工业化的推进,现代大工业的发展,在为人类生活提供丰富物质产品的同时CONTROL ENGINEERING China版权所有,也屡屡造成了健康、安全、环保等诸多灾难和危害。特别是20世纪70年代以来,引发了一系列火灾、爆炸、毒气泄漏等重大灾难。
1984年12月3日凌晨,在印度博帕尔(Bhopal)市附近美国联合碳化物(Union Carbide)属下的联合碳化物(印度)有限公司(UCIL)农药厂控制工程网版权所有,装有液态剧毒气体—异氰酸甲酯(Methyl Isocyanate.,MIC)的储罐温度上升,压力过大,导致泄漏,浓雾状毒气游移于博帕尔市内外,经久不散,直至 45吨剧毒气体泄漏殆尽。仅2天内就有2500余人丧生,最终死亡人数达2万5千人,还有5万多人失明,2万多人受到严重毒害,近8万人终身残疾,50多万人接受治疗,受影响的人口多达150余万,占博帕尔总人口的一半。这是一起震惊世界的惨案,是有史以来最残酷的工业污染事故。按说,农药厂的液化甲基异氰酸盐气体被储存在3个不锈钢制的双层储气罐中,为了防止罐内温度在烈日曝晒下升高,罐体大部分掩埋在地表以下。罐壁间还有致冷系统,以确保罐内毒气处于液化状态。万一罐壁破裂毒气外逸,专设净化器中和毒气。假如净化器失灵,自动点火装置可将毒气燃烧为无毒气体。然而,这些安全措施形同虚设,没有发挥任何作用。
我国的安全生产形势也不容乐观,依然严峻。其中,职业千人死亡率是发达国家的5倍,压力容器万台爆炸事故率是其5~10倍。
为了防止事故,减少损失,国外称为高度稳定运转的技术(SSOT, Supper Stable Operation Technology)是不可缺少的。图1为高可靠性的生产过程示意图。
图1 工厂安全系统的组成
另外,为了防止生产装置在危险状态下造成人身事故和减少环境污染,作为一种安全停车保护系统,并可进行潜在危险诊断的高效自诊断安全仪表系统(SIS,Safety instrumented system)正在取代以继电器方式为主的紧急故障停车系统(ESDwww.cechina.cn,Emergency shut down)和消防系统(F&G,Fire & Gas system),如图2所示。
图2 安全仪表系统的作用
工厂设计包括装置运行操作和运行性能设计,要综合考虑操作性、经济性、可靠性、安全性,即安全、稳定、长周期、满负荷、优质优化生产。装置设计要覆盖各种运转状况,安全设计也要覆盖各种运转情况。装置运行状态分类如图3所示。其中,保障安全的关键之一就是安全仪表系统。
图3 装置运转类型
1 事故成因与防止
人们对安全的基本认识是:由于经济、技术等条件制约,潜在的危险不能完全消灭CONTROL ENGINEERING China版权所有,因此由潜在危险导致的事故灾害也就存在,所以就有安全问题。
以前定义的安全是指完全没有危险(Hazardous)的状态,而现在认识的安全是不存在不能容许的风险(Risk)。所以,安全管理、安全手段是非常必要的。风险要素的关系表达式如图4所示。
图4 风险要素的关系表达式