王嚴李琳
(1.青海省西寧市公安消防支隊;
2.青海師范大學, 青海 西寧 810000)
某多晶硅生產企業重大危險源辨識與分級
王嚴1李琳2
(1.青海省西寧市公安消防支隊;
2.青海師范大學, 青海 西寧 810000)
本文選定青海某多晶硅生產企業作為研究對象,分析該企業多晶硅的生產工藝與流程,計算氫氣、三氯氫硅、液氯等危險化學品的儲存量,進行重大危險源的辨識和分級,確認該企業構成危險化學品重大危險源級別,為多晶硅生產企業在進行安全生產方面提供一定的理論依據,并能夠使得安全生產監督管理部門獲得一定的依據和指導。
多晶硅生產企業;重大危險源;辨識;分級
青海是中國太陽能最為豐富的地區之一,日照時間長,年總輻射量達每平方米5800兆焦至7400兆焦。同時,青海有可用于光伏發電的荒漠化土地10萬平方公里,被認為是發展新能源產業的理想之地。多晶硅是硅產品產業鏈中的一個非常重要的中間產品,是光伏產業的基石,是制造太陽能電池及高純硅的主要原料,是信息產業和新能源產業最基礎的原料。多晶硅生產過程中的主要物料大多為危險化學品,工藝流程中易發生火災、爆炸、中毒等事故,有著極大的安全隱患。2013年8月23日,韓國某工廠因帶有毒性的三氯氫硅泄漏而引發火災、爆炸,造成一位工人受傷,而這也是這家公司一年半之內第三次發生事故,讓當地市民陷入了恐慌。因此,科學的對多晶硅生產企業中的危險化學品進行摸排,確定重大危險源并進行分級對后期企業事故預防、控制、應急救援和減少事故損失等有重大意義。
目前,多晶硅生產企業大多采用改良西門子工藝技術。其生產工序主要包括:氫氣制備與凈化處理、液氯儲存及氣化工序、氯化氫合成工序、三氯氫硅合成工序、合成氣干法分離、三氯氫硅還原、四氯化硅氫化、干法回收工序,主要涉及到的危險化學品為氫氣、液氯、三氯氫硅、四氯化硅等物質。
2.1 辨識依據、方法
中國危險源辨識現所依據的最新標準是《危險化學品重大危險源辨識》GB18218-2014。重大危險源的辨識方法如圖1所示:

式中:q1,q2,…qn為所有危險化學品具體含量,噸;Q1,Q2,…Qn為所有危險化學品相對的含量,噸。
2.2 重大危險源辨識
以青海某大型多晶硅生產企業為例,進行重大危險源辨識。該企業是專門從事多晶硅及三氯氫硅、四氯化硅等產品的研發、生產和銷售的公司。其多晶硅項目分期建設,一、二期工程多晶硅產能5000t/a,三期多晶硅多晶硅產能7000t/a,累計年產能12000噸。

圖1 重大危險源的辨識方法
(1)辨識單元劃分
因一二期與三期其生產過程相對獨立且其空間位置也相對獨立,故將一二期作為1個辨識單元,三期西側作為1個辨識單元,三期北側作為1個辨識單元。
(2)危險化學品儲存情況
該企業一期存有400m3氫氣球儲罐共2臺,最高儲存壓力1.0MPa;50m3氫氣緩沖罐2臺,最高儲存壓力0.5MPa。一期、二期存有三氯氫硅儲罐9個,每罐存量為300m3,實際存量2700m3;四氯化硅儲罐10個,每罐存量為300m3,實際存量3000m3。三期西側存有三氯氫硅儲罐2個,每罐存量為300m3,實際存量600m3;四氯化硅儲罐8個,每罐存量為300m3,實際存量2400m3。三期北側存有三氯氫硅儲罐2個,每罐存量為300m3,實際存量600m3;四氯化硅儲罐6個,每罐存量為300m3,實際存量1800m3。此外,一期建筑單元內液氯庫房存有液氯鋼瓶,共計50個,每個存儲1噸液氯,共計50噸。

表1 某多晶硅生產企業廠區氫氣儲量表

表2 某多晶硅生產企業廠區中間儲罐區儲量表
(3)重大危險源辨識結果
通過前期現場查勘和《危險化學品重大危險源辨識》GB18218-2014中規定的臨界量的取值,可得到下面的兩個表。

表3 一、二期危險化學品臨界量與實際儲量表

表4 三期西側、北側危險化學品臨界量與實際儲量表
然后根據公式(1),得:
一二期: 50/5+4440/200+3645/200=50.425>1
三期西側:3552/200+810/200=21.81>1
三期北側:2664/200+810/200=17.37>1
由上面計算可知,一二期和三期西、北兩側的危險化學品儲罐均屬于重大危險源。
2.3 重大危險源分級
重大危險源的危險性分級,目前國際國內通用的做法是以辨識單元固有危險性大小作為分級的依據,分級的目的是方便有關部門進行分級控制。按照重大危險源的種類和能源在意外狀態下可能發生事故的最嚴重后果,重大危險源可分為一級、二級、三級和四級,一級為最高級別。
(1)分級指標R的計算方法

而且,q1,q2,...,qn是所以危險化學品的具體含量,噸;Q1,Q2,...,Qn也就是所有危險化學品相對的含量,噸;β1, β2,...,βn也就是所有危險化學品校對系數;α是特定危險化學品加工制作區域爆率人群的校對系數;β是有害氣體校對系數。
(2)校正系數β的取值。不同種類的危險化學品,校正系數β值不同。具體數值見下表:

表5 校正系數β取值表

表6 校正系數 取值表
(3)校正系數α的取值。校正系數α值和距廠區邊界500米范圍內的常住人口數量相關,關系如下表所示。該企業周邊500米范圍內有某社區,村民數約達到680余人。故:取α=2。

表7 校正系數α取值表
(文章題目:某多晶硅生產企業重大危險源辨識與分級)
(4)分級結果。通過進行計算和分析,對于所有危險品所具有的危險級別進行明確具體的界定。