化工企業(yè)電氣設備安全全生命周期管理研究*

路昊 熊佳琪 湯驥

（中鋼武漢安環(huán)院綠世紀安全管理顧問有限公司，武漢 430081）

0 引言

隨著中國工業(yè)現(xiàn)代化進程不斷深化，化工行業(yè)迎來了飛速發(fā)展的階段。自2011年以來，中國化學行業(yè)的整體營業(yè)收入占據(jù)世界首位，貢獻了過去20年世界化工市場增長的50%。雖然中國的化學工業(yè)起步比歐洲晚，但目前中國約有2萬多家化工企業(yè)，使得化工行業(yè)成為了中國近幾十年來經(jīng)濟高速增長的重要動力之一。然而化學工業(yè)及其快速發(fā)展導致化工行業(yè)生產(chǎn)事故發(fā)生率逐年上升，因此20世紀90年代以來，為了獲得規(guī)模效益、便捷物料運輸交換、統(tǒng)一規(guī)劃能源的優(yōu)化使用和企業(yè)的集中管理，減少化工事故對城市居民以及其他非化工企業(yè)的影響，中國政府相關(guān)部門根據(jù)實際情況統(tǒng)籌和規(guī)劃設計了化工園區(qū)。雖然化工園區(qū)的建立有利于風險的集中管控，但是多事故隱患的空間共存容易引發(fā)多米諾效應事故，即單個事故發(fā)生后容易導致群發(fā)事故的發(fā)生，從而引起一系列的次生事故。同時，根據(jù)國家化學事故分析報告顯示，化工事故中由電氣設備引起的事故災害占總體事故比重較大。這是由于化工電氣設備的操作過程復雜，專業(yè)化程度高，不確定的危險因素多等制約著化工企業(yè)的安全發(fā)展。因此應重視化工企業(yè)電氣設備安全管理，優(yōu)化企業(yè)電氣安全管控措施，引導化工企業(yè)電氣設備的維護與管理朝著自動化、智能化和全壽命周期管理方向發(fā)展，提升電氣設備的使用壽命和穩(wěn)定性，以減少事故的發(fā)生［1］。

1 化工電氣設備安全管理存在的問題

1.1 設備本質(zhì)安全問題

由于我國化工企業(yè)電氣設備的發(fā)展與應用的時間較短，在化工電氣設備的研究設計方面缺乏科學性、合理性以及前瞻性的法規(guī)和標準，使得化工電氣設備的設計參差不齊，即在隔熱、隔濕、絕緣等方面存在著設計缺陷，無法根據(jù)企業(yè)的具體生產(chǎn)條件進行適配，在使用過程中會造成嚴重的安全隱患，引發(fā)不必要的化工安全事故。并且化工企業(yè)在采購化工電氣設備時，因其工藝流程的復雜性和多樣性，使得所采購的電氣生產(chǎn)設備的額定使用電壓電流等存在著差異性，這就給變壓器、高壓箱以及電動機等增加了額外的工作負擔，也給電氣設備的安裝、電力線路的鋪設帶來了極大的困難。同時，由于電氣線路的復雜性和交互性，使得單個線路發(fā)生事故時會引起群體性事故的發(fā)生，產(chǎn)生多米諾事故效應［2］。

1.2 從業(yè)人員職業(yè)素質(zhì)問題

根據(jù)國家化學事故分析報告顯示，我國超過60%的化工電氣事故是由人的不安全行為造成的［3］。這表明化學工業(yè)從業(yè)人員缺乏對生產(chǎn)線上電氣設備的安全認知和必備的專業(yè)知識，無法做到正確使用化工電氣設備以及科學及時地對電氣設備進行養(yǎng)護，并且在日常安全巡檢活動中，由于缺乏相應的安全防范意識和操作技術(shù)，使得電氣設備的安全隱患逐漸累積，最后導致事故的發(fā)生。這主要是由于化工行業(yè)發(fā)展迅速，基礎從業(yè)人員沒有得到專業(yè)技能的培養(yǎng)和從業(yè)經(jīng)驗的累積，而且大多數(shù)從業(yè)人員教育水平較低，不了解可能發(fā)生的事故情況，同時在枯燥單一的操作過程中存在僥幸心理，低估了工作場所可能存在的安全風險。這些現(xiàn)象在中小型化工企業(yè)中尤為突出，尤其在遷入化工園區(qū)內(nèi)時為了節(jié)省企業(yè)運營成本，沒有對員工進行作業(yè)環(huán)境轉(zhuǎn)變的專業(yè)培訓，使得整個園區(qū)都處于巨大的安全隱患中。

1.3 電氣設備作業(yè)環(huán)境問題

化工企業(yè)生產(chǎn)車間的環(huán)境較為惡劣，其中高溫、潮濕、腐蝕等因素會對電氣設備的正常運行產(chǎn)生影響，導致電氣設備的工作線路以及工作內(nèi)部元件出現(xiàn)故障，造成電氣設備的使用效率降低，更嚴重的如線路老化、短路以及斷路等會發(fā)生工作人員觸電、電火花爆炸等重大安全事故［4］。同時，由于化工企業(yè)生產(chǎn)過程中的各種化學品都是易燃易爆屬性的危險化學品，在儲藏運輸不當?shù)那闆r下與故障線路和破損元件接觸后，極易引發(fā)安全生產(chǎn)事故，損害企業(yè)的正常效益，造成人員傷亡，嚴重的還會出現(xiàn)多米諾效應事故，造成群體性事故的發(fā)生。而且電氣設備要注意靜電、雷暴等因素的影響，但是部分企業(yè)為了縮減成本，對防護裝置的投入不充足，使得企業(yè)整體防電防雷系統(tǒng)過于簡陋，無法提供必要的安全防護，導致電氣設備的危險性大大增加。

1.4 電氣設備安全管理問題

化工生產(chǎn)車間作業(yè)環(huán)境復雜，危險因素動態(tài)變化性大，使得安全管理人員無法進行完整的安全管理檔案記錄，無法及時掌握電氣設備及元件的使用壽命、故障隱患等問題。而且化工電氣設備的檢修、維護、安全檢查評估需要非常專業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)，若安全管理人員對電氣設備的日常使用缺乏了解，在一些細小的問題上就無法給予專業(yè)化的處理建議，使得安全管理工作無法堅決嚴格實施，也就造成了安全監(jiān)管人員在面對化工電氣設備的日常安全檢查時走馬觀花，無法真正進行安全隱患排查，導致危險因素逐日壯大，最后無法及時有效遏制事故的發(fā)生。

2 化工電氣事故頻發(fā)原因分析

2.1 化工安全水平的提高與我國化學工業(yè)的快速發(fā)展不相適應

近幾十年來，我國頒布了一系列法律法規(guī)和標準規(guī)范，以改進化工企業(yè)的生產(chǎn)安全環(huán)境，從而預防化學事故的發(fā)生。然而，由于我國在化工安全方面的理論和實踐經(jīng)驗不足以支撐相應法規(guī)的建設和體系的完善，盡管在安全立法、行政管理等方面做出了諸多努力，但與歐洲等發(fā)達國家的安全政策之間仍存在差距。我國在2018年成立應急管理部，在內(nèi)部設立了危險化學品安全監(jiān)督管理司對化工企業(yè)進行統(tǒng)籌管理，并持續(xù)推進了諸多化工安全整治計劃和行動，但由于化工企業(yè)安全管理存在的問題已延續(xù)多年，導致相應的法規(guī)和規(guī)范在短期內(nèi)無法細致深入到化工生產(chǎn)的方方面面，同時，相應的法規(guī)和規(guī)范往往是在一次或者多次嚴重事故發(fā)生后才進行頒布，對安全生產(chǎn)的管理意識還未從事后處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A防。

2.2 安全管理體系參與不足

一套完整的電氣設備管理體系需要實行電力系統(tǒng)及設備從規(guī)劃、設計、選型、制造、購買、安裝、使用、維護、修理、改造、更新直至報廢的全過程管理［5］。這就需要安全管理人員參與到整個過程中，對安全管理人員的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能有著很高的要求。而企業(yè)為了獲取更多的利益，若在電氣設備管理體系中偷工減料，一旦安全管理無法覆蓋電氣設備的全過程管理，就會遺漏安全隱患，導致其日益壯大。若需要安全工作人員全程參與，就需要更多的安全管理人員，這也會增加企業(yè)的運營成本，所以企業(yè)也就更加不愿意在此投入更多成本。同時，由于安全管理的缺失，也導致了安全監(jiān)管部門缺乏參與到企業(yè)電氣設備安全管理的媒介，增加了企業(yè)發(fā)生事故的可能性。

2.3 安全管理機制研究不全面

當前關(guān)于電氣設備安全管理的研究主要集中在設備安全技術(shù)的設計和應用上，著重于設備本身對事故的防范，即設備的本質(zhì)安全［6］，但是忽略了設備生產(chǎn)的主體使用者在生產(chǎn)過程中的影響因素和重要程度。在涉及化工電氣設備的化工事故中，我國與發(fā)達國家相比通常會造成更多的人員傷亡。這是因為我國的化工企業(yè)不僅對GDP貢獻很大，而且還提供了相當數(shù)量的就業(yè)機會，使得我國化工企業(yè)的平均工人人數(shù)遠遠超過歐洲或北美，但是設備的使用設計卻忽略了設備操作人員的使用感受、操作習慣以及心理狀態(tài)，因此一旦發(fā)生化工安全事故，就會導致更多人員的傷亡。

3 解決措施和方案

3.1 優(yōu)化安全管理措施

為了全面提高化工電氣設備的安全性，根據(jù)化工企業(yè)電氣運行現(xiàn)狀，合理規(guī)劃和實施電氣設備安全管理措施，提高電氣安全管理技術(shù)，安全管理措施的優(yōu)化主要包括3點：

1）堅決落實安全檢查表法，在檢查過程中應與實際操作人員組成巡檢小組，進行換崗交互檢查。借助操作人員的專業(yè)技能，全面細致地對化工企業(yè)的電氣設備進行檢查，掌握設備的實際運行過程、日常管理維護以及設備自身狀態(tài)等影響因素，及時發(fā)現(xiàn)電氣設備操作的安全隱患，并進行對應的維修與停工整改［7］。

2）安全管理人員應及時走訪了解操作人員在設備使用中存在的問題，對可能存在的不利環(huán)節(jié)進行預先危險分析，對設備操作準備前、操作過程中以及操作維護后整個運行周期采取全方位風險分析。同時與專業(yè)技術(shù)人員相互配合設計出科學、合理、配套的應急處理方案，并嚴格落實執(zhí)行，從而提高化工電氣設備的安全性和可靠性。

3）根據(jù)設備屬性和影響因素構(gòu)建化工電氣設備信息化安全管理體系，對正在運行的化工電氣設備進行科學化、細致化、動態(tài)化、標準化的安全管理。設置不同模塊的管理措施和管理等級，對安全管理人員實施任務分配規(guī)范化，優(yōu)化電氣安全管理體系，如圖1所示。

3.2 提高員工的職業(yè)技能素養(yǎng)

為提高電氣設備操作人員和電氣安全管理人員的職業(yè)能力，應實行二者聯(lián)合的電氣安全培訓。通過聯(lián)合培訓教育，在對安全管理人員進行電氣安全管理能力培訓的同時，結(jié)合電氣設備專業(yè)知識和詳細操作的培訓，使得安全管理人員可以更加深入地對電氣系統(tǒng)進行安全管理，避免不懂裝懂、走馬觀花式的安全巡檢和管理。對電氣設備操作人員除了進行專業(yè)知識和操作能力的培養(yǎng)，還應通過安全培訓提高操作人員的安全防護意識，從而更好地配合管理人員落實安全管理措施和應急處置方案，并在緊急的應急救援中有效利用黃金處置時間。同時應開展安全管理理念的畫本宣傳、安全知識有獎競答以及安全教育團建等各種趣味性的企業(yè)活動，塑造企業(yè)的安全文化，營造良好的安全生產(chǎn)氛圍，從而提高工作人員的責任心、自覺性和職業(yè)素養(yǎng)。

3.3 優(yōu)化化工電氣設備工作環(huán)境

化工企業(yè)生產(chǎn)車間作業(yè)環(huán)境復雜，存在高溫、潮濕、粉塵、靜電以及化學危險品等諸多影響電氣設備作業(yè)狀態(tài)和使用壽命的因素［8］。為了提高化工車間的安全性以及化工電氣設備的使用壽命，應對各個因素采取對應的控制措施，降低安全隱患。

1）應控制生產(chǎn)車間的溫度和濕度，通過溫濕度計實時監(jiān)控車間的溫濕度，并對電氣設備進行高溫保護和除濕措施，避免內(nèi)部元件和線路出現(xiàn)老化和腐蝕現(xiàn)象，合理安排管理人員進行巡查，保證相關(guān)措施落實到位。

2）大量的粉塵會使得電氣設備的安全運行出現(xiàn)障礙，影響發(fā)動機、變壓器等的散熱和通風功效，并且車間中的粉塵大多數(shù)都是易燃易爆的廢棄物，極易發(fā)生危險，因此應及時做好粉塵清除工作，保障生產(chǎn)車間的安全。

3）由于電氣設備涉及大量的電路，因此要配備防雷防電裝置，科學合理安裝避雷和靜電保護裝置，避免電氣設備的永久性損壞和事故的發(fā)生。

3.4 設備安全數(shù)字化管控平臺

隨著化工企業(yè)不斷向大型化、系統(tǒng)化發(fā)展，企業(yè)內(nèi)電氣設備的管理趨于復雜，安全管理體系不斷完善，傳統(tǒng)的管理模式對于安全管理人員的素質(zhì)與技能的要求也在不斷提高，全生命周期安全管理需要投入更多的安全管理人員，勢必對企業(yè)造成沉重負擔。結(jié)合目前物聯(lián)網(wǎng)、5G通訊、傳感器、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的成熟，建設設備安全數(shù)字化管控平臺成為化工企業(yè)未來安全管理的必然選擇。重點包括：

1）運用成熟的監(jiān)測、監(jiān)控技術(shù)，全面推進電氣設備狀態(tài)遠程、無人監(jiān)控。

2）構(gòu)建電氣設備安全管理系統(tǒng)內(nèi)全要素、全過程標準體系。以傳統(tǒng)的完整安全管理體系為基礎，通過通訊規(guī)約建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理中心，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)安全管理信息數(shù)據(jù)規(guī)范化、標準化，解決信息回饋收集、離散存放、信息孤島等問題。

3）構(gòu)建監(jiān)測預警及遠程會診體系［9］。通過匯總數(shù)據(jù)管理中心的多元信息，在數(shù)據(jù)挖掘基礎上，運用人工智能算法，建立早期預警模型，結(jié)合專家遠程在線會診，全面提升風險管控水平和效率。

4 結(jié)語

在當前的化工生產(chǎn)工藝中，電氣設備的應用越來越廣泛。隨著電氣設備的不斷投入使用，極大提高了化工企業(yè)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，但同時也給企業(yè)的安全帶來了極大的不穩(wěn)定性。本文通過對化工企業(yè)電氣設備的安全問題進行研究，從人、機、環(huán)3個方面對化工電氣設備安全管理進行剖析，分析歸納出化工企業(yè)在電氣設備本身、從業(yè)人員、作業(yè)環(huán)境以及電氣安全管理等方面存在的現(xiàn)實性問題。為了避免化工企業(yè)電氣事故，本文提出了優(yōu)化管理措施、員工素質(zhì)教育培養(yǎng)、塑造企業(yè)安全文化、改善電氣設備作業(yè)環(huán)境和構(gòu)建安全數(shù)字化管控平臺等措施。