[摘要] 　生產(chǎn)過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)涉及人身安全和設備安全,是關(guān)系到國民經(jīng)濟正常運行和社會(huì )穩定的重要工作,其作用不是對發(fā)生的事故事后進(jìn)行總結分析,而是在發(fā)生事故前就能識別,并評價(jià)其危害程度,可為管理決策層制定防治事故的對策提供依據,從而預先采取措施,防止事故的發(fā)生。
[關(guān)鍵詞] 　安全生產(chǎn); 過(guò)程危險識別; 過(guò)程危險評價(jià); 冶金生產(chǎn)過(guò)程

1、概述
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 工業(yè)生產(chǎn)規模不斷擴大,工藝流程越來(lái)越復雜, 也使事故發(fā)生的幾率和危害程度大大增加。如1984 年11 月墨西哥城由于管線(xiàn)泄漏導致的液化氣容器大爆炸使得工廠(chǎng)成為廢墟, 650 人遇難, 4 000多人受傷; 1984 年12 月印度博帕爾聯(lián)合碳化物殺蟲(chóng)劑廠(chǎng)劇毒氣體泄漏, 蔓延40km2 , 3800人遇難, 150000人必須入院治療,成為震驚世界的慘痛事故。我國國內工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中也曾發(fā)生很多重大事故, 2003 年川東北氣礦“十二•二三”大事故中有243 人死亡, 396 人受傷; 2004 年4 月15 日重慶天原化工廠(chǎng)發(fā)生氯氣泄漏, 造成9 人死亡, 15 萬(wàn)人大轉移的事故。冶金生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的事故也不少, 如2000 年7 月9 日, 金川公司二礦區井下發(fā)生運礦卡車(chē)失火事故, 死亡17 人, 重傷2 人; 河北省沙河市2004 年“一一•二0”鐵礦火災事故中有51 人脫險生還,70 人死亡。據介紹, 僅2003 年1～11 月冶金行業(yè)發(fā)生事故351 起, 死亡242 人, 有色金屬行業(yè)發(fā)生事故71 起, 死亡54 人。為了防止事故, 保障人身和設備安全, 20 世紀80 年代以來(lái), 國外開(kāi)始制定與生產(chǎn)過(guò)程安全有關(guān)的標準和規范, 并提出一些過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)。目前這些技術(shù)已在發(fā)達國家重要生產(chǎn)裝置上普遍采用, 國內也有少數企業(yè)采用。國內外一些研究機構還采用模型的定向仿真研究方法進(jìn)行過(guò)程危險識別、故障診斷及計算機自動(dòng)解釋。
作者認為, 作為對國民經(jīng)濟有重大影響的冶金行業(yè), 應對這項技術(shù)組織人力進(jìn)行深入研究, 并在一些大型企業(yè)推廣人工過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù),有試點(diǎn)地開(kāi)展基于模型的定向仿真研究方法進(jìn)行過(guò)程危險識別、故障診斷及計算機自動(dòng)解釋工作。

2、幾個(gè)概念
安全評價(jià)(hazard & risk assessment ) 　以保障安全為目的, 按照科學(xué)的程序和方法, 從系統的角度對工業(yè)生產(chǎn)或工程項目中潛在的危險(hazard) 及危險可能造成的損失( risk) 進(jìn)行預先識別、分析和評價(jià), 為制定防災措施和管理決策提供依據。由于安全評價(jià)在消除危險隱患方面有重大作用, 已列入許多國家的法規及國際安全標準。
安全生命周期(SLC , safety life cycle) 　是美國國家標準ANSI/ ISA S84101 (1996) 提出的要求。該標準將安全設計、安全評估、安全控制和安全管理貫穿工廠(chǎng)設計、施工、運行、操作、管理、維護直到停工(報廢) 的全部生命周期, 強調安全是一項長(cháng)期的不能松懈的任務(wù)。安全生命周期的實(shí)施步驟包括: 初步設計階段需進(jìn)行過(guò)程危險分析和風(fēng)險評估; 論證是否需要設計安全控制系統; 依據國際標準IEC61508 確定過(guò)程的安全整體性要求級別(SIL) ; 制定安全技術(shù)規范; 完成安全控制系統設計及可行性試驗; 建立工廠(chǎng)操作和維護規程;進(jìn)行預開(kāi)車(chē)安全評估; 安全控制系統投用、操作、維護、定期功能測試; 如果過(guò)程進(jìn)行了工藝改造或在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現安全措施不完善時(shí), 返回第一步重復以上所有工作。
安全系統( safety system) 　安全系統應設計為在工廠(chǎng)發(fā)生緊急情況下, 或系統本身發(fā)生故障的情況下, 必須做出及時(shí)的反應, 而且必須產(chǎn)生一個(gè)正確的反應輸出到現場(chǎng), 以防止危險發(fā)生或減輕后果。如果系統沒(méi)有反應將最終導致或加重危險。常見(jiàn)的安全系統有: 緊急停車(chē)系統( ESD) 、停車(chē)聯(lián)鎖/ 儀表系統(SI/ IS) 、燃燒器管理系統(BMS) 、火和氣保護系統( F &G) 、儀表保護系統( IPS)和故障安全控制系統(FSC) 等。安全控制系統SIS ( safety inst rument system)當安全整體性要求級別( SIL ) 較高時(shí)( ≥3)不能采用常規控制策略, 必須安裝一套與常規控制系統分離的、獨立的安全控制系統。該系統由傳感器、邏輯處理器和最終控制單元組成。其目的是一旦有異常發(fā)生必須按照預定的條件將生產(chǎn)過(guò)程帶入一個(gè)安全狀態(tài)。

3、有關(guān)國際標準
美國國家安全標準ANSI/ ISA S 84101 ; 美國OSHA1910 - 119 ; 國際標準IEC61882 ; 國際標準IEC61508 和涉及工廠(chǎng)設備安全的國際標準IEC61511 (尚未頒布) ; 基于可編程序邏輯控制的燃燒加熱爐和鍋爐安全相關(guān)的標準FM7605 ; 關(guān)于測量及控制設備安全的德國標準DIN19250 ; 與加熱爐安全相關(guān)電子設備的德國標準; 防止加熱爐及多燃燒器鍋爐爆炸的安全標準NFPA8502 &85C

4、幾種過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)
過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)有以下幾種: 過(guò)程/系統檢查表法; 安全復查法; 道公司和蒙得公司危險指數; 預先危險分析法; 如果⋯怎么樣; 危險與可操作性研究(HAZOP) ; 故障類(lèi)型、影響及致命度分析; 故障樹(shù)分析; 事件樹(shù)分析; 原因、后果分析; 人員失誤分析; 蘇黎世危險分析(ZHA) 。以上方法中危險與可操作性研究( hazard andoperability studies) 應用最廣, 是一套系統的評價(jià)方法。在過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)的發(fā)展初期, 采用的是人工安全評價(jià)的方法。人工安全評價(jià)的弱點(diǎn): a1 人工難以處理大規模的數據、信息; b1 人工分析大規模系統無(wú)法得到完備的結果, 即使有專(zhuān)家參與也難免出現漏評;c1 口頭討論方式不嚴格, 討論時(shí)易出現概念混亂;d1 人工評價(jià)得出的文本(說(shuō)明) 不規范, 事后難于看懂; e1 人工評價(jià)費時(shí)、費力、成本高。
從1995 年起, 國外學(xué)者對基于模型的危險自動(dòng)識別技術(shù)開(kāi)始進(jìn)行研究, 其中德國學(xué)者在基于定性仿真和定量仿真相結合的危險與可操作性研究工作中取得突破。所采用的仿真方法對化工連續和間歇過(guò)程的實(shí)例進(jìn)行危險與可操作性研究, 得到了與人工分析完全一致的結果, 其效率則高得多, 且對危險演變過(guò)程的記錄比人工分析要詳盡得多。以美國霍尼威爾公司為首的7 個(gè)石油公司、2 個(gè)軟件公司、2 個(gè)大學(xué), 也開(kāi)展了”新一代過(guò)程控制非正常事件指導和信息系統”的開(kāi)發(fā)研究計劃。中國北京化工大學(xué)也開(kāi)展了這項研究工作, 并已應用到生產(chǎn)實(shí)踐中。計算機輔助安全評價(jià)(診斷) 技術(shù)并不否認專(zhuān)家、有經(jīng)驗的現場(chǎng)技術(shù)人員及評價(jià)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的極其重要的作用, 而是強調以上人員應在計算機和新的安全評價(jià)技術(shù)輔助下, 方能實(shí)施有深度的、完備的、高效的、符合國際規范的安全評價(jià)。

5、過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)的應用
昆明芬美意香料有限公司在新項目的建設、舊項目的改造中, 選擇了ZHA (蘇黎世危險分析法)進(jìn)行過(guò)程危險識別及評價(jià)。他們建立了ZHA 分析小組, 小組由來(lái)自不同部門(mén)的專(zhuān)業(yè)人員4～7 人組成, 他們能從不同角度觀(guān)察問(wèn)題并帶來(lái)不同的專(zhuān)業(yè)知識。小組長(cháng)來(lái)自安全或工程部門(mén), 精通ZHA 分析法, 透徹了解工藝, 能控制局面。他們的做法是: 明確分析的范圍; 確定參加分析的隊伍; 定義危險所在; 做危險評估; 定義危險的嚴重程度和概率。后兩步所得的結論要寫(xiě)入危險目錄清單, 再根據該公司的風(fēng)險政策, 確定風(fēng)險可以容忍的邊界,結論寫(xiě)入風(fēng)險概況表。根據危險目錄和風(fēng)險概況表, 分析小組要提出風(fēng)險改善的措施, 根據優(yōu)先權的輕重緩急, 確定處理順序, 結論寫(xiě)入風(fēng)險改善目錄, 監督執行。

具體做法是:
1) 找出危險　用引導詞清單為導向, 通過(guò)流程, 把工作范圍分成一個(gè)個(gè)部分來(lái)討論, 從而找出危險。引導詞包括: 危險特征(機械、電氣、化學(xué)、易燃、易爆、壓力⋯⋯) ; 故障(機械故障、電氣故障、化學(xué)故障⋯⋯) ; 環(huán)境影響(溫度、濕度、污染⋯⋯) ; 使用和操作(不安全操作、錯誤指令、缺乏安全警告⋯⋯) ; 生命周期(組織結構、設計⋯⋯) 。
2) 完成危險目錄　根據下列的情況, 列出一個(gè)危險目錄表:確認危險在那里? 是什么? 有什么安全措施?如何發(fā)生? 為何發(fā)生? 后果多大? 多嚴重?危險的嚴重程度分類(lèi)( 災難性的、嚴重的、輕微的、可忽略的) 。危險幾率分類(lèi)( 非常高、高、偶然、低、非常低、幾乎不可能) 。
3) 建立風(fēng)險概況表及確定可容忍邊界　根據危險目錄, 畫(huà)出風(fēng)險概況表的階梯線(xiàn), 確立可容忍邊界。線(xiàn)的上半部分的風(fēng)險是不能容忍的, 不能容忍的風(fēng)險要通過(guò)一些措施來(lái)消除、降低、轉移, 最后成為可容忍的保留風(fēng)險, 詳細的介紹見(jiàn)資料。此外, 昆明理工大學(xué)也采用了故障樹(shù)分析法對煤礦生產(chǎn)過(guò)程的事故進(jìn)行了分析和評價(jià)。

6、研究工作計劃
作者希望能盡快在省內冶金行業(yè)開(kāi)展過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)工作并提出了以下工作計劃。
1）組織精干的研究隊伍
研究隊伍擬由有關(guān)領(lǐng)導機構的職能部門(mén)、大型企業(yè)集團、研究部門(mén)4～6 人組成。
2）第一步研究工作
對以下課題進(jìn)行資料收集和研究: 過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)的標準; 多種過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)的詳細資料; 多種過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)的對比; 多種過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)的實(shí)際應用。研究工作結束后形成相應的技術(shù)文件。
3）邀請國內專(zhuān)家來(lái)昆學(xué)術(shù)交流
擬邀請目前在國內外處于領(lǐng)先地位的北京化工大學(xué)教授、博導吳重光來(lái)昆向相關(guān)人員介紹過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)及計算機輔助安全評價(jià)(診斷)技術(shù)。進(jìn)一步促進(jìn)過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)在省內的開(kāi)展。
4）在部分大型企業(yè)開(kāi)展人工過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)
在組織參觀(guān)學(xué)習昆明芬美意香料有限公司過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)經(jīng)驗的基礎上, 在省內部分大型企業(yè)開(kāi)展人工過(guò)程危險識別及評價(jià)技術(shù)。
5）開(kāi)展計算機輔助安全評價(jià)( 診斷) 技術(shù)的省內試點(diǎn)工作
在以上工作的基礎上, 以一兩個(gè)省內冶金大中型企業(yè)為試點(diǎn)開(kāi)展計算機輔助安全評價(jià)(診斷) 技術(shù)的實(shí)際應用。