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論重大危險源理論與實踐之結合

類別:文章分享 發布時間:2018-04-04 瀏覽人次:

【摘要】重大危險源及其監管越來越受到關注,歷經十多年,重大危險源的表述及其基本定義并沒有取得共識而完全統一,現在開始實施重大危險源申報登記制度,涉及重大危險源的辨識、評價、分級等大量的具體工作,相關的理論和方法應用比較復雜。筆者就有關問題提出了自己的看法,認為重大危險源分級不僅是一項技術方法,而且是一項政策性行為,標準的制定一定要緊密聯系實際,有利推動安全生產工作。


0、引言


無論從何種角度歸納,只要沒有量的界定,危險源可以說是無處不在。筆者在注冊安全工程師執業資格考試輔導過程中,每每遇到關于危險源定義的討論,加之在安全生產監督管理行政人員領證培訓中,也經常感受到監管執法的公務員為如何進行重大危險源監控而產生的困惑。因此,筆者越來越覺得該命題正在深入與工作實際結合,但在受到廣泛關注的同時,確實還存在不少在理論上仍需要認真研究的問題。


1、相關理論的檢索


《安全生產管理知識》一書中有如下表述:從安全生產角度,危險源是指可能造成人員傷害、疾病、財產損失、作業環境破壞或其他損失的根源或狀態。危險源(hazard),根據美國詞典(雙解)解釋為“A possible source of danger”。國際安全科學領域知名專家Willie Hammer在1980年曾提到:危險源是導致人員傷亡或物質損失事故的潛在的不安全因素。此后有何學秋教授從哲學高度總結道:危險源是認識主體中產生和強化負效應的核心,是危險能量的爆發點。


早在2O世紀9O年代初,陳寶智教授等提出了兩類危險源的理論及劃分原則:第一類危險源——系統中存在的、可能發生意外釋放的能量或危險物質;第二類危險源——導致約束、限制能量措施失效或破壞的各種不安全因素。筆者同時認為,一起事故的發生是兩類危險源共同作用的結果:第一類危險源的存在是事故發生的前提;第二類危險源的出現是導致事故的必要條件。


此后,羅云教授又特別對第二類危險源進行了“四要素分析”:①人的失誤或不安全行為(如操作失誤、誤人禁區等等);②物的不安全狀態(如完好率低、故障狀態等等);③環境的不適宜狀態(如溫度不適宜、天氣狀況惡劣等等);④管理上的缺陷(如人員安排不當、培訓不到位、缺乏安全意識等等)。進一步歸納認為:第一類危險源——實體類危險源;第二類危險源——風險態、狀態類危險源。

論重大危險源理論與實踐之結合

在陳寶智、羅云教授關于兩類危險源的理論及劃分原則的基礎上,西安科技大的學者田水承和李紅霞等人又提出了第三類危險源的觀點,認為危險源本身具有系統性,其結構涉及4個方面:①應存在第三類危險源,即包括組織人(不同于個體人)的不安全行為和失誤,實際上是強調管理因素;②認為第三類危險源是事故發生的本質根源,并以煤礦爆炸事故為例,礦井存在危險物質(第一類危險源)包括炸藥、瓦斯等;③可能存在第二類危險源的設備、裝置、環境不安全狀態;④在第三類危險源的不安全組織因素的影響下形成事故,甚至導致事故擴大和惡化。


2、危險源定義分析


長時期來,不斷有專家結合社會實踐試圖對危險源進行精確定義和分類。這使危險源的概念不斷深化,同時有利于危險源研究的理論得以提高,但是也在一定程度上使得危險源定義表述難以統一。筆者認為,目前的理論分析過分強調將危險源從概念上進行系統化歸納,并越來越多地從內部進行結構化分解,單純的理論分析趨向會導致定義危險源問題更加復雜化。


實際上,根據事故的能量致因理論,在實用意義范圍可以把危險源的概念簡化。危險能量理論強調:在一定條件下,區域、場所、設備、設施中物質能量的轉換失控,可以造成事故。其破壞性能量的存在就是危險源。危險源有明顯的靜態特征,量化概念對應于物體的“固有危險度”。定義的內涵采用第一類危險源的基本概念比較合適,即系統中存在的、可能發生意外釋放的能量或危險物質。


而所謂的第二類危險源,即導致約束、限制能量措施失效或破壞的各種不安全因素。特指出現明顯防范缺陷的事態(人的不安全行為與設備、物料的不安全狀態,都與廣義上的管理缺陷相關而形成疊加負效應)。可以歸類到危險因素范疇去定義。所謂的第二類危險源已經涉及社會工程學(socio-engi-neering)的概念,與廣義的安全管理密切有關,可以用來解釋危險源現象,而不利于實用意義上危險源的直接定義。


3、能量釋放的理論創新


筆者認為,用能量意外釋放理論可以對危險源定義進行最為簡捷的解釋。1961年,吉布森提出事故是一種能量意外釋放,各種形式的能量是構成傷害的直接原因。因此,應該通過控制能量或控制能量載體來預防傷害事故。1966年,哈登先生完善了能量意外釋放理論,提出“人受傷害的原因是某種能量的轉移”,并提出了能量逆流于人體造成傷害的分類方法,將傷害分為兩類:第一類傷害是由于施加了局部或全身性損傷閾值的能量引起;第二類傷害是由影響了局部或全身性能量交換引起,主要指中毒窒息和凍傷。根據完整的能量意外釋放論,可以清楚地說明危險源的特征條件。因此,從能量意外釋放理論角度進行危險源定義有比較實用的意義,即危險源是有失去控制可能的突變能量(或有害物質)積聚。


在當前的安全生產實踐環節,對危險源定義認識的直接影響并不大。無論上述何種定義,一個電源插座、一杯開水、一個門檻、一盆吊蘭都可能在危險源定義范圍內。從現象層面分析,危險源可能是無處不在,至少作為一種客觀事實是廣泛存在的。至于人們關心的,歸根結底還是所謂重大危險源,是那些與安全生產的實踐,尤其是與當前安全生產監管工作密切關聯的,形成一定危險量積聚的重大危險源及其監控,因此,需要在危險源定義明確的條件下對重大危險源增加量化的定義。


如果危險源的定義已經確定,那么,重大危險源的定義就可以確定為具有巨大突變能量(或有害物質)積聚的危險源。但是,重大危險源和危險源之間,除了一般意義上的量變關系外,還存在定義上的質變。因為重大危險源是人們劃分出來嚴加控制的危險源,其辨識涉及人為劃定的臨界量,是人們認為其事故后果可能造成重大社會影響的危險源。


4、危險源理論的實踐


從安全生產角度認識危險源理論,需要列入監控對象的是重大危險源,是指長期地或者臨時地生產、搬運、使用或者存儲危險物品,且該類危險物品的破壞能量可以是數量等于或者超過臨界量的單元物體(包括場所和設施)。重大危險源破壞事故涉及事故分類中的火災、爆炸、中毒等3類可能造成重大災難的事故。20世紀70年代開始,世界范圍各工業國家都發生多起重大安全生產事故,引起國際社會廣泛重視,隨之產生了“重大危害(major hazards)”和重大危險設施(major hazard installation)的概念,統一起來就是重大危險源的核心定義。


在我國,開始根據上述核心定義實行重大危險源申報登記制度,納入申報登記范圍的,是當前需要重點監管的重大危險源類別,其中包括貯罐區(貯罐)、庫區(庫)、生產場所、煤礦(井工開采)、金屬非金屬地下礦山、壓力管道、壓力容器、鍋爐、尾礦庫等9類,涉及礦山類3項,特種設備類3項。除金屬非金屬地下礦山外,分別涉及煤礦安全生產監察部門和特種設備安全監察部門。


安全生產監督管理部門重點監管項目主要涉及貯罐區(貯罐)、庫區(庫)、生產場所,3類重大危險源主要根據各種危險物品的臨界量進行辨識。目前采用的技術依據是《重大危險源辨識》GB18218-2000。關注的危險物品有4大類,包括爆炸性物質、易燃性物質、活性化學物質、有毒物質等。當一個重大危險源計量單元內存在多種危險物品或危險物質時,必須進行合計并辨識。重大危險源辨識的計算公式如下:

重大危 險源辨識 的計算公式

GB18218-2000的標準文本中僅列出了142種危險化學品,不僅未包括其他可能造成重大事故的設備、設施以及礦山生產場所,僅僅危險化學品舉例也遠遠不能覆蓋實際生產過程中所涉及的大量品種。因此,在應用GB18218標準的時候要根據實際情況作出類比評價。


實際應用過程中,GB18218-2000文本中各種危險物質重大危險源臨界量的列出,已經應用了前勞動部在20世紀90年代中期組織開展的重大危險源“九五”重大科技攻關項目的科研成果,進行了142種危險化學品關于易燃、易爆、有毒重大危險源辨識的分析計算和評價。可進一步了解一下有關國家“八五”科技攻關專題“易燃、易爆、有毒重大危險源辨識評價技術研究”中提出了易燃、易爆、有毒重大危險源的評價方法。


評價方法從物質危險性、工藝危險I生人手,分析事故后果的嚴重程度、重大事故發生的可能性,以及事故的影響范圍,包括傷亡人數、經濟損失等等,力圖綜合評價重大危險源的危險I生。重大危險源評價一般把裝置的一個獨立部分劃分為評價單元,同時又界定了邊緣距離不足500m的幾個重大危險源點的統一計量問題。例如:原料供應區、反應區、產品蒸餾區、吸收或洗滌區、成品或半成品儲存區、運輸裝卸區、催化劑處理區、副產品處理區、廢液處理區、配管橋區等。


根據安全工程學原理,“危險性”定義為事故頻率與事故后果嚴重程度的乘積。重大危險源評價的研究進一步分析了危險性和現實危險性的區別。定義其“危險性”的內涵,一方面取決于事故的易發性,另一方面取決于事故后果嚴重性。


而“現實危險性”是客觀事物切實表現出來的危險性。不僅取決于物質固有危險I生和工藝過程危險性所決定的生產單元固有危險性,而且還同各種人為管理因素及防災措施綜合效果有密切關系,其內涵類似于安全生產監管中經常涉及的“事故隱患(Accidentpotentia1)。現實危險性(A)評價數學模型如下:

現實危險性(A)評價數學模型

B22-人員素質抵消因子;

B23-安全管理抵消因子。


其中,關于危險物質事故易發性B112的評價涉及燃燒爆炸性危險物質分類,通常將具有燃燒爆炸性質的危險物質分為7大類:①爆炸性物質;②氣體燃燒性物質;③液體燃燒性物質;④固體燃燒性物質;⑤自燃物質;⑥遇水易燃物質;⑦氧化性物質。每類有其危險感度權重值每種物質有其與理化特性有關的狀態值。物質的危險感度評價值,即事故易發性物質指數,就是危險感度權重值與狀態值之積。關于工藝過程事故易發性指數Bm的評價,涉及工藝過程事故易發影響因素分類。“工藝過程事故易發性”的影響因素可以分為21項:①放熱反應;②吸熱反應;③物料處理;④物料儲存;⑤操作方式;⑥粉塵生成;⑦低溫條件;⑧高溫條件;⑨高壓條件;⑩特殊的操作條件;⑩腐蝕;⑩泄漏;⑩設備因素;⑩密閉單元;⑥工藝布置;⑩明火;⑥摩擦與沖擊;⑩高溫體;⑩電器火花;⑩靜電;⑨毒物出料及輸送。B112的得出需要通過關系矩陣的取值與計算。


影響因素的相關系數Wij分5級,同一工藝條件對于不同的物質,所呈現的危險程度是不一樣的,所以相互關聯度也不一樣。如最后一種工藝因素的毒物出料及輸送,僅與含毒性物質有相關關系。


而關于事故嚴重度指數B12的評價又涉及事故嚴重度的特征表現,是用來表征潛在事故后果的。事故嚴重度,用的是事故經濟損失程度來表示。事故后果,指事故中人員傷亡(死亡、重傷、輕傷)以及房屋、設備、物資等財產損失,分若干個破壞等級。


重大危險源單元的總損失為全部破壞損失的總和。為了簡化重大危險源單元的危險性評估,用統一財產損失區來描述,即假定財產損失區內財產全部破壞,而區外全不受損。死亡、重傷、輕傷、財產損失各自都用一當量圓半徑描述。對于單純毒物泄漏事故僅考慮人員傷亡等等。B12的取得必須依賴相關的傷害模型及其計算。傷害模型有凝聚相、含能材料爆炸、蒸氣云爆炸、沸騰液體擴展為蒸氣云爆炸、池火災、固體和粉塵火災、室內火災等6種。


危險性抵消因子B21,B22,B23是測算重大危險源單元現實危險度必須涉及的計算因子。盡管單元的固有危險性是由物質危險陛和工藝危險性所決定的,但是工藝、設備、容器、建筑結構上用于防范和減輕事故后果的各種設施;危險崗位上操作人員的良好素質;嚴格的安全管理制度等,客觀上能夠大大抵消單元內的現實危險性。在上述現實危險度評價方法中,代表工藝、設備、容器和建筑結構抵消因子,由23個指標組成評價指標集;B22代表人員素質抵消因子,危險崗位操作人員素質由4項指標組成評價指標集;B23代表安全管理狀況抵消因子,由11類72個指標組成評價指標集。


結合上述抵消因子的概念,可以進行理論內涵的對照,陳寶智、羅云教授所研究的兩類危險源理論中的第二類危險源,以及后來學者又延伸出的第三類危險源所論述的內容,很大部分涉及上述抵消因子,這與現實危險度相關,而與固有危險度不相關。



實際上,現實危險性(A)評價數學模型同時還告訴人們:重大危險源單元的事故易發性指數為B11,將B11與事故嚴重度評價值(B12)進行乘積,其結果構成重大危險源單元的固有危險度指數B1。即B1=B11*B12,其中,


危險性(A)評價數學模型

事故易發性指數B可以作為重大危險源的主要辨識計算依據。其分析過程和考慮因素是相當全面也是比較復雜的,其中包括了許多模糊計算和定性分析。



5、重大危險源分級


作為重大危險源單元的最終評價結果,必然關系其危險程度的界定,并可以在此基礎上進行重大危險源的分級。分級的主要定量依據是上述固有危險度指數B1。這與部分專家將傷亡人數和財產損失界定事故等級的概念與重大危險源分級直接掛鉤的方法是完全不同的。由于重大危險源的事故狀態和后果涉及因素太復雜,進行重大危險源分級的事故假設及后果模擬是不科學的,實際上也是沒有明顯的類比可操作性的,可能是受了危險源在理論上不確定的影響,因而需要換換思路加以解決,特別是重大危險源分級標準,必須是簡單明了、合理量化、易于操作。


其實,重大危險源分級,主要是為了便于政府合理分工對其進行有效監管,用固有危險度作為分級依據,應該能使受控目標更容易界定。所以早有專家們建議將危險性控制程度分級用A*=lg(B1*)作為危險源分級標準的制定依據。式中,B1*可以是以10萬元為縮尺單位的單元固有危險性的評分值(危險源單元固有危險度指數)。因此,重大危險源分級僅與固有危險度有關。按照專家提出的重大危險源四級劃分原則:


1)一級重大危險源 A*≥3.5

2)二級重大危險源2.5≤A*<3.5

3)三級重大危險源 1.5≤A*<2.5

4)四級重大危險源 A*<1.5


如果定義四級重大危險源就是重大危險源的初級,那么,其臨界值可以直接通過GB18218-2000去辨識,而三級重大危險源臨界值對應的lg(B1*)是1.5,即B1=10的1.5次方=31.6,二級重大危險源臨界值是B1=10的2.5次方=316,一級重大危險源臨界值是B1=10的3.5次方=3160。如此推算,每一重大危險源的當量級差應該是1O倍,是否具有一定的合理性,是否合適,要依據行政分工的范圍和權責相適度來評判。


6、結論


通過上述理論分析,筆者結合社會實踐得出以下結論:


1)重大危險源分級標準不僅是一項技術方法,而且是一項政策性行為,分級標準的嚴或寬將直接影響各級政府行政部門直接監管重大危險源的數量配比。


2)在國家重大危險源分級標準至今未定的情況下,應該由各地行政主管部門因地制宜率先制定試行標準,并出臺重大危險源四級監管辦法或行政規定進行特定范圍的實踐,以供國家制訂重大危險源分級標準時參考和最后統一。


3)從安全監管策略上講,應該明確企業必須對內部所有的重大危險源進行實時監控,其中涉及四級以上的重大危險源應該納入行政監管體系。


4)縣、區進行四級以上重大危險源屬地監管,三級以上重大危險源應報市級行政監管部門,二級以上重大危險源應報省級行政監管部門,而一級重大危險源則應上報國家安全生產主管部門。宏觀意義上的重大危險源監管體系的建立和完善,有許多政策、技術、管理方面的工作要做,只有通過監管工作的推行來發現合理模式,并進一步調整,否則,推行多年的重大危險源監管體系建設工作將很難向前推進。


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