Quy trình đánh giá nguy cơ gây cháy, nổ do hoá chất

Nội dung bài báo trình bày tính chất lý hoá của các hợp chất được sản xuất trong khối công nghệ và đánh giá nguy cơ gây cháy, nổ do hoá chất. Mời các bạn tham khảo!

QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ GÂY CHÁY, NỔ DO HÓA CHẤT ThS Nguyễn Thị Thúy Hằng CN Kguyễn Khánh Huyền, KS Nguyễn Văn Lâm Abstract Currently in the world there are many hazard analysis methods Scientists have synthesized and classified about 62 hazard analysis methods, used to evaluate the hazards that may occur in industrial plants The Fire and Explosion Index (F&E!) calculation is a tool to help determine the areas of greatest loss potential in a particular process when incidents of fire, chemical explosion would occur So this method is often used to evaluate the hazards causing fire or explosion due to chemicals associated with process unit But to evaluate hazards in the activities of chemical plants, according to experts can not just use one method in 62 hazard analysis methods, that need to combine methods with each other I Mở đầu Dựa kinh nghiệm mang tính thống kê, thường có ba dạng cố hay tai nạn liên quan đến hóa chất cháy, nổ rò rỉ hóa chất độc hại Có nhiều nguyên nhân gây nên 56 cố liên quan đến hóa chất kể Nhưng thân hóa chất sử dụng công nghệ không gây nên cố Chính điều kiện công nghệ kết hợp với chất hóa chất sử dụng tạo thành công nghệ tạo mối nguy hiểm làm trầm trọng thêm mối nguy hiểm Vì việc xem xét tính chất hóa lý hóa chất sử dụng hay sản xuất khối công nghệ điều kiện đủ để xác định mối nguy hiểm, mà cần phải xem xét điều kiện công nghệ Trong báo này, đề cập đến phần kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Tổng Liên đoàn mã số 209 – 15/TLĐ xây dựng Quy trình đánh giá nguy gây cháy, nổ hóa chất sở sản xuất có sử dụng hóa chất II Phương pháp tiếp cận đối tượng nghiên cứu Trong qúa trình hoạt động hóa chất, mối nguy hiểm thường liên quan đến hoạt động Nhưng nhà phân tích bắt đầu đánh giá mối nguy hiểm chưa biết mối nguy hiểm Theo Guidelines for Hazard Evaluation Procedures American Institute of Chemical Engineers (AIChE) đưa định nghóa Mối nguy hiểm lónh vực đánh giá mối nguy hiểm hóa chất: Mối nguy hiểm thuộc tính hóa học hay vật lý loại vật liệu, đặc trưng hệ thống, công nghệ hay nhà máy… có khả gây nguy hiểm Như vậy, để xác định mối nguy hiểm cần phải xác định hai nhiệm vụ chính: Xác định hậu cụ thể; Xác định tính chất hóa chất, điểm đặc trưng hệ thống, công nghệ nhà máy gây hậu Nhiệm vụ đơn giản cần thiết xác định phạm vi nhiệm vụ thứ Hậu không mong muốn, cụ thể phân loại như: tác động đến người, tác động đến môi trường, hay tác động đến kinh Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 Hình 1: Những hậu nghiêm trọng cố gây tế Các loại hậu cụ thể hình Mỗi loại hậu tiếp tục chia nhỏ theo loại thiệt hại (ví dụ phơi nhiễm độc hại, tiếp xúc nhiệt, áp, lực khí, tia xạ, sốc điện…) Vì xác định hậu xác dễ dàng xác định mối nguy hiểm Để xác định mối nguy hiểm hệ thống thiết bị nhà máy phải chia thành khối công nghệ “Khối công nghệ” nhà phân tích mối nguy hiểm định nghóa hạng mục (major item) thiết bị công nghệ Ví dụ phân xưởng tổng hợp nhựa gồm khối công nghệ: bồn phản ứng, phận kho chứa nguyên vật liệu, phận cấp nhiệt / làm mát… Nguyên nhân: Khi phân tích nguyên nhân gây cố ngành công nghiệp hóa chất, chuyên gia thống kê gồm yếu tố chính: yếu tố vật liệu, yếu tố thiết bị yếu tố người yếu tố hiểu là: • Yếu tố vật liệu: trạng thái vật lý, áp suất hơi, tỷ trọng, độ nhớt, độ độc, giới hạn bốc cháy, điểm bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy, hoạt tính, nồng độ tương đối chất… • Yếu tố thiết bị - Các điều kiện công nghệ (nhiệt độ, áp suất, khối lượng chất, môi trường vận hành…); - Đặc điểm công nghệ hệ thống phụ trợ (làm sạch, thông gió, làm lạnh, cấp nhiệt, phản ứng thoát nhiệt, bình nén); - Xây dựng thiết kế hệ thống (chống cháy nổ, bố trí thiết bị khoảng cách, chống ăn mòn/ xói mòn, chống thảm họa tự nhiên, dư thừa) • Yếu tố người - Các hoạt động liên quan đến vận hành (huấn luyện nhân viên vận hành, bước vận hành soạn thành văn bản, sách liên quan đến vận hành); - Các hoạt động liên quan đến kiểm tra (khoảng thời gian lần kiểm tra, sách hoạt động bảo dưỡng, chương trình xem xét mối nguy hiểm an toàn, quản lý sách thay đổi); - Khả tiếp xúc (tần suất thời gian vận hành, số nhân viên vận hành, số lượng linh kiện thiết bị, kiểu vận hành bất thường) Các phương pháp xác định mối nguy hiểm: Sau hậu cố xác định, nhà phân tích phân tích mối quan hệ hệ thống, công nghệ (yếu tố thiết bị) tính chất hóa chất sử dụng (yếu tố vật liệu) vai trò quản lý hệ thống (yếu tố người) với cố Để phân tích mối quan hệ yếu tố gây mối nguy hiểm, có nhiều phương pháp khác phương pháp liệt kê mối nguy hiểm (Analysis Checklist), Phân tích điều Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 57 kiện công nghệ kết hợp với tính chất vật liệu, phát triển ma trận tương hợp hay kỹ thuật đánh giá mối nguy hiểm… xác định tất mối nguy hiểm nhà máy công nghiệp hóa chất Hiện giới có nhiều phương pháp phân tích mối nguy hiểm Các nhà khoa học tổng hợp phân loại khoảng 62 phương pháp phân tích mối nguy hiểm sử dụng để đánh giá mối nguy hiểm xảy cố nhà máy công nghiệp Trong khuôn khổ báo này, xin giới thiệu số phương pháp đïc sử dụng Quy trình đánh giá nguy gây cháy, nổ hóa chất - Phương pháp liệt kê mối nguy hiểm (Checklist Analysis) thông qua điều tra, khảo sát vấn Công cụ phương pháp phiếu câu hỏi Đây phương pháp dễ sử dụng, sử dụng giai đoạn công nghệ thiết kế sơ bộ, trước xây dựng, bảo dưỡng thay thiết bị… Nhưng phương pháp liệt kê áp dụng giai đoạn ban đầu trình đánh giá để xác định sơ mối nguy hiểm không thay trình xác định mối nguy hiểm, phương pháp sử dụng để xác định sàng lọc mối nguy hiểm Kết sau thực phương pháp liệt kê giúp cho nhà quản lý đưa định 58 cải tiến công nghệ thay đổi bước vận hành - Kỹ thuật phân tích tính chất hóa – lý kết hợp với điều kiện công nghệ phân tích mối quan hệ yếu tố vật liệu yếu tố thiết bị Để phân tích tính chất hóa lý hóa chất, liệu loại hóa chất, điều kiện để công nghệ vận hành nhiệt độ, áp suất, thời gian… phải cập nhật Các điều kiện công nghệ kết hợp với chất sử dụng tạo thành công nghệ tạo mối nguy hiểm làm trầm trọng thêm mối nguy hiểm Bằng việc xem xét điều kiện công nghệ cho phép nhà phân tích loại bỏ số loại hóa chất không gây nguy hiểm, làm giảm đáng kể số lượng đánh giá mối nguy hiểm - Bảng tra tính tương hợp hóa chất công cụ đơn giản để xác định tương hợp thông số cụ thể (bao gồm vật liệu, nguồn lượng, điều kiện môi trường), phương pháp có cấu trúc để xác định mối nguy hiểm hóa chất tiếp xúc với Hình 2: Bảng tra tính tương hợp hóa chất Các ký tự E, H, P… quy định bảng tra tính tương hợp, với ý nghóa hai hóa chất tiếp xúc với gây nổ, giải phóng nhiệt xảy phản ứng trùng hợp mãnh liệt Khi xây dựng bảng tra tính tương hợp, nhà phân tích mở rộng với điều kiện công nghệ bình thường không bình thường, yếu tố thiết bị vật liệu thiết bị, gioăng… Để sử dụng bảng tra tính tương hợp hóa chất, nhà phân tích phải sử dụng liệu hóa chất từ tài liệu MSDS, NFPA Hiệp hội công nghiệp hóa chất Mỹ… hay từ nghiên cứu thực nghiệm xác định tính chất hóa - lý để xây dựng nên - Phương pháp số cháy nổ F&EI (Dow Fire and Explosion Index -F&EI) phương pháp xếp hạng tương đối, sử dụng để đánh giá mối nguy hiểm cháy nổ gắn với khối công nghệ (tập hợp thiết bị có Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 Hình 3: Bảng tra tính tương hợp hóa chất mở rộng chứa vật liệu dễ cháy nổ) Những liệu xem xét phương pháp bao gồm: • Yếu tố vật liệu: - Năng lượng tiềm ẩn hóa chất; - Khối lượng hóa chất nguy hiểm sử dụng khối công nghệ • Yếu tố thiết bị: - Nhiệt độ áp suất khối công nghệ; - Điều kiện vận hành nhà máy, bồn phản ứng… Những liệu xếp thành bốn yếu tố quan trọng để tính toán số cháy, nổ Đó Yếu tố vật liệu, Yếu tố mối nguy hiểm trình chung, Yếu tố mối nguy hiểm trình riêng Yếu tố mối nguy hiểm khối công nghệ Trong số bốn yếu tố đó, Yếu tố vật liệu yếu tố quan trọng thước đo tốc độ giải phóng lượng tiềm tàng vốn có gây cháy nổ trình công nghệ Do thước đo tính dễ cháy NF tính dễ phản ứng NR sử dụng để xác định Yếu tố vật liệu Những liệu để xác định yếu tố vật liệu lấy từ nhiều nguồn MSDS, NFPA, phần mềm hỗ trợ phân tích tính chất hóa lý phần mềm CHETAH Trong trường hợp, hóa chất sử dụng hóa chất hay hỗn hợp chưa nghiên cứu nhiều cần phải xác định thiết bị phân tích thiết bị phân tích nhiệt DSC hay ARC Yếu tố mối nguy hiểm chung thể đặc điểm tiềm gây hậu trình công nghệ tiềm tàng cố xảy Nhóm Yếu tố mối nguy hiểm chung có sáu hạng mục thể độ lớn điểm trừ Các hạng mục bao gồm: - Các phản ứng hóa học thoát nhiệt; - Các trình thu nhiệt; - Sử dụng vận chuyển hóa chất; - Khối công nghệ rào chắn hay nhà; - Đường vào khối công nghệ; - Mương thoát kiểm soát tràn Mỗi hạng mục đánh giá dựa tổng kết thiệt hại xảy thực tế sản xuất Ví dụ hạng mục phản ứng thoát nhiệt, người ta dựa phân loại mức độ thoát nhiệt nhẹ, trung bình, Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 59 mạnh hay mạnh Quy trình đánh giá dẫn loạt phản ứng cụ thể ứng với loại mức độ thoát nhiệt đó, hydro hóa xếp vào loại thoát nhiệt nhẹ có mức điểm trừ 0,3 Yếu tố mối nguy hiểm trình riêng phân loại dựa xác suất xảy cố Việc gán điểm dựa điều kiện chủ yếu dẫn tới cố cháy nổ Trong nhóm yếu tố mối nguy hiểm trình riêng có 12 hạng mục chính, là: - Các chất độc hại; - Áp suất; - Vận hành khoảng gần cháy; - Sự nổ bụi; - Sự hạ áp; - Nhiệt độ thấp; - Lượng vật chất dẫ cháy/không bền; - Sự ăn mòn sói mòn; - Sự rò rỉ mối nối mối hàn; - Sử dụng thiết bị sinh lửa; - Hệ thống trao đổi nhiệt dầu; - Thiết bị quay Tổ hợp ba Yếu tố vật liệu, Yếu tố mối nguy hiểm trình chung, Yếu tố mối nguy hiểm trình riêng số cháy, nổ gán cho khối công nghệ phân tích, mức độ nguy hiểm khối công nghệ Phương pháp số cháy nổ F&EI đánh giá tồn tầm quan trọng mối nguy hiểm cháy, nổ khu vực lớn nhà máy Phương pháp sử dụng kinh nghiệm nhà phân tích đúc kết Cháy nhà máy hóa chất thủ đô Australia nguồn Internet 60 trình cải tiến hệ thống an toàn phòng cháy chữa cháy III Kết nghiên cứu Trong bối cảnh Việt Nam chuyển đổi sang kinh tế thị trường hội nhập với kinh tế khu vực giới, doanh nghiệp vừa nhỏ đóng vai trò quan trọng nhiều mặt kinh tế Bên cạnh đặc thù thuộc mạnh, khối doanh nghiệp có số điểm yếu, là: - Trình độ khoa học công nghệ doanh nghiệp vừa nhỏ nhìn chung thấp, so sánh với nước khu vực; - Cơ sở hạ tầng phục vụ cho khối doanh nghiệp vừa nhỏ nói chung nhiều yếu kém, mặt sản xuất chật hẹp so với nhu cầu đòi hỏi; - Máy móc thiết bị xen lẫn cũ; thiết bị cũ từ năm 1950, thiết bị phải nhập ngoại đặc biệt nhiều sở nhập thiết bị qua sử dụng từ nước phát triển dẫn đến không đồng chất lượng không bảo đảm độ tin cậy hoạt động sản xuất; - Nhiều công ty TNHH, sở sản xuất tư nhân… hoạt động sản xuất theo yêu cầu thị trường nên thường xuyên thay đổi sản phẩm, dẫn đến trình sản xuất thường xuyên thay đổi; - Nhiều chủ doanh nghiệp Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 vừa nhỏ có trình độ học vấn mức thấp, phần lớn doanh nghiệp vừa nhỏ phát triển từ kinh tế hộ gia đình, nhiều doanh nghiệp quản lý yếu theo kiểu quản lý hộ gia đình; - Lao động doanh nghiệp vừa nhỏ thường xuyên biến động, kỹ tay nghề nói chung không cao Chính hạn chế doanh nghiệp vừa nhỏ nêu gây cố đáng tiếc dẫn đến tổn thất người tài sản cho doanh nghiệp Để “Quy trình đánh giá nguy gây cháy, nổ hóa chất” áp dụng doanh nghiệp hoạt động hóa chất vừa nhỏ Việt Nam Quy trình đánh giá phải xây dựng dựa tình hình sản xuất thực tế doanh nghiệp vừa nhỏ Việt Nam, áp dụng nhiều hoạt động hóa chất hoạt động sản xuất có sử dụng hóa chất, trình lưu kho bảo quản hay trình vận chuyển hóa chất 3- Xác định bán kính tiếp xúc xảy cố cháy nổ khối công nghệ đánh giá 4- Thông báo nguy gây cháy nổ khối công nghệ đánh giá đến Ban Giám đốc nhà máy Giúp cho doanh nghiệp quản lý tốt nguy gây cháy, nổ hóa chất kết hợp với điều kiện công nghệ doanh nghiệp Mục đích Quy trình đánh giá là: 1- Xác định bán định lượng mối nguy hiểm gây cháy nổ nhà máy sản xuất (Nguy gây cháy nổ cao, thấp trung bình…) 2- Xác định thiết bị hay khối công nghệ có khả góp phần hay dẫn cố cháy nổ Hình 4: Sơ đồ phân tích đánh giá nguy gây cháy nổ hóa chất Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1&2-2012 61 Quy trình đánh giá thực qua số bước sau: 1- Xác định mục tiêu đánh giá nguy cháy nổ: Giai đoạn thiết kế, bảo dưỡng hay thay đổi khối công nghệ thay đổi nguyên vật liệu… 2- Trả lời phiếu câu hỏi: Dựa vào thông tin ban đầu (Sơ đồ hệ thống, Bản vẽ thiết kế nhà máy Tài liệu hướng dẫn vận hành, Quy trình công nghệ) người đánh giá liệt kê danh mục loại hóa chất – xúc tác sử dụng… kèm theo tính chất hóa-lý (dữ liệu MSDS, NFPA…) xây dựng mô hình phân cấp sản xuất 3- Xác định mối nguy hiểm gây cháy nổ Sử dụng kết hợp kỹ thuật bảng tra tính tương tác hóa chất, phân tích tính chất hóa – lý kết hợp với điều kiện công nghệ để xác định tất mối nguy hiểm gây cháy, nổ Sàng lọc mối nguy hiểm gây cháy, nổ có tiềm tàng nguy cao nhất, tiến hành đánh giá nguy cháy, nổ Tiếp theo mối nguy hiểm gây cháy, nổ có nguy thấp 4- Đánh giá nguy gây cháy nổ - Xác định giá trị NF (St chất dạng bụi), NR, HC, MF số hạng biểu thị khả cháy phản ứng chất 62 - Xác định mối nguy hiểm chung F1; - Xác định mối nguy hiểm riêng F2; - Xác định mối nguy hiểm công nghệ F3; - Xác định điểm số cháy nổ F&EI; - Xác định nguy gây cháy nổ khối công nghệ dựa vào bảng phân loại; - Xác định bán kính tiếp xúc 5- Kết luận khuyến nghị (nếu có) Các khuyến nghị nhằm giúp doanh nghiệp đưa giải pháp ngăn chặn giảm thiểu rủi ro cố cháy nổ xảy IV Kết luận Quy trình đánh giá nguy gây cháy, nổ hóa chất áp dụng số doanh nghiệp thu kết sau: - Đa số quản đốc phân xưởng, nhân viên kỹ thuật hiểu mức độ nguy hiểm loại hóa chất sử dụng, khả gây cháy nổ chúng Nhưng họ chưa xác định mức độ gây cháy nổ hóa chất cao hay thấp - Nhân viên quản lý, cán phụ trách kỹ thuật chưa biết áp dụng phương pháp đánh giá mối nguy hiểm hóa chất môi trường làm việc - Các thông tin hóa chất (tính chất hóa lý) thường nhà sản xuất cung cấp, thiếu nhiều thông tin - Những người hỏi thường né tránh giấu thông tin câu hỏi liên quan đến cố cháy nổ hóa chất xảy nhà máy, điều ảnh hưởng đến việc áp dụng kinh nghiệm để sàng lọc mối nguy hiểm - Tại số doanh nghiệp tồn mối nguy hiểm gây cháy nổ hóa chất TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chương trình điều tra sản xuất sử dụng hoá chất sử dụng ngành kinh tế nước (2003-2005) [2] Tiểu dự án 7.1 “Nghiên cứu hoàn thiện phòng thí nghiệm đánh giá nguy TNLĐ BNN hoá chất độc hại gây sản xuất” thuộc Chương trình Quốc gia BHLĐ, ATVSLĐ [3] Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis (2nd Edition) [4] Dow’ fire & explosion index hazard classification guide, 7th ed, by the American Institute of Chemical Engineers [5] Guidelines for Hazard Evaluation Procedures - With Worked Examples (2nd Edition) Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Soá 1&2-2012 ... cho doanh nghiệp Để ? ?Quy trình đánh giá nguy gây cháy, nổ hóa chất? ?? áp dụng doanh nghiệp hoạt động hóa chất vừa nhỏ Việt Nam Quy trình đánh giá phải xây dựng dựa tình hình sản xuất thực tế doanh... đánh giá nguy cháy, nổ Tiếp theo mối nguy hiểm gây cháy, nổ có nguy thấp 4- Đánh giá nguy gây cháy nổ - Xác định giá trị NF (St chất dạng bụi), NR, HC, MF số hạng biểu thị khả cháy phản ứng chất. .. cháy nổ khối công nghệ đánh giá đến Ban Giám đốc nhà máy Giúp cho doanh nghiệp quản lý tốt nguy gây cháy, nổ hóa chất kết hợp với điều kiện công nghệ doanh nghiệp Mục đích Quy trình đánh giá là: