智能性設(shè)計(jì)在預(yù)防化工事故中的作用分析

張春迎，王沖

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300402）

1 化工安全的重要性

化工行業(yè)與其他行業(yè)有所不同，它的危險(xiǎn)系數(shù)較高。由發(fā)生事故的數(shù)據(jù)表明，化工行業(yè)發(fā)生的事故大致可分為6 類，分別是危險(xiǎn)化工品發(fā)生火災(zāi)、化學(xué)反應(yīng)爆炸，危險(xiǎn)品中毒窒息等，所以安全智能性設(shè)計(jì)對(duì)化工領(lǐng)域具有重要作用[1]。在化工生產(chǎn)中，安全智能性設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在生產(chǎn)機(jī)械、設(shè)備的監(jiān)測和防護(hù)、對(duì)危險(xiǎn)品的報(bào)警，將報(bào)警信息傳達(dá)給工作人員，以加強(qiáng)工廠的檢查、維修、監(jiān)管等，來觀察生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。

除此之外，安全性設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在危險(xiǎn)化學(xué)品的泄露以及原材料存放問題等方向，化工領(lǐng)域的產(chǎn)品是極其不穩(wěn)定的，只要稍有疏忽，就可能造成極其嚴(yán)重的后果。如自然物品的爆炸、危險(xiǎn)化學(xué)品中毒、易燃?xì)?、液體火災(zāi)等，甚至毀滅整個(gè)工廠?；ゎI(lǐng)域的安全智能設(shè)計(jì)是預(yù)防化工事故發(fā)生的一個(gè)重要條件，例如：6 年前克爾公司發(fā)生的大型連續(xù)性爆炸事故，造成事故的原因就是對(duì)化學(xué)相關(guān)產(chǎn)品的安放存在隱患，這起事故表明，工廠對(duì)于危險(xiǎn)品的處理不合理，工作員工的操作與設(shè)備應(yīng)用不明確、不協(xié)調(diào)，從而導(dǎo)致發(fā)生此次事故[2]。

2 現(xiàn)代化工行業(yè)存在的問題

2.1 化工行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的滯后

目前，我國化工領(lǐng)域的安全性設(shè)計(jì)規(guī)范還不夠具體和詳細(xì)，依據(jù)歷年來發(fā)生化學(xué)事故的原因表明，大多數(shù)事故的發(fā)生都與安全設(shè)計(jì)不規(guī)范或生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際不符，沒有制定完善的管理制度來保證化工安全生產(chǎn)的實(shí)施有關(guān)，由于每個(gè)設(shè)計(jì)單位的規(guī)范都大相徑庭，沒有嚴(yán)格統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所以導(dǎo)致了一起又一起的事故。

2.2 企業(yè)的安全管理制度不嚴(yán)格

安全管理制度的完善是一個(gè)企業(yè)不可忽視的條例，企業(yè)的安全管理大致包括對(duì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)流程的把握、危險(xiǎn)品的處理、實(shí)驗(yàn)操作等。企業(yè)的安全管理制度對(duì)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)有重要的監(jiān)督責(zé)任，企業(yè)安全監(jiān)督的缺失，在實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)流程中會(huì)造成致命的連鎖反應(yīng)，致使重大化工事故的發(fā)生。

2.3 操作技術(shù)人員和管理人員專業(yè)素質(zhì)有待提高

部分化工企業(yè)的一線技術(shù)操作人員和管理人員的素質(zhì)偏低，導(dǎo)致在化工生產(chǎn)流程中對(duì)某些化工產(chǎn)品反應(yīng)不了解，未能以最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行解決，所以造成大錯(cuò)。如：在七年前，發(fā)生在湖北一家大型化工廠的重大事故，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)最后的原因就是工作工作人員的操作技能水平低，對(duì)化工熱分解溫度的處理方法不確定，采取了錯(cuò)誤的操作方法所導(dǎo)致。所以對(duì)于基本員工的培訓(xùn)和培養(yǎng)是化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)不可忽視的一部分。

2.4 化工的安全設(shè)計(jì)及作用

化工生產(chǎn)過程中的化學(xué)安全措施是由化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)和反應(yīng)類型決定的，為了更好的保障化工員工的人身生產(chǎn)安全和設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行，就需要根據(jù)相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)安全性設(shè)計(jì)，下面根據(jù)不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的簡述。

3 在化工反應(yīng)中設(shè)計(jì)的作用

氧化反應(yīng)的整體流程一般會(huì)將氧氣或者空氣作為氧化劑首選，其進(jìn)行的安全性設(shè)計(jì)如下：首先要具備凈化空氣裝置，此裝置的作用是用來清除空氣中所攜帶的大量雜質(zhì)，如灰塵、油氣等，該設(shè)備可以完美的做到防止由于氧化劑不純的原因?qū)е碌闹卮蠡けㄊ鹿?。此外，在安裝此設(shè)備前應(yīng)設(shè)有防火器設(shè)備，一般情況下大多數(shù)采用自動(dòng)報(bào)警裝置，這種設(shè)計(jì)的主要效果體現(xiàn)在接觸器發(fā)生爆炸時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，報(bào)告問題，有利于化工事故積極的預(yù)防和處理[3]。

硝化反應(yīng)過程作為化工生產(chǎn)程序的一種重要手段，它生產(chǎn)的前提是要在降溫的條件下進(jìn)行，對(duì)化工的反應(yīng)溫度有嚴(yán)格要求，所以在生產(chǎn)過程中溫度的調(diào)解控制裝置必不可少，同時(shí)對(duì)加料方法與攪拌方式等關(guān)鍵性環(huán)節(jié)的溫度都有嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)，這樣設(shè)計(jì)才能在實(shí)際的化工生產(chǎn)中及時(shí)的觀察反應(yīng)物的溫度高低等情況，有效的避免硝化反應(yīng)過程中由于溫度過高而導(dǎo)致的物體爆炸事故。

4 設(shè)計(jì)中的事故應(yīng)急系統(tǒng)

對(duì)于應(yīng)急事故的處理是化工安全生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程的中心，要確保在事故發(fā)生的第一時(shí)間可以有效的進(jìn)行處理，將事故造成的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失簡化到最小。例如：2008 年發(fā)生在昆明市某家化工廠的氣體嚴(yán)重泄漏事故，經(jīng)有關(guān)部門調(diào)查，最終原因是安全設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重問題，首先，氣體的流動(dòng)量根本無法顯示在儀器中，其次，對(duì)于為其吸收功能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在缺陷，最終導(dǎo)致氣體直接侵入到生產(chǎn)工作的區(qū)域，我們需要進(jìn)行的應(yīng)急處理設(shè)計(jì)是在同類情況下發(fā)生后，通過完善有害氣體的吸收設(shè)備，將有害氣體處理掉，這便是在化工安全生產(chǎn)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)緊急事故的處理方法和作用。

5 防止雜質(zhì)爆炸的設(shè)計(jì)方法及作用

化工生產(chǎn)的獨(dú)特工作環(huán)境，難以避免大量粉塵和特殊物質(zhì)的存在，并且難以控制和約束粉塵中的成分，正是這些粉塵的存在對(duì)于化工生產(chǎn)的整個(gè)運(yùn)行過程產(chǎn)生了巨大的致命威脅。如：2008年發(fā)生于昆明市的一場爆炸事故，這場事故就是由硫磺粉塵直接導(dǎo)致的。所以在化工生產(chǎn)的安全設(shè)計(jì)中，凡是如類似于硫磺等一類易燃性粉塵的輸送和儲(chǔ)存，都要及時(shí)采取通風(fēng)措施和防爆技術(shù)。這種技術(shù)不僅可以控制粉塵總攜帶的易爆物質(zhì)濃度，更能保證化工生產(chǎn)的安全性。

6 靜電在化工中生產(chǎn)的安全隱患

江蘇某省企業(yè)的工作車間中，由于操作不當(dāng)引發(fā)了爆炸事故，造成了一死一傷的悲劇，經(jīng)調(diào)查后得知，與實(shí)踐相關(guān)的化學(xué)物料當(dāng)時(shí)已經(jīng)在機(jī)械攪拌了20 多h，并且通過塑料管直至進(jìn)入離心機(jī)。離心機(jī)的內(nèi)部還放有非導(dǎo)電物體的過濾袋。在長時(shí)間的攪拌后物料會(huì)出現(xiàn)靜電積聚的情況，加之以較快的速度進(jìn)入管內(nèi)之后，靜電荷會(huì)直接大幅上漲。當(dāng)物料到達(dá)離心機(jī)內(nèi)部以后，它所帶有的電位于離心機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)鼓所帶的電位形成較大差異。因此，當(dāng)離心機(jī)設(shè)備遇到嚴(yán)重沖擊力時(shí)，轉(zhuǎn)鼓與螺絲的電位形成巨大的高低差異性，從而導(dǎo)致放電反應(yīng)的產(chǎn)生，最終引起爆炸事故。當(dāng)前，在精準(zhǔn)細(xì)致的化工生產(chǎn)過程中，多數(shù)的廠家規(guī)模尚小，所以更多的采用間歇式的方法，在對(duì)不同的物料做分離時(shí)，最常用的就是塑料管道，普遍作業(yè)工具生產(chǎn)一般是由一些專業(yè)的設(shè)計(jì)公司生產(chǎn)，但是設(shè)計(jì)人員自身缺乏實(shí)踐性的經(jīng)驗(yàn)，尤其是不了解靜電帶來的危害性。[4]沒有對(duì)塑料管內(nèi)的易燃易爆物料的具體流動(dòng)速度做科學(xué)的分析和計(jì)算，從而導(dǎo)致安全事故發(fā)生的概率。因此，在安全設(shè)計(jì)領(lǐng)域，還應(yīng)注意對(duì)靜電引發(fā)危害的重視程度，采取積極的安全措施將其應(yīng)用到安全設(shè)計(jì)中，確保化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

7 動(dòng)力系統(tǒng)用電的安全設(shè)計(jì)

由于行業(yè)本身的影響，化工企業(yè)比大多數(shù)企業(yè)更加注重用水用電問題，因?yàn)楹苡锌赡苡捎跀嗨驍嚯姷膯栴}導(dǎo)致化工生產(chǎn)中某個(gè)物體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生重大事故。設(shè)計(jì)雙回路和自備電等，可以在電力系統(tǒng)故障和裝置出現(xiàn)問題時(shí)，提前為化工安全生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的保障[5]。

8 防止誤操作的安全設(shè)計(jì)

在化工生產(chǎn)的實(shí)際過程中，可能由于某些人的大意出現(xiàn)誤操作現(xiàn)象，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。在化工生產(chǎn)管理監(jiān)控也可以看到，正常工作中難免出現(xiàn)誤操作。針對(duì)以上防止誤操作問題，通常會(huì)設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，甚至?xí)黾幼枣i裝置，這種裝置設(shè)計(jì)的存在常遇到失誤操作時(shí)，可以中斷正在進(jìn)行的操作，并及時(shí)的發(fā)出提示語音功能，在一定程度上可以降低由于人為失誤操作所導(dǎo)致的生產(chǎn)事故。

除了以上提到的安全問題外，還有一些相關(guān)化工安全設(shè)計(jì)的其他設(shè)計(jì)，例如：將一個(gè)或者多個(gè)廠房內(nèi)設(shè)備之間設(shè)計(jì)一個(gè)安全距離，確保安全距離可以有效避免聯(lián)鎖事故的發(fā)生?；ぐ踩O(shè)計(jì)的范疇也包括建筑物的設(shè)計(jì)，建筑物的耐火性以及預(yù)防自然災(zāi)害的等級(jí)都必須符合標(biāo)準(zhǔn)，這樣，可以在發(fā)生事故的時(shí)候，將事故造成的危害程度降到最低。

總體來說，化工安全性設(shè)計(jì)的設(shè)備裝置及多種危機(jī)處理機(jī)制在預(yù)防化工事故，保證化工安全生產(chǎn)方面具有重大作用。不同類型的安全性設(shè)計(jì)對(duì)于不同的生產(chǎn)項(xiàng)目安全，都發(fā)揮著化工生產(chǎn)保護(hù)傘的作用。