硫酸生产企业的安全评价.docx
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硫酸生产企业的安全评价
硫酸生产企业的安全评价
中华人民共和国《安全生产法》第二十五条规定：
“矿山建设项目和用于生产、储存危险物品的建设项目，应当分别按照国家有关规定进行安全条件论证和安全评价。
”国务院颁布的《危险化学品安全管理条例》第十七条明确规定：
“……生产、储存、使用其它危险化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每两年进行一次安全评价。
”硫酸是列入国家危险化学品目录的产品，在新建、改扩建硫酸装置以及正常运行过程中，必须按规定进行安全评价，这对硫酸工作者是一个新的课题。
本文拟从介绍安全评价的基本概念入手，探讨在硫酸生产企业如何开展安全评价。
1安全评价概述
1.1安全评价基本概念
安全评价是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对系统中存在的危险、有害因素进行辨识与分析，判断系统发生事故和职业危害的可能性及严重程度，从而为制定防范措施和管理决策提供科学依据。
安全评价的基本内容如图1所示。
识别危险性在于辨识危险源，确定来自危险源的危险性；评价危险度在于控制危险性，评价采取控制措施后仍然存在的危险性是否可以接受。
这两者在整个评价工作中相互交叉，相互重叠。
安全评价
危险性识别
危险度评价
危险源辨识
计算风险率
判别指标
危险性控制
（辨识）
1.危险、有害因素
2.危险性变化
（确认）
1.事故发生概率
2.后果严重度
（设定）
风险判别准则
（确认）
采取措施
图1安全评价基本内容
1.2安全评价的分类
安全评价根据评价对象的不同阶段分为4种：
a.安全预评价——根据建设项目可行性研究报告的内容，在初步设计以前，分析和预测该建设项目可能存在的危险、有害因素的种类和程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。
b.安全验收评价——在建设项目竣工、试生产运行正常、项目竣工验收前，对建设项目的设施、设备、装置实际运行状况及管理状况进行安全评价；查找该建设项目投产后存在的危险、有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议，是对安全项目“三同时”的检查落实。
c.安全现状评价——针对生产经营单位总体或局部的生产经营活动的安全现状进行安全评价。
d.专项安全评价——针对某一项活动或场所，如一个特定的行业、产品、生产方式、生产工艺或生产装置等存在的危险、有害因素进行安全评价。
1.3安全评价目的
安全评价的目的是寻求最低事故率、最小损失和最优安全投资效益，具体包括4个方面：
a.实现全过程安全控制；
b.建立系统安全的最优方案，为决策提供依据；
c.为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件；
d.促进企业实现本质安全化。
1.4安全评价的程序
安全评价的一般程序包括以下几个方面：
a.资料收集。
明确评价对象和范围，收集国内外相关法规和标准，了解同类设备、设施及生产工艺和事故情况，了解评价对象的自然和社会环境状况。
b.危险、有害因素辨识与分析。
根据所评价对象的自然环境状况、工程建设方案、工艺流程、装置布置、主要设备和仪表、原材料、中间产品、产品的理化性质等，辨识和分析可能发生的事故类型、事故原因和机制。
c.安全性评价。
在上述危险、有害因素辨识与分析的基础上，划分评价单元，选择一种或多种评价方法，进行定性或定量评价。
在此基础上进行危险性分级。
必要时对可能发生的重大事故后果进行估算。
d.提出安全对策措施。
根据评价结果，对高于标准值的危险必须采取技术或管理措施，降低或控制危险。
低于标准值的危险属于可接受危险，应采取监测措施，防止生产条件变更导致危险值增加。
对不可排除的危险要采取防范措施，提出应建立的应急救援预案等要求。
e.评价结论。
针对不同种类评价，根据评价结果的内在联系、相关性及不同作用，做出正确结论。
1.5安全评价的依据
安全评价的依据主要有以下几个方面：
a.国家颁布的法律、法规，地方颁布的法规，国家有关部门的规章；
b.国家或行业（地方）发布的标准；
c.企业发布的管理规章制度；
d.我国已参加、确认的国际法规、标准、文件等。
2硫酸生产的危险和重大危险源辨识
2.1危险化学品
根据《危险化学品管理条例》的规定，硫酸生产过程中属于危险化学品的有以下几方面：
a.原料及燃料——硫磺（固体、液体）、硫化氢气体、氨（气体、液体）、重油、煤气、柴油、液化气、天然气；
b.产品——硫酸、发烟硫酸、液体SO2、液体SO3，其它属于危险化学品的副产品；
c.生产过程——SO2气体、SO3气体、硫酸、发烟硫酸；
d.检修过程——氢气、硫酸、发烟硫酸、催化剂、SO2气体；SO3气体。
2.2危险性分析
硫酸生产中的危险、有害因素依据不同原料、不同工艺流程会有所不同，现重点分析硫铁矿及硫磺制酸过程中的危险、有害因素。
2.2.1硫铁矿制酸
在硫铁矿加工过程中，存在着矿石砸伤、加工设备意外伤害、破碎机的噪音与震动、尾砂干燥过程中的重油灼伤以及粉尘危害。
在硫铁矿焙烧过程中，存在着高温矿渣的灼伤、气体与粉尘的危害、废热锅炉安全装置失效引起的泄漏和爆裂、供料及排渣装置的意外伤害。
在沸腾炉升温过程中还存在着柴油燃烧、含油矿尘的爆炸危险。
在炉气净化过程中存在着高压电的触电危险、SO2气体及稀酸的危害、电除尘（雾）器的爆炸危险。
在SO2气体转化过程中，存在着SO2、SO3气体危害、催化剂及冷凝酸的危害。
在升温过程中还存在着柴油、煤气、石油气等的燃烧、爆炸危险。
在炉气干燥和SO3气体吸收过程中，存在着SO3和SO3气体危害、硫酸泄漏灼伤的危险。
在采用氨法回收尾气的工艺中，存在着氨的爆炸、燃烧、中毒危险。
在废热锅炉（含省煤器）运转方面，存在着安全装置失效引起的泄漏和爆裂危险；在机电设备运转方面，存在着风机、酸泵等意外伤害危险及电器设备的触电危险。
在设备检修方面，存在硫酸灼伤、SO2、SO3气体和催化剂毒害、机械设备意外伤害，以及长期停用设备因浓硫酸吸水稀释后与钢铁反应产生氢气引起着火、爆炸的危险。
2.2.2硫磺制酸
在固体硫磺加工过程中，存在着燃烧、爆炸、液体硫磺及蒸汽灼伤的危险。
在硫磺焚烧过程中，存在着高温炉气、液硫及蒸汽灼伤的危险、SO2气体中毒危害。
在空气干燥和SO3气体吸收过程中，存在着SO3气体危害、硫酸泄漏灼伤的危险。
与硫铁矿制酸相同部分存在着相同的危险。
2.3重大危险源辨识
根据国家标准GB18218-2000《重大危险源辨识》的规定，重大危险源系指存在着危险物质且数量等于或超过临界量的单元。
硫酸生产企业存在的危险物质及其临界量见表1。
上述危险物质在硫酸生产企业生产现场的量一般小于临界量，在储存区就要区别企业情况加以确定。
如果在储存区有多种危险物质，则要按照公式∑=qi/Qi≥1计算判断。
式中：
qi为每种危险物质实际存有量；Qi为与各危险物质相应的临界量。
如果单元中的危险物质量满足此式，即可以认定为重大危险源。
表1硫酸生产企业存在的危险物质及其临界量
危险物质
临界量
生产场所/t
储存场所/t
易燃物质
液化石油气、天然气
CO和H2混合物
1
10
有毒物质
氨
40
100
SO2
40
100
SO3
30
75
H2S
2
5
根据国家安全生产监督管理局《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》要求，将压力容器、压力管道、锅炉列入重大危险源。
其中蒸汽锅炉额定蒸汽压力大于2.5MPa，且额定蒸发量大于或等于10t/h。
大部分硫酸装置废热锅炉蒸汽压力为3.8MPa，80kt/a以上硫酸装置废热锅炉蒸发量在10t/h以上，应列入重大危险源管理。
3硫酸生产中评价单元的确定和评价方法的选择
3.1评价单元的确定
评价单元就是在危险、有害因素辨识与分析的基础上根据评价目标和评价方法的需要，将系统分成有限的确定范围的评价单元。
这样可以简化评价工作，减少评价工作量，避免遗漏，使危险评价更切合实际，提高评价的准确性。
根据硫酸生产企业的特性，本文拟将硫酸生产装置划分为8个评价单元：
原料处理、焙烧、净化、转化、干吸、废热锅炉、尾气处理、储存。
原料处理单元包括硫铁矿制酸的硫铁矿破碎、硫精砂干燥及配矿，硫磺制酸的固硫储存、熔硫、精制及液硫储存。
焙烧单元包括硫铁矿制酸的焙烧系统（含灰渣处理装置），硫磺制酸的焚硫系统（不含空气干燥装置）。
净化单元包括硫铁矿制酸的净化系统（含热电除尘装置）及稀酸（污水）处理装置。
转化单元包括转化器、换热器、硫铁矿制酸的主鼓风机等。
干吸单元包括硫铁矿制酸的炉气干燥及SO3吸收装置，硫磺制酸的空气干燥装置及SO3吸收装置。
废热锅炉单元包括焙烧和转化工序的废热锅炉、过热器、省煤器、除氧器等。
尾气处理单元包括尾气回收装置及母液处理装置。
储存单元包括各种规格的产品硫酸及其它危险化学品的储存装置。
以上单元中废热锅炉单元、净化单元、尾气处理单元并非为所有硫酸企业所有。
另外，各个单元均包括装置的开车、停车、正常运行及检修过程。
3.2评价方法的选择
常用的安全评价方法有十几种，对不同的生产系统，在不同的评价阶段使用不同的评价方法更为有效。
《危险化学品生产企业安全评价导则》（试行）提出对危险化学品生产单位现状的安全评价，其安全生产条件的安全评价以安全检查表的方法为主，其它方法为辅。
对其它方面的安全评价可根据危险化学品生产的实际情况，选择国际、国内通行的方法。
本文拟采用“化工厂危险程度分级法”对硫酸企业的整体危险进行安全评价，采用“作业条件危险性评价法”对各单元的危险性进行评价比较，采用“安全检查表”对硫酸企业的安全管理现状进行评价。
对重大事故的分析评价还可以采用“故障树分析法”、“事件树分析法”等进行评价分析，对重大事故后果的评价可以采用“泄漏、着火、爆炸、中毒评价模型”进行评价。
可以参见文献。
3.3安全评价
3.3.1化工厂危险程度分级法
该评价方法以化工生产、储存过程中的物质、物量指数为基础，用工艺、设备、厂房、安全装置环境、工厂安全管理等系数修正后，提出工厂的实际危险等级。
该方法的评价程序如图2（略）所示。
图2系数α1-α5，由各自的相关系数计算，在此不详述。
根据上述程序评价可得出工厂固有危险指数G，由表2查出工厂固有危险等级，再结合工厂安全管理等级由表3查出工厂实际危险等级。
工厂安全管理等级要以工厂管理检查表对照工厂实际逐项检查计分，进而根据分值来确定。
有关安全检查表内容见本文3.3.3。
表2工厂固有危险等级划分
工厂固有危险指数
工厂固有危险等级
>1500
一级
1001-1500
二级
501-1000
三级
201-500
四级
<200
五级
表3工厂实际危险等级
工厂安全管理等级
工厂固有危险等级
一
二
三
四
五
Ⅰ（优）
高度
中度
低度
最低度
最低度
Ⅱ（一般）
最高度
高度
中度
低度
最低度
Ⅲ（差）
最高度
最高度
高度
中度
低度
按照上述程序，对一套以固体硫磺为原料、采用两转两吸流程、生产w（H2SO4）104.5%发烟硫酸和w（H2SO4）98%硫酸的200kt/a硫磺制酸装置进行安全评价，得出其工厂实际危险等级。
通过计算，该硫磺制酸装置各单元的固有危险指数见表4。
表4200kt/a硫磺制酸装置各单元固有危险指数
项目
原料
焚烧
转化
干吸
锅炉
储存
WF
183.8
150.3
134.9
349.2
117.9
547.2
α1
1.19
1.48
1.64
1.34
1.92
1.14
α2
1.18
1.13
1.04
1.14
1.14
1.09
α3
3
1
1
1
1
1
α4
0.89
0.79
0.82
0.83
0.89
0.93
α5
硫酸生产企业为密集型企业，取1.3
固有危险指数g
297.31
257.63
245.27
575.58
298.57
822.06
由表4可见，固有危险指数最高的单元为储存单元，因该单元最大储存量为10kt，一旦发生意外可能造成的危害范围最大。
其次是干吸单元，在运行中有500t硫酸在循环，泄漏造成的危害很大。
根据单元固有危险指数，按G=（∑gi2/5）1/2计算工厂固有危险指数，得G=500.33，查表2可知工厂固有危险等级属于三级。
如果将该厂安全管理等级定为“一般”，则由表3确定工厂实际危险等级为“中度”。
由表3可知，硫酸生产企业安全管理的程度是影响工厂实际危险等级的重要因素，安全管理搞上去，就可以降低工厂的实际危险等级，反之则升高。
3.3.2作业条件危险性评价法
对于一个具有潜在危险的作业条件，影响危险性的主要因素有3个：
a.发生事故或危险事件的可能性L，取值范围0.1-10；
b.暴露于这种危险环境的频率E，取值范围0.5-10；
c.事故一旦发生可能产生的后果C，取值范围1-100。
作业条件危险性用公式表示为：
D=L×E×C
根据计算得到的D分值确定危险的程度，D分值与危险程度的关系见表5。
3个因素的分值主要根据以往经验确定，有一定的局限性，只是一种作业的局部评价。
根据硫酸生产企业的特征，对上例的硫磺制酸系统各单元的危险性进行评价，其结果见表6。
表5D分值与危险程度
D分值
危险程度
>320
极其危险，不能继续作业
160-320
高度危险，需要立即整改
70-160
显著危险，需要整改
20-70
可能危险，需要注意
<20
稍有危险，或许可以接受
表6200kt/a硫磺制酸装置各单元危险性评价
单元危险性
原料
焚烧
转化
干吸
锅炉
储存
L
3
3
1
3
1
1
E
6
6
6
6
6
6
C
3
3
3
3
7
7
D
54
54
18
54
42
42
危险程度
可能危险
可能危险
稍有危险
可能危险
可能危险
可能危险
由表6可见，该硫磺制酸装置除转化单元为“稍有危险”外，其它单元都是“可能危险”。
其它流程的装置单元评价结果大致相同。
3.3.3安全检查表法
安全检查表法是按照相关的标准、规范等对已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。
可适用于工程、系统的各个阶段，也完全适用于硫酸生产企业。
根据具体情况采用不同的检查表，可以简单地分成为检查结果定性化、半定量化或定量化的安全检查表。
但安全检查表只能作定性分析，不能定量，也就是说不能提供危险度的分级。
对硫酸生产企业安全现状进行评价的安全检查表主要内容为：
安全机构，安全生产责任制及规章制度，安全教育及培训、考核、取证情况，事故（包括未遂事故）及职业危害情况，装置内危险物质的种类及管理，生产装置运行安全管理，生产装置主要设备运行管理，有毒有害因素监测与控制，防护设备与器具管理，消防系统的检查与管理，系统的安全应急救援预案等。
对于硫酸生产企业安全生产条件的分析，可以参照《危险化学品生产企业安全评价导则》（试行）中“安全生产条件的分析”的要求进行，本文不再详述。
通过安全检查表的分析评价，我们可以找出不符合国家有关法律、法规、标准以及企业规章制度的问题所在。
在此基础上可以提出改进安全生产条件的建议、相应的整改措施建议以及对硫酸事故应急救援预案的修改意见，从而全面提高企业的安全生产和安全管理水平，提高企业的整体管理水平、技术水平和经济效益。
4结论
通过以上3种方法的评价，给出了硫酸生产企业的危险等级、各单元的危险性分析以及企业安全管理的综合评价，由此可以得到如下结论：
a.对硫酸生产企业进行安全评价是国家安全生产法律的要求，也是企业自身加强安全管理的需要。
b.对200kt/a硫磺制酸装置的安全评价结果表明，硫酸生产企业属于中度危险企业，除转化单元为“稍有危险”单元外，其它单元都属于“可能危险”单元，需要我们高度重视。
c.应用安全检查表可以综合检查企业的安全状况，进而提出相应的改进措施及建议。
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