基于LabVIEW平臺重大危險源評價法的應用

王敏 張嘉琪 楊飛龍 張志奎 冀大選 李杰一

摘要：基于LabVIEW平臺對易燃、易爆、有毒重大危險源評價法進行編譯，開發了重大危險源評價系統模擬計算軟件，克服了現有評價法計算繁瑣，相關系數選取主觀性大的缺陷。通過對4萬噸/年環氧乙烷項目的生產、儲存裝置，工藝過程進行實地調研，運用本評價軟件對項目固有危險性和危險等級，現實危險性和控制程度進行了模擬計算，得出危險等級和控制程度的匹配度，快速準確地實現了研究項目的危險度評價，驗證了本評價軟件的可靠性和可操作性。

關鍵詞：易燃、易爆、有毒重大危險源評價法 ?環氧乙烷 ?危險等級 ?控制程度 ?LabVIEW

4萬噸/年環氧乙烷項目屬于重大危險源，一旦發生泄漏，將造成巨大的人員傷亡和財產損失。重大危險源分析評價是實現其監管的重要依據，目前國內外普遍采用死亡半徑法、HAZOP分析法、易燃、易爆、有毒重大危險源評價法進行分析評價。易燃、易爆、有毒重大危險源評價法涉及指標多，考慮的因素全面細致，針對性強，結果較準確，但計算繁瑣，相關系數選取主觀性較大。為了充分發揮易燃、易爆、有毒重大危險源評價法的優勢，克服其缺陷，本文對此評價法進行編譯，開發了基于LabVIEW平臺的重大危險源評價模型，快速準確地實現了對研究項目的危險性分析評價[1]。

1 環氧乙烷項目簡介

本項目的生產規模為年產環氧乙烷（EO）4萬t，年操作時間為7560小時（315天），員工260人，占地面積約5257m2，項目總投資1870萬元，采用乙烯氧化法生產環氧乙烷工藝技術。主要場所：環氧乙烷儲存裝置包括2個200m3球罐，乙烯罐區包括3個150m3球罐;其質量、濃度、狀態及其分布如表1所示。

2 項目安全分析

“八五”國家科技攻關專題“易燃、易爆、有毒重大危險源辨識、評價技術研究”，提出的重大危險源評價主要包括固有危險性與現實危險性兩部分，其中固有危險性包括生產過程的危險性和內、外部環境狀況的危險性，分為事故易發性和事故嚴重度評價?，F實危險性評價主要對評價項目的安全管理、人員安全素質及工藝設備、建筑物現有的安全控制措施等方面進行評價[2]。選取環氧乙烷、乙烯作為物質易發性評價的對象，環氧乙烷生產及儲存過程作為工藝過程事故易發性評價的對象。

2.1 項目的固有危險性

2.1.1 物質事故易發性B11。物質事故易發性B11涉及的影響因素為6項，環氧乙烷事故易發性各因素分級范圍及相應分值見圖2-1。

環氧乙烷事故易發性：87.36;乙烯事故易發性：63.6。

2.1.2 工藝過程事故易發性B12。乙烯氧化制環氧乙烷工藝屬于《首批重點監管的危險化工工藝目錄》中危險工藝——氧化工藝，涉及的影響因素為6項，各影響因素的狀態值及相應權重分值見圖2-2。

環氧乙烷工藝過程事故易發性：140.5;乙烯工藝過程事故易發性：90。

2.1.3 事故易發性B1。事故易發性：B1=∑B11B12=87.36×140.5+63.6×90=17998.08

2.1.4 事故嚴重度。本項目環氧乙烷、乙烯為易燃易爆物質，在生產或儲存過程中，若發生泄漏并達到爆炸極限后遇到火源，存在發生蒸氣云爆炸的危險，故選用蒸氣云爆炸模型（VCE）進行事故后果分析[4]，計算發生事故后的影響范圍與程度。以1個200m3環氧乙烷儲罐為例，假設一個儲罐內的物料全部參與爆炸，發生蒸氣云爆炸的傷亡結果，見圖2-3。

①罐區事故模擬計算。根據重大危險源區域涉及到的危險物料，罐區事故模擬計算后果匯總如表2所示。

②罐區的事故嚴重度B2的計算。事故嚴重度B2反映發生事故造成的經濟損失大小。它包括人員傷害和財產損失兩個方面，并把人的傷害也折算成財產損失（萬元）[6]。

事故嚴重度的計算結果：

B2=C+20（N1+0.5N2+105N3/6000）

=1870+20（60+0.5×140+105×60/6000）

=4491（萬元）

2.2 項目的現實危險性抵消因子

2.2.1 安全管理評價。安全管理評價主要是評價企業安全管理的有效性，結合《企業安全生產標準化基本規范》的相關要求，安全管理評價指標體系共7項一級要素，40項二級要素，總分157分[7]。

安全管理評價實得分：147分。

2.2.2 人員安全素質評價。人員的安全素質評價指標體系分四個基本維度：安全知識、安全心理、安全生理、安全技能，基本維度分別下轄4、6、2、4個二級指標，其中安全技能下轄二級指標崗位安全操作技能由labwiew編程計算，見圖2-4。

崗位人員安全操作技能可靠性R=0.9775。

人員的安全素質評價應得分為：116

人員安全素質實得分=人員安全素質（除崗位操作技能外）實得分+崗位操作技能實得分=106+8×0.9775=

112.82

2.2.3 工藝設備、建筑物評價。工藝設備、建筑物評價指標體系共有22項一級要素，89項二級要素[8]，應得分：267;實得分：168。

3 評價結果與討論

3.1 固有危險性及危險等級。固有危險性：B=B1×B2=17998.08×4491=8.1×107;固有危險性等級為：A=log10（B/105）=2.91。

根據危險源分級標準，一級：A≥3.5;二級：2.5≤A<3.5;三級：1.5≤A<2.5;四級：A<1.5。

2.5≤A=2.91<3.5，所以本項目固有危險性等級為二級。

3.2 現實危險性抵消因子B3及控制等級。通過抵消因子的關聯算法得出：安全管理抵消因子：B31=0.7754;人員安全素質抵消因子：B32=0.8917;工藝設備、建筑物抵消因子：B33=0.6215;則現實危險性綜合抵消因子為：B3=（1-B31）×（1-B32）×（1-B33）=0.009207。

根據危險性控制程度分級標準，A級：B3≤0.001; ? ? ? B級：0.0010.1。

0.001

3.3 現實危險性。現實危險性：D= B×B3=8.1×107×0.009207=7.46×105

現實危險等級為：A=log10（D/105）=0.87

A= 0.87<1.5，所以本項目的現實危險等級為四級。

4萬噸/年環氧乙烷項目固有危險性等級為二級，危險性控制程度為B級，危險等級和控制程度相匹配?，F實危險性等級為四級，危險性抵消因子大大降低了項目的固有危險性。說明本項目的安全措施和安全管理達到了較理想的狀態，人員的安全素質較高，可滿足安全生產的要求，工藝設備、建筑物處于安全良好狀態。

4 結論

①本文基于LabVIEW平臺對易燃、易爆、有毒重大危險源評價法的固有危險性和現實危險性評價進行編譯，形成了可由計算機模擬計算的重大危險源分析評價系統，減少了人工計算量。②將安全人機工程、系統工程與《企業安全生產標準化基本規范》的標準要求有機結合，形成了安全管理評價指標體系，安全素質評價指標體系，工藝設備、建筑物評價指標體系，通過對4萬噸/年環氧乙烷項目如實進行得分及扣分點說明、描述，在評價系統中輸入相關數據參數，克服了相關系數選取主觀性大的缺陷，快速準確地實現了研究項目的危險性分析評價。

參考文獻：

[1]王冰.黑龍江省危險化學品重大危險源分級模型研究[J].哈爾濱理工大學學報，2011.

[2]吳宗之.易燃、易爆、有毒重大危險源評價方法與控制措施[J].中國安全科學學報，1998（02）.

[3]吳宗之，高進東，魏利軍.危險評價方法及其應用[M].北京：冶金工業出版，2002.

[4]劉光明.丙烯罐區火災、爆炸風險分析[J].安全、健康和環境，2006（08）：30-33.

[5]王若菌，蔣軍成.LPG蒸氣云爆炸風險評估中的參數不確定性分析[J].南京工業大學學報：自然科學版，2005（06）：12-15.

[6]吳宗之，高進東.重大危險源辨識與控制[M].北京：冶金工業出版，2001.

[7]全國安全生產標準化技術委員會.AQ/T9006-2010《企業安全生產標準化基本規范》[S].北京：煤炭工業出版社，2010.

[8]劉立林.儲油罐區風險檢驗技術研究[D].大慶：大慶石油學院，2007.