返回首页  |  加入收藏  |   网站地图
 

安全讲堂

【安全讲堂】浅议化工企业导入多米诺效应风险分析的时机和意义 潘国军

来源:原创 编辑:admin 时间:2019-10-08 18:32 点击数:
分享到:
浅议化工企业导入多米诺效应风险分析的时机和意义
潘国军
0 引言
  2019 年 8 月 12 日,应急管理部下发了“关于印发《化工园区安全风险排查治理导则(试行)》和《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》的通知”(应急〔2019]78 号),在《化工园区安全风险排查治理导则(试行)》中给出了化工园区多米诺效应(Domino Effect)的定义:化工园区内一个企业的危险源发生安全事故时可能会引起其他企业的危险源也相继发生安全事故,从而造成更大安全事故的现象。同时要求化工园区在开展整体性安全风险评估时应结合国家有关法律法 规和标准规范要求,评估化工园区布局的安全性和合理性,对多米诺效应进行分析,提出安全风险防范措施,降低区域安全风险,避免多米诺效应(导则 4.3);在对园区内危化品企业进行安全条件审查时,要求危险化学品建设项目单位提交的安全评价报告应对危险化学品建设项目与周边企业的相互影响进行多米诺效应分析,优化平面布局(导则 4.4);在《化工园区安全风险排查治理检查表》中提出了严格的扣分要求。那么何谓多米诺效应?如何运用多米诺效应进行风险分析?
  极其重要的问题就摆在众多化工尤其是危化品从业企业面前,因此,系统地了解多米诺效应知识及其在风险分析中的地位和作用对于开展这项工作才具有实际意义,否则很难避免“流于形式、走过场”的现象发生。

1 多米诺效应分析方法起源

  多米诺效应现象在安全生产领域里的应用由来已久,在安全生产领域,多米诺效应属于事故因果联锁理论的基本表现形式。早在 1936年,海因里希就提出应用多米诺骨牌原理(遗传及社会环境、人的缺点、人的不安全行为和物的不安全状态、事故、伤害等五要素)来阐述伤亡事故的因果顺序,海因里希的多米诺骨牌理论即为因果连锁论(又称海因里希模型),用以阐明导致伤亡事故的各种原因及其与事故间的关系。该理论认为,伤亡事故的发生不是一个孤立的事件,尽管伤害可能在某瞬间突然发生,却是一系列事件相继发生的结果。英国健康安全委员会(HSC)下属重大危险源咨询委员会在 1976 年、1979年、1984 年公布的重大危险源控制系列报告中首次明确了多米诺效应概念,并在 1978 年、1981 年开展的坎维岛(Can Vey)风险评价报告中进行了详细考虑 。历史上,1984 年发生的墨西哥城国家石油公司LPG 储运站连锁爆炸事故(1984 年 11 月 19 日墨西哥城液化石油气爆炸事故,由液化石油气槽车爆炸引爆了 10 多个贮气罐,造成大量液化石油气燃烧),极大地促进了多米诺效应在工业界与学术界的受关注程度。1989 年美国化工过程安全中心(CCPS)第一版化工过程定量风险评价指南,以及 1999 年荷兰应用科学研究院(TNO)定量风险评价紫皮书也已经对多米诺效应进行了相关考虑。
  多米诺效应的法定条款主要见于欧盟委员会1996 年《塞韦索 II 指令》第 8 条及其 2012 年更新版的《塞韦索 III 指令》第 24 条,由专门法条对企业和园区应用多米诺效应进行风险分析,明确要求:企业需向管理部门告知信息,管理部门有辨识多米诺效应的责任,相关企业需相互合作、互通信息,在编制重大事故预防策略、安全管理系统、安全报告、内部应急预案时,需考虑多米诺效应的影响,并告知公众。2012 年,国务院安委办(2012)37 号文件“关于进一步加强化工园区安全管理的指导意见”中也强调:化工园区需合理布局,预防连锁事故发生。

2 多米诺效应的定义及应用

  美国化学工程师协会(AIChE,American Institute of Chemical Engineers ) 化工过程安全中心对事故的多米诺效应( Domino Effect)给出了定义: 事故多米诺效应由初始事故引发,通过热辐射、冲击波和爆炸破片等方式作用于附近设备,导致一系列事故发生并造成严重后果。瓦莱里奥·科扎尼(Valerio Cozzani)等人给出了一个比较完整的定义,认为初始事故发生并扩展到邻近装置,触发一个或多个二级事故发生,导致了比只有初始事故发生时更为严重的事故后果。通过对已有研究和历史事故进行总结分析,得出事故多米诺效应的存在必须具备以下条件:
(1) 存在触发多米诺效应发生的初始事故;
(2) 初始事故发生范围扩大需要一定的物理效应,如火灾热辐射、冲击波超压或碎片;
(3) 初始事故蔓延开来必须至少导致一个二级事故发生,从而使得总体后果扩大。
  多米诺效应分析对初始事故(称为一次事故)的分析最为关键, 分析和计算初始事故产生的能量对相邻和周边设施产生的影响是否会导致其发生事故或受到破坏(称为二次事故),依次类推,受到初始事故影响发生的二次事故所产生的能量是否又会影响其相邻或周边设施甚至导致其发生三次事故,以此类推地分析并形成结论,用于指导企业预先采取本质安全措施和优化园区化工企业平面布局。
对初始事故进行多米诺效应分析时,应当考虑以下关键要素:
(1) 初始事故火灾热辐射影响;
(2) 初始事故爆炸形成的地震波影响;
(3) 初始事故爆炸形成的冲击波影响;
(4) 初始事故爆炸碎片分散抛掷距离影响;
(5) 初始事故导致有毒有害物质泄漏扩散距离影响等。
  多米诺效应分析及应用非常复杂,以火灾热辐射影响举例,其本身应当考虑的情形就很多,比如池火灾、喷射火、火球、固态物质的火焰、闪爆辐射热等等,不同火灾类型、不同物质热值和辐射情况差异性很大,其相邻和周边设施可承受热辐射威胁情况也不同;再以爆炸碎片分散抛掷击打影响为例,发生爆炸事故后,爆炸碎片的分散抛掷方向、路线非常复杂,很可能只有类似于战争状态时的“精准打击” 才能诱发第二次事故,至于存在爆炸碎片分散抛掷现象时对相邻或周边设施的影响程度判断也只能是通过模糊分析来预测。因此,运用数学概念精准地定位火灾热辐射及爆炸碎片抛掷所形成的多米诺效应是非常困难的。

多米诺效应分析发展和应用现状

  多米诺效应是人们生产生活中极其常见的现象,也是导致事故严重性升级的基本表现形式:一是初始事故自身的发展过程就伴随着多米诺效应;二是导致事故扩大影响到相邻或周边设施就是多米诺效应导致的后果。
  多米诺效应分析的最早应用是从因果联锁效应的角度对事故现象的分析。海因里希提出的多米诺骨牌理论最积极的意义在于,如果移去因果连锁中的任一块骨牌,则连锁被破坏,事故过程即被中止, 达到控制事故的目的。海因里希还强调指出,企业安全工作的中心就是要移去中间的骨牌,即防止人的不安全行为和物的不安全状态,从而中断事故的进程,避免伤害的发生。当然,通过改善社会环境,使人具有更为良好的安全意识;加强培训,使人具有较好的安全技能, 或者加强应急抢救措施,也都能在不同程度上相当于移去了事故连锁
中的某一骨牌以增加该骨牌的稳定性,从而使事故得到预防和控制。更为现实地讲,多米诺效应分析方法应用实践的成功是其对于已经发生的事故尤其是连锁反应事故现象的分析,从而引导人们反思本质安全措施的重要性。从正向分析潜在事故可能形成的多米诺效应并指导事故预防则非常困难,主要原因包括以下四个方面:
(1) 初始事故现象的复杂多样性;
(2) 用于多米诺效应分析因素的复杂多样性;
(3) 各个国家的法律法规及标准从客观上很难避免多米诺效应的影响(标准规范给出的防火间距均不是多米诺效应分析所需的数学概念的安全距离要求);
(4) 国内多米诺效应分析方法的研究和工具尚属空白,目前只是科研机构或院校毕业设计阶段借鉴国外做法所做的理论层面的探讨。
  因此,目前要求化工园区和企业运用多米诺效应进行分析风险的条件尚不成熟,但很有必要通过事故案例分析,警示企业多米诺现象的存在及其可能诱发的严重后果,从而使企业更为自觉地强化安全生产主体责任落实,更能从可怕后果的角度强化工艺装置的本质安全化措施,即从规避多米诺现象的角度,从根本上防止初始事故的发生才是探讨和研究多米诺效应的意义。
  但鉴于多米诺效应的普遍存在,国外专家学者和机构已经进行了系统性研究,并开发了分析软件用于园区及企业内部平面布局的指导,也取得了良好成效。这也应更成为政府关注和引导的方向,组织有能力的研发机构进行深入研究并开发符合我国特点的分析工具,并辅之以相关的法规和标准配套,系统性地提高我国化工行业企业的事故风险防范水平。

【知识链接】多米诺效应的概念起源

  多米诺效应,全称多米诺骨牌效应,缘起于我国宋宣宗二年(公元1120 年)民间出现的一种名叫"骨牌"的游戏。这种骨牌游戏在宋高宗时传入宫中,随后迅速在全国盛行。当时的骨牌多由畜牧动物的牙骨制成,所以骨牌又有"牙牌"之称,民间则称之为"牌九"寓意"牌救", 牌里面所蕴含的哲理,足以拯救苍生以及拯救和提醒人类停止那些冲动的做法。
  1849 年 8 月 16 日,在中国生活长达 8 年之久的意大利传教士多米诺回到了自己的故乡意大利米兰,并把这种骨牌带回了米兰。作为最珍贵的礼物,他把骨牌送给了小女儿。多米诺为了让更多的人玩上骨牌,制作了大量的木制牌,并发明了各种的玩法。不久,木制牌就迅速地在意大利及整个欧洲传播,骨牌游戏成了欧洲人的一项高雅运动。
  后来,人们为了感谢多米诺给他们带来这么好的一项运动,就把这种骨牌游戏命名为"多米诺"。到 19 世纪,多米诺已经成为世界性的运动。在非奥运项目中,它是知名度最高、参加人数最多、扩展地域最广的体育运动。意义更为重大的是,人类在这项游戏中受到启发, 逐步形成一种新的认知和原理:在一个相互联系的系统中,一个很小的初始能量就可能产生一连串的连锁反应。这就是人们所说的“多米诺骨牌效应”或“多米诺效应”。从此以后,多米诺成为一种流行用语,并被应用到人们生产和生活的方方面面。
  同时,多米诺效应是一种能量传递,从第一张牌倒下到最后一张牌倒下,能量会出现叠加效应,即第一张牌相当于激发能量,其后在传递过程中,能量会不断增加,甚至增加的幅度大的惊人。大不列颠哥伦比亚大学物理学家A.怀特海德曾经制用了一组骨牌,共 13 张,第
一张最小。长 9.53mm,宽 4.76mm,厚 1.19mm,还不如小手指甲大。以后每张体扩大 1.5 倍,这个数据是按照一张骨牌倒下时能推倒一张1.5 倍体积的骨牌而选定的,最大的第 13 张长 61mm,宽 30.5mm,厚7.6mm,牌面大小接近于扑克牌,厚度相当于扑克牌的 20 倍。把这套骨牌按适当间距排好,轻轻推倒第一张,必然会波及到第 13 张.第 13 张骨牌倒下时释放的能量比第一张牌倒下时整整要扩大 20 多亿倍。因为多米诺骨牌效应的能量是按指数形式增长的.若推倒第一张骨牌要用 0.024 微焦,倒下的第 13 张骨牌释放的能量达到 51 焦。可见多米诺骨牌效应产生的能量的确令人瞠目。

发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
用户名: 验证码: 点击我更换图片