化工企业电气设备安全全生命周期管理研究*

路昊 熊佳琪 汤骥

（中钢武汉安环院绿世纪安全管理顾问有限公司，武汉 430081）

0 引言

随着中国工业现代化进程不断深化，化工行业迎来了飞速发展的阶段。自2011年以来，中国化学行业的整体营业收入占据世界首位，贡献了过去20年世界化工市场增长的50%。虽然中国的化学工业起步比欧洲晚，但目前中国约有2万多家化工企业，使得化工行业成为了中国近几十年来经济高速增长的重要动力之一。然而化学工业及其快速发展导致化工行业生产事故发生率逐年上升，因此20世纪90年代以来，为了获得规模效益、便捷物料运输交换、统一规划能源的优化使用和企业的集中管理，减少化工事故对城市居民以及其他非化工企业的影响，中国政府相关部门根据实际情况统筹和规划设计了化工园区。虽然化工园区的建立有利于风险的集中管控，但是多事故隐患的空间共存容易引发多米诺效应事故，即单个事故发生后容易导致群发事故的发生，从而引起一系列的次生事故。同时，根据国家化学事故分析报告显示，化工事故中由电气设备引起的事故灾害占总体事故比重较大。这是由于化工电气设备的操作过程复杂，专业化程度高，不确定的危险因素多等制约着化工企业的安全发展。因此应重视化工企业电气设备安全管理，优化企业电气安全管控措施，引导化工企业电气设备的维护与管理朝着自动化、智能化和全寿命周期管理方向发展，提升电气设备的使用寿命和稳定性，以减少事故的发生［1］。

1 化工电气设备安全管理存在的问题

1.1 设备本质安全问题

由于我国化工企业电气设备的发展与应用的时间较短，在化工电气设备的研究设计方面缺乏科学性、合理性以及前瞻性的法规和标准，使得化工电气设备的设计参差不齐，即在隔热、隔湿、绝缘等方面存在着设计缺陷，无法根据企业的具体生产条件进行适配，在使用过程中会造成严重的安全隐患，引发不必要的化工安全事故。并且化工企业在采购化工电气设备时，因其工艺流程的复杂性和多样性，使得所采购的电气生产设备的额定使用电压电流等存在着差异性，这就给变压器、高压箱以及电动机等增加了额外的工作负担，也给电气设备的安装、电力线路的铺设带来了极大的困难。同时，由于电气线路的复杂性和交互性，使得单个线路发生事故时会引起群体性事故的发生，产生多米诺事故效应［2］。

1.2 从业人员职业素质问题

根据国家化学事故分析报告显示，我国超过60%的化工电气事故是由人的不安全行为造成的［3］。这表明化学工业从业人员缺乏对生产线上电气设备的安全认知和必备的专业知识，无法做到正确使用化工电气设备以及科学及时地对电气设备进行养护，并且在日常安全巡检活动中，由于缺乏相应的安全防范意识和操作技术，使得电气设备的安全隐患逐渐累积，最后导致事故的发生。这主要是由于化工行业发展迅速，基础从业人员没有得到专业技能的培养和从业经验的累积，而且大多数从业人员教育水平较低，不了解可能发生的事故情况，同时在枯燥单一的操作过程中存在侥幸心理，低估了工作场所可能存在的安全风险。这些现象在中小型化工企业中尤为突出，尤其在迁入化工园区内时为了节省企业运营成本，没有对员工进行作业环境转变的专业培训，使得整个园区都处于巨大的安全隐患中。

1.3 电气设备作业环境问题

化工企业生产车间的环境较为恶劣，其中高温、潮湿、腐蚀等因素会对电气设备的正常运行产生影响，导致电气设备的工作线路以及工作内部元件出现故障，造成电气设备的使用效率降低，更严重的如线路老化、短路以及断路等会发生工作人员触电、电火花爆炸等重大安全事故［4］。同时，由于化工企业生产过程中的各种化学品都是易燃易爆属性的危险化学品，在储藏运输不当的情况下与故障线路和破损元件接触后，极易引发安全生产事故，损害企业的正常效益，造成人员伤亡，严重的还会出现多米诺效应事故，造成群体性事故的发生。而且电气设备要注意静电、雷暴等因素的影响，但是部分企业为了缩减成本，对防护装置的投入不充足，使得企业整体防电防雷系统过于简陋，无法提供必要的安全防护，导致电气设备的危险性大大增加。

1.4 电气设备安全管理问题

化工生产车间作业环境复杂，危险因素动态变化性大，使得安全管理人员无法进行完整的安全管理档案记录，无法及时掌握电气设备及元件的使用寿命、故障隐患等问题。而且化工电气设备的检修、维护、安全检查评估需要非常专业的职业素养，若安全管理人员对电气设备的日常使用缺乏了解，在一些细小的问题上就无法给予专业化的处理建议，使得安全管理工作无法坚决严格实施，也就造成了安全监管人员在面对化工电气设备的日常安全检查时走马观花，无法真正进行安全隐患排查，导致危险因素逐日壮大，最后无法及时有效遏制事故的发生。

2 化工电气事故频发原因分析

2.1 化工安全水平的提高与我国化学工业的快速发展不相适应

近几十年来，我国颁布了一系列法律法规和标准规范，以改进化工企业的生产安全环境，从而预防化学事故的发生。然而，由于我国在化工安全方面的理论和实践经验不足以支撑相应法规的建设和体系的完善，尽管在安全立法、行政管理等方面做出了诸多努力，但与欧洲等发达国家的安全政策之间仍存在差距。我国在2018年成立应急管理部，在内部设立了危险化学品安全监督管理司对化工企业进行统筹管理，并持续推进了诸多化工安全整治计划和行动，但由于化工企业安全管理存在的问题已延续多年，导致相应的法规和规范在短期内无法细致深入到化工生产的方方面面，同时，相应的法规和规范往往是在一次或者多次严重事故发生后才进行颁布，对安全生产的管理意识还未从事后处理转变为事前预防。

2.2 安全管理体系参与不足

一套完整的电气设备管理体系需要实行电力系统及设备从规划、设计、选型、制造、购买、安装、使用、维护、修理、改造、更新直至报废的全过程管理［5］。这就需要安全管理人员参与到整个过程中，对安全管理人员的专业素养和职业技能有着很高的要求。而企业为了获取更多的利益，若在电气设备管理体系中偷工减料，一旦安全管理无法覆盖电气设备的全过程管理，就会遗漏安全隐患，导致其日益壮大。若需要安全工作人员全程参与，就需要更多的安全管理人员，这也会增加企业的运营成本，所以企业也就更加不愿意在此投入更多成本。同时，由于安全管理的缺失，也导致了安全监管部门缺乏参与到企业电气设备安全管理的媒介，增加了企业发生事故的可能性。

2.3 安全管理机制研究不全面

当前关于电气设备安全管理的研究主要集中在设备安全技术的设计和应用上，着重于设备本身对事故的防范，即设备的本质安全［6］，但是忽略了设备生产的主体使用者在生产过程中的影响因素和重要程度。在涉及化工电气设备的化工事故中，我国与发达国家相比通常会造成更多的人员伤亡。这是因为我国的化工企业不仅对GDP贡献很大，而且还提供了相当数量的就业机会，使得我国化工企业的平均工人人数远远超过欧洲或北美，但是设备的使用设计却忽略了设备操作人员的使用感受、操作习惯以及心理状态，因此一旦发生化工安全事故，就会导致更多人员的伤亡。

3 解决措施和方案

3.1 优化安全管理措施

为了全面提高化工电气设备的安全性，根据化工企业电气运行现状，合理规划和实施电气设备安全管理措施，提高电气安全管理技术，安全管理措施的优化主要包括3点：

1）坚决落实安全检查表法，在检查过程中应与实际操作人员组成巡检小组，进行换岗交互检查。借助操作人员的专业技能，全面细致地对化工企业的电气设备进行检查，掌握设备的实际运行过程、日常管理维护以及设备自身状态等影响因素，及时发现电气设备操作的安全隐患，并进行对应的维修与停工整改［7］。

2）安全管理人员应及时走访了解操作人员在设备使用中存在的问题，对可能存在的不利环节进行预先危险分析，对设备操作准备前、操作过程中以及操作维护后整个运行周期采取全方位风险分析。同时与专业技术人员相互配合设计出科学、合理、配套的应急处理方案，并严格落实执行，从而提高化工电气设备的安全性和可靠性。

3）根据设备属性和影响因素构建化工电气设备信息化安全管理体系，对正在运行的化工电气设备进行科学化、细致化、动态化、标准化的安全管理。设置不同模块的管理措施和管理等级，对安全管理人员实施任务分配规范化，优化电气安全管理体系，如图1所示。

3.2 提高员工的职业技能素养

为提高电气设备操作人员和电气安全管理人员的职业能力，应实行二者联合的电气安全培训。通过联合培训教育，在对安全管理人员进行电气安全管理能力培训的同时，结合电气设备专业知识和详细操作的培训，使得安全管理人员可以更加深入地对电气系统进行安全管理，避免不懂装懂、走马观花式的安全巡检和管理。对电气设备操作人员除了进行专业知识和操作能力的培养，还应通过安全培训提高操作人员的安全防护意识，从而更好地配合管理人员落实安全管理措施和应急处置方案，并在紧急的应急救援中有效利用黄金处置时间。同时应开展安全管理理念的画本宣传、安全知识有奖竞答以及安全教育团建等各种趣味性的企业活动，塑造企业的安全文化，营造良好的安全生产氛围，从而提高工作人员的责任心、自觉性和职业素养。

3.3 优化化工电气设备工作环境

化工企业生产车间作业环境复杂，存在高温、潮湿、粉尘、静电以及化学危险品等诸多影响电气设备作业状态和使用寿命的因素［8］。为了提高化工车间的安全性以及化工电气设备的使用寿命，应对各个因素采取对应的控制措施，降低安全隐患。

1）应控制生产车间的温度和湿度，通过温湿度计实时监控车间的温湿度，并对电气设备进行高温保护和除湿措施，避免内部元件和线路出现老化和腐蚀现象，合理安排管理人员进行巡查，保证相关措施落实到位。

2）大量的粉尘会使得电气设备的安全运行出现障碍，影响发动机、变压器等的散热和通风功效，并且车间中的粉尘大多数都是易燃易爆的废弃物，极易发生危险，因此应及时做好粉尘清除工作，保障生产车间的安全。

3）由于电气设备涉及大量的电路，因此要配备防雷防电装置，科学合理安装避雷和静电保护装置，避免电气设备的永久性损坏和事故的发生。

3.4 设备安全数字化管控平台

随着化工企业不断向大型化、系统化发展，企业内电气设备的管理趋于复杂，安全管理体系不断完善，传统的管理模式对于安全管理人员的素质与技能的要求也在不断提高，全生命周期安全管理需要投入更多的安全管理人员，势必对企业造成沉重负担。结合目前物联网、5G通讯、传感器、大数据等技术的成熟，建设设备安全数字化管控平台成为化工企业未来安全管理的必然选择。重点包括：

1）运用成熟的监测、监控技术，全面推进电气设备状态远程、无人监控。

2）构建电气设备安全管理系统内全要素、全过程标准体系。以传统的完整安全管理体系为基础，通过通讯规约建立统一的数据管理中心，实现系统内安全管理信息数据规范化、标准化，解决信息回馈收集、离散存放、信息孤岛等问题。

3）构建监测预警及远程会诊体系［9］。通过汇总数据管理中心的多元信息，在数据挖掘基础上，运用人工智能算法，建立早期预警模型，结合专家远程在线会诊，全面提升风险管控水平和效率。

4 结语

在当前的化工生产工艺中，电气设备的应用越来越广泛。随着电气设备的不断投入使用，极大提高了化工企业的生产效率和质量，但同时也给企业的安全带来了极大的不稳定性。本文通过对化工企业电气设备的安全问题进行研究，从人、机、环3个方面对化工电气设备安全管理进行剖析，分析归纳出化工企业在电气设备本身、从业人员、作业环境以及电气安全管理等方面存在的现实性问题。为了避免化工企业电气事故，本文提出了优化管理措施、员工素质教育培养、塑造企业安全文化、改善电气设备作业环境和构建安全数字化管控平台等措施。