（环境科学专业论文）模糊数学方法在石化企业安全管理有效性评价中的应用研究.pdf

a b s t r a c t t h i sd i s s e r t a t i o np r o p o s e dan e wm e t h o dt om a k ea s s e s s m e n tf o r p e t r o c h e m i c a li n d u s t r yb yu s i n gf u z z ym a t h e m a t i c st h e o r y f i r s t l yt h i sd i s s e r t a t i o ns t u d yo t h e ra s s e s s m e n tm e t h o d sa n dp e t r o c h e m i c a l i n d u s t r ys a f e t ym a n a g e m e n ts i t u a t i o ni nc h i n aa n d t h ed r a w b a c k si nt h e t r a d i t i o n a le v a l u a t i o nm e t h o d sa r ed i s c u s s e d s e c o n d l yb a s e do nt h ea n a l y s i s f o rc h a r a c t e r i s t i co fp e t r o c h e m i c a li n d u s t r ys a f e t ym a n a g e m e n t ，w ee s t a b l i s h t h es a f e t ya s s e s s m e n ti n d i c e ss y s t e m i nt h ep a r tt h a tf o l l o w s ，t h eb a s i c p r i n c i p l e s ，f r a m e w o r k s 。f e a t u r e sa n dc a p a c i t i e so f t h ef u z z ym a t h e m a t i c s t h e o r yi n c l u d i n gt h ea n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) a n dd e l p h ia r eb r i e f l y i n t r o d u c e d t h e na p p l y i n gt h i st h e o r yt oa ne x a m p l ei n d u s t r y , f i n a l me x t e n d t h er e s u l to ff u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nt oo t h e rw a y s f i n a l l y , t h ea u t h o r m a k e sas u m m a r ya n dp r o s p e c to nt h ea p p l i c a t i o no ft h i sm e t h o do n p e t r o - c h e m i c a li n d u s t r ys a f e t ym a n a g e m e n t a tt h el a s tc h a p t e rs u m m a r i z e st h em e t h o da n dg i v e ss o m ea d v i c e so ft h en e x t w o r k k e y w o r d s ：p e t r o - c h e m i c a li n d u s t r y ， s a f e t ym a n a g e m e n t f u z z y m a t h e m a t i c st h e o r y , a h p 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南”大学关f 收集、保存、使用学位论文的规定。 同意如下锌项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：致钨虮 嬲年r 月3 口目 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 解密时问：年 月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下 内部5 年( 最长5 年，可少于5 年) 秘密l o 年( 最长l o 年，可少于l o 年) 机密2 0 年( 最长2 0 年，可少于2 0 年) 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原刨性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名： 岳弱仞 似r 年f 月；。日 第一章序论 石化行业生产线长、涉及面广，仅中国石化集团就有原油、成品油、天然 气等输油、输气管道近6 0 0 0 k m ，加油站2 4 万个。生产过程包括油气勘探、油 气田开发、钻井工程、采油工程、油气集输、原油储运、石油炼制、化工生产、 油品销售等，生产社会需要的汽油、煤油、柴油、润滑油、化工原料、合成树 脂、合成橡胶、合成纤维、化肥等3 0 0 0 多种石油、化工产品。与人民的衣、食、 住、行密切相关。 石油化学工业是国民经济的支柱之一，在国民经济中占有重要的位置，对 于提高人们的生活水平，促进其他工业的迅速发展，都起着积极的作用。特别 是自2 0 世纪7 0 年代以来，我国石化工业迅猛发展，生产规模不断扩大，这大 大丰富了人们的物质生活，促进我国经济的迅速发展，但另一方面随之发生的 重大灾难性事故频率越来越高，灾难也越来越严重。灾难所带来的严重后果和 环境与社会问题远远超过了事故本身，严重影响和制约了当代石化工业的顺利 健康发展。所以，探明这些重大事故发生的模式、机理，如何有效地预防这类 事故的发生，以及发生后如何把它对人员、环境、财产的影响和损害减至最低 具有重要的理论价值和实践意义。 近年来，虽然石油企业的劳动安全卫生工作取得了不少成绩，但是安全生 产形势仍然十分严峻。事故频发，职业危害严重，不仅造成重大经济损失，而 且对社会造成了不良影响。企业是事故的具体承受者之一，企业被损害又往往 损害着社会现行的顺利进行，这使得企业成为灾害链相互影响并相互制约的重 要传导体。发生事故后，企业所遭受的损失不仅包括物资毁损、人员伤亡以及 生产中断所导致的经济损失，还有市场及其他利益损失。比如对企业信誉的伤 害。美国三大化工公司之一的联合碳化物公司，就是由于发生大事故，业务逐 年下降，最后没有能逃脱被兼并的命运；中国石油勘探开发总公司因为有较大 事故发生，住l 到际招标时曾经被拒绝准入。 1 1 石化行业安全生产形势 1 1 1 石油化工企业事故的严重后果 石油化工爆炸等安全事故，将会造成厂毁人亡的严重后果，化工生产一旦 发生火灾、爆炸等安全事故，将会造成厂毁人亡的严重后果，在社会上产生极 坏的影响。 石化装置由于技术复朵、设备制造、安装成本高，装贵资本密集，发生事 故时损失巨大。由于石化装置资金密集，事故造成的财产损失巨大。据有关资 料对1 9 6 9 - - 19 9 7 年世界石化行业重大事故进行统计分忻，发现单套装置的事故 直接经济损失惊人( 图l 一1 ) 。 2 0 世纪七八十年代是全世界石油化工企业重大事故频发的年代。据统计， 在1 9 7 6 年至1 9 8 6 年间，世界范围内先后发生了6 起后果严萎的事故嘲。1 9 7 6 年意大利剧毒化学品爆炸，散布面积达1 8 k m 2 。1 9 8 4 年1 1 月墨西哥城由于管 线泄漏导致的液化气容器大爆炸使得上厂成为废墟，6 5 0 人遇难，4 0 0 0 多人受 伤。同年1 2 月，印度博帕尔联合碳化物杀虫剂厂剧毒气体泄漏，蔓延4 0 k i n 2 ， 3 8 0 0 人遇难，1 5 0 ，0 0 0 人必须入院治疗，该事件成为震惊世界的惨痛事故。 近十年来，全球石油化工领域事故也时有发生。例如，1 9 8 9 年美国德克萨 斯州一个乙烯工厂由于密封爆裂造成大量易燃气体泄漏爆炸起火，有2 3 人遇 难，工厂严重损坏。1 9 9 6 年墨西哥石油公司罐区的一个过期的阀门故障引起爆 炸，4 人死亡，1 9 人受伤，损失5 0 0 万美元，5 0 0 0 人被迫撤离。1 9 9 9 年泰国 润滑油炼油厂汽油罐区起火，火势失控，一天中伤亡近1 0 0 人，除了5 个油罐 损坏、1 0 万升汽油烧掉，还殃及车间、办公室、商店和医疗中心。2 0 0 0 年科威 特一家炼油厂管道破裂，气体泄漏造成爆炸，4 人遇难，4 9 人受伤，两个装爱严 熏损坏。据权威部门统计，一年内仅美国，由于事故在石油化工领域造成的经济 损失就高达2 0 0 亿美元。 1 1 2 我国石化行业安全生产形势严峻 根据美国c s b 化学事故报告中心有关资料报导，2 0 0 0 年因化学事故造成人 员死亡人数从多到少的国家依次为中国( 1 3 6 人) 、刚果( 1 0 9 人) 、乌克兰( 8 2 人) 、尼日利业( 5 0 人) 、美国( 4 7 人) ，如图卜2 所示。尽管如此，这个数字不 能完全说明问题，是我国的统计数据不够准确，一些企业尤其是地方、乡镇 企业存在漏报甚至瞒报事故的情况；二是如果按同样化工产量所造成的死亡数 ( 即用相对死亡率) 来进行比较，则统计结果会更加严峻。1 图1 - 3 为我国石化安全生产的趋势图，安全生产基本上还是趋于好转。但 效果不明显。 图1 22 0 0 0 年闶化学事故造成人员死亡人数 4 1 1 3 事故发生原因分析 分析石化行业各种事故发生的原出，涉及到管理不善、违章违纪、人员素 质差和设备存在着隐患等等。 ”1 经对某石化企业事故原因分析，其个由于违章指挥、违章作业和违反劳 动纪律导致的事故占4 6 5 ；管理不善造成的事故占2 5 7 ；职工安全意识 差造成的争故占2 1 8 ；隐患和其他原因引起的事故占6 。如图卜4 所示， 企业的安全管理缺陷是导致各类事故发生的主要原因和根本原因。 1 2 采用模糊数学方法的石化企业安全管理有效性评价的意义和可 行性 石化企业安全管理有效性评价是从石化安全的角度出发，考虑影响安全生 产的各种因素对所研究的系统的安全程度，使人们有目标、有熏点地采取控制 措施，掌握安全生产的主动权。意义就在于识别企业安全管理中的缺陷，明确 企业管理的方向和重点，为提高企业的安全状况及企业安全管理状况提出相应 的可行风险控制方案和决策建议，以便改善和提高石化企业安全管理水平，从 而达到控制或消除危险和隐患、防止事故发生的目的。 “安全”与“危险”之间没有明显的分界线，即安全与危险之间存在着一 种中介过渡状态。这种中介过渡状态具有亦此亦彼的性质，也就是通常所说的 模糊性。而模糊数学用“隶属度”来刻画这种模糊性，以达到定量精确的目的。 安全事故的发生是多因素综合作用的结果，各种因素对整个系统安全的影 响又带有一定的模糊性。石化食业的安全管理涉及因素众多，且权重各异，尤 其是很多与人相关的，定性的指标，更是难以量化，只能用“好差”等等级 概念来评述，具有较强的模糊性。其次，很多可以定量的指标根据历史数据进 行评分等级，具有一定的模糊性。用模糊综合评价方法来评价石化企业的安全 性是可行的。 因此用模糊数学的方法进行石化企业安全性的综合评价，是可行并具有重 要的现实意义。 1 3 本论文的主要研究内容及研究方法 一般我们经常使用的评价方法为，安全检查表( s c l ) 、预先危险分析( p h a ) 、 故障类型及影响分析( f f e a ) 、危险可操作性研究( h a z o p ) 、事故树分析( f t a ) 、 事件树分析( e t a ) 等。这些方法主要适用于对单个的机械设备，工艺单元，生产 单元进行安全性分析。相对来说比较微观。不适用于对于整个企业的安全管理 的效果进行评估。本论文将模糊数学方法引入到企业的安全管理的效果评价中。 在用模糊数学方法进行安全管理评价时，最重要的是评价因素体系的建立 和各因素权重的确定。为此，本论文依据事故理论的综合论观点和安全评价实 践经验，确定了石化企业安全性系统的危险因素，建立了多层次评价因素体系。 评价因素体系既包含了足够的信息量，同时尽量减少因素间的相关性，使之客 观地反映了企业安全管理现状。确定因素权重时，采用了定性与定量相结合的 层次分析法( a h p ) ，使权重的赋值更加科学、合理，较好地反映了各因素对安 全性的重要程度。 并且，本文还通过调研，运用于模糊数学评价方法进行了实例应用，并给 出模糊评价方法的评价结果。 第二章安全评价方法分析 2 1 安全评价现状及发展趋势 2 1 1 安全评价发展概况 安全评价( s a f e t ya s s e s s m e n t ) 也称作危险度评价或风险评价( r i s k a s s e s s m e n t ) ，它是以现实系统安全为目的，按照科学的程序和方法，对系统中 的危险因素、发生事故的可能性及损失与伤害程度进行调查研究与分析论证， 从而为评估系统总体的安全性以及为制定基本预防和防护措施提供科学的依 据。 嵋1 悖1 安全评价首先在2 0 世纪3 0 年代出现于保险彳亍业。人类自产业革命以 来，特别是第二次世界太战后，工业化过程加快，工业生产系统日趋大型化和 复杂化，尤其是化学工业，在生产规模和产品种类迅速发展的同时，生产过程 中的火灾、爆炸、有毒有害气体泄漏和扩散等重大事故不断发生，推动了对企 业、装置、设旆和环境等安全评价工作的开展。2 0 世纪6 0 年代开始了全面、 系统地研究企业、装置和设施的安全评价原理和方法的历史阶段。1 9 6 4 年美国 道化学公司提出了火灾爆炸指数评价方法，并分别于1 9 6 6 ，1 9 7 2 ，1 9 7 6 ，1 9 8 0 年发表了第2 ，3 ，4 ，5 版，1 9 8 7 年发表了第6 版，1 9 9 4 年又发表了第7 版。 英国帝国( i c i ) 化学公司蒙德( m o n d ) 分公司根据化学工业的特点，在吸取道化 学公司评价方法的优点的基础上，于1 9 7 6 年提出了m o n d 公司火灾、爆炸、 毒性指数评价方法，该方法在道化学公司的火灾爆炸指数的基础上扩充了毒物 危险因素，并对系统中影响安全状态的其他部分因素和有关安全设施等防护措 施予以考虑，以补偿系数的形式引入到评价模型的结构之中。日本国劳动省也 在1 9 7 6 年开发出了“化工企业六阶段安全评价法”。这种方法除对评价的程序、 内容作了进一步的完善以外，其定量评价通过把装置分成工序、再分成单元， 根据具体的情况给单元的危险指标赋以危险程度指数值，以其中最大危险程度 作为本工序的危险程度：在分析阶段引入了系统工程的有关技术，使分析过程 比以前的方法更全面、更系统。其他的还有前苏联提出了俄罗斯化工过程危险 性评价法，世界银行评价方法等。上述方法均为指数法，主要是针对化工企业 评价而发展起来的，在评价原理上无质的变化，仍然遵循了道化学公司以及系 统内危险和危险能量为评价对象的原则，而且这些方法仍然在不断的发展和完 善之中。 随着现代科技的迅速发展，特别是数学方法和计算机科学技术的发展，以 模糊数学为基础的安全评价方法得到了发展和投入应用，并拓展了原有的方法 和应用范围，如模糊故障树分析、模糊概率法等。应用计算机专家系统、决策 支持系统、人工神经网络技术，对生产系统进行实时、动态的安全评价等。洲6 m 7 1 2 1 2 国内的研究与应甩概况 l a i r 9 】【l o q 9 8 1 年，我国原劳动人事部首次组织有关的科研机构和大专院校的研 究人员，开展了安全评价的研究工作。原冶金工业部开发并颁布了“冶金工厂 危险程度分级方法”。矿山、化工、机电、航空以及交通等部门和行业同时开始 了企业中实行安全评价的试点工作。1 9 9 9 年，原机械电子工业部颁布了机械 工厂安全评价标准，在1 0 0 多家机械工厂进行了推广应用。1 9 9 2 年，广东劳 动保护研究所主持完成了工厂危险程度分级方法；同年，原化工部制定了化 工厂危险程度分析方法。1 9 9 5 年，原劳动部、北京理工大学合作完成了易 燃、易爆、有毒重大危险源的安全评价技术的课题。同时，一些商等院校、 研究单位和企业等相继开展了安全评价技术的研究和开发工作。特别是在1 9 9 4 年，我国相继发生了多起特大火灾事故后，安全评价受到了政府部门和社会的 重视，1 9 9 4 年、1 9 9 5 年分别在太原、成都召开了全国各行业安全研究的研讨会， 安全评价工作在各行业系统内逐步推广和展开。 8 0 年代以来，安全控制和管理的焦点问题有两个，一是现代安全管理模式 及其安全控制机制的研究和应用：另一个是安全评价原理及其评价数学模型的 建立和应用研究。 机械工厂安令性评价标准以检查表的办法将评价内容分为综合管理、 危险性和作业环境曼大部分，分别赋了；权重，以总计得分多少来评定企业的安 全水平，是我国实旌较早的安全评价标准。 危险指数评价法在我国化工行业中应用较普遍，一般引用道氏火灾爆炸指 数评价法，通过评价计算确定火灾爆炸指数，确定危险影响范围及可能造成的 最大财产和停工损失。该方法在结合我国企业实际的基础上，引用国外技术和 经验，比较适合行业的需要。但其评价参数的取值范围过宽，选用时缺乏一定 的标准，难以保证评价结果的精度。 蒙德危险度评价法是在道氏评价法基础上补充完善的一种危险指标评价方 法。该方法最大的局限性在于难以保证综合危险性指标修正结果的准确度。 可以看出，目前使用的安全评价方法，均存在一定的局限性。因此，应该 综合应用交叉学科发展的最新成果，提高安全评价的技术水平。重要的问题是 在安全控制论的理论和方法的指导下，建立动态的安全评价模型，并解决安全 计量问题。 总体上，我国的安全评价理论和应用处于初级阶段。 2 1 3 安全评价技术发展趋势 安全评价技术的发展将主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 评价技术研究。 ( 2 ) 安全评价范畴方面。从时间维上将安全评价划分为安全预评价、综合 管理现状安全评价、重大危险源评价和事故原因分析评价四大类。 ( 3 ) 组织管理方面的研究。政府为主导，组织开展工业安全评价技术规范 和管理标准的研究和制定工作。 2 2 主要评价方法简介及分析 1 2 6 - 3 0 般来讲，安全评价包括两类评价，即危险性评价( r i s ka s s e s s n l e f l t ) 和安全管理工作评价。前者是对一个系统，一一个企业或个生产过程中的危险 源及其控制的评价，其目的在于找出危险源控制的薄弱环节，在发生事故前采 取措施减低危险性。后者是对企业安全管理工作状况的评价，其目的在于弄清 安全管理工作的现状，即实施改进措施后达到的水平，找出存在的问题，主要 是管理工作方面的缺陷，从而为今后进一步改进安全管理工作提供依据。 一般的在选择具体评价方法时应考虑如下问题： ( 1 ) 选择适当的评价指标及评价基准。评价指标应能真实反映被评价对象 的安全状况，并通过对他们的改进推动安全工作向前发展。各指标得分值或权 重应能反映安全工作的进步或改善，反映当前安全工作的重点。因而，评价基 准、项目分数或权重应该根据安全工作的发展而变化，不能一成不变。 ( 2 ) 评价指标应该容易被考察及衡量，以便量化。 ( 3 ) 评价的基准及尺度应该一致，以便相互比较。 ( 4 ) 评价方法应该简单易行，便于推广应用。评价的目的在于使管理者能 及时地了解安全工作方面的情况，采取有效的改进措施。只要能达到这一点， 方法越简单，越容易为基层管理人员所接受。 迄今为止，提出的评价方法不下几十种，每种方法都适用于特定的场合具 有不同的特点。常用的评价方法有：如果怎么办、安全检查表、预先危险 分析、可操作性研究、故障类型及影响分析、故障树分析、事件树分析、原因 及后果分析。人员失误分析、道化公司及蒙德公司危险指数法等。此外还有荷 兰提出的“危险单元快速排序法”和瑞士的“苏黎士风险分析方法”等等。日 本劳动省方法称为“化工装置六阶段安全评价”。8 “9 1 一般来讲，为特定目的选取风险评价方法可能是困难的，因为每种方法都 有各自的优缺点，不同的风险分析方法彼此间在某些方面是不同的，而在另一 些方面又是相近的，因此针对具体的评价对象，评价目的以及现有的条件资源 来慎重选择。 各种分析方法主要归纳为以下三类 2 2 1 定性评价法 主要包括安全检查表法( s a f e t yc h e c k l i s ta n a l y s i s ) ，预先危险性分析 ( p r e l i m i n a r yh a z a r d a n a l y s i s ) 失效模式，后果分析( f a i l u r em o d e sa n de f f e c t s a n a l y s i s ) 和危险和可操作性研究( h a z a r da n do p e r a b i l i t ys t u d y , h a z o p ) 等。 这一类方法是在对危险源系统进行充分分析的基础上，分成若干个单元或层次， 列出所有的危险因素，对企业进行分析。 在对企业的安全管理评价中，检查表的应用比较常见，用来对企业进行细 致的检查。 2 2 2 概率危险评价法 概率危险评价方法起源于核电工业的安全评价，主要有故障类型影响分析 ( f m e a ) 、事故树分析( f t a ) 和事件树分析( e t a ) 等等。这类方法是以故障、事件 发生概率为基础，把预测事故后果的分析同实际事故发生概率结合起来，然后 根据系统各组成因素的敲障率及失误率，确定系统发生事故的概率，再同既定 的目标值比较，判明其是否达到预期的安全要求，或者将概率值划分为若干个 等级，作为对系统安全性评定及制定安全措旌的依据。 这种方法需要使用累积的故障数据来计算出发生故障或事故的概率，因此 对数据的要求比较商，需要取得组成系统各零部件和子系统的危险发生概率的 数据。而且数据应准确、充分，分析要完整，判断和假设力求合理。在以往的 企业安全管理中，所收集的安全信息多侧重事故数据，而那些对安全有重要影 响的危险因素的数据收集得较少。同时，该方法较为复杂，加上一般企业安全 管理系统安全知识和数据的严重不足对于它的实际应用有一定的难度，需要投 入较多的人力、物力和时间。因此该方法大多在单独的设备，对比较小的体系 使用。不适合用于企业整体宣令性评价。 2 ，2 3 评分评价法( 指数法) ： 评分法是根据评价对象的具体情况选定评价项目，每个评价项目均订出评 价的分值范围，在此基础上由评价者给各个评价项目评分，然后通过一定的运 算求出总分值。最后根据总分值的大小对工作系统进行危险分级并决定采取何 种预防与防护措施。应用较多的有基于安全检查表的逐项赋值积分法、单项定 性加权记分法。许多行业组织的安全评价方法，如美国道化学公司的火灾、爆 炸指数法，英国帝化学公司蒙德法，日本六阶段法以及我国一些行业组织的安 全评价方法( 机械工厂安全评价法，冶金工厂危险程度分级评价法) 均属此类。 该方法应用起来较为简单，应用也非常广泛。但各评价指标相互独立，缺 乏系统性，在综合运算中采用求“和”的方式，其现实关系是“部分之和等于 总体”。 该方法指标间可以线形地补偿，即某些评价指标分数的下降可以由另一些 指标评价分数的上升来补偿，而总分值维持不变，因此该方法的正确度取决于 安全检查表项目的设计是否系统，赋值和等级划分是否合理。这类方法比较适 合对企业进行企业安全管理效果的评价。 2 3 现有的石化安全管理有效性评价介绍分析 2 3 1 中石化安全性综合评价方法 2 3 1 1 方法介绍 2 。中国石油化工总公司要求所属各单位采用的安全性综合评价办法，采用 评分评价法的原则，将企业划分为若干系统。根据拟定的安全评价检查表辨识 各系统的危险性及其受控状况，并进行定量评价。主要方法如下： ( 1 ) 按检查表中“评价内容和标准”的要求，采取现场检查或查阅档案、资 料或抽考有关人员等方法，进行细致的检查，按照所给的各个“评价标准” 要求赋分。 ( 2 ) 按照生产企业的生产活动和设施现状，采取系统分析的方法，将企业划 分为生产运行、公用工程、牛产辅助、存储运输、厂区布置及作业环境、工 业卫生和消防七个系统，以及综合安全管理。按照上述八个方面对生产企业 进行安全性评价。在共性部分，如综合安全管理、厂区布置及作业环境、工 业卫生和消防系统编制统一的检查表。个性部分，如生产运行、公用工程、 生产辅助和储存运输系统根据四个行业特点分别编制检查表。 ( 3 ) 根据以往事故的数理统计和专家经验评估等方法，确定检查表各项分 值，以及确定生产企业分系统、子系统的权重系统。 生产企业安全综合评价评分办法： 各系统、分系统或子系统评价值均以1 0 0 分为满分。按照评价检查表对评价 对象实施评价，采用按标准逐项扣分的方法，扣完为止，不计负分。系统或 者分系统采用权重系数赋值法，各自权重系数之和为1 。 系统或者分系统分值计算公式如下2 1 m = ( 2 - 1 ) 其中m i 系统或分系统分值 k 1 ，分系统或子系统权重系数 m 。分系统或子系统分值 n分系统或子系统的项目数 各个系统的权重系数取值如下表2 1 ： 系统名称生产运公用工生产辅储存运厂区环工业卫生 消防 行程助输境 权重系数 符号 k 生k 公k 辅k 储k 4 k 卫k 消 根据评价最终结果分值将企业划分为四个等级，表2 2 i 安全等级 评价最终结果分值范围 生产企业 本质安全级a ) 9 5 般安全级 9 5 a 8 0 临界安全级8 0 ) a 6 0 不安全级 a 6 0 2 3 1 1 方法分析 ( 1 ) 此方法直被大多数企业所使用，适合企业进行长期的，细致的自我评 价。 评价过程中需要依靠大量的检查表，不适合政府和第三方进行评价。 此方法需要企业实施年度季度安全大检查，无论在人力、物力和财力上 都有巨大的投入。 数据处理仅仅是指标之间简单的加和得到上一级指标，容易掩盖低指标 的危险性，不易进行细致分析。 检查评价专家打分过程中，要求给出最后确定的绝对分值。对评价各指 标因素的权系数的确定，依赖于专家自身的知识和经验积累，而各专家 的经历、教育等方面是相异的，但又给出一绝对性的分值，至于该值及 其评价目标位的确切性却难以迅速做出确定。 不容易揭示出事故系统危险因素之间存在着的不确定性性质。采用这种 传统的方法所得出的结果均为确定制，不能很好的体现风险概率的意义。 i ) ) 2 3 2 美国信达风险评价方法 2 3 2 1 方法简介 “”达信风险评价方法采用的是“4 分法”它运用安全检查表法，将被评装 置、系统按照工艺装置布局、工艺控制系统、紧急停车系统、燃烧安全措施、 机械监测、遥控隔离卸压、压力释放、防火、泵密封设计、排水系统、控制室 安全设计、操作文件工作许可证、操作人员配置、气体检测、火灾报警检测、 消防水系统、手控和固定式防火措施、设备管理等1 8 个几乎基本固定一致的软 硬件工艺、安全、消防等设备和设施及人员、制度为内容，以硬件为主，作为 每项的“评估要素”，进行评定打分，按照评价分值范围予以危险程度分级。 “4 分法”的评价分值范围为4 - 0 分，共划分为6 个等级，即：4 3 4 为优 秀，3 4 - 2 6 为好，2 6 - 2 1 为平均水平，2 卜1 3 为基本达标，1 3 - 0 5 为差， 0 5 - 0 为很差。 对各装置、系统按“4 分法”评定之后，根据被评装置、系统的生产能力 高低和价值大小，以及工艺设备、工艺物料、介质特性、关键性传动机械设备 运行参数、事故发生概率及损失等诸多因素进行计算机数据处理，再列出建议 和措施，用色标标明优先整改目标的排列顺序 2 3 2 2 方法分析 ( 1 ) 评价技术成熟、可靠，思路清晰，步骤清楚，只要熟练地掌握评价技术， 加上熟悉石油化工生产装置，可用绝少的技术力量，在较短时间内完成 石油化工企业较多量的重要装置、系统的风险评价任务，效率很高。 ( 2 ) 安全评价与装置的生产能力、规模、经济价值、利润损失等经济指标相 关，因此很适宜于保险业对石油化工企业风险生产的安全评估和财产保 险。 ( 3 ) 它比较注重对被评价装置、系统的工艺设备、设施等硬件方面的评估， 对软件方面( 如安全管理、人员素质、环境影响等) 评价较少。因而对整 个企业的安全评价显得力度不足，也不够完整，对企业安全生产管理缺 乏指导性。 第三章石化企业安全管理评价指标体系的设计和分析 指标是衡量系统总体目的的具体标志，对了所评价的系统，必须建立能够 对照和衡量的统一尺度，即评价指标体系。因此，要对石化企业安全管理状况 进行综合评价，首先应建立起石化企业安全管理的指标体系，即通过对石化企 业安全管理的系统分析，找到能够综合反映其属性的指标体系，才能运用指标 对企业作综合评价。 3 1 安全评价指标体系建立的原则 对于石油化工企业而言，要建立一套较为完善、合理、科学的评价因素指 标体系，应当遵循以下的几个指导原则。 ( 一) 系统性原则 安全分析方法和安全分析模型的建立是以系统论作为基础的，评价指标体 系的建立同样也应该遵循系统性原则，包括目的性、整体性、层次结构性、相 关性与适用性等。 ( 1 ) 目的性 建立安全评价指标体系的目的是对石油化工企业生产过程的安全状态进行 评价，以达到既定的目的，围绕这一目标就必须建立反映被评价系统特征的指 标体系，并对指标进行适当的优化和控制。 ( 2 ) 整体性 评价指标与评价指标之间、评价指标与安全评价整体结果是一个有机的整 体，安全评价不是单个指标的简单集合。评价指标及其功能、评价指标之间的 关系必须服从安全评价的整体目标和功能，只有在整体功能得以实现的前提之 下，参评指标的选择才是合理、正确和完善的，安全评价的结果才能反映出被 评价系统的整体性。 ( 3 ) 层次结构性 安全评价的结构有多种形式，如线状、网状、层次等等。在理沦和实践中 应用最多的是层次结构。评价指标体系由一定层次结构的评价指标组成，在层 次结构中，各评价指标表述了不同层次指标的从属关系以及指标之间的相互作 用关系，从而构成一个有序、系统的层次结构，使评价指标层次结构能够更好 地反映出系统安全评价的功能。 ( 4 ) 相关性 要对评价指标体系内部的指标属性进行相关性分析。相关性分为横向和纵 向之间的关系，要使评价指标的相互关系更加准确明了，从而建立评价指标之 间的结构，达到合理评价的目的。 ( 5 ) 适用性 评价指标体系的确定要反映同现阶段经济状况、科学技术发展水平、工业 发展水平等相适应的状态，要有比较强的可操作性。任何夸大超前或严重落后 于现阶段经济发展水平的指标体系都是不合理的。 ( 二) 科学性原则 石油化工企业事故发生导致的不安全状态具有自然规律的属性，具有绝对 的确实性，这就要求对其进行评价的指标要具有科学性和客观性。评价指标必 须通过对客观规律的把握和理论知识获得，从而形成经验与知识的互补，任何 人为的主观武断地确定的指标都是不可取的。科学性还必须保证评价指标的概 念和外延的明确性，对一些模糊性指标，即使无法做到其外延明确，也必须保 证其概念明确，不至于产生混淆。因此，只有实现安全评价指标的科学可靠， 才能确保安全评价结果的科学性和可靠性。 ( 三) 特殊性与普遍性原则 在确定评价指标体系时，既有共性也有特殊性。在建立指标体的过程中， 应采用通用性原则对普遍存在的共性指标建立评价层，对特殊性指标，根据其 结构层次和关系作为特殊指标处理，既要保证评价的普遍性，又要兼顾特殊性。 ( 四) 可行性 建立的评价凶素体系应该能方便数据资料的收集，能反映事物的可比性， 做到评价程序j 工作尽量筒化，避免面面俱到，繁琐复杂。只有具有可行性， 评价的实施方案才能比较容易的为企业的安全部门所接受。 ( 五) 可比性 为了便于比较，评价因素应当量化。企业安全性综合评价既包括安全技术 又包括安全管理，即具有技术和管理的双重性，评价对象比较复杂，其中有些 因素( 尤其是管理因素) 难以量化。但是事物的质是要通过一定的量表现出来的， 因此，评价因素应尽可能量化，只有量化了，才能揭示事物的本来面目。 ( 六) 稳定性 建立评价因素体系时，选取的因素应是变化比较有规律性的，那些受偶然 因素影响大起大落的因素就不能入选。 3 2 石油化工生产的特点 ( 一) 生产装置大型化 目前，世界各国石油化工生产装置的规模越来越向大型化发展，规模的扩 大可以降低单位产品的投资和生产成本。我国乙烯装置规模已达4 5 万吨年以 上，涤纶生产装置规模已达4 8 万吨年以上，合成氨生产装置采用了3 5 万吨 年以上的规模，炼油生产装置的年加工能力己达5 0 0 万吨以上。通过挖掘潜 力和技术改造，生产装置还会向更大的规模发展。“2 1 “” ( 二) 生产过程具有高度的连续性 石油化工生产过程中，装置开车投产后将不断地投料，从原料输入到产品 的输出都具有高度的连续性，前后单元息息相关，相互制约，某一环节发生故 障常常会影响到整个生产的正常进行。由于装置规模大且工艺流程长，因此使 用的设备种类和数量是相当多的。 ( 三) 工艺过程和辅助系统庞大复杂 石油化工生产从原料到产品，要经过许多工序和复杂的加工单元，通过多 次的化学反应和物理处理过程才能完成，因而生产过程既复杂又庞大。为了满 足石油化工生产的要求，需要设有供电、供水、供热等庞大的辅助系统。生产 过程使用的各种反应器、塔、槽、罐、压缩机、泵等均以管道相连通，从而形 成了工艺过程复杂和工艺流程长的一系列生产线。例如，炼油生产的催化裂化 装置，从原料到产品要经过8 个复杂的加工单元；乙烯生产装置从原料到产品 要经过1 4 个复杂的加工单元；化肥生产从原料到产品要经过1 2 个复杂的加 工单元。 ( 四) 生产过程自动化程度高 随着科学技术的发展，加之石油化工生产本身特殊性的需要，石油化工生 产装最大量采用了先进的技术，如自动控制、安全联锁、信号报警装置和电视 监视等。自动化系统按其功能分为自动检测、自动调节、自动操纵和自动讯号 四类。 ( 五) 生产过程危险性大 由于石油化工具有潜在的危险性，一旦操作条件发生变化，工艺受到干扰 产生异常，或因人为因素、素质欠佳等原因造成无操作，潜在的危险就会发展 成为灾害性事故。其中主要为以下危险： l 、火灾和爆炸 火灾和爆炸是石油化工生产过程中发生较多而且危害甚大的事故类型。在 生产过程中，使用的原材料、半成品、成品及辅助材料大都是易燃易爆的物质， 当管理不善、操作失误、使用不合理时极易引起着火和爆炸。工艺气体发生着 火时火势凶猛并且不易被扑灭，危险性极大。 石油化工生产过程中客观存在的发生火灾和爆炸的因素，可以分为以下几 个方面。 ( 1 ) 各种原材料、辅助材料、中间产品、成品的易燃易爆性 石油化工生产使用的各种原料，如煤及其粉尘、焦炭、天然气、油田气、 炼气、焦炉气、原油、重油、抽余油和石脑油等，都具有易燃易爆的性质。 灭然气、油田气、炼厂气、原料煤气、烃类及各种油蒸气，它们的燃点低、爆 炸下限低，点燃的能量低，当操作不当或因为设备闽题发生外泄时，或者空气 ( 或氧气) 混入系统中，则发生燃烧爆炸的可能性就很大。氧气是一种强氧化 剂，能加速物质的燃烧，可以引起许多不易燃烧物质的燃烧，在管道中高速流 动时( 超过安全流速) 也可引起管道燃烧。 ( 2 ) 高温操作带来的危险性 石油化工生产中操作温度高是引起工艺气体着火爆炸的一个重要因素。这 是因为，高温设备和管道表面易引起与之接触的可燃物质着火；高温下的可燃 气体混合物，一旦空气抽入系统与之混合并且达到爆炸极限时，极易在设备和 管道中爆炸；温度达到或超过自燃点的可燃气体，一旦泄漏即能引起燃烧爆炸； 高温可加速运转机械中润滑油的挥发和分解，使油气在管道中积炭、结焦，导 致积炭燃烧和爆炸：高温使金属材料发生蠕变，改变金相组织，增强腐蚀性介 质的腐蚀性；高温还能增强氢气对金属的氢蚀作用。上述作用的结果，可降低 设备的机械强度，导致泄漏，甚至发生爆炸。高温使可燃气体的爆炸极限扩大， 如煤气在常温下的爆炸下限为6 o ，而在4 0 0 时则降低为4 ；又如氨在常温 下爆炸极限为1 5 5 “2 7 ，而在1 0 0 则变为1 4 5 2 9 5 ，由于爆炸范围加 宽，危险性相应增大。 ( 3 ) 高压运行带来的危险性 高压操作有许多优点，如能提高化学反应速度，提高效率，增加设备的生 产能力等 2 。但是，从安全角度来看，高压操作则会带来一系列不安全的因素。 提高操作压力可以使可燃气体爆炸极限加宽，尤其对爆炸上限的影响较大。例 如。在常压下甲烷的爆炸上限为1 5 ，而在压力为1 2 5 m p a 时，爆炸上限则 扩大到4 5 7 ，使爆炸危险性增加。另外，高压操作对设备选材、制造都增加 了一系列难度，给平时的维护也带来了困难。同时，高压易使设备发生疲劳腐 蚀，造成泄漏。高压下能加剧氢气、氮气对钢材的腐蚀作用及渗氮作用，使设 备机械强度降低，导致物理爆炸。 ( 4 ) 其它因素 由于生产过程中，所处理和加工的物料均系易燃易爆物质，当操作不当或 设备不严密时，空气或氧气进入生产装置，或投料顺序有误，或投料比例不符 合要求，导致氧含量超过规定而造成爆炸。有自聚物生成的生产装置，由于控 制不当，管理不严也会引起自聚物的爆炸。 2 、中毒窒息 生产过程中，生产人员接触、使用有毒有害化学物质的种类和机会很多， 如一氧化碳、硫化氢、氨、氮氧化物、油蒸气、氰化钠、氢氰酸、苯、苯胺烃 类等。它们多是主要成分或中间产物，以气态或尘雾状态存在，在设备密封不 好，或因设备管道腐蚀、设备检修、操作失误、发生事故等情况下，有毒有害 物质就会迅速外泄并污染作业环境，如果防护不当或处理不及时，就很容易发 生人员中毒事故，对人体造成不同程度的危害。有些气态物质无色无嗅，泄漏 后不容易被人们所察觉，往往造成更大的危害。氮气、二氧化碳、氢气都可能 造成窒息。 此外，还存在噪声和粉尘的危害，高温中暑，机械伤害及发生化学灼伤等 危险。 3 3 安全评价指标体系的结构及评价指标的确定 建立指标体系可以根据实施评价的对象和主体不同，建立不同的指标体系。 例如：如果是企业内部进行评价，并且有时间和实力进行细致的调研工作，可 以建立复杂的，包含很多定性的指标。如果是国家管理机构，投资机构或者第 三方评价机构进行企业安全管理效果的评价，对企业的各种工艺设备不够了解， 可以采用简单的，主要是定量指标组成的指标体系。通过研究和调查，本文给 出两个不同的指标体系，用来代表以上的两种不同需求所建立的指标体系。 3 3 1 指标体系一 安全科学的基本要素结构是由人( m a u - 员工) 、机( m a t h 1 e 一生产设备) 、环 境( e n v i r o n m e n 一运行环境) 和管理( m a n a g e m e n t 一公司管理) 四大要素构成。“3 2 日】 石化企业，同样也是出人、机、环境、管理四个子系统组成。在石化企业 安全管理系统中：人，是指石化企业中与安全相关的所有人员。机，主要是指 生产行为的机器。环境，包括生产的物质环境和精神环境。精神环境是员工的 工作压力，安全文化等方面。物质环境主要是从劳动保护的角度考虑员工的工 作环境。管理，是对人、机、环境要素的资质和相互间关系实施人为干预的工 具。通过建立以安全为核心的规范化、标准化、文件化的管理体系，对公司的 各个子系统及其关系实施有效的安全管理，是实现安全生产的重要保证。 通过对一般石化公司的研究，本文给出以下指标体系，见图3 2 ： 图32 安全管理评价指标体系图 企 业 安 全 管 理 评 价 指 标 体 系 最高管理层 l 安全管理人员l l 生产工艺的安全性 物料的安全性 设备安全性 安全价值观 安全管理知识 安全管理决策能力 安全业绩 安全价值观 安全管理能力 安全业绩 安全管理资历 责任心与安全意识 安全知识与技能 身心素质 企业的安全文化 工作场所的安全性 劳防用品使用及防护设施状况 ，操作规范管理 1人员安全管理 j设备安全管理 5 物料安全管理 1日常状况监控管理 i事故预防和应急管理 、 安全教育与训练管理 2 4 r，、l 厂t 工 职 ( ) 人员子系统 该指标包括公司最高管理层、安全管理人员、职工这三项二级指标。 ( 1 ) 公司最高管理层 公司的最高管理层是整个公司安全管理的主导者，其素质和行为具有表率 作用。为了做好安全工作，最高管理层的作用是必不可少的。没有最高管理层 昀参与和在人力、物力等方面的支持和投入，安全工作是难以展开的。该项指 标又由以下四项三级指标组成。 安全价值观：公司最高管理层对安全的总体看法及重视程度。最高管理层 对安全的看法和重视程度对做好安全工作是个关键因素。最高管理层的安全价 值观决定了公司对安全进行必要投入的程度和对安全工作的支持程度。可以说， 公司最高管理层的安全价值观，直接影响安全管理工作的质量。 安全管理知识：公司最高管理层所具备的安全管理方面的知识。仅仅对安 全重视是远远不够的。没有必需的安全管理知识，就不知道如何领导安全工作， 对生产营运中出现的安全问题就无从入手，更谈不上科学的分析问题和解决问 题了，而只会是一味地下达空泛的指令。因此，掌握必要的安全管理知识，是 一个优秀的最高管理层团队的基本要求。 管理能力：在此是指公司最高管理层对公司整体状态的判断和掌控公司 整体局面( 包括安全局面) 的能力，是最高管理层最重要的指标之一。具体而言， 管理能力是领导者充分运用本公