第二节 危险源
一、危险源的概念
1.危险
根据系统安全工程的观点,危险是指系统中存在导致发生不期望后果的可能性超过了人们的承受程度。从危险的概念可以看出,危险是人们对事物的具体认识,必须指明具体对象,如危险环境、危险条件、危险状态、危险物质、危险场所、危险人员、危险因素等。危险是人们对客观事物(系统)存在的某种风险的主观认识和判断结果。危险代表了客观事物(系统)存在的某种风险的量值达到了人们难以承受的程度时,人们对其所表现出的具体状态的一种心理感受。
危险的大小可用危险度来表示:
危险度=危险可能性或概率×危险严重度
其中,危险可能性或概率是指产生某种危险事件或显现为事故的总的可能性;危险严重度是某种危险引起的可能最严重后果的估计。
目前普遍采用的是表1-1~表1-3所示的分类或等级,即危险严重度分为4个等级,危险的可能性分为5个等级,危险度分为4个等级。
表1-1 危险严重度等级
表1-2 危险的可能性等级
表1-3 危险度等级
2.危险源
危险源是指一个系统中具有潜在能量和物质释放危险的、可造成人员伤害、在一定的触发因素作用下可转化为事故的部位、区域、场所、空间、岗位、设备及其位置。它的实质是具有潜在危险的源点或部位,是爆发事故的源头,是能量、危险物质集中的核心,是能量从那里传出来或爆发的地方。
危险源存在于确定的系统中,不同的系统范围,危险源的区域也不同。例如,从全国范围来说,对于危险行业(如石油、化工等),具体的一个企业(如炼油厂)就是一个危险源;而从一个企业系统来说,可能某个车间、仓库就是危险源;对于一个车间系统,某台设备可能是危险源。因此,分析危险源应按系统的不同层次来进行。一般来说,危险源可能存在事故隐患,也可能不存在事故隐患,对于存在事故隐患的危险源一定要及时加以整改,否则随时都可能导致事故。
实际中,对事故隐患的控制管理总是与一定的危险源联系在一起的,因为没有危险的隐患也就谈不上要去控制它;而对危险源的控制,实际就是消除其存在的事故隐患或防止其出现事故隐患。
二、危险源的三要素及类别
1.危险源的三要素
危险源应由三个要素构成:潜在危险性、存在条件和触发因素。
(1)潜在危险性 指一旦触发事故可能带来的危害程度或损失大小,或者说危险源可能释放的能量强度或危险物质量的大小。
(2)存在条件 指危险源所处的物理状态、化学状态和约束条件状态。例如,物质的压力、温度、化学稳定性,盛装压力容器的坚固性,周围环境障碍物等情况。
(3)触发因素 触发因素虽然不属于危险源的固有属性,但它是危险源转化为事故的外因,而且每一类型的危险源都有相应的敏感触发因素。如易燃、易爆物质,热能是其敏感的触发因素;压力容器,压力升高是其敏感触发因素。因此,一定的危险源总是与相应的触发因素相关联。在触发因素的作用下,危险源转化为危险状态,继而转化为事故。
2.危险源的类别
根据危险源在事故发生、发展中的不同作用,可把危险源划分为两大类别,即第一类危险源和第二类危险源。
(1)第一类危险源 根据能量意外释放论,事故是能量或危险物质的意外释放,作用于人体的过量的能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质,是造成人员伤害的直接原因。于是,把系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质称为第一类危险源。
为防止第一类危险源导致事故,必须采取措施约束、限制能量或危险物质,控制危险源。在正常情况下,生产过程中的能量或危险物质受到约束或限制,不会发生意外释放,即不会发生事故。但是,一旦这些约束或限制能量、危险物质的措施受到破坏、失效或故障,则将发生事故。工业生产过程中常见的可能导致各类伤害性事故的第一类危险源见表1-4。
表1-4 第一类危险源
①产生、供给人们生产、生活活动能量的装置、设备是典型的能量源。例如变电所、供热锅炉等,它们运转时供给或产生很高的能量。
②使人体或物体具有较高势能的装置、设备、场所相当于能量源。例如起重、提升机械、高度差较大的场所等,使人体或物体具有较高的势能。
③能量载体。指拥有能量的人或物。例如运动中的车辆、机械的运动部件、带电的导体等,本身具有较大能量。
④一旦失控可能产生巨大能量的装置、设备、场所。指一些正常情况下按人们的意图进行能量转换和做功,在意外情况下可能产生巨大能量的装置、设备、场所。例如强烈放热反应的化工装置、充满爆炸性气体的空间等。
⑤一旦失控可能发生能量蓄积或突然释放的装置、设备、场所。指正常情况下多余的能量被泄放而处于安全状态,一旦失控时发生能量的大量蓄积,其结果可能导致大量能量的意外释放的装置、设备、场所。例如各种压力容器、受压设备,容易发生静电蓄积的装置、场所等。
⑥危险物质。除了干扰人体与外界能量交换的有害物质外,也包括具有化学能的危险物质。具有化学能的危险物质分为可燃烧爆炸危险物质和有毒、有害危险物质两类。前者指能够引起火灾、爆炸的物质,按其物理化学性质分为可燃气体、可燃液体、易燃固体、可燃粉尘、易爆化合物、自燃性物质、忌水性物质和混合危险物质8类;后者指直接加害于人体,造成人员中毒、致病、致畸、致癌等的化学物质。
⑦生产、加工、储存危险物质的装置、设备、场所。这些装置、设备、场所在意外情况下可能引起其中的危险物质起火、爆炸或泄漏。例如炸药的生产、加工、储存设施,化工、石油化工生产装置等。
⑧人体一旦与之接触将导致人体能量意外释放的物体。例如物体的棱角、工件的毛刺、锋利的刃等,一旦运动的人体与之接触,人体的功能会因意外释放而受到伤害。
第一类危险源的危险性主要表现为导致事故而造成后果的严重程度方面。第一类危险源危险性的大小主要取决于以下几方面。
①能量或危险物质的量。第一类危险源导致事故的后果严重程度,主要取决于发生事故时意外释放的能量或危险物质的多少。一般来说,第一类危险源拥有的能量或危险物质越多,则发生事故时可能意外释放的量也多。当然,有时也会有例外的情况,有些第一类危险源拥有的能量或危险物质只能部分地意外释放。
②能量或危险物质意外释放的强度,是指事故发生时单位时间内释放的量。在意外释放的能量或危险物质的总量相同的情况下,释放强度越大,能量或危险物质对人员或物体的作用越强烈,造成的后果越严重。
③能量的种类和危险物质的危险性质。不同种类的能量造成人员伤害、财物破坏的机理不同,其后果也很不相同。危险物质的危险性主要取决于自身的物理、化学性质。燃烧、爆炸性物质的物理、化学性质决定其导致火灾、爆炸事故的难易程度及事故后果的严重程度。工业毒物的危险性主要取决于其自身的毒性大小。
④意外释放的能量或危险物质的影响范围。事故发生时意外释放的能量或危险物质的影响范围越大,可能遭受其作用的人或物越多,事故造成的损失越大。例如,有毒有害气体泄漏时可能影响到下风侧的很大范围。
(2)第二类危险源 导致约束、限制能量屏蔽措施失效或破坏的各种不安全因素称为第二类危险源,它包括物的不安全因素、人的因素、环境因素。
①物的不安全因素问题可以概括为物的不安全状态(Unsafe Condition)和物的故障(或失效)(Failure or Fault)。物的不安全状态是指机械设备、物质等明显的不符合安全要求的状态。例如没有防护装置的传动齿轮、裸露的带电体等。在我国的安全管理实践中,往往把物的不安全状态称为“隐患”。物的故障(或失效)是指机械设备、零部件等由于性能低下而不能实现预定功能的现象。物的不安全状态和物的故障(或失效),可能直接使约束、限制能量或危险物质的措施失效而发生事故。例如,电线绝缘损坏发生漏电;管路破裂使其中的有毒有害介质泄漏等。有时一种物的故障可能导致另一种物的故障,最终造成能量或危险物质的意外释放。例如,压力容器的泄压装置故障,使容器内部介质压力上升,最终导致容器破裂。物的不安全因素问题有时会诱发人的因素问题;人的因素问题有时会造成物的因素问题,实际情况比较复杂。
②在安全工作中涉及人的因素问题时,采用的术语有“不安全行为(Unsafe Act)”和“人失误(Human Error)”。不安全行为一般指明显违反安全操作规程的行为,这种行为往往直接导致事故发生。例如,不断开电源,就带电修理电气线路而发生触电等。人失误是指人的行为的结果偏离了预定的标准。例如,合错了开关使检修中的线路带电,误开阀门使有害气体泄放等。人的不安全行为、人失误可能直接破坏对第一类危险源的控制,造成能量或危险物质的意外释放;也可能造成物的不安全因素问题,进而导致事故。例如,超载起吊重物造成钢丝绳断裂,发生重物坠落事故。
③环境因素主要指系统运行的环境,包括温度、湿度、照明、粉尘、通风换气、噪声和振动等物理环境,以及企业和社会的软环境。不良的物理环境,会引起物的不安全因素问题或人的因素问题。例如,潮湿的环境会加速金属腐蚀而降低结构或容器的强度;工作场所强烈的噪声影响人的情绪,分散人的注意力而发生人失误。企业的管理制度、人际关系或社会环境影响人的心理,可能造成人的不安全行为或人失误。
第二类危险源往往是一些围绕第一类危险源随机发生的现象,它们出现的情况决定事故发生的可能性。第二类危险源出现得越频繁,发生事故的可能性越大。
(3)危险源与事故发生的关联性 一起事故的发生是两类危险源共同作用的结果。第一类危险源的存在是事故发生的前提,没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放,也就无所谓事故;另一方面,如果没有第二类危险源破坏对第一类危险源的控制,也不会发生能量或危险物质的意外释放,第二类危险源的出现是第一类危险源导致事故的必要条件。在事故的发生、发展过程中,两类危险源相互依存、相辅相成。第一类危险源在发生事故时释放出的能量,是导致人员伤害或财物损坏的能量主体,决定事故后果的严重程度;第二类危险源出现的难易,决定事故发生的可能性的大小。两类危险源共同决定危险源的危险性。第二类危险源的控制应该在第一类危险源控制的基础上进行,与第一类危险源的控制相比,第二类危险源是围绕第一类危险源随机发生的现象,对它们的控制更困难。根据危险源主要危险物质能量类型,将危险源分为物质型危险源、能量型危险源和混合型危险源。根据危险源主要危险物质能量存在时间长短,将危险源分为永久性危险源和临时性危险源。根据危险源主要危险物质能量的种类和数量及存在空间位置是否发生变化,将危险源分为静态危险源和动态危险源。危险源发生事故的主要事故类型,可以参照《企业职工伤亡事故分类标准》(GB 6441—1986),将危险源分为20类。根据生产系统危险源现场有无人员操作,将危险源分为有人操作危险源和无人操作危险源两类。
三、重大危险源
《中华人民共和国安全生产法》第九十六条规定,重大危险源是指长期地或者临时地生产、搬运、使用或者储存危险物品,且危险物品的数量等于或者超过临界量的单元(包括场所和设施)。《危险化学品重大危险源辨识》(GB 18218—2014)规定,危险化学品重大危险源是指长期地或临时地生产、加工、使用或储存危险化学品,且危险化学品的数量等于或超过临界量的单元。单元是指一个(套)生产装置、设施或场所,或同属一个生产经营单位的且边缘距离小于500m的几个(套)生产装置、设施或场所。
单元内存在的危险化学品的数量根据处理危险化学品种类的多少区分为以下两种情况。
①单元内存在的危险化学品为单一品种,则该危险化学品的数量即为单元内危险化学品的总量,若等于或超过相应的临界量,则定为重大危险源。
②单元内存在的危险化学品为多品种时,则按式(1-1)计算。若满足式(1-1),则定为重大危险源。
(1-1)
式中 q1,q2,…,qn——每种危险化学品实际存在量,t;
Q1,Q2,…,Qn——与各危险化学品相对应的临界量,t。