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火災爆炸風險控制

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火災爆炸風險控制
一、火災爆炸危險物質燃爆特性
二、火災爆炸危險辨識 
三、火災爆炸風險評價 
四、火災爆炸危險控制 
五、天然氣系統、氫氣系統、燃油系統防火                   防爆措施
一、火災爆炸危險物質燃爆特性
1.1  爆炸:是物質在瞬間以機械功的形式釋放出大量氣體和能量 的現象 。由于物質狀態的急劇變化,爆炸發生時會使壓力猛烈增高并產生巨大的聲響.
爆炸現象具有:爆炸過程進行得很快、爆炸點附近壓力急劇升高，產生沖擊波、發出或大或小的響聲、周圍介質發生震動或鄰近物質
遭受破壞等特征。
1.2火災: 由于失火造成的災害。     燃燒的三要素：              引火源                 可燃物                 助燃劑
(1)火災發展過程
醞釀期；
發展期；
全盛期；
衰滅期。
(2)影響火災變化的因素
可燃物的性質；
可燃物的數量；
空氣流量；
備注：3
備注：在醞釀期，只有起火部位及其周圍可燃物著火燃燒。它的特點是，火災僅僅限于初始起火點附近；溫度差別大，在燃燒區域及其附近存在高溫，其他地方仍為常溫；火災發展速度較慢，火勢不穩定。
在醞釀期的最后，火勢趨于穩定，火災范圍開始迅速擴大，直到在一定范圍內的可燃物表面部分都卷入火災之中。這是發展期。

火災分類(GB/T4968-2008)
按可燃物的類型和燃燒特性分類
        A類火災---固體物質火災(這種物質通常具有有機物性質,一般在燃燒時能產生灼熱的余燼.)        
        B類火災---液體或可熔化的固體物質火災.  
       C類火災---氣體火災 .
       D類火災---金屬火災 .
       E類火災---帶電火災. 物體帶電燃燒的火災.
       F類火災---烹飪器具內的烹飪物(如動植物油脂)火災.
1.3 閃點:在規定的試驗條件下，液體揮發的蒸氣與空氣形成的混合物，遇火源能夠閃燃的液體最低溫度（采用閉杯法測定）。   閃點越低，火災爆炸危險性越大。  
1.4  引燃溫度:按照標準試驗方法引燃爆炸性混合物的最低溫度，也稱自燃溫度。
1.5爆炸極限:     爆炸下限和爆炸上限之間的濃度范圍。

爆炸下限:可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發生爆炸的最低濃度（可燃蒸氣、氣體的濃度，按體積比計算）。爆炸下限越低，爆炸危險區域的范圍就越大。LEL

爆炸上限:可燃的蒸氣、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發生爆炸的最高濃度（可燃蒸氣、氣體的濃度，按體積比計算）
1.6   相對密度： 
相對密度(以空氣為1)大，爆炸危險區域的水平范圍也將增大。為了劃分范圍， 《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB50058），將相對密度在0．75以上的氣體或蒸氣
視為比空氣重的物質。
(1)《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)中，將生產的火災危險性分為：甲、乙、丙、丁、戊5類：
1.7  生產的火災危險性分類
生產類別	使用或產生下列物質生產的火災危險性特征
甲	1.閃點＜28℃的液體；
2.爆炸下限＜10%的氣體；氫氣站乙炔站
3.常溫下能自行分解或在空氣中氧化能導致迅速自燃或爆炸的物質；硝化棉廠房、黃磷制備廠
4.常溫下受到水或空氣中水蒸汽的作用，能產生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質；金屬鈉
5.遇酸、受熱、撞擊、摩擦、催化以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑；氯酸鈉，過氧化鈉
6.受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質；赤磷
7.在密閉設備內操作溫度大于等于物質本身自燃點的生產。
生產類別	使用或產生下列物質生產的火災危險性特征
乙	1.閃點≥28℃且＜60℃的液體；
2.爆炸下限≥10%的氣體；一氧化碳 氨壓縮機室
3.不屬于甲類的氧化劑；高錳酸鉀廠房
4.不屬于甲類的化學易燃危險固體；硫磺回收廠
5.助燃氣體；氧氣站 空分廠
6.能與空氣形成爆炸性混合物的浮游狀態的粉塵、纖維、閃點≥60℃的液體霧滴。(煤粉廠房 鋁粉 活性炭 金屬制品的拋光  面粉廠的碾磨)
丙	1.閃點≥60℃的液體；
2.可燃固體。 木工廠房、谷物、卷煙
丁	1.對不燃燒物質進行加工，并在高溫或熔化狀態下經常產生強輻射熱、火花或火焰的生產；金屬冶煉 鑄造 熱處理
2.利用氣體、液體、固體作為燃料或將氣體、液體進行燃燒作其它用的各種生產；鍋爐房 
3.常溫下使用或加工難燃燒物質的生產。
戊	常溫下使用或加工不燃燒物質的生產。制磚 、石棉、卷揚機室
按《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-2008），將火災危險性物質分為3類：
    a、可燃氣體;
    b、液化烴、可燃液體;
    c、可燃固體;
危險物質燃爆特性舉例（1） 
物質名稱	火災危險類別	引燃溫度（℃）	閃點
（℃）	爆炸極限（V%）
氫氣	甲類	560		4～75
輕柴油	乙類	257	≥55	
天然氣	甲類	538	-118	5.3~15.0
潤滑油 	丙類	＞300 	≥120 	
聯氨  	乙類	33	37.8	4.7~100
危險物質燃爆特性舉例（2）
物質名稱	火災危險類別	引燃溫度（℃）	閃點
（℃）	爆炸極限（V%）
乙炔氣 	甲類	305		2.1～80
氨	乙類	630		15.7～27.4
氧氣	乙類	助燃		
煤 	丙類	400		煙煤爆炸下限49~68g/m3
《輕柴油》GB252-2000
       依據《爆炸性環境第1部分：設備    通用要求》（GB3836.1-2010）
1.8   爆炸和火災危險環境防爆電氣
爆炸性環境用電氣設備分為
Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類
Ⅰ類：電氣設備用于煤礦瓦斯氣體環境。
Ⅱ類：電氣設備用于除煤礦瓦斯氣體之外的其他爆炸性氣體環境。按照其擬使用的爆炸性環境的種類可進一步再分類。
ⅡA ：代表性氣體是丙烷；
ⅡB ：代表性氣體是乙烯；
ⅡC ：代表性氣體是氫氣。
Ⅲ類電氣設備用于除煤礦以外的爆炸性粉塵環境。
Ⅲ類電氣設備按照其擬使用的爆炸性粉塵環境的特性可進一步再分類。
Ⅲ A 類：可燃性飛絮；
Ⅲ B 類：非導電性粉塵；
Ⅲ C 類：導電性粉塵。
(1) 防爆電氣設備類型和標志
防爆設備類型	說明	標志符號
增安型	正常運行不產生電火花、電弧和危險溫度的電氣設備	e
隔爆型	外殼能承受爆炸壓力，能阻止爆炸火焰傳播到外殼的電氣設備	d
充油型	將帶電部分浸在絕緣油里	o
充砂型	將帶電部分用沙子填充	q
正壓型	不斷通入新鮮風流或惰性氣體	p
本質安全型	使其產生的電流小于最小引爆電流	ia,ib
無火花型	內部和外殼都不產生火花	n
特殊型	進行特殊處理，如澆注環氧樹脂	s
電氣設備的防爆標志舉例如下：
 Ⅱ類隔爆型B級T3組：dⅡBT3。
Ⅱ類本質安全型ia等級A級T5組：iaⅡAT5。

煤礦瓦斯隔爆外殼型:ExdⅠMb 或  ExdbⅠ

氫氣: ExdⅡC T1
乙炔: ExdⅡCT2
天然氣: ExdⅡAT1
氨: ExdⅡAT1
辨識與各項業務活動有關的所有燃爆危險物質燃爆特性。
天然氣、氫氣、輕柴油、潤滑油、氨

二、火災爆炸危險源辨識

2.1危險源辨識
    是確定燃爆危險因素的存在及其風險程度的過程 
(2) 辨識與各項業務活動有關的所有燃爆危險源。考慮燃爆危險發生的可能。
三種狀態，
三種時態，

三種狀態                      
正常狀態；
異常狀態；
緊急狀態。
三種時態
過去時；
現在時；
將來時。
火災爆炸危險辨識基本步驟 
劃分作業活動
辨識危險源
評價風險
是否為不可容許的風險
確定風險控制措施
評審風險控制措施的充分性
失控:各種不安全因素導致燃爆危險物質約束或限制失效
主要原因：
              
               — 人員的不安全行為
                    — 機物的不安全狀態
                    — 環境的不安全條件         
                         管理因素

(GB/T13861-2009生產過程危險和有害因素分類與代碼)
建（構）筑物生產的火災危險性類別和耐火等級 
序號	建筑物、構筑物名稱 	火災危險性類別 	耐火等級 
1	供氫站及供氫輸氣管網設施 	甲類 	二級 
2	柴油罐區及泵房 	丙類	二級
3	柴油發電機房 	丙類	二級
4	屋內配電裝置樓（內有每臺充油量＞60kg的設備） 	丙類	二級
5	屋外配電裝置（內有含油電氣設備） 	丁類	二級
6	天然氣調壓站、燃機前置模塊 	甲類	二級
7	燃氣輪機或聯合循環發電機組(房) 	丁類	二級
8	液氨儲罐區 	乙類	二級
2.4生產過程中存在的主要燃爆危險因素(例)
天然氣系統：調壓站、前置模塊、輸氣管道、燃氣機
氫氣系統：供氫站、輸氣管網、氫冷發電機
燃油系統：柴油罐區、油泵房、輸油管道
潤滑油系統：儲油箱、輸油管道
國家職業安全衛生管理體系認證中心（北京）
國家職業安全衛生管理體系審核員培訓課程-2000
三、   風險評價
3.1  風險評價方法分類
 定性評價
 半定量評價
 定量評價
定性評價:根據經驗和直觀判斷能力進行定性的分析,評價結論是一些定性指標.
定量評價:根據大量實驗結果、檢測數據、事故統計數據、數學模型等進行計算,評價結果是一些定量指標.
半定量評價:有定性分析也有一些計算.
3.2 風險評價方法簡介
EST管道風險評價法 
火災、爆炸事故后果評價
作業條件危險性評價（LEC）
故障類型及影響分析（FMEA）
危險指數方法(RR)
定量風險評價(QRA)
DOW 火災、爆炸危險指數法
危險可操作性研究（HAZOP）
預先危險分析（PHA）

可能性          嚴重度	嚴重傷害	傷害	輕微傷害
可能	不可承受風險	重大風險	中度風險
不可能	重大風險	中度風險	可接受風險
極不可能	中度風險	可接受風險	可忽視風險
事故可能性與嚴重度的風險評價分級
作業條件危險性評價方法（D=LEC）
事故發生可能性（L）
事故后果嚴重度（C）
危險暴露頻度
（E）
危險性等級
（D）
可能性	L值
完全可以預料
相當可能
可能但不經常

可能性小，完全意外

很不可能，可以設想

很不可能

實際不可能	10
6
3

0.5

0.2

0.1
嚴重度	C值
大災難，多人死亡，嚴重財產損失
災難，數人死亡，很大財產損失
很嚴重，一人死亡，一定財產損失
嚴重，重傷，較小財產損失
重大，致殘，很小財產損失
引人注目，不利于基本安全衛生要求	100

1
暴露頻度	E值
連續

每天工作時間內

每周一次或偶然

每月一次

每年幾次

非常罕見	10

0.5
等級
與應對	D值
極其危險，不能繼續作業

高度危險，需立即整改

顯著危險，需要整改

一般危險，需要注意

稍有危險，可以接受	＞320

160-320

70-160

20-70

＜20

X 
X 
＝ 
3.3  爆炸危險度
爆炸危險度=爆炸上限-爆炸下限/爆炸下限
四、火災爆炸風險控制4.1安全生產法第三條:安全生產方針安全第一、預防為主
4.2 風險控制對策措施的制定原則
應滿足法律法規的要求；
當其與經濟效益發生矛盾時，應優先考慮安全生產的要求，其次考慮經濟效益；
應按消除危害、預防事故、減弱風險、隔離危害、使用連鎖裝置和警告的順序；
應具有針對性、可操作性和經濟合理性。
備注：32
備注：I消除危害。通過合理的設計盡可能從根本上消除危險有害因素。比如在生產過程中用無害物質代替有害物質。
預防事故。當消除危險有害因素有困難的時候，可以采取預防性技術措施，預防事故發生。比如安全閥，電流熔斷器。
減弱風險。在無法消除危害，事故又難以預防的情況下，可以采取減少危險有害因素的措施。比如生產中以低毒性物質代替高毒性物質，安全電壓。
在無法消除危害，預防事故、減弱風險時，應該把人員與危險有害因素隔開，比如遙控作業，防護屏。此外，還要注意把不能共存的物質分開。
當操作失誤或設備運行處于危險狀態時，應該通過連鎖裝置避免事故發生。
在容易發生故障和危險性較大的地方，應該配置醒目的安全色，安全標志，或者是報警裝置。

(1)預防火災的基本原則
嚴格控制火源；
監視醞釀期特征；
采用耐火材料；
阻止火焰的蔓延；
限制火災可能發展的規模；
組織訓練消防隊伍；
配備相應的消防器材。
(2)預防爆炸的基本原則
防止爆炸性混合物的形成；
嚴格控制著火源；
燃爆開始就及時泄壓；
切斷爆炸傳播途徑；
減弱爆炸壓力和沖擊波對人員、設備和建筑的損壞(安全距離)；
檢測報警。
備注：33
備注：對于防火，首先防止可燃物質、助燃物質和引火源同時存在。對于防爆，就是防止出現可燃物質與助燃物質形成的爆炸性混合物與引火源同時存在。
然后是一旦發生火災，爆炸事故，切斷火災爆炸的傳播途徑并及時泄壓，防止事故蔓廷。
、最后消防是減少損失。

4.3防火防爆措施
1、采用耐火設計和防爆設計
2、控制著火源和引爆源
3、采用防火分隔（安全距離）或防爆卸壓
4、防止可燃物和爆炸危險性物質積聚
5、采用防火、防爆安全裝置
6、隔斷氧氣供應、切斷爆炸渠道
7、減小火災和爆炸的規模
(1)防火分隔
       防火墻---要求
不燃燒體，耐火極限不應低于3h；
應直接砌筑在基礎上或框架結構的框架上；
防火墻內不應設置排氣道；
不應開設門、窗洞口；
可燃氣體和甲乙丙液體的管道嚴禁穿過防火墻，其他管道必須穿過時，應用防火封堵材料將管道四周縫隙填塞緊密。
  防火門
防火門是一種活動的防火分隔物，應有自閉功能裝置,防火門內外兩側應能手動開啟；
耐火極限甲級防火門的耐火極限不低于1.20h，乙級不低于0.90h，丙級不低于0.60h；
常開防火門應能在火災時自行關閉，并應有信號反饋的功能。
防火卷簾
防火分區采用防火卷簾分隔時,防火卷簾的耐火極限不應低于3.00h。
(2)廠房的防火間距(m)
名稱	名稱	甲
類
廠
房	單層、
多層乙
類廠房
（倉庫）	單層、多層丙、丁、戊類廠房（倉庫）	單層、多層丙、丁、戊類廠房（倉庫）	單層、多層丙、丁、戊類廠房（倉庫）
名稱	名稱	甲
類
廠
房	單層、
多層乙
類廠房
（倉庫）	一、二級
耐火等級	三級
耐火等級	四級
耐火等級
甲類廠房	甲類廠房	12	12	12	14	16
單層、多層乙類廠房	單層、多層乙類廠房	12	10	10	12	14
單層、多
層丙、丁
類廠房耐
火等級	一、二級	12	10	10	12	14
單層、多
層丙、丁
類廠房耐
火等級	三級	14	12	12	14	16
單層、多
層丙、丁
類廠房耐
火等級	四級	16	14	14	16	18
     
  
備注：37
     甲類廠房與重要公共建筑之間的防火間距不應小于50m ，與明火或散發火花地點之間的防火間距不應小于30m 。  
甲類廠房與鐵路、道路等的防火間距（m）GB50016-2006
名稱	廠外鐵路線中心線	廠內鐵路線中心線	廠外道路路邊	廠內道路路邊	廠內道路路邊
名稱	廠外鐵路線中心線	廠內鐵路線中心線	廠外道路路邊	主要	次要
甲類廠房	30	20	15	10	5
備注：38
甲類廠房、甲類倉庫，可燃材料堆垛，甲、乙類液體儲罐，液化石油氣儲罐，可燃、助燃氣體儲罐與架空電力線的最近水平距離不應小于電桿（塔）高度的1.5 倍，丙類液體儲罐與架空電力線的最近水平距離不應小于電桿（塔）高度的1.2 倍。35kV 以上的架空電力線與單罐容積大于200m3 或總容積大于1000m3 的液化石油氣儲罐（區）的最近水平距離不應小于40m，當儲罐為地下直埋式時，架空電力線與儲罐的最近水平距離可減小50%。 
(3)防爆泄壓裝置
有爆炸危險的甲、乙類廠房應設置泄壓裝置；
泄壓裝置應用輕質材料，可設于屋頂、窗、門；
泄壓面積/廠房體積（防爆泄壓比值）采用0.03～0.25m2/m3；
泄壓部位應布置在靠近易發生爆炸部位，并避開人員較多和主要通道等場所。
備注：40
4.4 設備防火、防爆安全裝置
(1)阻火裝置
安全液封----防止火焰、爆炸波通過的水封井；
阻火器
單向閥(止逆閥、止回閥)---允許可燃物向一個方向流動
(2)泄壓裝置
安全閥
爆炸片(防爆膜、泄壓膜)
(3)指示裝置
壓力表
溫度計
液位計
計量計
備注：41
備注：安全液封可以-防止火焰、爆炸波通過，如水封井設置在有可燃氣體、易燃液體蒸氣或油污的污水管網上，用以防止燃燒或爆炸沿污水管網蔓延。
阻火器可以防止火焰延燒通過；他的滅火作用是根據火焰在管中傳播的速度隨著管徑的減少而降低，并且管徑減少后火焰通過時熱損失也增加，最后使火焰熄滅。一般安裝在燃燒室、易燃液體或可燃氣體容器及管道放空管末端。
單向閥只允許流體向一個方向流動。遇有回流時就自動關閉，這樣就可以防止回火。
安全閥的作用主要是排放泄壓，當受壓設備內部壓力超過設定值時，安全閥自動開啟，把設備內的介質迅速排放出去，壓力降低至正常值后又自動關閉---防止設備和容器壓力過高而爆炸；它還有個作用就是可以報警，安全閥開啟后向外排放介質時，會產生較大的噪音。
爆破片一般設置在設備內物料可能發生異常反應的場合，當設備內壓力超過設定壓強時自動破裂，以保護設備、設施免造破壞。他的特點是放出物料多，泄壓快，構造簡單。
4.5 預防形成爆炸性混合物
(1)設備密閉
(2)廠房通風
(3)惰性氣體保護
(4)以不燃溶劑代替可燃溶劑
(5)危險物品貯存管理
備注：42
備注：為防止易燃氣體、蒸氣和可燃性粉塵與空氣形成爆炸性混合物，就要使設備密閉。對于正壓或負壓操作的設備更應如此。正壓設備要防止氣體或粉塵逸出，負壓則要防止空氣進入。方法有少用法蘭連接，使用無縫鋼管等。
盡管設備密閉很好，但總會有部分蒸氣、氣體或粉塵泄漏，在生產中往往借助于通風來降低空氣中可燃物的含量。
比較常用是氮，還有二氧化碳、水蒸氣等。用于易燃固體的粉碎、輸送，裝置貯罐備用氮氣，停車檢修時吹掃。
爆炸物品不準與任何其他種類物品共存，必須單獨隔離貯存
易燃液體不準與其他種類物品共存
易燃氣體除惰性不燃氣體外，不準與其他種類物品共存
惰性氣體除易燃氣體、助燃氣體、氧化劑和有毒物品外，不準與其他種類物品共存
助燃氣體除惰性不燃氣體和有毒物品外，不準與其他物品共存
遇水或空氣能自燃物品不準與其他種類物品共存
易燃固體不準與其他種類物品共存
氧化劑除惰性氣體外，不準與其他種類物品共存
能引起燃燒的物品(硝酸)不準與其他種類物品共存
有毒物品除惰性氣體外，不準與其他種類物品共存

4.6 控制著火源
(1)明火管理
(2)防治摩擦和撞擊
(3)防電氣設備打火(防爆電氣)
(4)防止靜電放電
(5)防雷電
備注：43
備注：明火主要指生產過程中的加熱用火、維修用火及其他火源。加熱易燃液體時應該盡量避免采用明火，采用蒸汽、電熱等方式。
在有火災爆炸危險的裝置附近，應該盡量避免動火作業，最好將要檢修的設備拆卸到安全地點修理。大修時，應用惰性氣體徹底轉換系統內的燃爆物質。汽車等的排氣管可能噴火也要注意。
機器的轉動部分缺潤滑油，磨擦發熱 可能會引起火災；金屬零件進到粉碎機、反應器等設備里，也可能由于撞擊起火；管道或壓力容器泄漏時，液體或氣體噴射磨擦也可能引起火災。
撞擊和磨擦的兩部分采用不同的金屬就不容易產生火花。防爆生產廠房應禁止穿帶釘子的鞋，地面鋪設不產生火花的軟質材料。
把非防爆電氣設備安全在爆炸危險場以外或者隔離開。在爆炸危險場所內，盡量少用攜帶式電氣設備。
液體或固體物料在管道中流動會產生靜電，人走動也會產生靜電。靜電放電可能引起火災甚至爆炸。控制的方法有，控制輸送速度，管道光滑，靜電接地連接，抗靜電添加劑，人穿防靜電鞋、防靜電工作服等。
4.7 安全管理措施
安全管理措施一般包括：
1.建立建全安全管理機構及制定各級人員的安全生產責任制；(其他生產經營單位，從業人員超過三百人的，應當設置安全生產管理機構或者配備專職安全生產管理人員；從業人員在三百人以下的，應當配備專職或者兼職的安全生產管理人員，或者委托具有國家規定的相關專業技術資格的工程技術人員提供安全生產管理服務。)
2.各項安全管理制度(安全教育培訓、安全生產檢查、事故處理、隱患整改、設備設施檢查、檢測、維修、安全操作證、 “三同時”、健康監護、重大危險源管理、應急預案……等)；3.崗位安全操作規程及技術操作規程（運行規程）、作業工作票。
備注：44
備注：即使生產裝置是本質安全的，高度自動化的，也不可能完全消除所有的危險有害因素，預防事故。例如，維修時，巡檢時。因此在采取安全技術對策措施的同時，應該結合安全管理對策措施，制定相應的安全衛生規章制度，對企業內部實施安全衛生監督、檢查，對人員進行安全、衛生知識培訓教育，才能更好地防止事故發生，保障安全生產。
在中國，推行全員安全管理的同時，實行安全生產責任制度。所謂安全生產責任制度，就是各級領導應對本單位事故預防工作所負的總的領導責任，各級工程技術人員、職能部門和生產工人在各自的職責范圍內，對安全生產工作應負相應的責任。
通過編制和實施安全技術措施計劃，可以把改善勞動安全衛生條件這項工作納入企業的生產建設計劃中，有計劃有步驟地解決企業中一些重大事故隱患。
        生產經營單位新建、改建、擴建工程項目的安全設施，
必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用。安全設施投資應當納入建設項目概算。

“三同時”概念
四不放過：事故原因沒有查清不放過；事故責任者沒有嚴肅處理不放過；廣大職工沒有受到教育不放過；防范措施沒有落實不放過；
五同時：
按照管生產必須管安全的原則，企業領導人在計劃、布置、檢查、總結、評比生產工作的同時，計劃、布置、檢查、總結、評比安全工作。
停止使用燃爆性物質，或以無害物質替代
改用燃爆性較低的物質
改變工藝減輕危害性
隔離人員或危害
限制危害
工程技術控制
管理控制
滅   火
限制危害
消除危害
預防風險
應急救援
選擇風險控制措施時的優先順序
五、專業系統防火防爆措施
天然氣系統
氫氣系統
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2021年11月18日

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