道化学公司火灾爆炸指数危险评价法

道化学公司火灾爆炸指数危险评价法1评价方法与程序2美国道化学公司火灾、爆炸指数危险评价法，用于对化工工艺过程及其生产装置的火灾、爆炸危险性做出评价，并提出相应的安全措施。它以物质系数为基础，再考虑工艺过程中其他因素如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理、安全装置情况等的影响，来计算每个单元的危险度数值，然后按数值大小划分危险度级别。分析时对管理因素考虑较少，因此，它主要是对化工生产过程中固有危险的度量。道化学公司火灾爆炸指数危险评价法道化学公司的火灾爆炸指数评价方法开创了化工生产危险度定量评价的历史。1964年公布第一版，至今已作了六次修改，于1993年提出了第七版。道化学公司方法推出以后，各国竞相研究，推动了这项技术的发展，在它的基础上提出了一些不同的评价方法，其中尤以英国ICI公司蒙德分部最具特色。第六版的道化学公司方法的评价结果是以火灾、爆炸指数来表示的。英国ICI公司蒙德分部则根据化学工业的特点，扩充了毒性指标，并对所采取的安全措施引进了补偿系数的概念，把这种方法向前推进了一大步。道化学公司又在吸收蒙德方法优点的基础上，进一步把单元的危险度转化为最大可能财产损失，使该方法日臻完善。道化学公司火灾爆炸指数危险评价法的评价程序如下图(1)确定单元；(2)求取单元内的物质系数MF；(3)按单元的工艺条件,将采用适当的危险系数,分别记入表中4-1的“一般工艺危险系数”和“特殊工艺危险系数”栏目内；(4)用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘求出工艺单元危险系数；(5)将工艺单元危险系数与物质系数相乘，求出火灾、爆炸危险指数(F&EI)；(6)用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径，并计算暴露面积；(7)查出单元暴露区域内的所有设备的更换价值，确定危害系数，求出基本最大可能财产损失MPPD；(8)计算安全措施补偿系数；(9)应用安全措施补偿系数乘以基本最大可能财产损失MPPD，确定实际MPPD；(10)根据实际最大可能财产损失，确定最大损失工作日MPDO；(11)用停产损失工作日MPDO确定停产损失BI。2资料准备①完整的工厂设计方案；②工艺流程图；③道氏七版火灾、爆炸指数评价法④道氏七版火灾、爆炸指数计算表（表4-1）；⑤安全设施补偿系数表（表4-2）；⑥工艺单元危险性分析汇总表（表4-3）；⑦生产装置危险性分析汇总表（表4-4）；⑧工艺设备及安装成本表。表4-1火灾、爆炸指数（F&EI）表地区/国家部门：场所：日期：位置：生产单元：工艺单元：评价人：审定人：（负责人）建筑物：检查人：（管理部）检查人：（技术中心）检查人：（安全和损失预防）工艺设备中的物料操作状态—设计—开车—操作—停车确定MF的物料物质系数（见表4-5或附录1、11，当单元温度超过60C时则注明）1、一般工艺危险危险系数范围采用危险系数①基本系数1.00（1）放热化学反应0.3—1.25（2）吸热反应0.20—0.40（3）物料处理运送0.25—1.05（4）密闭式或室内工艺单元0.25—0.90（5）通风0.20—0.35（6）排放和泄露控制0.25—0.50一般工艺危险系数（F1）2、特殊工艺危险基本系数1.00（1）毒性物质0.20—0.80（2）负压（500mmHg,66.66kPa）0.50（3）易燃范围及接近易燃范围的操作惰性化——未惰性化1）罐装易燃液体0.502）过程失吹扫故障0.303）一直在燃烧范围内0.80（4）粉尘爆炸0.25—2.00（5）压力操作压力（绝对压力）/Kpa释放压力（绝对法力）/Kpa（6）低温0.20—0.30（7）易燃及不稳定物质的质量物质质量/kg物质燃烧热Hc/(J/kg)1)工艺中的液体及气体2）贮存中的液体及气体3）贮存中的可燃固体及工艺中粉尘（8）腐蚀及磨蚀0.10—0.75（9）泄露——接头和填料0.10—1.50（10）使用明火设备（11）热油热交换系统0.15—1.15（12）转动设备0.50特殊工艺危系数（F2）工艺单元危险系数（F3=F1F2）火灾爆炸指数（F&EI=F3MF）①无危险时系数用0.00。项目补偿系数范围采用补偿系数1.应急电源0.982.冷却装置0.97—0.993.抑爆装置0.84—0.984.紧急切断装置0.96—0.995.计算机控制0.93—0.996.惰性气体保护0.94—0.967.操作规程/程序0.91—0.998.化学活泼性物质检查0.91—0.989.其他工艺危险分析0.91—0.98C1值表4-2安全措施补偿系数工艺控制安全补偿系数(C1)Ⅱ物质隔离安全补偿系数（C2）项目补偿系数范围采用补偿系数1．遥控阀0.96~0.982．卸料/排空装置0.96~0.983．排放系统0.91~0.974．连锁装置0.98C2值Ⅲ防火设施安全补偿系数（C3）项目补偿系数范围采用补偿系数1．泄漏检测装置0.94~0.982．结构钢0.95~0.983．消防水供应系统0.94~0.974．特殊灭火系统0.915．洒水灭火系统0.74~0.976．水幕0.97~0.987．泡沫灭火器0.92~0.978．手提式灭火器材/喷水枪0.93~0.989．电缆防护0.94~0.98C3值安全措施补偿系数=C1C2C3，填入表4-3第7行表4—3工艺单元危险分析汇总1．火灾、爆炸指数（F&EI）2．暴露半径m3．暴露面积m24．暴露区内财产价值百万美元5．危害系数6．基本最大可能财产损失——基本MPPD（4×5）百万美元7．安全措施补偿系数=C1×C2×C3（3）（见表4—2）8．实际最大可能财产损失——实际MPPD（6×7）百万美元9．最大可能停工天数——MPDO天10．停产损失——BI百万美元表4—4生产装置危险分析汇总地区/国家部门：场所：位置：生产单元：操作类型：评价人：生产单元总替换价值：日期：工艺单元主要物质物质系数火灾爆炸指数F&EI影响区内财产价值/百万美元基本MPPD/百万美元实际MPPD/百万美元停工天数MPDO/天停产损失BI百万美元3确定工艺单元为了便于分析，必须首先将评价对象（工厂或装置）按设备间的逻辑关系划分成工艺单元，按单元进行评价。其中的几个概念是：工艺单元--工艺装置的任一主要单元。生产单元--包括化学工艺、机械加工、仓库、包装线等在内的整个生产设施。恰当工艺单元--在计算火灾、爆炸危险指数时，只评价从预防损失角度考虑对工艺有影响的工艺单元，简称工艺单元（也有人将这些单元称为评价单元）。选择恰当工艺单元的重要参数有下列6个。一般参数值越大，则该工艺单元就越需要评价。①物质的潜在化学能；②危险物质的数量；③资金密度（每平方英尺美元数）；④操作压力与操作温度；⑤导致火灾、爆炸事故的历史资料；⑥对装置起关键作用的单元。例如，利用二氯乙烷裂解制取氯乙烯工厂的裂解炉/冷却区中所划分的单元为二氯乙烷预热器、二氯乙烷吸收塔和焦油槽等。乳液法生产丁苯橡胶的工厂可分为单体混合器、聚合釜、卸料罐、水处理室、苯乙烯洗涤塔等单元。一般仓库可看作一个单元，在某些情况下，如果有防火墙时，则可以防火墙为界划分单元。一般来说，单元的评价内容越多，其结果就会越接近实际危险的程度。表4-5物质系数和特性表（部分）4确定物质系数（MF）在火灾、爆炸指数计算和危险性评价过程中，物质系数（MF）是最基础的数值。物质系数是表述物质在燃烧或其他化学反应中引起火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性，可由美国消防协会（NFPA）确定的物质可燃性NF和化学活泼性（不稳定性）NR求得。物质的MF值可在有关手册中查到（表4-5是其中的部分内容），如查不到可按表4-6求取。表4-6物质系数求取表物质NFPA325M/NFPA49反应性或不稳定性NR=0NR=1NR=2NR=3NR=4液体、气体的易燃性或可燃性不燃物NF=0114242940FP93.3℃NF=141424294037.8FP93.3NF=2101424294022.8≤FP37.8或FP22.8并且BP≥37.8NF=31014242940FP22.8并且BP37.8NF=42121242940可燃性粉尘或烟雾St-1(Kst≤200m/s)1616242940St-1(Kst=201~300m/s)2121242940St-1(Kst300m/s)2424242940可燃性固体厚度大于40mm紧密的NF=1414242940厚度小于40mm疏松的NF=21014242940泡沫材料、纤维、粉状物等NF=31616242940表中NR值按下述原则选定：NR=0燃烧条件下仍保持稳定NR=1加温加压条件下稳定性较差NR=2非加温加压条件下不稳定NR=3封闭状态下能发生爆炸NR=4敞开环境能发生爆炸当单元中温度超过60℃时，应考虑温度对物质危险性的影响。混合物的MF的求取：（1）空气和易燃蒸气、氢气和氯等混合物遇火源会发生剧烈反应，其MF应使用初始状态物质（未反应前）的MF值。（2）液体混合物及溶夜的MF可由试验求得，也可使用混合物中MF最高的物质。5确定工艺单元危险系数确定工艺单元危险系数的数值，需要分别确定一般工艺危险性系数和特殊工艺危险性系数。一般工艺危险性系数是确定事故危险程度的主要因素，其中包括6项内容放热反应、吸热反应、物料贮运和输送、封闭结构单元、通道、排放和泄漏。各因素的取值可查有关手册。分别分析每一因素，选取所采用的危险系数，并将数值填入“火灾、爆炸指数（F&EI）表（表4-1）”中“一般工艺危险性系数F1”的栏目中。特殊工艺危险性是导致事故发生的主要因素，包括毒性物质、负压操作、在爆炸极限范围内或其附近操作、粉尘爆炸、压力释放、低温、易燃物质和不稳定物质的数量、腐蚀、明火设备、热油交换系统、转动设备、轴封和接头处的泄漏等12项内容。各项取值可查有关手册，所选取的数值填入“火灾、爆炸指数（F&EI）表（表4-1）”中“特殊工艺危险性系数F2”的栏目中。之后，计算工艺单元危险系数：工艺单元危险系数（F3）等于一般工艺危险系数（F1）和特殊工艺危险系数（F2）的乘积，即（4-1）213FFF6计算火灾、爆炸指数火灾、爆炸指数（F&EI）用来估计生产过程中的事故危险及可能造成的破坏是工艺单元危险系数（F3）与物质系数(MF)的乘积，即（4-2）根据火灾、爆炸指数（F&EI）的大小，将危险程度划分为5级，如表4-7所示。3&FMFEIFF&EI危险等级F&EI危险等级1-60最轻128-158很大61-96较轻＞159非常大97-127中等表4-7火灾、爆炸危险等级划分7安全措施补偿及危险分析汇总建造一个化工厂或化工装置时，应使其设计符合有关法规、规范和标准，同时，还应根据实际情况和经验，采取合理、有效的安全措施，预防事故的发生，减轻其可能造成的危害程度。采取了必要的安全措施后，则相应提高了其安全程度，因此用小于1的安全措施补偿系数对火灾、爆炸危险评价结果进行修正。安全措施分为三类：C1——工艺控制；C2——物质隔离；C3——防火设施。安全措施补偿系数的取值及计算方法见表4-2所示。所选择的安全措施应能切实减少或控制评价单元的危险，其最终结果是确定减少的损失数值，或使最大可能财产损失降至一个更为实际的数值。在上述评价、计算的基础上，计算单元的暴露区域半径和暴露面积、求出基本最大可能财产损失MPPD、确定实际最大可能财产损失MPPD、确定最大可能损失工作日MPDO、计算停产损失BI。这些计算的思路见前文介绍，具体计算方法可参阅有关手册。在全部做出上述评价、计算的基础上，分别列出工艺单元危险性分析汇总表（表4-3）和生产装置危险性分析汇总表（表4-4），对火灾、爆炸危险性进行分析汇总。§2火灾爆炸危险评价的蒙德法1英国帝国化学公司（ICI）的蒙德（Mond）化工厂，根据道化学公司评价方法的原则，提出了安全评价的蒙德方法，详细规定了各种附加因素增加比例的幅度，并根据不同的措施和条件，提出了补偿系数的概念，使评价结果更符合实际。蒙德评价法的评价程序如图4-2所示。2采用蒙德答进行评价时，需要确定各评