工程設計與安全評價對化工生產安全的影響分析

李有臣(濟南石油化工設計院，山東 濟南 250100)

0 引言

化學工業泛指生產過程中化學方法占主要地位的過程工業。化工生產是一個危險系數高、事故發生率高、財產損失大，且短時間內難以恢復或無法恢復的高危行業。搞好工程設計與安全評價，是貫徹落實安全設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用(簡稱“安全三同時”)，預防及減少安全生產事故，保障人民群眾生命財產安全的重要手段。

1 工程設計與安全評價概述

1.1 工程設計概述

工程設計是指為項目建設提供有技術依據的設計文件和圖紙的整個活動過程。基于行業特點及其危險特性，化工建設項目的設計內容相對比較復雜，需要在進行可靠性、可操作性、合理性、經濟性與安全性評估的基礎上，根據工藝流程及操作條件選擇適當的設備、設施、管線、儀器等，設計出一個能將原料轉變為產品的生產裝置和工廠。

1.2 安全評價概述

安全評價的目的是實現安全，主要采用安全系統工程原理及方法，辨識分析存在于工程、系統及生產經營活動中的風險因素，預測發生事故的可能性及其危害后果，進而提出合理可行、科學合規的安全對策措施與建議，并做出客觀公正的安全評價結論。

1.3 “安全三同時”的相關要求

做好化工生產安全管理，從源頭做好工程設計和安全評價十分必要。為保障建設項目“安全三同時”要求的貫徹落實，國家規定了安全生產條件審查、安全設施設計審查、安全設施竣工驗收三個管理環節，并對危險化學品生產企業實行發證許可制度。需要具有相關資質的評價、設計單位，分別編制安全預評價報告、安全設施設計專篇、安全驗收評價報告、安全現狀評價報告等項目管理技術資料。

2 工程設計對化工企業生產安全具有基礎和保障作用

2.1 工程設計在“安全三同時”中處于核心地位

建設項目“安全三同時”是安全生產重要的事前保障措施，也是一項重要的基礎性工作，有助于有效預防、控制和消除建設項目中的危險有害因素。工程設計是“安全三同時”的核心、基礎和保障，有了一個符合法規標準和項目實際要求的工程設計，才能保證安全設施的全面、準確、合理、適用，才能保證安全設施與主體工程同時施工、同時投入生產和使用。

2.2 安全設計診斷工作反襯工程設計的重要作用

鑒于一些沒有進行設計或者未經具備相應資質的設計單位進行設計的化工裝置，往往存在許多缺陷或隱患，導致生產安全事故多發。原國家安全監管總局等部門發文要求，對未經正規設計的在役裝置進行設計安全診斷，全面查找并重點解決生產工藝流程、自動控制系統不能滿足安全生產要求，設備、管道、管件的選型選材不符合相關標準要求，總圖及裝置布局不合理等安全隱患問題。之后，國家又將“在役化工裝置未經正規設計且未進行安全設計診斷”列為重大生產安全事故隱患。這些工作部署安排，進一步表明了工程設計在化工生產安全中的重要作用[1]。

2.3 工程設計能夠提高建設項目的本質安全程度

本質安全是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，使各種危害因素始終處于受控狀態，即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故。本質安全應當從源頭做起。化工工程設計要從建設地點選址、工藝路線選擇、設備設施選型著手，認真落實“機械化換人、自動化減人、獨棟廠房限人、二道門防人”的安全措施，提高建設項目的本質安全程度。

(1)項目選址和總圖布局合理。廠址選擇，應滿足防災、安全、環境保護及衛生防護的要求；要開展風險外溢安全評估，按照GB36894《危險化學品生產裝置和儲存設施風險基準》和GB/T37243《危險化學品生產裝置和儲存設施外部安全防護距離確定方法》等標準規范，通過計算等方法確定外部安全防護距離，充分考慮風險外溢與疊加等因素，模擬構建巨災情景，分析事故波及范圍和傷亡人數，完善并落實相應安全防控措施。總圖布局，應結合化工項目各組成部分的生產特點和火災危險性，根據生產流程順序，結合風向與地形條件，合理進行功能分區與集中布置，滿足生產組織及防火防爆、安全衛生間距要求；應考慮不同裝置、設施間的上下游關系；可能泄漏有害、腐蝕性氣體及散發煙、霧、粉塵等污染物較多的裝置和設施，宜布置在廠區下風側；汽車裝卸設施、危險物質灌裝站及各類物品倉庫等機動車輛頻繁進出的設施應布置在廠區邊緣等。

(2)工藝技術路線成熟先進。提高建設項目本質安全程度，化工工藝設計非常關鍵，要兼顧安全性與可靠性。應主動使用無害或低危險性物料替代傳統的高危險性物料(如選用甲苯、二甲苯代替苯溶劑)，積極應用新工藝技術選用更有效、低毒的催化劑，大大降低工藝裝置的燃爆危險和毒性危害；應盡量減少危險物料的暴露程度，采用密閉儲存、輸送、加料、放料、離心、包裝等；應盡量減少危險物料的在線量，限制計量罐容積、過程設備容積等；換熱類設備兩程介質的選擇，應盡量避免可發生化學反應，特別是劇烈化學反應；工藝路線及管道設置，應盡量考慮冗余容錯原則等。

(3)生產設備設施安全可靠。化工生產的主體過程是化工反應過程，可能同時存在多種化學反應和物理反應，各種反應之間還存在相互作用和影響，其安全狀態直接影響著整個化工生產的安全狀態。化工設備選型，應注意與化工工藝需求相一致，特別要注意體現工藝對設備的特殊要求；應盡量選用微通道反應器、管式反應器等本質安全程度較高的設備，特別是涉及硝化、氯化、氟化、重氮化、過氧化等危險工藝的化工裝置。化工生產涉及理化性質多樣的原輔材料，涉及溫度、壓力、流量、液位、停留時間等眾多工藝參數，應充分考慮溫度、壓力、腐蝕的影響，合理選擇設備、管道、管件材質，優先考慮安全可靠性。

(4)自動化控制系統完整有效。化工生產裝置及其儲存設施，應設置自動化控制系統、緊急切斷裝置、可燃有毒氣體泄漏檢測報警裝置，并保持完好投用；對危險性較高的化工裝置還要優先考慮全流程自動化控制措施，最大限度地減少工作場所作業人數。要在全面開展危險與可操作性分析(HAZOP)基礎上，通過風險分析確定安全儀表功能及其風險降低要求(SIL定級)，設置安全儀表系統并保證其功能能夠滿足風險降低要求(SIL驗證)。

(5)安全設施及措施齊全完備。要從預防事故、控制事故、減少與消除事故影響三方面，設置完善的安全設施及措施。如負荷限制器、行程限制器、防雷、防靜電等設備安全防護設施；防爆型電氣、儀表，氮封等抑制助燃物品混入、易燃易爆氣體和粉塵形成的防爆設施；安全閥、爆破片、放空管、止逆閥等泄壓和止逆設施；緊急切斷、分流、排放、吸收、中和、冷卻，以及加入惰性氣體、反應抑制劑等緊急處理設施；阻火器、安全水封、防火堤、防火墻、防火門、蒸汽幕、水幕等防止火災蔓延設施等。

3 安全評價對化工企業生產安全具有引導和督導作用

3.1 對建設項目“安全三同時”的指導和驗證作用

安全評價活動貫穿項目建設全過程。建設項目前期開展的安全預評價，通過辨識分析建設項目潛在的風險及危險有害因素，檢查判定建設項目與法規標準的符合性，預測可能發生的事故及其嚴重程度，從總體布局、功能分區、工藝路線、設備設施等方面提出安全技術對策措施，從物料物品管理、生產運行調度、組織機構設置、從業人員管理、事故應急救援等方面提出安全管理對策措施。建設項目竣工后開展的安全驗收評價，通過檢查建設項目“安全三同時”落實情況、試生產運行狀況和安全管理情況、規章制度制定及健全情況、事故應急預案編制及演練情況，審查確定建設項目是否滿足安全生產要求[2]。

3.2 對企業安全生產管理的驗證和督導作用

生產運行階段進行的安全現狀評價，針對企業生產經營場所的實際狀況、生產運行及安全管理情況，通過定性、定量安全評價，確定事故隱患部位、情形及其法規依據，模擬事故發生時的危害程度和嚴重后果，為企業擬定隱患整改方案、完善規章制度規程、修訂事故應急預案提供指導，并通過對隱患整改情況的復查，督導企業提升安全管理水平。

4 結語

綜上，工程設計和安全評價是化工企業安全生產的重要支撐，在化工生產的初始階段，需要做好工程設計工作，并將安全評價貫穿項目建設、運行始終。這是保證化工生產安全穩定運行的有效措施，便于全方位梳理和優化企業生產流程，促進配套制度體系健全和完善，及時發現和整改消除安全隱患，降低事故發生幾率，提高企業本質安全程度，提升企業安全管理水平。