（安全技术及工程专业论文）重大危险源（危化品）的辨识和监管研究.pdf

沈目i 航空j ：业学院硕十学位论文 a b s t r a c t i d e n t i f i c a t i o na n dg r a d ei st h eb a s i cw o r ko fd e v e l o p i n gs u p e r v i s i o nf o rm a j o rh a z a r d i n s t a l l a t i o n s “i d e n t i f i c a t i o no f m a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n s ( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) h a sp l a y e da l l i m p o r t a n tr o l ei nt h ei d e n t i f i c a t i o na n ds u p e r v i s i o n ，b u tw i t ht h ed e v e l o po fi n d u s t r y , i th a s r e v e a l e ds o m es h o r t a g e s ，a tt h es a m et i m e ，t h es t a n d a r do fg r a d i n gh a sn o tb e e ne s t a b l i s h e d n o w , t h et e e h n o l o d i e so fg r a d i n gf o rh a z a r dp r e s e n tn e e d si m p r o v i n g s od e v e l o p m e n t d e e p l yo fi n d e n t i f i c a f i n ga n ds u p e r v i s i o nh a v e b e e ni n f l u e n c e db yt h e s ep r o b l e m sa b o v e o nt h eb a s i co fa n a l y s i sf o rt h es h o r t a g e se x i s t i n gi n i d e n t i f i c a t i o no f m a j o rh a z a r d i n s t a l l a t i o n s ”( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) a n dh a z a r dg r a d i n ga n ds u p e r v i s i o n , n o to n l yn e w d e f i n i t i o na n ds o m ec l a s s i f i e ds u g g e s t i o n sa r ep u tf o r w a r d , b u ta l s ot h ef o u n d a t i o n so f i n d e n t i f i e a t i o na n dh a z a r dg r a d i n go fm a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n sa r es e tf o r t hi nt h i sp a p e r ； e q u i v a l e n tm e t h o d sa n dt h e r er a t i o n a l i t i e sa r ep r o v i d e da n da n a l y s e df o rt h et h r e h o l d q u a n l i t yo fc h e m i c a ls u b s t a n c ei nt h ew o r ks i t ea n ds t o r ea r e a a tt h es a m et i m e ，o nt h e b a s i cv i e w p o i n tt h a th a z a r dg r a d ei sc o n f n m e db yp r a c t i c a lh a z a r do fm a j o rh a z a r d i n s t a l l a t i o n s ，a n db yi m p r o v i n gh a z a r dd e g r e em e t h o do fc h e m i c a lf a c t o r y , h a z a r dg r a d i n g m e t h o do fh a z a r dd e g r e ei nt h ec h e m i c a lf a c t o r yf o rt h em a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n si sp u t f o r w a r d s o m es u p e r v i s i o ns u g g e s t i o n sa r eg i v e nf o rm a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n sb ya n a l y z i n g q u e s t i o n se x i s t i n gi nt h ea d m i n i s t r a t i o nf i e l da tp r e s e n t t h ee x a m p l e ss h o w ：i ti sn o to n l ys c i e n t i f i ca n dr a t i o n a la p p r o x i m a t e l y , b u ta l s oa s r e f e r e n c e dc a l c u l a t i o n a lm e t h o d so f t h r e s h o l dq u a n l i t yo fi n c r e a s e do re m e n d a t o r yc h e m i c a l s u b s t a n c ei nt h e i d e n t i f e c a t i o no fm a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n s ”( g b l 8 2 1 8 - 2 0 0 0 ) i nt h e f u t u r e ，t h a ta p p l i a n c er e s p e c t i v eo ft n te q u i v a l e n tm e t h o d ，g a s o l i n ee q u i v a l e n tm e t h o d ， m e t h a n ee q u i v a l e n tm e t h o d ，m e t h le t h y lk e t o n ep e r o x i d ee q u i v a l e n tm e t h o da n d h y d r o g e n s u l f i d ee q u i v a l e n tm e t h o df o rt h er h r e h o l dq u a n l i t yi nt h ew o r ks i t ea n ds t o r ea r e ao f v o l a t i l es u b s t a n c e ，c o m b u s t i b l el i q u i ds u b s t a n c e ，c o m b u s t i b l eg a s e o u ss u b s t a n c e ，a c t i v e c h e m i c a ls u b s t a n c ea n dp o i s o n o u ss u b s t a n c e a tt h es a m et i m e ，c o m p a r i n gw i t ht h ed e a t h r a d i u sm e t h o da n de v a l u a t i v em e t h o do fc o m b u s t i b l e ，v o l m i l e ，p o i s o n o u sm o j o rh a z a r d l i 沈目i 航空i ：业学院硕士学位论文 i n s t a l l t i o n s ，h a z a r dg r a d i n gm e t h o do f h a z a r dd e g r e eg r a d i n gi nt h ec h e m i c a lf a c t o r yf o rt h e m a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n si ss i m p l e r o fo p e r a t i o na n dm o r ep r a c t i c a lo fc a l c u t a t i n gr e s u l t , a n dh a v es o m es i g n i f i c a n c eo ng e n e r a l i z e r k e y w o r d s ：m a j o rh a z a r di n s t a l l a t i o n s ；i d e n t i f i c a t i o n ；h a z a r dg r a d e ；s u p e r v i s i o n i l 卜一 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完 成的。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品或成果，也不包含本人为获得其他学位而使 用过的成果。对本文研究做出重要贡献的个人或集体均已在论文中进 行了说明并表示谢意。本声明的法律后果由本人承担。 论 版权授权说明 本人授权学校“有权保留送交学位论文的原件，允许学位论文 被查阅和借阅，学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以影 印、缩印或其他复制手段保存学位论文”；愿意将本人学位论文电 子版提交给研究生部指定授权单位收录和使用。学校必须严格按照 授权对论文进行处理，不得超越授权对毕业论文进行任意处置。 节 沈口i 航空j ：业学院硕十学仿论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景 1 1 1 重大危险源的提出 随着科学技术和工业生产的迅猛发展，人们已逐渐认识到现代的工业化大生产中存 在着极为严重的潜在危险i 。例如，1 9 8 4 年1 2 月3 日，印度博帕尔市郊农药厂发生甲 基异氰酸盐泄漏的恶性中毒事故，有2 5 0 0 多人中毒死亡，2 0 余万人中毒受伤，6 7 万人 受到了残留毒气的影响。2 0 0 3 年1 2 月2 3 日，发生在我国的重庆市开县的天然气井喷事 故，有毒气体造成了2 4 0 余人死亡。2 0 0 4 年4 月1 5 日，重庆市天原化工厂发生氯气罐 爆炸事故，造成9 人死亡，3 人受伤，1 4 余万人被紧急疏散。这些事故尽管起因和后果 不尽相同，但它们都有一些共同特点，即事故发生的根源是设施或系统中储存和使用了 大量的易燃、易爆或有毒的危险物质1 2 】。 2 0 世纪7 0 年代以来，各国就广泛重视重大危害的研究工作，并把重大危险源研究 作为社会、经济和技术发展的重点研究对象之一。1 9 9 ；年6 月，第8 0 届国际劳工大 会通过的预防重大工业事故公约将“重大危害设施”( 国内通常称之为“重大危险 源”) 的定义为：不论长期地或临时地加工、生产、处理、搬运、使用或储存数量超过 临界量的一种或多种危险物质，或多类危险物质的设施( 不包括核设旌、军事设施以及 设施现场之外的非管道的运输) 。国标重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 将重大危 险源的定义则是：长期地或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物 质的数量等于或超过临界量的单元。单元指一个( 套) 生产装置、设施或场所，或同属一 个工厂的且边缘距离小于5 0 0 m 的几个( 套) 生产装置、设施或场所睁】。 重大危险源的重点在“源”，即导致事故发生的最基本的因素一危险物质或能量。 在重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中，危险物质是指“一种物质或若干种物 质的混合物，由于它的化学、物理或毒性特性，使其具有易导致火灾、爆炸或中毒的危 险”。由于重大危险源所涉及的危险物质具有易燃、易爆和有毒特性，如果控制不当， 极易发生事故，造成人员伤亡、财产损失和环境污染。沉痛的教训告诫人们，只有对重 大危险源主要涉及的易燃、易爆、有毒危险物质的生产、使用、处理和贮存等工艺处理 沈月l 航空j ：业学院硕士学位论文 全过程进行辨识、评价并加以严格有效的控制，加强各环节的管理，才能杜绝和减少重 大事故的发生，降低它对人们造成的伤害以及由此带来的重大损失 2 , 3 1 。 1 1 2 重大危险源研究的进展 英国是最早系统地研究重大危险设施控制技术的国家。1 9 7 4 年6 月，英国发生的弗 利克斯巴勒爆炸事故后，英国安全与卫生委员会设立了重大危险咨询委员会( a c m h ) 。 1 9 7 6 年，a c m h 首次提出了重大危险设施标准的建议书。1 9 7 9 年，a c m h 又提出了修 改标准。1 9 8 2 年6 月，欧共体颁布了工业活动中重大事故危险法令( e e cd i r e c t i v e 8 2 5 0 1 ，简称塞韦索法令) 1 2 , 1 。1 9 8 8 年，国际劳工组织编写了重大事故控制实 用手册，1 9 9 1 年，又出版了重大工业事故的预防，均对重大危险源的辨识方法及控 制措施提出了建议；1 9 9 3 年通过了预防重大工业事故公约。1 9 9 2 年，美国劳工部职 业安全卫生管理局( o s h a ) 颁布了高度危害化学品处理过程的安全管理( p s m ) 标 准。随后，美国环境保护署( e p ：a ) 颁布了预防化学泄漏事故的风险管理程序( r m p ) 标准，对危险源的确认作出了规定【2 捌。 - 一 参考国外同类标准，结合我国工业生产的特点和火灾、爆炸、毒物泄漏重大事故的 发生情况，2 0 0 0 年由中国安全生产科学研究院( 原国家经贸委安全科学技术研究中心) 提出了重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准，为我国对重大危险源的辨识和监控 工作奠定了颦实的基础。该标准中规定当单元内存在危险物质的数量等于或者超过该标 准规定的临界量，该单元即被定为重大危险源。辨识单元中存在危险物质的数量是否超 过临界量根据处理物质种类的多少区分为以下两种情况 2 , 3 1 ： 单元内任一种危险物品的贮存量达到或超过其对应的临界量； 单元内贮存多种危险物品，且每一种物品的贮存量均未达到或超过其对应临界 量，但满足下面的公式： 皇l + 里生+ + ! 生1( 1 i ) q 易q 式( 1 1 ) 中，q l ，q 2 ，q 。是每一种危险物品的实际量。q l ，q 2 ，q 。是对应危 险物品的临界量i l 一。 1 1 1 2 0 0 1 年国家安全生产监督管理局组建以来，我国采取一系列措施加强莺大危险源 沈r l 航空：l ：业学院硕十学竹论文 的辨识和监管工作，重大危险源的研究工作取得了新的进展。2 0 0 4 年初，原国家局组织 成立了重大危险源监督管理工作领导小组并下设了办公室。先后起草下发了关于丌展 重大危险源监督管理工作的指导意见、关于迸一步加强和规范重大危险源监督管理工 作的通知，并先后三次召丌不同类型的会议对此项工作进行研究部署。中国安全生产 科学研究院设立了重大危险源研究中心，专门从事重大危险源辨识、评价与控制技术的 研究和重大危险源业务的技术指导工作m 。 1 2 当前我国重大危险源辨识面临的问题 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 中列举出了爆炸性物质、易燃物质、活性化 学物质和有毒物质等4 大类、1 4 2 种物质及其临界量，为辨识重大危险源提供了标准和 方法，对重大危险源监控工作起到了十分重要的作用。但重大危险源辨识也具有一 些不足之处，从而影响我国目前重大危险源监管工作的深入开展，主要体现在： ( 1 ) 危险物质有待扩充 目前重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 - - 2 0 0 0 ) 标准中仅列出了1 4 2 种危险物质的临界 量。单就危险化学品而言，危险化学品名录( 2 0 0 2 版) 共有危险化学品3 8 2 3 种，剧 毒品名录( 2 0 0 2 版) ，共有剧毒品3 3 5 种，许多极易发生重大事故的危险物质并未包含 在标准中。在识别重大危险源的实际工作中，常常遇到大量标准以外且危险性较大的危 险物质，如石油化工企业常见的丁烷、甲基叔丁基醚( m t b e ) 、三乙基铝、乙二醇等都 没有确定的临界量，无法进行重大危险源的判别。另外，对于常见危险性较大、使用普 遍且常发生事故的腐蚀性物质，如硫酸、硝酸、盐酸等也没有确定的临界量，也无法进 行重大危险源的辨识队1 3 】。因此，有必要进行危险物质种类的扩充，使其更加符合企业 实际，从而增强企业的安全管理和政府的监管水平。 ( 2 ) 临界量的定义和数值的确定有待进一步完善 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 - - 2 0 0 0 ) 中对临界量的定义为“是指对于某种或某类 危险物质规定的数量，若单元中的物质数量等于或超过该数量，则该单元定义为重大危 险源”，这罩的临界量定义只是考虑了具有易燃、易爆或中毒危险的危险物质，对于除 危险物质以外的能量或高能设施，临界量却并没有包括。因此，这种临界量的定义具有 一定的局限性。同时，重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 - - 2 0 0 0 ) 将每种危险物质的临界量 沈r l 航空：i ：业学院硕十学位论文 按照生产场所条件下和贮存区条件下分别予以确定。这种临界量的分类确定，主要是考 虑到同等数量的危险物质生产过程中和贮存状态下的危险性不同，相比贮存状态下来 说，生产过程中工艺条件相对复杂，发生事故的危险性较大，从实际危险性来考虑， g b l 8 2 1 8 将危险物质生产过程中l | 每界量的确定数值都比贮存状态下的临界量数值要小。 应该说，与国际劳工组织出版物中关于重大危险源临界量的确定相比，这种临界量依据 危险物质的状态进行分别确定，是一个很大的创新。但是，当前我国对危险物质的临界 量数值没有合适的确定标准，临界量大小只是根据经验和参照国外法规标准来确定。因 此，开展对危险物质l | 缶界量数值确定的研究，对于完善重大危险源的辨识标准，进行危 险物质的扩充及其临界量的确定，具有重要意义。 1 3 本课题研究的意义、内容及方法 1 3 1 课题研究的意义 重大危险源的监管工作立足于超前防范、源头控制、有效监管，有利于提高安全 生产事故的科学预警能力，增强事故的预防和控制能力，遏制事故发生，减少人民群众 生命和财产损失，而重大危险源的辨识是开展重大危险源有效监管的最基础性工作，是 t 重大危险源监管工作的重要组成部分，也是依靠现代科学技术来预防工业重大事故的具 体体现。可以说。重大危险源辨识工作的好坏，直接决定了重大危险源的监管质量和各 项工业活动能否正常开展，社会经济秩序能否正常运转，人民群众的生命财产能否得到 有效保障和整个安全生产形势的稳定好转【4 ，t 剐。 危险化学品是重大危险源辨识和监管的重要内容。危化品的安全监管状况式直接关 系我国当前重大危险源监管工作效果的重要体现。我国作为化学品生产和使用大国，主 要危险化学品的产量和使用量都居世界前列，然而，危险化学品容易引发群死群伤和重 大财产损失的火灾、爆炸或中毒事故。近几年来，我国危险化学品的生产、经营、储存、 运输过程中事故不断，危害严重，造成了十分严重甚至恶劣的影响。据统计，2 0 0 1 年至 2 0 0 3 年我国工矿企业平均每年发生一次死亡3 9 人的重大事故6 0 0 起左右，约死亡2 5 0 0 人，其中5 0 以上是涉及危化品的火灾、爆炸，中毒( 合窒息) 事故 1 0 3 4 1 。因此，加强 对我国危险化学品重大危险源的辨识和监管研究工作，对保障人民群众生命和财产安 全，保障人身健康，保护环境，以及促进国民经济持续、稳定、健康发展具有重要意义。 沈日i 航空f 。业学院硕+ 学位论文 1 3 2 主要研究内容 本文的研究内容主要包括： ( 1 ) 分析了当前重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准也显示出的不足，提 出了对重大危险源定义的理解和对重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 - - 2 0 0 0 ) 的若干修订 建议。 ( 2 ) 提出了从危险物质的种类和触发敏感度的角度对重大危险源辨识临界量进行 确定。分析了死亡半径法和易燃、易爆、有毒重大危险源评价法对重大危险源进行危险 性分级的不足，以及以单元的固有危险性大小作为重大危险源危险性分级依据的缺陷， 提出了以单元的现实危险性作为重大危险源危险性分级依掘的观点。 ( 3 ) 提出了用当量法( t n t 、汽油、甲烷、过氧化甲乙酮和硫化氢当量法) 来计 算爆炸性物质、易燃液体物质、易燃气体物质、活性化学物质和有毒物质在生产场所和 贮存区的临界量，可作为重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 对现有和扩充危险物质 临界量确定的参考。 ( 4 ) 在分析和吸收化工厂危险程度分级方法优点的基础上，提出了化工厂危险程 度的重大危险源分级法，并参照死亡半径法危险性分级区间的标准，采用固有危险指数 为基准，对化工厂危险程度的重大危险源危险性分级法的分级区间进行了计算确定。通 过实例计算表明，与死亡半径法和易燃、易爆、有毒重大危险源评价法相比，化工厂危 险程度分级的重大危险源危险性分级法的评估过程简便，评估结果符合单元危险性的具 体实际，具有较强的可操作性和一定的推广意义。 ( 5 ) 分析当前我国重大危险源监管存在的的问题，提出了加强重大危险源监管的 若干建议。 1 3 3 主要研究方法 本文的研究主要方法有： ( 1 ) 采用当量法的有关理论，建立了对爆炸性物质、易燃气体物质、易燃液体物 质、活性化学物质和有毒物质临界量进行定量计算的t n t 当量法、甲烷当量法、汽油当 量法、过氧化甲乙酮当量法和硫化氢当量法的数学模型。 ( 2 ) 采用了易燃、易爆、有毒重大危险源评价法，对爆炸性物质、易燃物质、活 沈m 1 航空i 业学院硕十学侍论文 性化学物质和有毒物质的的触发敏感度进行了确定，以及对实例中的丁二烯贮存单元危 险性进行了评估分级。 ( 3 ) 采用了化工厂危险程度分级方法，在对其进行分析和改进的基础上，提出了 化工厂危险程度的重大危险源危险性分级法。 ( 4 ) 参考了死亡半径法的危险性分级区间，对化工厂危险程度的重大危险源危险 性分级法的分级区间进行了计算确定，并采用死亡半径法，对实例中的丁二烯贮存单元 危险性进行了评估分级。 沈日i 航空l ：业学院硕十学位论文 第2 章重大危险源辨识和分级的基本理论 2 1 重大危险源的概念及分类建议 2 1 1 重大危险源的概念 对于重大危险源的概念，不同的人有不同的理解。在1 9 9 3 年第8 0 届国际劳工大会通 过的预防重大工业事故公约中，将重大危险源定义为：无论长期或临时的加工、生 产、处理、搬运、使用或储存数量超过临界量的一种或多种物质，或多类危害物质的设 施( 不包括核设施、军事设施以及设施现场之外的非管道运输) 剧。 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 中，将重大危险源定义为：长期地或临时地 生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。而 该标准对危险物质的定义则为：一种物质或若干种物质的混合物，由于它的化学、物理 或毒性特性，使其具有易导致火灾、爆炸或中毒的危险。按照重大危险源辨识 ( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 对重大危险源和危险物质的定义，重大危险源仅指含有危险物质的单 元，如果单元中没有具有火灾、爆炸或中毒危险的危险物质，无论具有多么严重的的事 故后果，也不能构成重大危险源。而一些具有高能量的设备设施和场所，如锅炉、煤矿 ( 井工开采) 、金属非金属地下矿山和尾矿库，即使发生事故具有十分严重的危害后果， 也不能进入危险源辨识的范畴。 在吴宗之等人的论我国重大危险源辨识标准中，将重大危险源定义为：是指工 业活动中客观存在的危险物质或能量达到或超过临界量的设备或设施【l 引。这种从危险物 质和能量的角度对重大危险源的定义，强调了危险物质或能量两个根本性因素，弥补了 前面三种重大危险源单一强调危险物质的不足。 危险源是事故发生的根源或状态。危险源之所以造成危害后果，都可归结为能量、 有害物质的存在。而重大危险源则可理解为表明危险源可能引发事故时的严重性水平， 即达到一定冠害后果的危险源就构成重大危险源。因此，本文认为，重大危险源就是指 工业活动中客观存在的危险物质或能量达到或超过临界量的设备、设施和场所。 沈日i 航空一i ：业学院硕+ 学位论文 2 1 2 重大危险源的分类建议 在我国重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 - 2 0 0 0 ) 标准中，根据对重大危险源和危险物 质的定义，重大危险源的根源是具有易导致火灾、爆炸或中毒危险的危险物质，只要是 危险物质的数量超过临界量就构成了重大危险源。而在国家安监总局下发的关于开展 重大危险源监督管理工作的指导意见( 安监总协( 2 0 0 4 ) 5 6 号) 中，明确将重大危险 源的申报登记范围分为9 类，分别是贮罐区( 贮罐) 、库区( 库) 、生产场所、压力管 道、锅炉、压力容器、煤矿( 井工开采) 、金属非金属地下矿山、尾矿库。其中，除了 含有危险物质的单元或区域内是否构成重大危险源进行了明确之外，同时对具有一定能 量但并不含有规定危险物质的设备、设施或场所如是否构成重大危险源也进行了明确， 大大扩充了重大危险源的登记范围，有效地弥补了按照重大危险源辨识 ( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 进行申报登记的不足。但是，在开展重大危险源的普查登记过程中的 实际工作中，是按照重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 进行重大危险源的辨识，还 是按照关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见( 安监总协( 2 0 0 4 ) 5 6 号) 进 行辨识，这使企业和安全监管部门在工作中感到比较困惑。 ，本文认为，关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见( 安监总协( 2 0 0 4 ) 5 6 号) 毕竟只是国家部委下发的指导性意见，并不具有法律的强制效力，不能重大危险 源辨识工作开展的法定依据。因此，凡是没有列入重大危险源辨识的危险物质或者 设施，不应该将其列入重大危险源的范畴之中。为此，本文建议： ( 1 ) 将重大危险源分为具有易导致火灾、爆炸或中毒危险的危险化学品重大危险 源和非危险化学品重大危险源。 ( 2 ) 对于非危险化学品重大危险源可根据固有能量载体的不同进行分类辨识和分 级监管。 ( 3 ) 将危险化学品重大危险源按照危险化学品的存在方式或状态分为生产场所重 大危险源、贮存区重大危险源和运输重大危险源。 为了课题研究的需要，本文仅从危险化学品重大危险源在生产场所和贮存区的辩识 和分级监管进行研究。 沈日i 航空j ：业学院硕+ 学位论文 2 2 重大危险源的辨识技术 国际劳工组织认为，各国应根据具体的工业生产情况制定适合国情的重大危险源辨 识标准。标准的定义应能反映出当地急需解决的问题以及一个国家的工业模式，可能需 有一个特指的或是一般类别或是两者兼有的危险物质一览表，并列出每个物质的限额或 允许的数量，设施现场的危险物质超过这个数量，就可以定义为重大危险源。任何标准 一览表都必须是明确的和毫不含糊的，以便使雇主能迅速地鉴别出它控制下的哪些设施 是在这个标准定义的范围内。要把所有可能会造成伤亡的工业过程都定义为重大危险源 是不现实的，因为由此得出的一览表会太广泛，现有的资源无法满足要求。标准的定义 需要根据经验和对危险物质了解的不断加深进行修改1 2 , 6 1 。 2 2 1 危险物质的临界量 重大危险源就是指工业活动中客观存在的危险物质或能量达到或超过临界量的设 备、设施和场所。本文中研究的危化品重大危险源，之所以可能发生重大危害后果，其 原因是重大危险源中含有具有易燃、易爆和中毒危险的危险物质。按照事故致因理论中 的能量意外释放论，事故是一种不正常的、或不希望的能量释放。危险物质的能量意外 释放是伤害的直接原因。因此，危险物质的固有危险性是否达到或超过某个限值是判定 其是否构成重大危险源的标准，直接决定危险物质的临界量数值。 对于危险物质或能量的固有危险性，本文从危险物质的种类和触发敏感度的角度出 发，对重大危险源辨识( g b l 8 2 1 9 2 0 0 0 ) 标准中列举的爆炸性物质、易燃物质、活 性化学物质和有毒物质的临界量的定量确定，进行探索性的研究。为直观地表示危险物 质临界量的影响因素，提出如下公式： w = c a ，b ) ( 2 1 ) 式( 2 1 ) 中，w 一危险物质的临界量； a 危险物质的种类； b 危险物质的触发敏感度。 现简要分析。 ( 1 ) 危险物质的种类 沈r l 航空i ：业学院硕十学位论文 不同种类的危险物质有不同的危险特性。不同种类的危险物质造成对人员的伤害、 财物破坏的机理不同，其后果也就不相同。危险物质的危险特性是出危险物质的自身性 质决定的。下面分别对重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 中的爆炸性危险物质、易 燃物质、活性化学物质和有毒物质的危险特性进行简要阐述。 爆炸性危险物质 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中列举的爆炸性物质，是指在外界作用 下( 如受热、受摩擦、撞击等) ，能发生剧烈的化学反应，瞬闻产生大量的气体和热量， 使周围压力急骤上升，发生爆炸，对周围环境造成破坏的爆炸品。 易燃物质 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中列举的易燃物质，是指满足闪点小于 6 0 条件的部分易燃液体和满足爆炸下限s 1 0 条件的部分压缩气体和液化气体。 活性化学物质 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中列举的活性化学物质，是指具有强氧 化性且易引起燃烧爆炸危险的部分氧化剂和过氧化物。 有毒物质 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中列举的有毒物质，是指主要列出了急 性毒作用物质，没有考虑毒物慢性毒作用及致癌、致畸、致突变作用的“三致”物质。 ( 2 ) 危险物质的触发敏感度 危险物质的触发敏感度是指危险物质发生事故可能性即危险感度。对于重大危险 源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中列举的爆炸性物质、易燃物质、活性化学物质的危险 感度，可根据其与反应感度有关的理化参数值查阅有关资料得出，而对于有毒物质的触 发敏感度及事故易发性，可从物质的毒性系数、重度修正系数、气味修正系数和状态修 j 下系数来计算。 2 3 重大危险源的分级技术 2 3 i 当前重大危险源的主要分级技术 目前，国内流行的藿大危险源分级评价方法主要有两种 1 】： 第一种是分级标准不变或分级结果不随参加分级的危险源数目多少而变化，即重大 1 0 沈日f 航空i ：业学院硕十学位论文 危险源静态分级方法。主要包括死亡半径评价法和易燃、易爆、有毒重大危险源评价法。 第二种是危险源数且发生变化或分级标准是可变的或两者皆可变，即重大危险源动 态分级方法。包括具有自组织模式聚类功能的无教师监督学习的神经网络方法、d t 动 态分级法等。 下面对重大危险源的静态分级方法进行简要介绍。 ( 1 ) 死亡半径法 死亡半径评价法以预测重大危险源发生事故后的死亡半径为指标，采用半数致死半 径硒5 为划分依据。该方法以最大危险原则和概率求和原则为依据，分别应用爆炸伤害 模型、火灾伤害模型、泄漏扩散模型及伤害模型为依据，计算重大危险源事故发生后的 t 5 ，以此作为危险性等级划分的依据。用重大危险源的死亡半径凡5 作为分级标准时， 将重大危险源划分为四级，见下表2 1 所示。 表2 1 死亡半径法的重大危险源分级表 该方法由于提出较早，思路较为成熟，并能较快速地对大危险源进行评价分级，在 较短时间内掌握重大危险源的概况，因此该方法在易燃、易爆、有毒的生产厂所被广泛 运用【1 1 。但是，该方法仍存在以下缺点： 使用范围有限 由于该方法所采用的模型多为经验模型，经验系数的选取直接影响分级结果的准确 性，由于实际情况下重大危险源发生的事故具有随机性、复杂性等特点，影响事故的因 素也较多，因此并不适用于任何情况。 影响实际危害后果的评估 由于该方法以单元固有危险性大小( 国际上对重大危险源分级的通常依据) 作为分 级依据的思路，虽然能使受控目标保持相对稳定，但由于忽略了具体的重大危险源的实 际存在条件，影响了重大危险源对其可能造成事故的实际危害后果评估。 未考虑重大危险源发生事故造成对人员的鼋伤、轻伤、财产损失和环境破坏的实 际损失 沈hi 航空j 业学院硕十学位论文 死亡半径法使用时对重大危险源伤害区域的前提假设条件，就是以单元为圆心，以 伤害半径为半径的圆形区域。伤害区域应在充分考虑人员财产、财产密度、环境状况和 社会重要度的基础上，计算评估重大危险源发生事故时对伤害区域内的人员死亡、重伤、 轻伤以及财产破坏、环境损失等全面损失。而死亡半径法的使用过程方法中仅考虑了伤 害区域内死亡人员的损失，因而有待改进。 ( 2 ) 易燃、易爆、有毒重大危险源评价法 易燃、易爆、有毒重大危险源评价法是“八五”国家科技攻关专题提出的评价方法， 是从触发敏感度和事故严重度入手，分析重大事故发生的原因、条件，评价事故的影响 范围、伤亡人数和经济损失，提出应采取的预防、控制措施。该方法用于对重大危险源 的安全评价，能较准确地评价出系统内危险物质、工艺过程的危险程度、危险性等级， 能较精确地计算出事故后果的严重程度( 危险区域范围、人员伤亡和经济损失) ，提出 工艺设备、人员素质以及安全管理三方面的1 0 7 个指标组成的评价指标集。重大危险源 评价分为固有危险性评价与现实危险性评价，后者是在前者的基础上考虑各种危险性的 抵消因子，反映了人在控制事故发生和控制事故后果扩大方面的主观能动作用。固有危 险性评价主要反映了物质固有特性，危险物质生产过程的特点和危险单元内部、外部环 境状况 2 ，阍。 评价的数学模型为： rhm13 a = 慨。) ，既慨。：) ， b , 2 兀( 1 一b z t ) ( 2 2 ) l ，4 l 。lj k 。i 式( 2 2 ) 中，( b ) i 第i 种物质的物质危险性评价值； ( b m ) 广鳓种物质的工艺危险性评价值； w u 第j 项工艺与第i 种物质危险性的相关系数； b l r 事故严重度评价值； b 2 l 工艺、设备、容器抵消因子； b 2 r 人员素质抵消因子： b 2 3 安全管理抵消因子。 该方法推荐使用的重大危险源分级标准计算公式为： a = i g ( b i ) ( 2 3 ) 沈日i 航空i ：业学院硕十学位论文 式( 2 3 ) 中，a 一以十万元为基准单位的单元固有危险性的评分值； b 1 一单元的固有危险性，b i = b l i b l 2 。 重大危险源分级标准的定义如下表2 2 所示。 表2 2 重大危险源分级表 该方法考虑的因素较为全面细致，针对性强，能对重大危险源较为准确地进行分级。 但是，在实际应用中，仍存在如下不足： 涉及面过广过细，评估复杂繁琐 易燃、易爆、有毒重大危险源评价法中的单元固有危险性包含单元的触发敏感度b 1 l 和事故严重性b 1 2 两个方面，其中，单元的触发敏感度就包含了物质的触发敏感度b 川 和工艺触发敏感度b l l 2 ，单元的事故严重性就需要使用应用爆炸伤害模型、火灾伤害模 型、泄漏扩散模型及伤害模型等来计算单元事故的严重性，涉及选取的指标量很大。同 时，使用易燃、易爆、有毒重大危险源评价法时，对于单元的物质易发性，为了正确判 定物质的危险感度，需要翻阅大量的资料数据，特别是对于单元事故严重性的计算，需 要选取正确的数学模型，而这些模型的计算量大且复杂繁琐，甚至需要使用计算机进行 计算，评价模型和初值和边值稍有不当，评价结果就会出现较大的失真。因此，在实际 评价和分级中，这种方法的实际可操作性也有待改进。 相关系数选取和判定受评价人员主观因素较大，不便于分级标准的统一 就单元事故的易发性来说，相关系数的选取受评价人员的主管影响很大，特别是对 于工艺一物质危险性相关系数w 。的选取而言，评价人员很难客观地判定工艺和物质的 相关性，受主观经验影响不同而选取不同的w i i ，最后评估结果也可能会造成较大的出 入。 影响实际危害后果的评估 理由与死亡半径法缺点的第二条相同，在此不予赘述。 2 3 2 重大危险源危险性分级的依据 影响重大危险源事故后果的因素有危险物质的潜在危险性、触发因素和存在条件。 1 3 沈目i 航空j 业学院硕十学位论文 勿庸置疑，危险物质的潜在危险性和触发因素是影响重大危险源可能造成事故导致的危 害后果大小的根本因素，而重大危险源的工艺、设备、建筑结构、安全装置及环境等各 种用于防范和减轻事故后果的存在条件，将对重大危险源的现实危险性产生重要影响。 不同的存在条件，出现事故所导致的现实危险性并不相同，同时，这些重大危险源被触 发转化为事故的可能性大小也不相同。重大危险源的控制情况和周围环境，与重大危险 源的现实危险性密切相关。周围环境相同而控制情况不同的重大危险源，其发生事故的 现实危险性也大不相同。同时，等量且工艺、设备、建筑结构和安全装置等条件相同的 重大危险源，如位于在一个荒无人烟且不会引起社会较多关注的地方，其发生事故所造 成的现实危害后果就远不及人员和财产密集且位置重要、社会敏感性较高的地方造成的 危害后果严重。位于人员和财产密度较大且社会性质较重要的危险物质，如人口密集区、 国家机关重要办公场所、重要科研基地等附近，一旦发生事故，往往是人员伤亡大、经 济损失大、政治影响大。 重大危险源是表明危险源可能导致危害后果的严重程度，即可能导致事故后果的严 重程度达到或超过某种限度的危险源就构成了重大危险源。为此，对重大危险源进行危 险性分级，就应在考虑重大危险源固有危险性的基础上，结合重大危险源的工艺、设备、 t 建筑结构、安全装置及环境等各种用于防范和减轻事故后果的存在条件，综合评估重大 危险源的现实危险性，从而使重大危险源的危险性评估和分级结果符合实际，达到增强 分级监控效果的真正目标。 2 4 重大危险源的辨识和分级的相互关系 重大危险源的辨识和分级技术的相互关系如图2 1 所示。 沈日i 航空i ：业学院硕十学位论文 2 5 本章小结 图2 1 重大危险源的辨识和分级的相互关系 本章通过对重大危险源的定义、重大危险源的辨识和分级技术基本理论的初步探 讨，可得如下结论： ( 1 ) 重大危险源就是指工业活动中客观存在的危险物质或能量达到或超过临界量 的设备、设施和场所。可将重大危险源分为具有易导致火灾、爆炸或中毒危险的危险化 学品重大危险源和非危险化学品重大危险源。 ( 2 ) 可将运输危险物质的流动式危险源纳入重大危险源的辨识和监管的范畴，并 按照危险化学品的存在过程或状态分为生产场所重大危险源、贮存区重大危险源和运输 重大危险源。 ( 3 ) 对于非危险化学品重大危险源，可根掘固有能量载体的不同进行分类辨识和 依法监管。 ( 4 ) 危险物质的临界量数值可通过对危险物质的固有危险性分析来进行确定。对 于危险物质的固有危险性，可从危险物质的种类和触发敏感度的角度来进行分析。 沈目l 航空i ：业学院硕十学位论文 ( 5 ) 死亡半径法和易燃、易爆、有毒重大危险源评价法是当前较常用的重大危险 源危险性评估分级方法，但前者存在使用范围有限、未考虑重大危险源的存在条件和发 生事故造成对人员的重伤、轻伤、财产损失、环境破坏的实际损失；者存在涉及面过广 过细、相关系数选取和判定易受主观影响、计算复杂及未考虑存在条件等缺点。两种分 级方法有待改进。 ( 6 ) 重大危险源是表明危险源可能导致危害后果的严重程度，即可能导致事故后 果的严重程度达到或超过某种限度的危险源就构成了重大危险源。以单元的固有危险性 大小作为重大危险源危险性分级的依据，忽略了重大危险源的实际存在条件，从而影响 了重大危险源实际危害后果的评估。为此，对重大危险源进行危险性分级，应在考虑重 大危险源固有危险性的基础上，结合重大危险源的工艺，设备、建筑结构、安全装置及 环境等各种用于防范和减轻事故后果的存在条件，综合评估重大危险源的现实危险性， 从而使重大危险源的危险性分级更加符合实际。 沈日i 航空j 业学院硕十学位论文 第3 章危险物质临界量的确定 危险物质的临界量数值可通过对危险物质的固有危险性分析来进行确定。本章就对 重大危险源辨识( g b l 8 2 1 8 2 0 0 0 ) 标准中列举的爆炸性危险物质、易燃物质、活性 化学物质和有毒物质，从危险物质种类和触发敏感度的角度分析其固有危险性，并对这 四类危险物质在生产场所和贮存区两种重大危险源的临界量，进行计算确定探讨。 3 1 爆炸性危险物质的临界量 爆炸性危险物质的固有危险性由其危险特性和触发敏感度决定的。其危险特性主要 取决于物质的爆热、爆炸产物的体积和爆轰速度，触发敏感度主要取决于所需最小起爆 能，起爆能越小，敏感度越高，爆炸