目前,一般的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)都植根于系統(tǒng)本質(zhì)安全化引導(dǎo)詞技術(shù)。
系統(tǒng)本質(zhì)安全化引導(dǎo)詞技術(shù)是通過(guò)預(yù)設(shè)的、以本質(zhì)安全化為目標(biāo)的“引導(dǎo)詞”,進(jìn)行逐項(xiàng)對(duì)照,審查系統(tǒng)安全程度,逐項(xiàng)落實(shí)安全技術(shù)措施。
以危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)為例,如果從損失預(yù)防的角度,可以運(yùn)用下列四項(xiàng)實(shí)現(xiàn)“本質(zhì)安全”的策略:減量也可以理解成“最小化",盡可能減少危險(xiǎn)化學(xué)品的使用量。
本策略的要點(diǎn)是減少儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中(儲(chǔ)罐和輸送管道等)危險(xiǎn)物料的滯留量和工廠(chǎng)范圍內(nèi)危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量,以降低工藝系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。具體的做法諸如:
(1)通過(guò)創(chuàng)新工藝技術(shù)和改變現(xiàn)有工藝,減少工藝系統(tǒng)中危險(xiǎn)物料的滯留量;(2)減少設(shè)備數(shù)量和采用容積更小的設(shè)備;(3)安排合理的原料和中間產(chǎn)品儲(chǔ)存量;(4)提高工廠(chǎng)維護(hù)和維修水平,減少危險(xiǎn)中間產(chǎn)品的儲(chǔ)存量;(5)應(yīng)用合理的工藝控制,在滿(mǎn)足工藝操作要求的情況下,將危險(xiǎn)物料儲(chǔ)罐的液位控制在較低的范圍內(nèi),也可以減少工藝系統(tǒng)中危險(xiǎn)物料的滯留量;(6)選擇合適的儲(chǔ)存地點(diǎn)。在決定工廠(chǎng)區(qū)域危險(xiǎn)物料的儲(chǔ)存量時(shí),可以考慮幾個(gè)基本問(wèn)題:是否有必要將所有的原料都儲(chǔ)存在工廠(chǎng)區(qū)?是否有其他更加安全的儲(chǔ)存地點(diǎn)(如碼頭或第三方儲(chǔ)存設(shè)施等);(7)盡可能就地生產(chǎn)和消耗危險(xiǎn)物料,以減少它們的運(yùn)輸。
替代即用危害小的物質(zhì)(或工藝)替代危害較大的物質(zhì)(或工藝)。
本策略的要點(diǎn)是用危害小的物質(zhì)替代危害較大的物質(zhì),或者用危害小的工藝替代危害較大的工藝。例如在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中:(1)改變現(xiàn)有的危害較大化學(xué)品的運(yùn)輸方式;(3)對(duì)管道系統(tǒng)清洗時(shí),用水溶性的清洗劑替代溶劑清洗劑。緩和是使物質(zhì)或工藝系統(tǒng)處于危險(xiǎn)性更小的狀態(tài)。本策略的要點(diǎn)是通過(guò)改善物理?xiàng)l件(如操作溫度、化學(xué)品的濃度)或改變化學(xué)條件(如化學(xué)反應(yīng)條件)使工藝過(guò)程的操作條件變得更加溫和,萬(wàn)一危險(xiǎn)物料或能量發(fā)生泄漏時(shí),可以將后果控制在較低的水平。儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中,“緩和”策略主要有:對(duì)于沸點(diǎn)低于常溫的化學(xué)品,通常儲(chǔ)存在常溫常壓的系統(tǒng)中。假如工藝條件許可,可以采用沸點(diǎn)較高的溶劑來(lái)稀釋?zhuān)瑥亩档蛢?chǔ)存壓力。不幸發(fā)生泄漏時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)、外壓差相對(duì)較小,泄漏程度會(huì)較低,如果容器破裂,泄漏區(qū)的危險(xiǎn)物料濃度則相對(duì)較低,可減輕事故造成的后果;
此種方法通常用來(lái)儲(chǔ)存氨和氯等危險(xiǎn)物質(zhì),與稀釋的效果類(lèi)似,冷凍可以降低儲(chǔ)存物的蒸氣壓,使儲(chǔ)存系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的壓差降低,如果容器出現(xiàn)破口或裂縫,泄漏速度會(huì)明顯降低;
儲(chǔ)罐區(qū)的圍堤、泵區(qū)的地面圍堰等都是典型的泄漏容納系統(tǒng),它們?cè)诎l(fā)揮作用時(shí),不需要有人去開(kāi)啟,也不依賴(lài)自控裝置的觸發(fā),雖然它們不能夠消除泄漏,但是可以明顯地減輕泄漏后果。
簡(jiǎn)化是盡量剔除工藝系統(tǒng)中煩瑣的、冗余的部分,使操作更加容易,減少操作人員犯錯(cuò)誤的機(jī)會(huì);即使出現(xiàn)操作錯(cuò)誤,系統(tǒng)也具有較好的容錯(cuò)性來(lái)確保安全。簡(jiǎn)化策略的要點(diǎn)是在設(shè)計(jì)中充分考慮人的因素,盡量剔除工藝系統(tǒng)中煩瑣的、不必要的組成部分,使操作更簡(jiǎn)單、更不容易犯錯(cuò)誤;而且系統(tǒng)要有好的容錯(cuò)性,即使在操作人員犯錯(cuò)誤的情況下,系統(tǒng)也能保障安全。例如:整齊布置管道并清楚標(biāo)識(shí),便于操作人員辨別;控制盤(pán)上按鈕的排列和標(biāo)識(shí)容易辨認(rèn)等。危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)本質(zhì)安全化技術(shù)示例1984年12月3日發(fā)生在印度博帕爾的甲基異氰酸酯(MIC)泄漏事故是迄今為止最嚴(yán)重的化工事故。事故中有約25t MIC發(fā)生泄漏,造成大量的人員和牲畜死亡。
調(diào)查發(fā)現(xiàn),事故工廠(chǎng)在很大程度上依賴(lài)工程控制和程序運(yùn)用來(lái)保障安全。假如合理地運(yùn)用“本質(zhì)安全”的策略,或許該事故可以避免,至少可以有效地減輕事故的后果:
(1)運(yùn)用“減少”策略
事故工廠(chǎng)的MIC既不是原料也不是產(chǎn)品,而是一種中間產(chǎn)品。在工廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存足夠量的MIC固然能夠使操作方便,但并不是必需。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在工廠(chǎng)生產(chǎn)中,MIC儲(chǔ)罐的實(shí)際液位也超出規(guī)定的高度。運(yùn)用道化學(xué)指數(shù)法(道化學(xué),即陶氏化學(xué))對(duì)本次事故進(jìn)行模擬顯示,如果泄漏的孔徑從50mm減小到30mm,危險(xiǎn)暴露的距離可以減小28%。假如運(yùn)用“減少”策略減少M(fèi)IC的錯(cuò)量,即使發(fā)生泄漏,后果也會(huì)相對(duì)較輕;(2)運(yùn)用“替代”策略
MIC僅僅是工廠(chǎng)中間產(chǎn)品,因?yàn)槠渚哂卸拘,一些其他?lèi)似的工廠(chǎng)選擇了不同的工藝路線(xiàn)來(lái)生產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品,避免了工藝系統(tǒng)中MIC的存在。如果在開(kāi)發(fā)該工藝的初期運(yùn)用“替代”策略,就能消除 MIC帶來(lái)的危害,或許可以避免本次事故;(3)運(yùn)用“緩和”策略
工廠(chǎng)設(shè)計(jì)的MIC儲(chǔ)存溫度為0℃,而在實(shí)際操作中,工廠(chǎng)停運(yùn)冷凍系統(tǒng),使得MIC的實(shí)際儲(chǔ)存溫度接近室溫(接近它的沸點(diǎn),39.1℃)。如果按照“緩和”策略,使儲(chǔ)罐保持較低的溫度,在事故發(fā)生前,即使水進(jìn)入儲(chǔ)罐發(fā)生放熱反應(yīng),其反應(yīng)的劇烈程度應(yīng)該會(huì)小得多,相應(yīng)地,事故的后果會(huì)更輕一些;(4)運(yùn)用“簡(jiǎn)化”策略
事故儲(chǔ)罐有復(fù)雜的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng),但缺乏必要的維護(hù),它們的可靠性一直備受質(zhì)疑。這樣就出現(xiàn)兩方面的問(wèn)題,一方面,在必要時(shí),這些檢測(cè)與控制系統(tǒng)不能起到應(yīng)有的作用;另一方面,操作人員對(duì)它們?nèi)狈π湃,結(jié)果忽視了最初的超壓報(bào)警。這也是該次事故的另一個(gè)重要教訓(xùn):應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化操作和監(jiān)控系統(tǒng),并確保它們處于良好的工作狀態(tài)。