危險化學品事故特點及四川電網(wǎng)的防范措施

耿 植，毛義鵬，余 樂，文 燚，劉 曦，蘭新生，曾曉亮，王志高，劉紅志

(1. 國網(wǎng)四川省電力公司電力科學研究院，四川 成都 610041； 2. 國網(wǎng)四川省電力公司，四川 成都 610041)

0 引 言

危險化學品在社會經(jīng)濟活動中具有重要作用，涉及的行業(yè)類別眾多[1]。對于電網(wǎng)發(fā)展，危險化學品發(fā)揮出了獨特的作用。例如，SF6由于具有優(yōu)良的電絕緣和滅弧性能被廣泛應用于電力設備[2-3]，各種化學試劑類危險化學品被應用于理化檢測、研究實驗等，促進了電網(wǎng)技術的研究發(fā)展[4-9]。目前，四川電網(wǎng)危險化學品主要涉及燃油類危險化學品、SF6氣體及實驗室化學試劑類危險化學品。燃油類危險化學品具有易燃易爆的危險特性，涉及運營、儲存等環(huán)節(jié)，安全風險較高；SF6氣體使用量大、回收處理工作量大，本身存在窒息風險外，還可能因充氣設備故障產(chǎn)生有毒氣體對檢修作業(yè)人員產(chǎn)生傷害[10-12]；實驗室試劑類危險化學品種類較多，具有不同的危險特性，實驗人員如果不了解危險化學品的危害和分類，不能正確使用和儲存危險化學品就會形成安全隱患[13]。以上特點使得四川電網(wǎng)危險化學品安全工作相對特殊和復雜。為此，對國內(nèi)外歷史上發(fā)生的典型危險化學品事故進行了研究，分析危險化學品事故特點并結合四川電網(wǎng)危險化學品的實際情況提出針對性的防范措施建議。

1 概 況

事故信息主要來源為中華人民共和國應急管理部官方網(wǎng)站公布的警示信息及典型案例[14-26]。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年11月，共搜集整理國內(nèi)外典型危險化學品事故346起，其中國內(nèi)危險化學品事故295起，國外危險化學品事故51起。國內(nèi)危險化學品事故時間跨度為1981—2020年。國外危險化學品事故最早至1921年，最近為2020年。國內(nèi)危險化學品事故涉及11個環(huán)節(jié)(生產(chǎn)運行、作業(yè)、檢修、儲存、調試、廢物處理、卸料、改造、經(jīng)營、試驗及其他環(huán)節(jié))、5種事故類型(火災爆炸，泄漏、窒息或中毒，噴爐，機械傷害，灼燙)、4種事故等級(一般、較大、重大、特別重大)。國外危險化學品事故地點涉及18個國家，7個環(huán)節(jié)，3種事故類型(火災或爆炸，泄漏，中毒)。由于各國的國情不同，相關法律法規(guī)和標準也有所區(qū)別，因此未對國外危險化學品事故等級進行劃分。

2 國內(nèi)事故分析

2.1 事故類型

從事故類型來看，火災爆炸事故(著火、火災、燃燒或超壓引起的爆炸、爆裂、燃爆、閃爆等，下同)及泄漏、中毒或窒息事故占絕大多數(shù)，共291起。其中，火災爆炸事故202起(占68.5%)，為主要事故類型，其次為泄漏、中毒或窒息事故，共89起(占30.2%)。各事故類型的統(tǒng)計情況如表1所示。

表1 危險化學品事故類型統(tǒng)計

四川電網(wǎng)涉及燃油(汽油、柴油等)、無水乙醇、石油醚等易燃化學試劑和SF6氣體等危險化學品。燃油、易燃化學試劑具有導致火災爆炸的危險性，其中汽油等燃油類危險化學品涉及運營、儲存等，涉及的量更大，危險性更高，對防火防爆等安全措施的要求更高。例如，2001年7月23日發(fā)生的河南鄭州標準石化有限公司商城路加油站較大火災爆炸事故，加油站的加油機下方輸油豎管環(huán)形焊縫裂縫存在漏油，滲入地下室內(nèi)，產(chǎn)生大量汽油蒸氣與空氣混合，混合氣體達到爆炸極限。因地下室設備是普通非防爆型，操作人員進入地下室內(nèi)，操作電燈開關時產(chǎn)生電火花引發(fā)爆炸[20]。SF6氣體在電力系統(tǒng)大量和廣泛應用，對運行設備、儲存裝置的氣密性有較高要求。根據(jù)危險化學品事故類型特點及四川電網(wǎng)實際，應重點防范火災爆炸和泄漏、中毒或窒息事故。

2.2 事故等級

從事故等級來看，一般危險化學品事故11起(占3.7%)，較大危險化學品事故246起(占83.4%)，重特大危險化學品事故38起(占13.2%，其中重大事故29起，占9.8%；特別重大事故9起，占3.1%)，如表2所示。危險化學品事故類型以較大事故為主，但重特大危險化學品事故造成的后果和損失嚴重，影響范圍大，應引起高度重視。

表2 危險化學品事故等級統(tǒng)計

2.3 事故時間

統(tǒng)計分析表明，特別重大危險化學品事故相對集中發(fā)生在2010年度至2019年度。此時間段共發(fā)生5起特別重大危險化學品事故，占1981年以來特別重大事故總數(shù)的55.6%。此特點與中國經(jīng)濟日益發(fā)展，危險化學品行業(yè)規(guī)模較早期顯著增大有著密切聯(lián)系。危險化學品生產(chǎn)經(jīng)營活動數(shù)量和規(guī)模的增加，增大了安全風險和后果的嚴重程度。另外，危險化學品事故的發(fā)生與月份也有較大的相關性。根據(jù)統(tǒng)計結果，發(fā)生在6月至8月的重特大危險化學品事故有19起，占重特大事故總數(shù)(38起)的50%，如圖1所示。從圖中可以明顯看出重特大事故相對集中發(fā)生在6月至8月。此特點與夏季持續(xù)高溫天氣下危險化學品反應活性更高，人員更易精神倦怠等原因有關。例如，2015年8月12日發(fā)生的天津濱海新區(qū)特別重大爆炸事故，就是由于硝化棉在高溫(天氣)等因素作用下自燃引起[21]。硝化棉由于濕潤劑散失出現(xiàn)局部干燥，在高溫(天氣)等因素的作用下加速分解放熱，積熱自燃，引起相鄰集裝箱內(nèi)的硝化棉和其他危險化學品長時間大面積燃燒，火勢蔓延到運抵區(qū)的硝酸銨等危險化學品。硝酸銨是一種氧化性固體，本身不會燃燒，但在受熱或者接觸高溫表面、火花或明火時，會發(fā)生分解性爆炸，大幅增加火災爆炸的嚴重程度，最終造成嚴重后果。除典型的重特大事故外，2020年7月8日四川廣漢鞭炮廠發(fā)生一般爆炸事故，也是由于高溫天氣等因素自燃引起[27]。

圖1 重特大危險化學品事故發(fā)生月份統(tǒng)計

在夏季高溫時期，電網(wǎng)負荷增大，安全生產(chǎn)任務加重，除電網(wǎng)運行的安全風險增加外，危險化學品安全風險也會有所增加。例如：在高溫環(huán)境中，石油醚等有機試劑更易揮發(fā)，若不注意儲存溫度，在打開試劑瓶時揮發(fā)氣體可能沖出，人員操作不慎就可能受到傷害；SF6在鋼瓶中以液態(tài)形式儲存，若遇到極端夏季高溫天氣，環(huán)境散熱、通風等條件不佳，溫度超過SF6的臨界溫度(45.6 ℃)，則可能發(fā)生SF6氣化而急劇升壓導致氣瓶泄漏甚至爆炸。因此，在“迎峰度夏”期間，電網(wǎng)安全運行維護和危險化學品事故防范都應該是安全生產(chǎn)工作的重點。

2.4 發(fā)生環(huán)節(jié)

從事故發(fā)生的環(huán)節(jié)來看，發(fā)生在生產(chǎn)運行環(huán)節(jié)的危險化學品事故最多，有130起，占44.1%。其次為作業(yè)和檢修環(huán)節(jié)，分別為69起(占23.4%)和41起(占13.9%)。各環(huán)節(jié)發(fā)生的事故數(shù)量統(tǒng)計結果如圖2所示。值得注意的是，發(fā)生在儲存環(huán)節(jié)的15起危險化學品事故中，有7起為重特大事故，接近該環(huán)節(jié)事故數(shù)量的一半。而發(fā)生在儲存環(huán)節(jié)的重特大事故中，3起為特別重大事故，占特別重大事故總數(shù)(9起)的三分之一。這是因為危險化學品可能具有不同程度的易燃、易爆、毒性、腐蝕性等危險特性，在儲存環(huán)節(jié)總量相對較大，危險性相對集中，發(fā)生火災爆炸等事故時釋放的能量更大，就容易造成嚴重后果，導致發(fā)生重特大事故。統(tǒng)計結果表明，生產(chǎn)運行、作業(yè)和檢修環(huán)節(jié)應為危險化學品事故防范的重點，而儲存環(huán)節(jié)一旦發(fā)生事故，造成嚴重后果的可能性較高，也應為危險化學品事故防范的重點。

圖2 危險化學品事故發(fā)生環(huán)節(jié)統(tǒng)計

對于電網(wǎng)系統(tǒng)而言，SF6氣體與電網(wǎng)安全生產(chǎn)與運行密切相關，具有用量大、使用范圍廣的特點，其純度、壓力、濕度等質量指標直接影響電網(wǎng)設備安全，一直是安全運行維護的重點。另外，SF6氣體還涉及儲存、作業(yè)和檢修等環(huán)節(jié)，燃油類危險化學品和試驗室試劑類危險化學品涉及儲存環(huán)節(jié)。SF6氣體通常情況下儲存在鋼瓶中，若鋼瓶質量不合格或閥門未擰緊、發(fā)生松動等可導致SF6氣體泄漏。由于SF6密度比空氣大(約是空氣的5倍)且不易擴散，容易在低處積累，若在儲存場所發(fā)生大量泄漏，則存在窒息風險。另外，運行設備中的SF6氣體在放電等情況下可能發(fā)生分解，與設備中的H2O、有機物等物質發(fā)生反應后可生成HF、H2S、SO2F2等有毒氣體，在作業(yè)和檢修環(huán)節(jié)存在對人員造成傷害的風險；燃油類危險化學品和試驗室試劑類危險化學品的儲存規(guī)模雖然不及化工企業(yè)及專門的大型倉儲設施，但若發(fā)生火災爆炸事故，易造成嚴重后果，且會對企業(yè)社會形象造成不良影響。由此可知，以上相關環(huán)節(jié)應為四川電網(wǎng)危險化學品事故防范的重點環(huán)節(jié)。

2.5 事故原因

各類型的事故原因統(tǒng)計結果如圖3所示。從事故發(fā)生的原因來看，違反法律法規(guī)、操作規(guī)程或勞動紀律是導致事故發(fā)生的主要原因。統(tǒng)計表明，在發(fā)生的各類型危險化學品事故中，有67.1%的事故存在違規(guī)的現(xiàn)象，共198起。

圖3 危險化學品事故原因類型統(tǒng)計

在電網(wǎng)安全生產(chǎn)工作中，人員誤操作、違規(guī)操作等極易造成安全事故，危害電網(wǎng)、設備及人身安全。對于涉及危險化學品的工作而言，大量經(jīng)驗教訓表明違規(guī)現(xiàn)象同樣容易引起安全事故，杜絕違規(guī)現(xiàn)象應為危險化學品事故防范的關鍵。例如，從事試驗室試劑類危險化學品相關工作時，若實驗人員不清楚實驗所需化學試劑的危險特性和用法用量，盲目違規(guī)操作，輕則引起人員受傷，重則導致火災爆炸等嚴重后果；SF6電氣設備解體檢修時，若作業(yè)人員違反安全操作規(guī)程，不采取安全措施，擅自進行檢修操作，將有可能發(fā)生中毒事故。

3 國外事故分析

3.1 事故類型

從事故類型來看，國外危險化學品事故中，火災或爆炸事故為主要事故類型，發(fā)生的數(shù)量最多，共43起，占事故總數(shù)的84.3%，泄漏和中毒事故相對較少。

3.2 發(fā)生環(huán)節(jié)

從事故發(fā)生的環(huán)節(jié)來看，發(fā)生在生產(chǎn)運行和儲存環(huán)節(jié)的危險化學品事故共33起，占64.7%，為事故發(fā)生的主要環(huán)節(jié)。其中，發(fā)生在生產(chǎn)運行環(huán)節(jié)的20起，占39.2%，發(fā)生在儲存環(huán)節(jié)的13起，占25.5%。發(fā)生在作業(yè)和檢修環(huán)節(jié)的危險化學品事故分別為9起(占17.6%)和5起(占9.8%)。其他各環(huán)節(jié)發(fā)生的危險化學品事故數(shù)量較少，共計4起。統(tǒng)計表明，生產(chǎn)運行環(huán)節(jié)在國內(nèi)外都是事故防范的重點環(huán)節(jié)。對于儲存環(huán)節(jié)，同樣不容忽視。危險化學品儲存環(huán)節(jié)發(fā)生事故導致的嚴重性可能超乎想象，例如2020年8月4日發(fā)生的黎巴嫩貝魯特港口區(qū)爆炸事故，儲存硝酸銨的倉庫發(fā)生爆炸，造成171人死亡，30余人失蹤，逾6000人受傷，幾十萬人無家可歸[22]。

3.3 事故原因

從事故發(fā)生的原因來看，缺少或違反安全規(guī)程以及裝置設施故障異常是發(fā)生事故的主要原因，共37起，占72.5%。其中缺少或違反安全規(guī)程19起，裝置設施故障異常18起。

4 結 語

國內(nèi)外危險化學品事故研究結果表明，危險化學品事故類型以火災爆炸居多，生產(chǎn)運行環(huán)節(jié)、作業(yè)和檢修環(huán)節(jié)以及儲存環(huán)節(jié)是事故防范的重點，違法違規(guī)是導致事故發(fā)生的主要原因。隨著中國經(jīng)濟的增長，近年來危險化學品安全風險較以往時期有所升高，全面加強危險化學品安全工作尤為必要。夏季高溫季節(jié)是重特大事故易發(fā)、多發(fā)時期，使得該時期的危險化學品安全工作具有特殊性、復雜性。違反法律法規(guī)、操作規(guī)程或勞動紀律是導致危險化學品事故發(fā)生的主要原因，單位及人員對安全規(guī)程執(zhí)行到位是保障危險化學品生產(chǎn)經(jīng)營活動安全進行的關鍵。

通過吸取國內(nèi)外危險化學品事故經(jīng)驗教訓，結合四川電網(wǎng)實際，提出以下建議：

1)結合“迎峰度夏”安全生產(chǎn)工作開展夏季危險化學品安全工作，落實作業(yè)場所及儲存場所、設施的溫度控制措施，防止相關場所出現(xiàn)超溫，保證危險化學品使用、儲存的安全條件。

2)SF6工作現(xiàn)場(實驗室、庫房、處理中心、變電站及換流站等)應做好防窒息安全措施，保證通風和氣體含量監(jiān)測設施可靠工作。SF6充氣設備開蓋或解體檢修時，應做好防中毒安全措施，根據(jù)風險大小正確選擇和佩戴個人防護用品，如防護服、防毒面具或正壓式空氣呼吸器等。

3)對于燃油類危險化學品，應落實防火、防爆、防靜電措施，對于儲存尤其是大量儲存(如儲罐儲存)，應保證儲存場所、設施的安全條件。燃油類危險化學品安全風險較高的單位和場所，可借鑒大型石油化工企業(yè)的先進安全管理經(jīng)驗和安全技術措施。

4)對于化學試劑類危險化學品，從事相關試驗工作的人員應具備相應的化學知識和實驗操作技能，使用化學試劑前應充分了解其危險特性，使用過程中注意控制試劑濃度和劑量在適當?shù)姆秶苊鉂舛冗^高、劑量過大發(fā)生危險，同時根據(jù)實驗需要正確選擇和使用防護裝備和用品，如通風櫥、丁腈手套、護目鏡等。使用危險性較高的化學試劑時，建議有人監(jiān)護，監(jiān)護人也應具備相應專業(yè)知識?；瘜W試劑的儲存應分類分區(qū)合理存放，庫房具有獨立的溫控、通風系統(tǒng)或設施，保障化學試劑儲存的安全條件。