工藝流程分解辨識壓縮天然氣加氣站危險有害因素

張奎，李貽建 (石首市天然氣有限公司，湖北 石首 434400)

1 石首市CNG加氣站概況

石首市當(dāng)前運行有一座標(biāo)準(zhǔn)壓縮天然氣加氣站，位于石首市西郊金銀垱社區(qū)境內(nèi)，項目占地面積5 860.8 m2，設(shè)計壓力范圍為2.0～27.5 MPa，采用三級壓縮CNG生產(chǎn)工藝，進(jìn)氣壓力2.7 MPa，產(chǎn)品壓力20～25 MPa，供氣規(guī)模為5萬Nm3/d，小時充裝量3 000 Nm3/h。主要設(shè)備設(shè)施組成：調(diào)壓計量撬、脫水裝置、脫硫裝置、三級壓縮機(jī)、儲氣井、緩沖罐、回收罐、排污罐、加氣機(jī)等設(shè)備。

2 危險有害因素辨識的必要性和依據(jù)

CNG加氣站通過多級壓縮得到高壓天然氣產(chǎn)品，因此設(shè)備的穩(wěn)定性和本質(zhì)安全性十分關(guān)鍵，歷來發(fā)生事故也以設(shè)備故障和人為失誤居多。CNG加氣站事故的發(fā)生，不但導(dǎo)致生命財產(chǎn)的損失，使公眾產(chǎn)生恐慌，同時也給CNG汽車的發(fā)展造成很大的負(fù)面影響，制約CNG汽車的推廣[1]?？茖W(xué)有序的危險有害因素識別工作，可以幫助研究者全面分析存在的危險有害因素，為CNG加氣站的安全運行與應(yīng)急救援提供科學(xué)的支持。其危險有害因素辨識的主要依據(jù)有：

(1)GB6441—1986《企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)將造成事故的類型分為20類，包括物體打擊、車輛傷害、機(jī)械傷害、起重傷害、觸電、淹溺、灼燙、火災(zāi)、高處墜落、坍塌、冒頂片幫、透水、放炮、火藥爆炸、瓦斯爆炸、鍋爐爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息和其他傷害。以此為基礎(chǔ)對石首市CNG加氣站工藝設(shè)備、工藝流程中存在的危險按照事故類型進(jìn)行辨識與分析。

(2)國衛(wèi)疾控發(fā)〔2015〕92號《職業(yè)病危害因素分類目錄》。將職業(yè)病危害因素分為粉塵類、化學(xué)因素類、物理因素類、放射因素類、生物因素類、其他因素類等。據(jù)此對石首市CNG加氣站生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行職業(yè)危害辨識與分析。

3 工藝流程分解和辨識方法

結(jié)合石首市CNG加氣站設(shè)備情況和生產(chǎn)運行特點，根據(jù)生產(chǎn)過程劃分、識別單元設(shè)置的需要，通過工藝流程分解，可以清晰找出各個關(guān)鍵工序環(huán)節(jié)。工藝流程分解、重要流程節(jié)點和設(shè)備分別如圖1和圖2所示。

圖1 工藝流程分解框架

圖2 重要流程節(jié)點和設(shè)備框圖

經(jīng)過工藝流程進(jìn)行分解后，針對CNG加氣站內(nèi)不同的工藝設(shè)備屬性、員工操作場所位置，區(qū)分CNG生產(chǎn)控制、物料、操作環(huán)境、故障狀態(tài)，使危險有害因素辨識工作方法程序化、節(jié)點化。危險有害因素辨識方法流程如圖3所示。

圖3 危險有害風(fēng)險分析流程圖

4 危險有害因素識別結(jié)果與分析

員工在操作工藝設(shè)備、執(zhí)行工藝流程過程中，接觸到的CNG壓縮天然氣造成燃燒爆炸等危險，其最主要的危險因素是火災(zāi)、爆炸危險，此外，該CNG加氣站生產(chǎn)場所中還存在容器爆炸、窒息、機(jī)械傷害、灼燙、車輛傷害、觸電、物體打擊、坍塌、噪聲等危險有害因素。

(1)火災(zāi)、爆炸危害。天然氣泄漏遇激發(fā)能量易造成火災(zāi)爆炸事故。泄露的天然氣一旦遭遇點火源，就可能發(fā)生燃燒爆炸，對生命財產(chǎn)造成損失[2]。其激發(fā)能量形式為機(jī)械能、熱能、電能、光能、化學(xué)能等，形成火焰、高溫氣體、輻射熱等破壞。

在CNG加氣站生產(chǎn)過程中有較多的形式可造成天然氣泄漏遇激發(fā)能量發(fā)生爆炸，根據(jù)對CNG加氣的工藝流程研究，將其歸納為以下七種情況：

①設(shè)備缺陷泄漏爆炸。管道、壓縮機(jī)、脫水脫硫裝置、儲氣井、加氣機(jī)、調(diào)壓計量等設(shè)備設(shè)施中均存在高壓的天然氣，這些設(shè)備設(shè)施存在缺陷或相關(guān)的閥門、法蘭、管道連接處的密閉性不嚴(yán)，易造成天然氣泄漏。

②安全防護(hù)設(shè)施失效泄漏爆炸。同理，若以上裝置中的安全防護(hù)裝置如安全閥、壓力表、放散裝置、泄露檢測報警裝置等失效，也易造成天然氣超壓發(fā)生泄漏，進(jìn)而發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故。

③腐蝕泄漏爆炸。未脫硫或脫硫裝置失效，使硫溶入水中形成強(qiáng)酸可造成設(shè)備設(shè)施腐蝕，從而發(fā)生天然氣泄漏。另外，管道、儲氣井長期深埋地下，也易造成腐蝕泄漏。

④操作不當(dāng)泄漏爆炸。在天然氣的干燥、壓縮、加氣等工序過程中，操作控制不當(dāng)，如誤開閉閥門，使裝置非正常運轉(zhuǎn)、天然氣壓力過高或過低，引發(fā)天然氣泄漏或空氣混入。設(shè)備設(shè)施檢修時，若沒有對氣源進(jìn)行有效隔離或用惰性氣體進(jìn)行充分吹掃置換，未辦理動火證擅自動火，加氣機(jī)被站內(nèi)車輛誤撞，站內(nèi)施工破壞天然氣管道，導(dǎo)致天然氣泄漏，與空氣混合遇激發(fā)能源發(fā)生爆炸。

⑤加氣時泄漏爆炸。汽車車載氣瓶加氣時，由于檢查不嚴(yán)，對不合格氣瓶充裝，氣瓶因壓力控制不當(dāng)、加氣量過大等造成超壓。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過了鋼瓶能夠承受的最大允許壓力時，必將導(dǎo)致設(shè)備及配件發(fā)生物理爆炸和局部開裂，引發(fā)氣體泄漏[3]。給汽車加氣時，加氣槍連接不牢固、密閉不嚴(yán)會發(fā)生泄漏；加氣槍與汽車處于連接狀態(tài)時汽車就啟動，使加氣槍脫落，如未安裝合格拉斷閥甚至?xí)瓟嗉託廛浌?，引發(fā)天然氣泄漏，遇激發(fā)能源發(fā)生火災(zāi)、爆炸。

⑥明火靜電因素爆炸。加氣時汽車未熄火、車上人員使用明火，電氣設(shè)備不防爆、地面易產(chǎn)生火花、天然氣管道設(shè)備沒有導(dǎo)除靜電的措施，未按設(shè)計規(guī)范要求安裝防靜電接地裝置或裝置未定期檢測檢驗，操作人員未按要求穿戴勞動防護(hù)用品，未使用防爆工具人員等在操作、行走、起立時會產(chǎn)生靜電，遇電氣選型不當(dāng)、照明燈具防爆等級不夠等均可能成為激發(fā)能源造成火災(zāi)、爆炸事故。

⑦電氣設(shè)備火災(zāi)。電氣設(shè)備過載、短路及電線超負(fù)荷、老化或因散熱不良而引起的火災(zāi)。電氣設(shè)備防雷措施不良，雷擊引起火災(zāi)。

(2)容器爆炸。CNG儲氣井、緩沖罐、回收罐等屬于特種設(shè)備壓力容器，如設(shè)備購置時就存在缺陷，安裝不良，使用中受撞擊、腐蝕等而導(dǎo)致質(zhì)量缺陷，或操作失誤、控制失靈、受堵塞等使設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力過高，可發(fā)生物理爆炸。

(3)窒息。天然氣在空氣中濃度過高時，使空氣中氧含量明顯降低可導(dǎo)致人員窒息。因設(shè)備質(zhì)量缺陷、受撞擊、受壓、安裝不規(guī)范、密封不嚴(yán)等原因發(fā)生天然氣泄漏，且作業(yè)環(huán)境通風(fēng)不良，易發(fā)生窒息事故。進(jìn)入天然氣場所檢修時沒有做有效的檢測和防護(hù)，容器未有效吹掃、誤開閥門使天然氣泄漏出來等，在有限空間內(nèi)積聚后，易發(fā)生窒息事故。加氣站設(shè)備投用前或設(shè)備、管網(wǎng)拆修時，使用氮氣進(jìn)行置換若操作不當(dāng)，氮氣可能使人員缺氧窒息。

(4)機(jī)械傷害。壓縮機(jī)等機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)動、傳動部位，若防護(hù)不足、人員不小心接觸，易發(fā)生卷、擠、壓等機(jī)械傷害。

(5)車輛傷害。加氣站內(nèi)車輛進(jìn)出頻繁，如果沒有完整的車輛行駛管理制度以及相關(guān)的加氣站安全管理制度，就可能因道路缺陷、安全標(biāo)志缺陷、駕駛?cè)藛T違章等原因引發(fā)車輛傷害事故。

(6)觸電。站內(nèi)電氣安全管理不到位、安全檢查不落實，防雷、防靜電設(shè)施損壞失效后未及時發(fā)現(xiàn)，會發(fā)生電氣設(shè)備外殼絕緣性能降低、外殼帶電等現(xiàn)象。如電氣隱患不及時排除，可能造成人員觸電事故。另外電氣設(shè)備維修時未停電作業(yè)或誤送電均可造成觸電。

(7)灼燙。壓縮機(jī)在運行時產(chǎn)生高溫，若不小心接觸可能被燙傷。

(8)物體打擊。加氣站內(nèi)加氣區(qū)罩棚如果有施工缺陷，頂部部件 (如連接件松動等) 可能發(fā)生高處物體落下，可能對人員造成物體打擊傷害。高處作業(yè)檢修時工具未妥善放置，若工器具意外滑落，可能砸傷下面的人員。

(9)坍塌。加氣站罩棚設(shè)計施工、建筑用材如果不符合要求，或被車輛撞擊，或受極端天氣下的大風(fēng)、雨雪、冰凍等自然環(huán)境的影響，可能發(fā)生坍塌。

(10)高處墜落。在高空進(jìn)行維護(hù)、檢修作業(yè)時，檢修人員不系安全帶、違章操作等易引起人員高處墜落。處于2 m以上登高作業(yè)如站房、罩棚維修或燈具維修時可能引起高處墜落或跌倒事故，造成人員的頭、手、軀體部位受傷。從事高處作業(yè)人員有不適應(yīng)高處作業(yè)的疾病，如高血壓、心臟病、癲癇病等，情緒不好、注意力不集中或酒后從事高處作業(yè)，致使高處墜落，造成傷害。

(11)噪聲。壓縮機(jī)運行、壓縮氣體通過管線、超壓放散天然氣等會產(chǎn)生尖利的噪聲，如不做好人員個體防護(hù)，可能對附近的人員造成噪聲危害。

(12)高溫。夏季高溫作業(yè)，容易引發(fā)中暑，影響作業(yè)人員的身心健康。

(13)其他傷害。當(dāng)非專業(yè)人員操作加氣槍，強(qiáng)力拉扯使槍頭與輸氣管脫落，在高壓氣體的作用下大力甩動，對周圍人員造成傷害。有較大危險的場所和有關(guān)設(shè)備、設(shè)施上未設(shè)安全警示標(biāo)志，有可能發(fā)生人員誤入而引發(fā)事故。

由此可見，員工在不同工藝流程環(huán)節(jié)和操作場所、操作不同的工藝設(shè)備，所面臨的危險因素有所不同，管理者可據(jù)此制定相應(yīng)的風(fēng)險預(yù)控措施和應(yīng)急預(yù)案。

5 結(jié)語

文章以石首市CNG加氣站為例，運用工藝流程分解方法，系統(tǒng)化的識別了CNG加氣站安全生產(chǎn)過程中的危險有害因素，并對危險有害因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，主要得出了以下結(jié)論：CNG加氣站生產(chǎn)設(shè)備眾多，生產(chǎn)工藝紛繁復(fù)雜，危險有害因素眾多，通過以企業(yè)職工傷亡事故分類標(biāo)準(zhǔn)等文件為基礎(chǔ)，深入辨識CNG加氣站生產(chǎn)過程中存在的13類主要危險有害因素，為CNG加氣站企業(yè)系統(tǒng)化辨識危險有害因素、制定相應(yīng)的風(fēng)險預(yù)控措施和事故應(yīng)急預(yù)案提供了參考。