基于WBS-RBS 法的低溫低壓制取液氯風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及應(yīng)對(duì)

牛田元，宗 妍，趙雅新，陳俐依

（1.長(zhǎng)春建筑學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000；2.廣西安全工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530000 ）

液氯是一種危險(xiǎn)化學(xué)品，主要用于農(nóng)藥、橡膠原材料、高分子聚合物、纖維、紡織、造紙、制藥、染料、印染等輕紡、化工工業(yè)，還可用于消毒、漂白等[1]，是氯堿行業(yè)極其重要的產(chǎn)品。 因其具有劇毒性、腐蝕性、氧化性、剌激性，且使用范圍廣及使用方式多樣，液氯的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用的安全問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。 其中液氯的生產(chǎn)階段相較于其他階段作業(yè)內(nèi)容更復(fù)雜、危險(xiǎn)物品流動(dòng)量和人的不確定性更大，因此更有可能導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生，稍有不慎，易造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，甚至導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。

由于液氯在常壓下能氣化為氯氣，可能發(fā)生氯氣泄漏事故。 一方面，由于氯氣屬于有毒氣體，氯氣泄漏事故可能會(huì)導(dǎo)致中毒事件的發(fā)生，氯氣通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體后會(huì)迅速與呼吸道內(nèi)的水分反應(yīng)，生成鹽酸和次氯酸，導(dǎo)致呼吸道內(nèi)粘膜產(chǎn)生刺激性炎癥， 與此同時(shí)分泌大量粘液導(dǎo)致中毒者呼吸困難，嚴(yán)重會(huì)引起肺水腫、喉頭水腫、痙攣導(dǎo)致窒息、急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）及迷走神經(jīng)反射性心臟停搏至猝死等[2]；另一方面，由于氯氣常溫常壓下是密度比空氣重的氣體，可能會(huì)在下水道、低洼處等地勢(shì)較低的位置聚集，雖然氯氣不是可燃?xì)怏w，但具有助燃性， 一定濃度的氯氣在陽(yáng)光照射下接觸到可燃、易燃物時(shí)可能會(huì)發(fā)生燃燒爆炸事故。 由于氯氣泄漏事故具有擴(kuò)散速度快、難以防護(hù)、有劇毒性、影響范圍大、影響時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，針對(duì)最容易產(chǎn)生氯氣泄漏的液氯生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果提出風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施至關(guān)重要。

1 低溫低壓液化氯氣

根據(jù)液氯生產(chǎn)過(guò)程采用的壓力及溫度不同，液氯生產(chǎn)目前有三種工藝，（1）低溫低壓液化法（表壓0.078～0.147 MPa，冷卻溫度-35～-40 ℃）；（2）中溫中壓液化法（表壓0.245～0.490 MPa，冷卻溫度：-15～-20 ℃）；（3）高溫高壓液化法（表壓0.98～1.17 MPa，冷卻溫度15～25 ℃）[3]。 由于低溫低壓液化法具有危險(xiǎn)因素少、工藝成熟，生產(chǎn)穩(wěn)定性強(qiáng)、成本相較更低、易于維修等優(yōu)點(diǎn)，該方法在氯堿化工企業(yè)生產(chǎn)液氯中廣為使用[4]。 但是低溫低壓液化氯氣也存在很多隱患和風(fēng)險(xiǎn)，所以針對(duì)低溫低壓液化法制取液氯的工藝進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及應(yīng)對(duì)措施開(kāi)展研究。

低溫低壓液化法是指將氯氣加壓至0.10~0.20 MPa，溫度控制在-30~-35 ℃的液化方法。 原料氯進(jìn)入氯氫處理工序后經(jīng)由分配臺(tái)，一部分進(jìn)入氯氣緩沖器凝結(jié)為液氯并經(jīng)由輸送管路直接流入液氯儲(chǔ)罐中，另一部分氯氣進(jìn)入氯氣液化器，經(jīng)過(guò)壓縮冷凝制成液氯， 同時(shí)也會(huì)留存未液化的氯氣，液化器冷凝后的液氯以及一些未冷凝的氯氣組成的氣液相混合物流入氣液分離器，氣體部分（尾氯）與液化器上層經(jīng)由尾氣管排出的廢氯送氯化氫工段生產(chǎn)鹽酸，液體部分則流入液氯儲(chǔ)罐，再根據(jù)實(shí)際情況使用液下泵壓送往充裝工段充裝，方便運(yùn)輸和使用，其流程見(jiàn)圖1。

圖1 低溫低壓液化法工藝流程圖

2 WBS-RBS 法

WBS （Work Breakdown Structure）-RBS（Risk Breakdown Structure） 分析法屬于一種定性分析方法， 主要采用將工程作業(yè)進(jìn)行工作分解與風(fēng)險(xiǎn)分解。 首先，利用WBS 的思想，將需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的工程項(xiàng)目工作進(jìn)行分解，分解到可以定位風(fēng)險(xiǎn)的程度，并繪制工作分解結(jié)構(gòu)圖；利用RBS 的思想，辨別可能存在的工作風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)識(shí)別出的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)繪制風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)圖[5-7]，然后結(jié)合作業(yè)分解結(jié)構(gòu)圖和風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)圖的各項(xiàng)因素分別作為m 行和n列制定耦合矩陣，以此確定風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的作業(yè)區(qū)域和形式，并分析描述可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到識(shí)別作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的目的。應(yīng)用WBS-RBS 分析法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，大致要經(jīng)歷5 個(gè)步驟，即明確風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別對(duì)象、繪制工作分解結(jié)構(gòu)圖、繪制風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)圖、構(gòu)建WBSRBS 耦合矩陣、確定風(fēng)險(xiǎn)。

3 基于WBS-RBS 法低溫低壓制液氯風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

3.1 進(jìn)行WBS 分解

首先，對(duì)低溫低壓液化法生產(chǎn)液氯過(guò)程進(jìn)行工作分解，繪制工作分解結(jié)構(gòu)圖（WBS）。 根據(jù)各作業(yè)階段在工藝和工程結(jié)構(gòu)上的關(guān)系，逐級(jí)分解液氯生產(chǎn)過(guò)程。 因?yàn)榈蜏氐蛪褐迫∫郝刃枰R(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)載體甚多，所以在進(jìn)行作業(yè)分解時(shí)，選擇分兩級(jí)對(duì)低溫低壓液化法制取液氯作業(yè)進(jìn)行細(xì)化分解。 第一級(jí)按照作業(yè)存在較大危險(xiǎn)的各個(gè)階段進(jìn)行分解，主要分為4 個(gè)階段，分配階段W1、液化階段W2、氣液分離階段W3和充裝階段W4；各個(gè)階段涉及到多個(gè)部件和作業(yè)，即將第一級(jí)根據(jù)作業(yè)內(nèi)容或部件進(jìn)行分解，得到第二級(jí)分解，分別為進(jìn)入液化器W11、進(jìn)入熱交換罐W12、螺桿機(jī)壓縮W21、氟利昂冷凍機(jī)冷凝W22、分離至液氯管道W31、分離至廢氣管道W32、液下泵運(yùn)送W41和充裝鋼瓶W42，見(jiàn)圖2。

圖2 低溫低壓制取液氯生產(chǎn)工作分解圖

3.2 進(jìn)行RBS 分解

根據(jù)作業(yè)項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)情況，對(duì)于可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)估，并逐步分解風(fēng)險(xiǎn)因素，分解止于描述風(fēng)險(xiǎn)因素的屬性。 低溫低壓液化法生產(chǎn)液氯的過(guò)程涉及到很多工序、設(shè)備、管道和危險(xiǎn)物質(zhì)，整個(gè)液氯生產(chǎn)屬于比較復(fù)雜且危險(xiǎn)較多的過(guò)程。 這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)引發(fā)事故發(fā)生的不確定性，主要體現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備、操作人員、搬運(yùn)人員、原氯、液氯、廢氯、環(huán)境、管理方式等方面。 對(duì)低溫低壓液化法生產(chǎn)液氯過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分解，形成風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)圖（RBS）。低溫低壓制取液氯生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)分解第一級(jí)統(tǒng)計(jì)分類后由人員因素R1、物體因素R2、環(huán)境因素R3和管理因素R4組成。 同時(shí)根據(jù)第一級(jí)細(xì)化進(jìn)行第二級(jí)分解，人員因素可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)形式主要是身體欠佳R11、操作不當(dāng)R12、人員疏忽R13；物體因素可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)形式主要是設(shè)備故障R21、危險(xiǎn)品特性R22、材料不達(dá)標(biāo)R23；環(huán)境因素可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)形式主要是溫濕度異常R31以及作業(yè)環(huán)境不良R32；管理因素可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)形式主要是規(guī)章制度不健全R41以及強(qiáng)令冒險(xiǎn)作業(yè)R42，見(jiàn)圖3。

圖3 低溫低壓制取液氯風(fēng)險(xiǎn)分解圖

3.3 構(gòu)建WBS-RBS 耦合矩陣

對(duì)上述低溫低壓制取液氯生產(chǎn)的工作分解結(jié)構(gòu)圖和風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)圖中各項(xiàng)因素對(duì)應(yīng)形成風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別矩陣， 即把作業(yè)分解結(jié)構(gòu)的第二級(jí)作業(yè)因素和風(fēng)險(xiǎn)分解樹的最細(xì)化風(fēng)險(xiǎn)屬性分別作為矩陣的行和列，構(gòu)建WBS-RBS 耦合矩陣。 最后，依照WBS-RBS 矩陣進(jìn)行低溫低壓制取液氯生產(chǎn)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。 這里的風(fēng)險(xiǎn)分成“有風(fēng)險(xiǎn)”和“無(wú)風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)較小”兩種情況。 若WBS-RBS 矩陣元素設(shè)置為“0”，則此種工作的風(fēng)險(xiǎn)不存在或風(fēng)險(xiǎn)較小可忽略；若設(shè)置為“1”則代表此種工作的風(fēng)險(xiǎn)存在。對(duì)13 名長(zhǎng)期從事液氯生產(chǎn)的專家進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，經(jīng)過(guò)判斷，最終低溫低壓制取液氯生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)耦合結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 低溫低壓制取液氯的WBS-RBS耦合矩陣

（1）分配作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)。 由表1 可知，分配作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在液化器和緩沖罐故障（W11R21、W12R21）、 原氯腐蝕液化器、 緩沖器及連接管道（W11R22、W12R22）、液化器、緩沖器及連接管道材料易損壞（W11R23、W12R23）、溫濕度異常導(dǎo)致連接管道易氧化（W11R31、W12R31）、液化器和緩沖罐已損壞情況下強(qiáng)令冒險(xiǎn)作業(yè)（W11R42、W12R42）。

（2）液化作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)。 由表1 可知，液化作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在工作人員身體原因?qū)е虏僮髀輻U壓縮機(jī)和氟利昂冷凍機(jī)組失誤（W21R11、W22R11）、工作人員操作操作螺桿壓縮機(jī)和氟利昂冷凝機(jī)組不當(dāng)（W21R12、W22R12）、人員疏忽導(dǎo)致螺桿壓縮機(jī)和氟利昂冷凍機(jī)組參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（W21R13、W22R13）、 螺桿壓縮機(jī)和氟利昂冷凍機(jī)組故障（W21R21、W22R21）、 作業(yè)環(huán)境不良導(dǎo)致操作人員容易失誤（W21R32、W22R32）、規(guī)章制度不健全導(dǎo)致工作人員失誤增多（W21R41、W22R41）、螺桿機(jī)和冷凍機(jī)組已損壞情況下強(qiáng)令冒險(xiǎn)作業(yè)（W21R42、W22R42）。

（3）分離作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)。 由表1 可知，分離作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在氣液相分離機(jī)故障導(dǎo)致氣液態(tài)不完全分離（W31R21、W32R21）、通往液氯儲(chǔ)罐和排廢氯管道被腐蝕（W31R22、W32R22）、通往液氯儲(chǔ)罐和排廢氯管道材料易損壞（W31R23、W32R23）、作業(yè)場(chǎng)所溫度異常導(dǎo)致排廢氯管道損壞（W31R31）。

（4）充裝作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)。 由表1 可知，充裝作業(yè)階段風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在充裝人員身體不適導(dǎo)致液氯泄漏（W42R11）、充裝人員操作不當(dāng)導(dǎo)致液氯罐裝出現(xiàn)異常（W42R12）、充裝人員疏忽導(dǎo)致液氯罐裝不達(dá)標(biāo)（W42R13）、液下泵故障（W41R21）、液氯鋼瓶材料不合格（W42R22）、異常溫濕度環(huán)境導(dǎo)致液下泵和充裝工作難開(kāi)展（W41R31、W42R31）、充裝作業(yè)規(guī)章制度不健全（W42R41）、強(qiáng)令冒險(xiǎn)充裝作業(yè)（W42R42）。

以上根據(jù)WBS-RBS 法對(duì)低溫低壓制取液氯進(jìn)行了主要風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，按照四個(gè)作業(yè)階段共識(shí)別了40 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于這40 種風(fēng)險(xiǎn)后果進(jìn)行推測(cè)，低溫低壓制取液氯的風(fēng)險(xiǎn)主要會(huì)導(dǎo)致液氯泄漏造成火災(zāi)、容器爆炸、中毒和窒息等傷害事故發(fā)生。

4 應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)WBS-RBS 分析法識(shí)別出低溫低壓制取液氯主要有40 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)， 這些風(fēng)險(xiǎn)主要會(huì)導(dǎo)致液氯泄漏，常壓下液氯會(huì)變成氯氣，可能誘發(fā)火災(zāi)爆炸和中毒窒息事故，造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境危害。 針對(duì)識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)類型，提出風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施，降低低溫低壓制取液氯作業(yè)發(fā)生事故概率。

4.1 技術(shù)措施

（1）設(shè)備改造。 生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)裝置應(yīng)進(jìn)行密閉改造，輸送液氯和氯氣保證全程管道敷設(shè)，并盡可能增加抽壓設(shè)施保證負(fù)壓生產(chǎn)，預(yù)防液氯、氯氣異常輸出。 提升生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度，降低工作人員誤操作造成氯氣泄漏中毒事故發(fā)生的可能。

（2）增強(qiáng)密閉性。 無(wú)論是管道連接處還是生產(chǎn)設(shè)備都有可能導(dǎo)致液氯或氯氣泄漏，注意加強(qiáng)生產(chǎn)全線的密閉性，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)密封材料。

（3）生產(chǎn)檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。 對(duì)溫度、壓力等信息進(jìn)行不間斷檢測(cè)與監(jiān)控，一方面，使所有采集信息可與其他自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)連接，在參數(shù)異常時(shí)設(shè)備做出制動(dòng)反應(yīng)，在一定程度上提高了工作效率和應(yīng)急水平；另一方面，在系統(tǒng)控制中心可以遠(yuǎn)程監(jiān)控液氯生產(chǎn)線各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)， 控制進(jìn)料、 加壓、制冷、出料等作業(yè)，系統(tǒng)自帶的報(bào)警設(shè)備會(huì)在參數(shù)異常時(shí)發(fā)出警報(bào)。

（4）持續(xù)通風(fēng)。 一方面可以保證工作環(huán)境的溫濕度保持恒定；另一方面，可以保證工作過(guò)程環(huán)境的氯氣濃度控制在安全范圍內(nèi)。

4.2 教育措施

針對(duì)低溫低壓制取液氯作業(yè)制定安全教育培訓(xùn)計(jì)劃，注意保證教育培訓(xùn)內(nèi)容簡(jiǎn)單易懂、方式生動(dòng)有趣、時(shí)間安排人性化。 以達(dá)到相關(guān)工作人員完成定期安全教育培訓(xùn)后， 對(duì)安全問(wèn)題更加重視，學(xué)習(xí)到更多崗位安全技能以及理論知識(shí)，提高自身安全意識(shí)，主觀保障個(gè)人安全，甚至保護(hù)他人安全的目的。 低溫低壓制取液氯作業(yè)安全教育培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)主要包括相關(guān)設(shè)備操作流程、注意事項(xiàng)、應(yīng)急預(yù)案、個(gè)人防護(hù)、致害物科普、工作規(guī)章制度、相關(guān)法律法規(guī)、行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及典型事故案例。

4.3 管理措施

（1）健全安全管理規(guī)章制度。 首先找專家或者委托第三方評(píng)估現(xiàn)行的低溫低壓制取液氯生產(chǎn)車間的安全管理規(guī)章制度，根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)規(guī)章制度進(jìn)行完善；其次針對(duì)此次風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別補(bǔ)充新的規(guī)章制度， 新規(guī)章制度評(píng)估修改后給相關(guān)部門進(jìn)行審閱，確定無(wú)誤后貫徹實(shí)行；最后將查缺補(bǔ)漏后的安全管理規(guī)章制度加入到安全教育培訓(xùn)當(dāng)中。

（2）完善安全管理機(jī)構(gòu)和人員配置。 成立低溫低壓制取液氯安全生產(chǎn)管理小組，專門負(fù)責(zé)此項(xiàng)作業(yè)的安全管理， 定期對(duì)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和隱患進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控和分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理，并做好現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的管理工作，保證工作人員進(jìn)行安全作業(yè)。

（3）制定應(yīng)急預(yù)案。 制定一套針對(duì)低溫低壓制取液氯泄漏導(dǎo)致火災(zāi)爆炸和中毒窒息事故的事故應(yīng)急預(yù)案，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大，避免造成更大的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。

5 結(jié)語(yǔ)

基于WBS-RBS 分析法對(duì)低溫低壓制取液氯作業(yè)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別， 發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)主要存在于分配、液化、分離和充裝階段，主要出現(xiàn)在液氯和氯氣的特性、設(shè)備和管道受損、人員狀態(tài)和操作不穩(wěn)定、管理缺陷等方面，這些風(fēng)險(xiǎn)都有可能發(fā)生氯泄漏并引發(fā)火災(zāi)爆炸和中毒窒息事故。 針對(duì)識(shí)別的風(fēng)險(xiǎn)提出技術(shù)、教育及管理應(yīng)對(duì)措施，對(duì)危險(xiǎn)事故和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效控制和預(yù)防，以達(dá)到減少人員傷亡、避免財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染的目的。