工程設(shè)計(jì)與安全評(píng)價(jià)對(duì)化工生產(chǎn)安全的影響分析

李有臣(濟(jì)南石油化工設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250100)

0 引言

化學(xué)工業(yè)泛指生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的過程工業(yè)。化工生產(chǎn)是一個(gè)危險(xiǎn)系數(shù)高、事故發(fā)生率高、財(cái)產(chǎn)損失大，且短時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)或無法恢復(fù)的高危行業(yè)。搞好工程設(shè)計(jì)與安全評(píng)價(jià)，是貫徹落實(shí)安全設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入生產(chǎn)和使用(簡(jiǎn)稱“安全三同時(shí)”)，預(yù)防及減少安全生產(chǎn)事故，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的重要手段。

1 工程設(shè)計(jì)與安全評(píng)價(jià)概述

1.1 工程設(shè)計(jì)概述

工程設(shè)計(jì)是指為項(xiàng)目建設(shè)提供有技術(shù)依據(jù)的設(shè)計(jì)文件和圖紙的整個(gè)活動(dòng)過程?；谛袠I(yè)特點(diǎn)及其危險(xiǎn)特性，化工建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)內(nèi)容相對(duì)比較復(fù)雜，需要在進(jìn)行可靠性、可操作性、合理性、經(jīng)濟(jì)性與安全性評(píng)估的基礎(chǔ)上，根據(jù)工藝流程及操作條件選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)備、設(shè)施、管線、儀器等，設(shè)計(jì)出一個(gè)能將原料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的生產(chǎn)裝置和工廠。

1.2 安全評(píng)價(jià)概述

安全評(píng)價(jià)的目的是實(shí)現(xiàn)安全，主要采用安全系統(tǒng)工程原理及方法，辨識(shí)分析存在于工程、系統(tǒng)及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的風(fēng)險(xiǎn)因素，預(yù)測(cè)發(fā)生事故的可能性及其危害后果，進(jìn)而提出合理可行、科學(xué)合規(guī)的安全對(duì)策措施與建議，并做出客觀公正的安全評(píng)價(jià)結(jié)論。

1.3 “安全三同時(shí)”的相關(guān)要求

做好化工生產(chǎn)安全管理，從源頭做好工程設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)十分必要。為保障建設(shè)項(xiàng)目“安全三同時(shí)”要求的貫徹落實(shí)，國(guó)家規(guī)定了安全生產(chǎn)條件審查、安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查、安全設(shè)施竣工驗(yàn)收三個(gè)管理環(huán)節(jié)，并對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行發(fā)證許可制度。需要具有相關(guān)資質(zhì)的評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)單位，分別編制安全預(yù)評(píng)價(jià)報(bào)告、安全設(shè)施設(shè)計(jì)專篇、安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)報(bào)告、安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)報(bào)告等項(xiàng)目管理技術(shù)資料。

2 工程設(shè)計(jì)對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)安全具有基礎(chǔ)和保障作用

2.1 工程設(shè)計(jì)在“安全三同時(shí)”中處于核心地位

建設(shè)項(xiàng)目“安全三同時(shí)”是安全生產(chǎn)重要的事前保障措施，也是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，有助于有效預(yù)防、控制和消除建設(shè)項(xiàng)目中的危險(xiǎn)有害因素。工程設(shè)計(jì)是“安全三同時(shí)”的核心、基礎(chǔ)和保障，有了一個(gè)符合法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和項(xiàng)目實(shí)際要求的工程設(shè)計(jì)，才能保證安全設(shè)施的全面、準(zhǔn)確、合理、適用，才能保證安全設(shè)施與主體工程同時(shí)施工、同時(shí)投入生產(chǎn)和使用。

2.2 安全設(shè)計(jì)診斷工作反襯工程設(shè)計(jì)的重要作用

鑒于一些沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)或者未經(jīng)具備相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)的化工裝置，往往存在許多缺陷或隱患，導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故多發(fā)。原國(guó)家安全監(jiān)管總局等部門發(fā)文要求，對(duì)未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)的在役裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)安全診斷，全面查找并重點(diǎn)解決生產(chǎn)工藝流程、自動(dòng)控制系統(tǒng)不能滿足安全生產(chǎn)要求，設(shè)備、管道、管件的選型選材不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，總圖及裝置布局不合理等安全隱患問題。之后，國(guó)家又將“在役化工裝置未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)且未進(jìn)行安全設(shè)計(jì)診斷”列為重大生產(chǎn)安全事故隱患。這些工作部署安排，進(jìn)一步表明了工程設(shè)計(jì)在化工生產(chǎn)安全中的重要作用[1]。

2.3 工程設(shè)計(jì)能夠提高建設(shè)項(xiàng)目的本質(zhì)安全程度

本質(zhì)安全是指通過設(shè)計(jì)等手段使生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全性，使各種危害因素始終處于受控狀態(tài)，即使在誤操作或發(fā)生故障的情況下也不會(huì)造成事故。本質(zhì)安全應(yīng)當(dāng)從源頭做起?；すこ淘O(shè)計(jì)要從建設(shè)地點(diǎn)選址、工藝路線選擇、設(shè)備設(shè)施選型著手，認(rèn)真落實(shí)“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、獨(dú)棟廠房限人、二道門防人”的安全措施，提高建設(shè)項(xiàng)目的本質(zhì)安全程度。

(1)項(xiàng)目選址和總圖布局合理。廠址選擇，應(yīng)滿足防災(zāi)、安全、環(huán)境保護(hù)及衛(wèi)生防護(hù)的要求；要開展風(fēng)險(xiǎn)外溢安全評(píng)估，按照GB36894《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)基準(zhǔn)》和GB/T37243《危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施外部安全防護(hù)距離確定方法》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通過計(jì)算等方法確定外部安全防護(hù)距離，充分考慮風(fēng)險(xiǎn)外溢與疊加等因素，模擬構(gòu)建巨災(zāi)情景，分析事故波及范圍和傷亡人數(shù)，完善并落實(shí)相應(yīng)安全防控措施?？倛D布局，應(yīng)結(jié)合化工項(xiàng)目各組成部分的生產(chǎn)特點(diǎn)和火災(zāi)危險(xiǎn)性，根據(jù)生產(chǎn)流程順序，結(jié)合風(fēng)向與地形條件，合理進(jìn)行功能分區(qū)與集中布置，滿足生產(chǎn)組織及防火防爆、安全衛(wèi)生間距要求；應(yīng)考慮不同裝置、設(shè)施間的上下游關(guān)系；可能泄漏有害、腐蝕性氣體及散發(fā)煙、霧、粉塵等污染物較多的裝置和設(shè)施，宜布置在廠區(qū)下風(fēng)側(cè)；汽車裝卸設(shè)施、危險(xiǎn)物質(zhì)灌裝站及各類物品倉(cāng)庫(kù)等機(jī)動(dòng)車輛頻繁進(jìn)出的設(shè)施應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣等。

(2)工藝技術(shù)路線成熟先進(jìn)。提高建設(shè)項(xiàng)目本質(zhì)安全程度，化工工藝設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，要兼顧安全性與可靠性。應(yīng)主動(dòng)使用無害或低危險(xiǎn)性物料替代傳統(tǒng)的高危險(xiǎn)性物料(如選用甲苯、二甲苯代替苯溶劑)，積極應(yīng)用新工藝技術(shù)選用更有效、低毒的催化劑，大大降低工藝裝置的燃爆危險(xiǎn)和毒性危害；應(yīng)盡量減少危險(xiǎn)物料的暴露程度，采用密閉儲(chǔ)存、輸送、加料、放料、離心、包裝等；應(yīng)盡量減少危險(xiǎn)物料的在線量，限制計(jì)量罐容積、過程設(shè)備容積等；換熱類設(shè)備兩程介質(zhì)的選擇，應(yīng)盡量避免可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是劇烈化學(xué)反應(yīng)；工藝路線及管道設(shè)置，應(yīng)盡量考慮冗余容錯(cuò)原則等。

(3)生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施安全可靠?；どa(chǎn)的主體過程是化工反應(yīng)過程，可能同時(shí)存在多種化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，各種反應(yīng)之間還存在相互作用和影響，其安全狀態(tài)直接影響著整個(gè)化工生產(chǎn)的安全狀態(tài)?；ぴO(shè)備選型，應(yīng)注意與化工工藝需求相一致，特別要注意體現(xiàn)工藝對(duì)設(shè)備的特殊要求；應(yīng)盡量選用微通道反應(yīng)器、管式反應(yīng)器等本質(zhì)安全程度較高的設(shè)備，特別是涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過氧化等危險(xiǎn)工藝的化工裝置?；どa(chǎn)涉及理化性質(zhì)多樣的原輔材料，涉及溫度、壓力、流量、液位、停留時(shí)間等眾多工藝參數(shù)，應(yīng)充分考慮溫度、壓力、腐蝕的影響，合理選擇設(shè)備、管道、管件材質(zhì)，優(yōu)先考慮安全可靠性。

(4)自動(dòng)化控制系統(tǒng)完整有效?；どa(chǎn)裝置及其儲(chǔ)存設(shè)施，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)化控制系統(tǒng)、緊急切斷裝置、可燃有毒氣體泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置，并保持完好投用；對(duì)危險(xiǎn)性較高的化工裝置還要優(yōu)先考慮全流程自動(dòng)化控制措施，最大限度地減少工作場(chǎng)所作業(yè)人數(shù)。要在全面開展危險(xiǎn)與可操作性分析(HAZOP)基礎(chǔ)上，通過風(fēng)險(xiǎn)分析確定安全儀表功能及其風(fēng)險(xiǎn)降低要求(SIL定級(jí))，設(shè)置安全儀表系統(tǒng)并保證其功能能夠滿足風(fēng)險(xiǎn)降低要求(SIL驗(yàn)證)。

(5)安全設(shè)施及措施齊全完備。要從預(yù)防事故、控制事故、減少與消除事故影響三方面，設(shè)置完善的安全設(shè)施及措施。如負(fù)荷限制器、行程限制器、防雷、防靜電等設(shè)備安全防護(hù)設(shè)施；防爆型電氣、儀表，氮封等抑制助燃物品混入、易燃易爆氣體和粉塵形成的防爆設(shè)施；安全閥、爆破片、放空管、止逆閥等泄壓和止逆設(shè)施；緊急切斷、分流、排放、吸收、中和、冷卻，以及加入惰性氣體、反應(yīng)抑制劑等緊急處理設(shè)施；阻火器、安全水封、防火堤、防火墻、防火門、蒸汽幕、水幕等防止火災(zāi)蔓延設(shè)施等。

3 安全評(píng)價(jià)對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)安全具有引導(dǎo)和督導(dǎo)作用

3.1 對(duì)建設(shè)項(xiàng)目“安全三同時(shí)”的指導(dǎo)和驗(yàn)證作用

安全評(píng)價(jià)活動(dòng)貫穿項(xiàng)目建設(shè)全過程。建設(shè)項(xiàng)目前期開展的安全預(yù)評(píng)價(jià)，通過辨識(shí)分析建設(shè)項(xiàng)目潛在的風(fēng)險(xiǎn)及危險(xiǎn)有害因素，檢查判定建設(shè)項(xiàng)目與法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的符合性，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的事故及其嚴(yán)重程度，從總體布局、功能分區(qū)、工藝路線、設(shè)備設(shè)施等方面提出安全技術(shù)對(duì)策措施，從物料物品管理、生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)度、組織機(jī)構(gòu)設(shè)置、從業(yè)人員管理、事故應(yīng)急救援等方面提出安全管理對(duì)策措施。建設(shè)項(xiàng)目竣工后開展的安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)，通過檢查建設(shè)項(xiàng)目“安全三同時(shí)”落實(shí)情況、試生產(chǎn)運(yùn)行狀況和安全管理情況、規(guī)章制度制定及健全情況、事故應(yīng)急預(yù)案編制及演練情況，審查確定建設(shè)項(xiàng)目是否滿足安全生產(chǎn)要求[2]。

3.2 對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)管理的驗(yàn)證和督導(dǎo)作用

生產(chǎn)運(yùn)行階段進(jìn)行的安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所的實(shí)際狀況、生產(chǎn)運(yùn)行及安全管理情況，通過定性、定量安全評(píng)價(jià)，確定事故隱患部位、情形及其法規(guī)依據(jù)，模擬事故發(fā)生時(shí)的危害程度和嚴(yán)重后果，為企業(yè)擬定隱患整改方案、完善規(guī)章制度規(guī)程、修訂事故應(yīng)急預(yù)案提供指導(dǎo)，并通過對(duì)隱患整改情況的復(fù)查，督導(dǎo)企業(yè)提升安全管理水平。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，工程設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)是化工企業(yè)安全生產(chǎn)的重要支撐，在化工生產(chǎn)的初始階段，需要做好工程設(shè)計(jì)工作，并將安全評(píng)價(jià)貫穿項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行始終。這是保證化工生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有效措施，便于全方位梳理和優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)流程，促進(jìn)配套制度體系健全和完善，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改消除安全隱患，降低事故發(fā)生幾率，提高企業(yè)本質(zhì)安全程度，提升企業(yè)安全管理水平。