道化学公司火灾爆炸指数危险评价法 课件.ppt
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- 道化学公司火灾爆炸指数危险评价法 课件 化学 公司 火灾 爆炸 指数 危险 评价
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1、 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
2、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)(1)确定单元;确定单元;(2)(2)求取单元内的物质系数求取单元内的物质系数MFM
3、F;(3)(3)按单元的工艺条件按单元的工艺条件,将采用适当的危险系数将采用适当的危险系数,分别分别记入表中记入表中4-14-1的的“一般工艺危险系数一般工艺危险系数”和和“特殊工艺危特殊工艺危险系数险系数”栏目内;栏目内;(4)4)用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘求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;出工艺单元危险系数;(5)(5)将工艺单元危险系数与物质系数相乘,求出火灾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、爆炸危险指数(F&EI)(F&EI);(6)(6)用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径,用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径,
4、并计算暴露面积;并计算暴露面积;(7)(7)查出单元暴露区域内的所有设备的更换价值,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确定危害系数,求出基本最大可能财产损失MPPDMPPD;(8)(8)计算安全措施补偿系数;计算安全措施补偿系数;(9)(9)应用安全措施补偿系数乘以基本最大可能财产应用安全措施补偿系数乘以基本最大可能财产损失损失MPPDMPPD,确定实际,确定实际MPPDMPPD;(10)(10)根据实际最大可能财产损失,确定最大损失根据实际最大可能财产损失,确定最大损失工作日工作日MPDOMPDO;(11)(11)用停产损失工作日用停产损失工作日M
5、PDOMPDO确定停产损失确定停产损失BIBI。2 2 资料准备资料准备 完整的工厂设计方案;完整的工厂设计方案;工艺流程图;工艺流程图;道氏七版火灾、爆炸指数评价法道氏七版火灾、爆炸指数评价法 道氏七版火灾、爆炸指数计算表(表道氏七版火灾、爆炸指数计算表(表4-14-1););安全设施补偿系数表(表安全设施补偿系数表(表4-24-2););工艺单元危险性分析汇总表(表工艺单元危险性分析汇总表(表4-34-3););生产装置危险性分析汇总表(表生产装置危险性分析汇总表(表4-44-4););工艺设备及安装成本表。工艺设备及安装成本表。表表4-1 4-1 火灾、爆炸指数(火灾、爆炸指数(F&EI
6、F&EI)表)表无危险时系数用无危险时系数用0.000.00。C C1 1值值 表4-2 安全措施补偿系数工艺控制安全补偿系数(C1)C C2 2值值 防火设施安全补偿系数(防火设施安全补偿系数(C C3 3)C C3 3值值安全措施补偿系数安全措施补偿系数=C=C1 1C C2 2C C3 3,填入表,填入表4-34-3第第7 7行行 表表43 43 工艺单元危险分析汇总工艺单元危险分析汇总表表44 44 生产装置危险分析汇总生产装置危险分析汇总 例如,利用二氯乙烷裂解制取氯乙烯工厂的例如,利用二氯乙烷裂解制取氯乙烯工厂的裂解炉裂解炉/冷却区中所划分的单元为二氯乙烷预热冷却区中所划分的单元为
7、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。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。会越接近实际危险的程度。表表4-5 4-5 物质系数和特性表(部分)物质系数和特性表(部分)
8、4 4 确定物质系数(确定物质系数(MFMF)在火灾、爆炸指数计算和危险性评价过程中,在火灾、爆炸指数计算和危险性评价过程中,物质系数(物质系数(MFMF)是最基础的数值。)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(由美国消防协会(NFPANFPA)确定的物质可燃性)确定的物质可燃性NFNF和和化学活泼性(不稳定性)化学活泼性(不稳定性)NRNR求得。物质的求得。物质的MFMF值可值可在有关手册中查到(表在有关手册中查到(表4-54-5是其中
9、的部分内容),是其中的部分内容),如查不到可按表如查不到可按表4-64-6求取。求取。表表4-6 4-6 物质系数求取表物质系数求取表 表中表中NRNR值按下述原则选定: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 当单元中温度超过当单元中温度超过60 60 时,应考虑温度对物质危险性的影响。时,应考虑温度对物质危险性的影响。混合物的混合物的MFMF的求取:的求取:(1 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)空气和易燃蒸气、氢气和氯等混合物遇
10、火源会发生剧烈反应,其应,其MFMF应使用初始状态物质(未反应前)的应使用初始状态物质(未反应前)的MFMF值。值。(2 2)液体混合物及溶夜的)液体混合物及溶夜的MFMF可由试验求得,也可使用混合物中可由试验求得,也可使用混合物中MFMF最高的物质。最高的物质。5 5 确定工艺单元危险系数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一般工艺危险性系数和和特殊工艺危险性系数特殊工艺危险性系数。一般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是确定事故危险程度的主要因素,其中包括要因素,其中包括6 6项内容项内
11、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,并将数值填入素,选取所采用的危险系数,并将数值填入“火火灾、爆炸指数(灾、爆炸指数(F&EIF&EI)表(表)表(表4-14-1)”中中“一般工一般工艺危险性系数艺危险性系数F F1 1”的栏目中的栏目中。特殊工艺危险性特殊工艺危险性是导致事故发生的主要因素,包括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
12、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,所选取的数值填入各项取值可查有关手册,所选取的数值填入“火灾火灾、爆炸指数(、爆炸指数(F&EIF&EI)表(表)表(表4-14-1)”中中“特殊工艺危险性特殊工艺危险性系数系数F F2 2”的栏目中。的栏目中。之后,之后,计算工艺单元危险系数计算工艺单元危险系数:工艺单元危险系数(工艺单元危险系数(F F3 3)等于一般工艺危险系数()等于一般工艺危险系数(F F1 1)和特殊工艺危险系数()和特殊工艺危险系数(F F2 2)的乘积,即)的乘积,即 (4-14-1)213FFF6 6 计算火灾、爆炸指数计算火灾、爆炸指数
13、 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表表4-7 4-7 火灾、爆炸危险等级划分火灾、爆炸危险等级划分7 7 安全措施补偿及危险分析汇总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
14、灾、爆炸危险评价结果进行修正。安全措施分为三类:C C1 1工艺控制;工艺控制;C C2 2物质隔离;物质隔离;C C3 3防火设施。防火设施。安全措施补偿系数的取值及计算方法见表安全措施补偿系数的取值及计算方法见表4-24-2所示。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
15、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,需要确定各评价要素的危险值。这些要素中,除了前面介绍过的物质系数MF,特定物质危险系数SMH,一般工艺危险系数GPH和特定工艺危险系数SPH外
16、,还有数量危险系数Q,配置危险系数L和毒性危险系数T。然后,计算道/蒙德指数D 之后,再根据火灾负荷系数F,单元毒性指数U,爆炸指数E和气体爆炸指数A,计算整体危险指数MR;通过进行工艺改革,对MR进行修正,得MR1。根据采用的安全技术措施,利用补偿系数手段提高单元安全性,即采用补偿系数对整体危险指数进行修正。补偿系数包括:容器危险补偿系数容器危险补偿系数K K1 1;工艺管理补偿系数;工艺管理补偿系数K K2 2;安全态度补;安全态度补偿系数偿系数K K3 3;防火补偿系数;防火补偿系数K K4 4;物质隔离补偿系数;物质隔离补偿系数K K5 5;消防活;消防活动补偿系数动补偿系数K K6
17、6。各补偿系数的数值均小于。各补偿系数的数值均小于1 1。修正后的整体危险指数修正后的整体危险指数MRMR2 2为为 MR2=MR1K1K2K3K4K5K6 图4-2 蒙德评价法的评价程序单元划分道/蒙德指数D=MF(1+)(1+)(1+)一般工艺危险系数GPH物质危险系数MF特定物质危险系数SMH数量危险系数Q特定工艺危险系数SPH配置危险系数L毒性危险系数T火灾负荷系数F单元毒性指数U爆炸指数E气体爆炸指数A整体危险指数MR=MR*k1*k2*k3*k4*k5*k6步骤通 过 改 进 工 艺D,F,T,E,A之值发生变化重新估计MR值MR=D(1+)根据安全措施和预防手段重新进行整体危险性
18、评价容器危险性k1管理k2安全态度k3防火k4物质隔离k5消防活动k6改进工艺对危险项目采取适当的预防措施 3 3 化工企业六阶段安全评价法化工企业六阶段安全评价法 19761976年,日本劳动省颁布了化工厂安全评价指年,日本劳动省颁布了化工厂安全评价指南,提出了六阶段安全评价法。这种方法集中了南,提出了六阶段安全评价法。这种方法集中了定性评价和定量评价的双重内容,先从安全检查定性评价和定量评价的双重内容,先从安全检查表入手,再根据各种条件评出表示危险性大小的表入手,再根据各种条件评出表示危险性大小的分数,然后根据总的危险分数采取相应的安全对分数,然后根据总的危险分数采取相应的安全对策,是一个
19、考虑比较周到的评价方法。除了在化策,是一个考虑比较周到的评价方法。除了在化工厂实施外,还扩大到其他行业。其评价内容及工厂实施外,还扩大到其他行业。其评价内容及程序见图程序见图4-34-3所示。所示。六个阶段的具体内容是:六个阶段的具体内容是:第一阶段:资料准备第一阶段:资料准备 这一阶段主要是搜集资料、熟悉政策和了解情这一阶段主要是搜集资料、熟悉政策和了解情况。所要搜集的资料包括:建厂条件、工厂总体布况。所要搜集的资料包括:建厂条件、工厂总体布置、工艺流程及设备配置;原材料、产品及中间产置、工艺流程及设备配置;原材料、产品及中间产品的物理、化学性质;材料、产品的运输和储存方品的物理、化学性质;
20、材料、产品的运输和储存方式;安全装置的类别和位置,人员配备、操作方式式;安全装置的类别和位置,人员配备、操作方式及组织机构等。所要熟悉的政策包括有关法令、有及组织机构等。所要熟悉的政策包括有关法令、有关规程标准及操作指南。同时,要了解人、物、环关规程标准及操作指南。同时,要了解人、物、环境和管理等情况,为进一步的评价工作作好准备。境和管理等情况,为进一步的评价工作作好准备。第二阶段:定性评价第二阶段:定性评价 主要是用安全检查表进行检查和粗略评价。定主要是用安全检查表进行检查和粗略评价。定性评价项目包括:厂址选择、厂区布置、建筑物和性评价项目包括:厂址选择、厂区布置、建筑物和构筑物、工艺设备、
21、材料及产品的储运、消防设备构筑物、工艺设备、材料及产品的储运、消防设备及事故预防计划等。及事故预防计划等。第三阶段:定量评价第三阶段:定量评价 进行定量评价时,首先将系统分为若干子系进行定量评价时,首先将系统分为若干子系统及单元。对于各单元,按物质、容量、温度、压统及单元。对于各单元,按物质、容量、温度、压力和操作五个项目进行检查和评定,每一项又分为力和操作五个项目进行检查和评定,每一项又分为A A,B B,C C,D D四个类别,分别表示四个类别,分别表示1010分,分,5 5分,分,2 2分,分,0 0分。分。然后,按照单元的总危险分数,确定该单元的危险然后,按照单元的总危险分数,确定该单
22、元的危险程度。程度。图4-3 化工企业六阶段安全评价法新 建 装置安全性基本对策1有关法令收集2 有关标准收集用安全检查表检查定量评价潜在危险性评价重要度分类1级2级3级4级安全对策由事故情报评价安全对策由事故情报评价FTA评价ETA评价进行建设运行维修检查步骤 表表4-8 4-8 日本劳动省化工厂安全评价标准(简化日本劳动省化工厂安全评价标准(简化)第四阶段:安全对策第四阶段:安全对策 根据定量评价得出的危险等级,拟定并根据定量评价得出的危险等级,拟定并实施有针对性的安全措施。实施有针对性的安全措施。第五阶段:用事故情报进行再评价第五阶段:用事故情报进行再评价 根据设计内容,参照同类设备和工
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