的影響范圍與程度。以1個(gè)200m3環(huán)氧乙烷儲(chǔ)罐為例，假設(shè)一個(gè)儲(chǔ)罐內(nèi)的物料全部參與爆炸，發(fā)生蒸氣云爆炸的傷亡結(jié)果，見圖2-3。

①罐區(qū)事故模擬計(jì)算。根據(jù)重大危險(xiǎn)源區(qū)域涉及到的危險(xiǎn)物料，罐區(qū)事故模擬計(jì)算后果匯總?cè)绫?所示。

②罐區(qū)的事故嚴(yán)重度B2的計(jì)算。事故嚴(yán)重度B2反映發(fā)生事故造成的經(jīng)濟(jì)損失大小。它包括人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失兩個(gè)方面，并把人的傷害也折算成財(cái)產(chǎn)損失（萬元）[6]。

事故嚴(yán)重度的計(jì)算結(jié)果：

B2=C+20（N1+0.5N2+105N3/6000）

=1870+20（60+0.5×140+105×60/6000）

=4491（萬元）

2.2 項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性抵消因子

2.2.1 安全管理評(píng)價(jià)。安全管理評(píng)價(jià)主要是評(píng)價(jià)企業(yè)安全管理的有效性，結(jié)合《企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基本規(guī)范》的相關(guān)要求，安全管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共7項(xiàng)一級(jí)要素，40項(xiàng)二級(jí)要素，總分157分[7]。

安全管理評(píng)價(jià)實(shí)得分：147分。

2.2.2 人員安全素質(zhì)評(píng)價(jià)。人員的安全素質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分四個(gè)基本維度：安全知識(shí)、安全心理、安全生理、安全技能，基本維度分別下轄4、6、2、4個(gè)二級(jí)指標(biāo)，其中安全技能下轄二級(jí)指標(biāo)崗位安全操作技能由labwiew編程計(jì)算，見圖2-4。

崗位人員安全操作技能可靠性R=0.9775。

人員的安全素質(zhì)評(píng)價(jià)應(yīng)得分為：116

人員安全素質(zhì)實(shí)得分=人員安全素質(zhì)（除崗位操作技能外）實(shí)得分+崗位操作技能實(shí)得分=106+8×0.9775=

112.82

2.2.3 工藝設(shè)備、建筑物評(píng)價(jià)。工藝設(shè)備、建筑物評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共有22項(xiàng)一級(jí)要素，89項(xiàng)二級(jí)要素[8]，應(yīng)得分：267;實(shí)得分：168。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果與討論

3.1 固有危險(xiǎn)性及危險(xiǎn)等級(jí)。固有危險(xiǎn)性：B=B1×B2=17998.08×4491=8.1×107;固有危險(xiǎn)性等級(jí)為：A=log10（B/105）=2.91。

根據(jù)危險(xiǎn)源分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)：A≥3.5;二級(jí)：2.5≤A<3.5;三級(jí)：1.5≤A<2.5;四級(jí)：A<1.5。

2.5≤A=2.91<3.5，所以本項(xiàng)目固有危險(xiǎn)性等級(jí)為二級(jí)。

3.2 現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性抵消因子B3及控制等級(jí)。通過抵消因子的關(guān)聯(lián)算法得出：安全管理抵消因子：B31=0.7754;人員安全素質(zhì)抵消因子：B32=0.8917;工藝設(shè)備、建筑物抵消因子：B33=0.6215;則現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性綜合抵消因子為：B3=（1-B31）×（1-B32）×（1-B33）=0.009207。

根據(jù)危險(xiǎn)性控制程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，A級(jí)：B3≤0.001; ? ? ? B級(jí)：0.0010.1。

0.001

3.3 現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性?，F(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性：D= B×B3=8.1×107×0.009207=7.46×105

現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)等級(jí)為：A=log10（D/105）=0.87

A= 0.87<1.5，所以本項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)等級(jí)為四級(jí)。

4萬噸/年環(huán)氧乙烷項(xiàng)目固有危險(xiǎn)性等級(jí)為二級(jí)，危險(xiǎn)性控制程度為B級(jí)，危險(xiǎn)等級(jí)和控制程度相匹配。現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性等級(jí)為四級(jí)，危險(xiǎn)性抵消因子大大降低了項(xiàng)目的固有危險(xiǎn)性。說明本項(xiàng)目的安全措施和安全管理達(dá)到了較理想的狀態(tài)，人員的安全素質(zhì)較高，可滿足安全生產(chǎn)的要求，工藝設(shè)備、建筑物處于安全良好狀態(tài)。

4 結(jié)論

①本文基于LabVIEW平臺(tái)對(duì)易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)法的固有危險(xiǎn)性和現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)進(jìn)行編譯，形成了可由計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算的重大危險(xiǎn)源分析評(píng)價(jià)系統(tǒng)，減少了人工計(jì)算量。②將安全人機(jī)工程、系統(tǒng)工程與《企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基本規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)要求有機(jī)結(jié)合，形成了安全管理評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，安全素質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，工藝設(shè)備、建筑物評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過對(duì)4萬噸/年環(huán)氧乙烷項(xiàng)目如實(shí)進(jìn)行得分及扣分點(diǎn)說明、描述，在評(píng)價(jià)系統(tǒng)中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，克服了相關(guān)系數(shù)選取主觀性大的缺陷，快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)了研究項(xiàng)目的危險(xiǎn)性分析評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王冰.黑龍江省危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源分級(jí)模型研究[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.

[2]吳宗之.易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)方法與控制措施[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，1998（02）.

[3]吳宗之，高進(jìn)東，魏利軍.危險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用[M].北京：冶金工業(yè)出版，2002.

[4]劉光明.丙烯罐區(qū)火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析[J].安全、健康和環(huán)境，2006（08）：30-33.

[5]王若菌，蔣軍成.LPG蒸氣云爆炸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的參數(shù)不確定性分析[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（06）：12-15.

[6]吳宗之，高進(jìn)東.重大危險(xiǎn)源辨識(shí)與控制[M].北京：冶金工業(yè)出版，2001.

[7]全國安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).AQ/T9006-2010《企業(yè)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化基本規(guī)范》[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

[8]劉立林.儲(chǔ)油罐區(qū)風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)技術(shù)研究[D].大慶：大慶石油學(xué)院，2007.