罐区危险性评价

1罐区危险性评价一、评价方法1、评价单元的划分丁酮、甲苯、DMF罐区是重大危险源。重大危险源评价以单元为评价对象。现以整个原料罐区作为评价单元。2、评价模型的层次结构根据安全工程学的一般原理，危险定义为事故频率和事故后果的严重程度的乘积，即危险性评价一方面取决于事故的易发性，另一方面取决于事故一旦发生后后果的严重性。现实的事故危险性不仅取决于生产物质的特定物质危险性和生产工艺的特定工艺过程危险性所决定的生产单元的固有危险性，而且还同各种人为管理因素及防火措施的综合效果有密切关系。图1——1重大危险源评价指标体系框图3、评价的数学模型重大危险源的评价分为固有危险性评价与现实危险性评价，后者是在前者的基础上考虑各种危险性的抵消因子，它们反映了人在控制事故发生和控制事故后果扩大方面的主观能动作用。固有危险性评价主要反映了物质的固有特性、危险物质生产过程的特点和危险单元内部、外部环境状况。固有危险性评价分为事故易发性评价和事故严重程度评价。事故易发性取决于危险物现实危险性A固有危险性评价B1事故易发性评价B11事故严重程度评价B12危险性抵消因子B2危险物质事故易发性评价B111危险物质事故易发性评价B112事故现场环境因素评价B122事故强度评价B121工艺、设备、容器建筑结构抵消因子B21人员素质抵消因子B22安全管理抵消因子B232质事故易发性与工艺过程危险性的耦合。评价数学模型如下：nm3A=｛∑∑(B111)iWij(B112)j｝B12∏(1-B2k)i=1j=1k=1式中(B111)i——第i中物质危险性的评价值；(B112)j——第j中物质危险性的评价值；Wij——第j项工艺与第i种物质危险性的相关系数；B12——事故严重程度评价值；B21——工艺、设备、容器、建筑结构抵消因子；B22——人员素质抵消因子；B23——安全管理抵消因子。二、评价过程1、原料罐区的基本情况表1储罐基本情况物质名称甲苯丁酮DMF直径/m9918.5容积/m35005003000最大量/m34254252550储罐数量/个228罐区平面，如图2——1所示：DMF丁酮、甲苯罐区3物质的主要物理化学特性如表2——2所示：物质名称甲苯丁酮DMFGB编号320523207333627相对分子质量92.1472.1173.10液体密度0.870.810.94沸点/℃110.679.6152.8燃点/℃535404445闪点/℃4958蒸气压Kpa4.89（20℃）9.49（30℃）3.46（60℃）爆炸上限(％)7.011.445.2爆炸下限(％)1.21.72.2临界温度/℃318.6260374临界压力Mpa4.114.404.48燃烧热/(Kj/mol)3905.02441.81915.02、原料罐区事故易发性B111评价⑴甲苯易发性系数α1=0.9二级易燃液体G＝60Gi=α1G=0.9*60=54危险修正系数K=0.2甲苯的事故易发性B111＝Gi(1+K)＝54*（1+0.2）＝64.8⑵丁酮易发性系数α1=0.9二级易燃液体G＝60Gi=α1G=0.9*60=54危险修正系数K=0.2丁酮的事故易发性B111＝Gi(1+K)=64.8⑶DMF易发性系数α1=0.9三级易燃液体G＝40Gi=α1G=0.9*40=36危险修正系数K=0.12甲苯的事故易发性B111＝Gi(1+K)＝40.323、原料罐区工艺过程事故易发性B112评价从21种工艺影响因素中找出罐区工艺过程实际存在的危险，在以下几个方面有特殊表现，构成工艺过程事故易发性。物质事故易发性与工艺事故易发性的相关系数用Wij4表示，如表2——3所示：表2——3工艺过程事故易发性B112与相关系数Wij影响因素内容与参数B112甲苯、丁酮WijDMFWijB112-4物料储存布置与间距规范300.50.2B112-10高压0.1-0.8Mpa300.70.5B112-13泄漏管道阀门接口50.70.5B112-21静电液体流动30004、原料罐区事故易发性B11评价事故易发性B11计算为：nmB11＝∑∑(B111)iWij(B112)ji=1j=1=(64.8+64.8)*(30*0.5+30*0.7+50*0.7+30*0)+40.32*(30*0.2+30*0.5+50*0.5+30*0)=11560.325、原料罐区事故严重程度B12价原料罐区的伤害模型——破坏半径，遵照两个原则：①最大危险原则：如果一种危险物具有多种事故形态，且他们的事故后果相差悬殊，则按后果最严重的事故形态考虑；②概率求和原则：如果一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差不太悬殊，则按统计平均原理估计总的事故后果。罐区最大的火灾爆炸风险来自甲苯的燃烧爆炸，其伤害模型有两种：①蒸汽云爆炸（VEC）模型；②沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）模型。前者属于爆炸型，后者属于火灾型。⑴蒸汽云爆炸（VEC）甲苯有两个储罐，一个罐最大储存量425m3，最大存储质量Wf=425*2*870=739500KgTNT当量计量计算公式：WTNT=E/QTNT=1.8αWfQf/QTNT式中1.8——地面爆炸系数；α——蒸汽云当量系数，取α＝0.04；Qf——甲苯的燃烧热，取Qf＝42381.2KJ/Kg；QTNT——取4520KJ/Kg。WTNT＝1.8*0.04*739500*42381.2/4520＝499235.5KgE=1.8αWfQf=1.8*0.04*739500*42381.2=2256544613KJ死亡半径：R1=13.6(WTNT/1000)0.37=107.9m5重伤半径R2由下列方程式求解：△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019Z=R2/(E/P0)1/3=0.003554R2△Ps=44000/P0=0.4344P0=1.013×102KPa解得R2=305.8m轻伤半径R3由下列方程式求解：△Ps=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019Z=R3/(E/P0)1/3=0.003554R3△Ps=17000/P0=0.1687P0=1.013×102KPa解得R3=548.6m对于爆炸性破坏，财产损失半径R财的计算公式为：R财＝kⅡW1/3TNT/｛1+(3175/WTNT)2｝1/6kⅡ——，二级破坏系数，kⅡ＝5.6R财＝444.2m表4甲苯蒸汽云爆炸破坏半径（m）死亡半径重伤半径轻伤半径财产破坏半径107.9305.8548.6444.2⑵沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）甲苯两罐储存，取W=0.7*Wf=0.7*739500=517650Kg火球半径：R火=2.9W1/3=232.9m火球持续时间：t=0.45W1/3=36s几率方程的几率与伤害百分数之间的关系为：D=∫∞Prexp(-u2/2)du式中Pr——死亡几率；D——死亡百分数。当Pr=5时，D为0.5。死亡、重伤、轻伤及破坏的财务都以D＝50％定义。下面求不同伤害、破坏时的热通量：①死亡Pr=-37.23+2.56ln(tq4/3)Pr=5,t=36s,解得q1=16065.5W/m26②重伤（二度烧伤）Pr=-43.14+3.01888ln(tq4/3)Pr=5,t=36s,解得q2=10648.8W/m2③轻伤（一度烧伤）Pr=-39.83+3.0186ln(tq4/3)Pr=5,t=36s,解得q3=4678.8W/m2④财产损失q4=6730t-4/5+25400=25782.8W/m2按上述热辐射通量计算伤害——破坏半径。热辐射通量公式计算：q(r)=q0R2r(1-0.058lnr)/(R2+r2)3/2式中：R——火球半径，R=232.9mq0——对圆柱罐取q0＝270000W所以：q1=16065.5W/m2,R1=695mq2=10648.8W/m2,R2=850mq3=4678.8W/m2,R3=1380mq4=25782.8W/m2,R4=530m表5甲苯沸腾液体扩展蒸汽爆炸破坏半径（m）死亡半径重伤半径轻伤半径财产破坏半径6958501380530显然，如果甲苯罐发生沸腾液体扩展蒸汽爆炸，火球半径232.9m，使大部分厂区成为一片火海，全部被吞没。由于死亡半径695m、财产破坏半径530m，使得一旦发生扩展蒸汽爆炸，厂区的人员及周边一些区域几乎难以幸免。7伤害区域如下图2——2所示：丁酮甲苯DMF进料区中试车间锅炉房制罐车间MDI冷库五金仓库革用树脂烘箱MDI桶装库蒸水塔放电机房南浆料北浆料浆料仓库中间体罐区中间体车间A料车间B料车间源液仓库河流长：300m宽：280m对角：450m8⑶事故严重程度B12估计事故严重程度如下表3-1所示：事故类型死亡重伤轻伤财产破坏半径/m波及范围暴露人员半径/m波及范围暴露人员半径/m波及范围暴露人员半径/m波及范围暴露人员储罐爆炸蒸汽云爆炸107.9中试车间锅炉房冷库浆料烘箱南浆料车间部分MDI桶装库中间体罐区部分约40人305.8全部厂区约110人548.6产区并波及其它区域约20人444.2厂区及外界部分区域扩展蒸汽爆炸695厂区全部人员8501380530全部财产事故严重程度B12用符号S表示，反应发生事故造成的经济损失大小。它包括人员伤害和财产损失两个方面，并把人的伤害折算成财产损失（万元）。用下式表示总损失：S＝C+20*(N1+0.5N2+105N3/6000)式中C——财产破坏价值，万元；N1、N2、N3——事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。事故严重程度B12取决于伤害/破坏半径构成圆面积中财产价值和死亡人数。由于甲苯罐区爆炸伤害模型有两个，及蒸汽云爆炸和扩展蒸汽爆炸，并可能同时发生，则罐区爆炸事故严重度应是两种严重程度加权去和：S=AS1+(1-A)S2A、1-A——分别为两种爆炸发生的概率，A=0.9,1-A=0.1。蒸汽云爆炸的可能性远大于扩展蒸汽爆炸，蒸汽云爆炸是主要的。事故严重度的计算结果为：S1＝20000+20*（40+0.5*110+105*20/6000）＝21907（万元）S2＝20000+20*170＝23400（万元）9S=0.9S1+0.1S2＝22056.3（万元）5、固有危险性B1及危险等级原料罐区的固有危险性为：B1＝B11*B12＝11560.32*22056.3＝254977886危险等级：A=㏒10(B1/105)=3.412.5＜A＜3.5属于二级重大危险源6、抵消因子B2及单元控制等级估计⑴安全管理评价安全管理评价的目的是评价公司的安全行政管理绩效。安全管理评价指标体系共10个项目，72个指标，总分1000分。安全管理评价如下表：表6-1安全生产责任制序号评价内容及标准是否应得分实得分1.1厂长（经理）对安全生产工作负全面领导责任√1001001.2分管安全生产工作的副厂长（副经理）对安全生产负主要领导责任√1.3分管其他工作的副厂长（副经理）对分管范围的安全生产负直接领导责任√1.4总工程师（技术负责人）对安全生产在技术上负全面责任，负责提出对使用新技术、新工艺、新材料、试制新产品过程中的安去技术措施√1.5各职能部门负责人对各自业务范围的安全生产工作负领导责任√1.6车间主任对职责范围内的安全生产工作负具体领导责任√1.7班组长对本职范围的安全生产工作负责√1.8生产工人对本岗位的安全生产负直接责任√1.9工会负责人对安全生产工作负监督责任√10表6-2安全生产教育序号评价内容及标准是否应得分实得分2.1新工人上岗前三级安全教育×10002.2特殊工种工人专业培训√2.3对采用新技术、新工艺、新材料、新设备的工人进行安全技术教育×2.4对复工的工人进行安全教育×2.5中层干部安全教育√2.6班组长安全教育×2.7全员安全教育×表6-3安全技术措施计划序号评价内容及标准是否应得分实得分3.1企业在编制生产、技术、财务计划时，必须同时编制安全技术措施计划√1001003.2按规定提取安全技术措施费用√3.3安全技术措施计划有明确的期限和负