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文檔簡介
危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法
危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法——是通過評價(jià)人員對幾種工藝現(xiàn)狀及運(yùn)行的固有屬性(以作業(yè)現(xiàn)場危險(xiǎn)度、事故幾率和事故嚴(yán)重度為基礎(chǔ),對不同作業(yè)現(xiàn)場的危險(xiǎn)性進(jìn)行鑒別)進(jìn)行比較計(jì)算,確定工藝危險(xiǎn)特性重要性大小,進(jìn)而對工藝的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)可以運(yùn)用在工程項(xiàng)目的各個(gè)階段(可行性研究、設(shè)計(jì)、運(yùn)行等),或在詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案完成之前,或在現(xiàn)有裝置危險(xiǎn)分析計(jì)劃制定之前。當(dāng)然它也可用于在役裝置,作為確定工藝操作危險(xiǎn)性的依據(jù)。2/178目前已有好幾種正式危險(xiǎn)等級方法得到廣泛的應(yīng)用。這些方法使用起來可繁可簡,形式多樣,既可定性、又可定量進(jìn)行評價(jià)。常用評價(jià)方法有如下幾種:
(1)道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法;(2)ICI公司研制的蒙德法;
(3)易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法;(4)化工廠危險(xiǎn)等級指數(shù)法
(5)危險(xiǎn)度評價(jià)3/1784/1785.1道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法5.2ICI蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)評價(jià)法5.3易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法5.4化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法5.5危險(xiǎn)度評價(jià)法5危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法5.1道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法美國道化學(xué)公司自1964年開發(fā)“火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法”(第一版)以來,歷經(jīng)29年,不斷修改完善;在1993年推出了第七版,以已往的事故統(tǒng)計(jì)資料及物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全措施為依據(jù),定量地對工藝裝置及所含物料的實(shí)際潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)危險(xiǎn)性進(jìn)行分析評價(jià),可以說更臻完善、更趨成熟。5/178其目的是:
(1)量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失;(2)確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的裝置;(3)向有關(guān)部門通報(bào)潛在的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性;(4)使有關(guān)人員及工程技術(shù)人員了解到各工藝部門可能造成的損失,以此確定減輕事故嚴(yán)重性和總損失的有效、經(jīng)濟(jì)的途徑。6/1785.1.1評價(jià)計(jì)算程序7/178選取工藝單元確定工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)F3確定物質(zhì)系數(shù)MF計(jì)算特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1計(jì)算安全措施補(bǔ)償系數(shù)C確定危險(xiǎn)系數(shù)確定火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI確定暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)更換價(jià)值確定基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失MPPD確定停產(chǎn)損失BI5.1.2確定評價(jià)單元進(jìn)行危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)的第一步是確定評價(jià)單元。單元是裝置的一個(gè)獨(dú)立部分,與其他部分保持一定的距離,或用防火墻、防爆墻、防護(hù)堤等與其他部分隔開。通常,在不增加危險(xiǎn)性潛能的情況下,可把危險(xiǎn)性潛能類似的單元?dú)w并為一個(gè)較大的單元。8/1789/1785.1.3火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)及補(bǔ)償系數(shù)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)及補(bǔ)償系數(shù)見表5-1、表5-2。10/17811/17812/17813/178火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)被用來估計(jì)生產(chǎn)事故可能造成的破壞。各種危險(xiǎn)因素——如:反應(yīng)類型、操作溫度、壓力和可燃物的數(shù)量等,表征了事故發(fā)生概率、可燃物的潛能以及由工藝控制故障、設(shè)備故障、振動(dòng)或應(yīng)力疲勞等導(dǎo)致的潛能釋放的大小。14/1785.1.4火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)等級根據(jù)直接原因,易燃物泄漏并點(diǎn)燃后引起的火災(zāi)或燃料混合物爆炸的破壞情況分為如下幾類:①?zèng)_擊波或燃爆;②初始泄漏引起的火災(zāi)暴露;③容器爆炸引起的對管道與設(shè)備的撞擊;④引起二次事故——其他可燃物的釋放。隨著單元危險(xiǎn)系數(shù)和物質(zhì)系數(shù)的增大,二次事故變得愈加嚴(yán)重。15/178火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&EI)是單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3)和物質(zhì)系數(shù)(MF)的乘積。表5-3是F&EI值與危險(xiǎn)程度之間的關(guān)系,它使人們對火災(zāi)、爆炸的嚴(yán)重程度有一個(gè)相對的認(rèn)識。16/178危險(xiǎn)等級F&SI值最輕1~60較輕61~96中等97~127很大128~158非常大>158表5-3F&EI及危險(xiǎn)等級5.1.5工藝單元危險(xiǎn)分析匯總表序號內(nèi)容單位1火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&EI)2危險(xiǎn)等級3暴露區(qū)域半徑M4暴露區(qū)域面積㎡5暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)損失6破壞系數(shù)7基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)8安全措施補(bǔ)償系數(shù)9實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)10最大可能停工天數(shù)(MPDO)d11停產(chǎn)損失(BI)17/178表5-4工藝單元危險(xiǎn)分析匯總表工藝單元危險(xiǎn)分析匯總表以及F&EI是用來制定生產(chǎn)單元風(fēng)險(xiǎn)管理程序的有效的工具。工藝單元危險(xiǎn)分析匯總表匯集了所有的重要的單元危險(xiǎn)分析的資料。它首先列出了F&EI及由F&EI確定的數(shù)據(jù)、單元的安全補(bǔ)償系數(shù)、暴露區(qū)域、破壞系數(shù)及停產(chǎn)總值等。(1)計(jì)算火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&EI)按下式計(jì)算:F&EI=F3×MF式中:F3——工藝單元危險(xiǎn)系數(shù),F(xiàn)3=F1F2;
(F3值的正常范圍為1~8,若大于8,也按最大值8計(jì))MF——物質(zhì)系數(shù);F1——一般工藝危險(xiǎn)系數(shù);F2——特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)。18/178(2)確定暴露區(qū)域半徑暴露區(qū)域半徑:
R=0.84×0.3048×(F&EI)(m)19/178該暴露半徑表明了單元危險(xiǎn)區(qū)域的平面分布,它是一個(gè)以工藝設(shè)備的關(guān)鍵部位為中心,以暴露半徑為半徑的圓。如果被評價(jià)工藝單元是一個(gè)小設(shè)備,就以該設(shè)備的中心為圓心,以暴露半徑為半徑畫圓。如果設(shè)備較大,則應(yīng)從設(shè)備表面向外量取暴露半徑。(3)確定暴露區(qū)域面積暴露半徑?jīng)Q定了暴露區(qū)域的大小。暴露區(qū)域面積:
S=πR2
(m2)實(shí)際暴露區(qū)域面積:暴露區(qū)域面積+評價(jià)單元面積暴露區(qū)域表示其內(nèi)的設(shè)備將會(huì)暴露在本單元發(fā)生的火災(zāi)或爆炸環(huán)境中。因此,必須采取相應(yīng)的對策措施。在實(shí)際情況下,暴露區(qū)域的中心常常是泄漏點(diǎn),經(jīng)常發(fā)生泄漏的點(diǎn)是排氣(液)口、膨脹節(jié)、裝卸料連接處等部位,它們均可作為暴露區(qū)域的圓心,要加強(qiáng)重點(diǎn)防范。20/178(4)確定暴露區(qū)域財(cái)產(chǎn)損失暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值可由區(qū)域內(nèi)含有的財(cái)產(chǎn)(包括在存物料)的更換價(jià)值來確定:更換價(jià)值=原來成本×0.82×增長系數(shù)
式中,0.82是考慮了場地平整、道路、地下管線、地基等在事故發(fā)生時(shí)不會(huì)遭到損失或無需更換的系數(shù);
增長系數(shù)由工程預(yù)算專家確定。21/178更換價(jià)值可按以下幾種方法計(jì)算:①采用暴露區(qū)域內(nèi)設(shè)備的更換價(jià)值;②用現(xiàn)行的工程成本來估算暴露區(qū)域內(nèi)所有財(cái)產(chǎn)的更換價(jià)值(地基和其他受損失的項(xiàng)目除外);③從整個(gè)裝置的更換價(jià)值推算每平方米的設(shè)備費(fèi),再乘上暴露區(qū)域的面積,即為更換價(jià)值。對老廠最適用,其精確度差。22/17823/178在計(jì)算時(shí),不重復(fù)計(jì)算二個(gè)暴露區(qū)域相交疊的部分。物料的價(jià)值要根據(jù)制造成本、可銷售產(chǎn)品的銷售價(jià)及廢料的損失等來確定,要將暴露區(qū)內(nèi)的所有物料包括在內(nèi)。在計(jì)算暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)的更換價(jià)值時(shí),需計(jì)算在存物料及設(shè)備的價(jià)值。儲(chǔ)罐的物料量可按其容量的80%計(jì)算;塔器、泵、反應(yīng)器等計(jì)算在存量或與之相連的物料儲(chǔ)罐物料量,亦可用15分鐘物流量或具有效容積計(jì)。(5)確定破壞系數(shù)破壞系數(shù)由單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3)和物質(zhì)系數(shù)MF按道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法第七版給定的圖確定。它表示單元中的物料或反應(yīng)能量釋放所引起的火災(zāi)、爆炸事故的綜合效應(yīng)。24/17825/178(6)計(jì)算基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失=暴露區(qū)域面積×暴露區(qū)域財(cái)產(chǎn)價(jià)值此公式是在假設(shè)沒有任何一種安全措施來降低損失的情況下提出。(7)安全措施補(bǔ)償系數(shù)安全措施補(bǔ)償系數(shù)是若干項(xiàng)目的乘積C=C1×C2×C326/178工藝控制物質(zhì)隔離防火措施27/178(8)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失=基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失×安全措施補(bǔ)償系數(shù)它表示在采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施后,事故造成的財(cái)產(chǎn)損失。(9)計(jì)算最大可能工作日損失(MPDO)估算最大可能工作日損失是評價(jià)停產(chǎn)損失(BI)的必經(jīng)步驟,根據(jù)物料儲(chǔ)量和產(chǎn)品需求的不同狀況停產(chǎn)損失往往等于或超過財(cái)產(chǎn)損失。最大可能工作日損失可以根據(jù)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失按道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法第七版中給定的圖查取。28/17829/178(10)計(jì)算停產(chǎn)損失(BI)停產(chǎn)損失(以美元計(jì))按下式計(jì)算:BI=MPDO/30×VPM×0.70式中VPM為每月產(chǎn)值。生產(chǎn)單元危險(xiǎn)分析匯總?cè)绫?-5。30/1785.1.6生產(chǎn)單元危險(xiǎn)分析匯總表(1)評價(jià)項(xiàng)目概述選取某化學(xué)工業(yè)公司年產(chǎn)12萬t聚苯乙烯項(xiàng)目作為評價(jià)對象,該公司的12萬t聚苯乙烯項(xiàng)目由三套聚苯乙烯生產(chǎn)裝置組成。聚苯乙烯生產(chǎn)工藝流程包括配料、預(yù)聚合、聚合、脫揮、造粒等工序和循環(huán)真空、導(dǎo)熱油等輔助系統(tǒng)。31/1785.1.7道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法應(yīng)用示例聚苯乙烯工藝流程示意圖如圖5-2所示。32/178(2)選擇評價(jià)單元
該公司主要分為生產(chǎn)區(qū)和貯罐區(qū)兩大部分,現(xiàn)有的12萬t聚苯乙烯項(xiàng)目共有3條生產(chǎn)線,每條生產(chǎn)線均由多個(gè)工藝系統(tǒng)組成,包括配料、聚合、脫揮、循環(huán)回收、真空、造粒和粉末脫除等部分。
依據(jù)對聚苯乙烯生產(chǎn)工藝過程的分析,可初步確定苯乙烯聚合階段是整個(gè)生產(chǎn)過程中最具危險(xiǎn)性的階段,因此,生產(chǎn)主裝置區(qū)應(yīng)選取預(yù)聚合車間為代表性工藝單元。
此外,苯乙烯罐區(qū)和日用罐區(qū)也是該公司內(nèi)主要的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)場所,應(yīng)以此為危險(xiǎn)單元進(jìn)行事故后果評價(jià)。
33/178各評價(jià)單元基本情況如下:34/1781)聚苯乙烯生產(chǎn)裝置區(qū):由于3條生產(chǎn)線的布置相對獨(dú)立,可選取其中一條生產(chǎn)線為代表性評價(jià)單元,本書選取3號生產(chǎn)線進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)時(shí)考慮苯乙烯(SM)進(jìn)入預(yù)聚釜進(jìn)行聚合時(shí)的情況。2)貯罐區(qū):該公司球罐區(qū)有兩組貯罐,其中一組包含2個(gè)6000m3的液化石油氣球罐、1個(gè)600m3的柴油貯罐和1個(gè)864m3的礦物油貯罐;另一組為2個(gè)1000m3的乙二醇貯罐,兩組貯罐用防火堤隔開。罐區(qū)的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)主要來自苯乙烯,故選取苯乙烯罐組為單元進(jìn)行評價(jià),考慮罐內(nèi)填充系數(shù)為0.85時(shí)的情況。3)日用罐區(qū):罐區(qū)內(nèi)的主要危險(xiǎn)物質(zhì)是苯乙烯,一般存放量約為150t。(3)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)的確定35/1781)物質(zhì)系數(shù)的確定以生產(chǎn)裝置區(qū)為例,單元內(nèi)存在的物質(zhì)有苯乙烯、礦物油、聚丁二烯橡膠和抗氧劑等。根據(jù)評價(jià)指南的規(guī)定,應(yīng)選取火災(zāi)危險(xiǎn)性較大或儲(chǔ)運(yùn)量較大的物質(zhì)作為代表性物質(zhì),故代表物選定為苯乙烯,其物質(zhì)系數(shù)為24。考慮苯乙烯進(jìn)入預(yù)聚合釜聚合時(shí)的溫度為90~200℃。遠(yuǎn)超過其閃點(diǎn)(32℃)溫度,應(yīng)進(jìn)行溫度修正,所得物質(zhì)系數(shù)仍為24。一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)Fl為基本危險(xiǎn)系數(shù)與所有選取危險(xiǎn)系數(shù)之和,各單元的F1值如表5-6。36/1782)確定一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1①基本危險(xiǎn)系數(shù)②放熱反應(yīng)③物料處理與輸送④封閉單元或室內(nèi)單元危險(xiǎn)系數(shù)范圍為0.25~1.05,“對于NF=3或NF=4的易燃液體或氣體,儲(chǔ)存在庫房或露天存放時(shí),包括罐裝、捅裝等,危險(xiǎn)系數(shù)為0.85”,苯乙烯NF=3,故危險(xiǎn)系數(shù)選定為0.85。給定值為1.00。危險(xiǎn)系數(shù)范圍為0.25~0.9,“單元周圍為一可徘放泄漏液體的平坦地面,一旦失火,會(huì)引起火災(zāi),危險(xiǎn)系數(shù)為0.5”。本單元的情況與此相符,故選定危險(xiǎn)系數(shù)為0.5。危險(xiǎn)系數(shù)范圍為0.3~1.25,本單元中所發(fā)生的聚合反應(yīng)為中等程度的放熱反應(yīng),危險(xiǎn)系數(shù)為0.5。37/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備給定值為1.0038/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備毒性物質(zhì)的危險(xiǎn)系數(shù)為0.2NH,混合物中取最大的NH值,NH是美國消防協(xié)會(huì)在NFPA704中定義的物質(zhì)毒性系數(shù)。苯乙烯的NH=2,故該項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)為0.4。39/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備該項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)用于絕對壓力小于500mmHg(66.66lkPa)的情況,本單元所發(fā)生的聚合反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行,故選取危險(xiǎn)系數(shù)為0.50。40/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在生產(chǎn)過程中,3號生產(chǎn)線上每批投入預(yù)聚合釜的苯乙烯的數(shù)量為35t,其總能量=35×103×17.4×103/0.1754=1.341×109Btu,對照相應(yīng)的曲線,得出危險(xiǎn)系數(shù)為1.66。41/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)有一組配料罐,配料罐組內(nèi)的最危險(xiǎn)物質(zhì)是苯乙烯,按每批配料約1000t計(jì),其總能量=l000×103×17.4×103/0.1754=38.33×109Btu,對照曲線查圖,得出危險(xiǎn)系數(shù)為1.00。42/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備危險(xiǎn)系數(shù)范圍為0.10~0.75。本工程盡管在設(shè)計(jì)中已考慮了腐蝕余量,但因腐蝕引起的事故仍有可能發(fā)生。依據(jù)指南中“腐蝕速率(包括點(diǎn)腐蝕和局部腐蝕)小于0.5mm/年時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)為0.10”,該單元應(yīng)選取危險(xiǎn)系數(shù)為0.10。43/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備危險(xiǎn)系數(shù)范圍為0.10~1.50。指南中規(guī)定“泵和壓蓋密封處可能產(chǎn)生輕微泄漏時(shí),危險(xiǎn)系數(shù)為0.10”,本單元符合這一情形,危險(xiǎn)系數(shù)選取為0.10。44/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備在本單元中,熱油交換系統(tǒng)內(nèi)為柴油,其閃點(diǎn)約為43℃,而熱油使用溫度在90~200℃范圍內(nèi),超過柴油的閃點(diǎn)溫度,對照指南應(yīng)選取危險(xiǎn)系數(shù)。本單元內(nèi)熱油總量約為40/0.8=50m;應(yīng)選取危險(xiǎn)系數(shù)為0.50。45/1783)確定特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)F2①基本危險(xiǎn)系數(shù)②毒性物質(zhì)③負(fù)壓④工藝中的液體及氣體⑤貯存中的液體和氣體⑥腐蝕⑦泄漏——連接頭和填料處⑧熱油交換系統(tǒng)⑨轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備本單元中使用了多臺(tái)壓縮機(jī)和多種類型的泵,這些轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備有的使用功率超過了指南中規(guī)定,應(yīng)選取危險(xiǎn)系數(shù)為0.50。特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2等于基本危險(xiǎn)系數(shù)與各項(xiàng)選取危險(xiǎn)系數(shù)之和,各單元的F2值如表5-6所示。4)計(jì)算單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3是一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1和特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2的乘積,即F3=F1·F2各單元的F3值如表5-6所示。46/1785)計(jì)算火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI火災(zāi)、爆炸指數(shù)用來估計(jì)生產(chǎn)過程中事故可能造成的破壞程度,該指數(shù)是單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF的乘積,即F&EI=F3·MF表5-6中給出了各單元的火災(zāi)、爆炸指數(shù)。47/17848/17849/178(4)確定安全措施補(bǔ)償系數(shù)建立任何一個(gè)化工裝置(或化工廠)時(shí),應(yīng)該考慮一些基本設(shè)計(jì)要點(diǎn),符合各種規(guī)范,除此以外,有效的安全措施,不僅能預(yù)防嚴(yán)重事故的發(fā)生,也能降低事故的發(fā)生概率和危害。安全措施可以分為以下3類:C1:工藝控制C2:物質(zhì)隔離C3:防火措施50/178安全措施補(bǔ)償系數(shù)按下列程序進(jìn)行計(jì)算并匯總于安全措施補(bǔ)償系數(shù)表中(見表5-7):1)直接把合適的安全措施補(bǔ)償系數(shù)填人該安全措施的右邊;2)沒有采取的安全措施,補(bǔ)償系數(shù)記為1;3)每一類安全措施的補(bǔ)償系數(shù)是該類別中所有補(bǔ)償系數(shù)的乘積;4)計(jì)算Cl、C2、C3乘積,便得到總補(bǔ)償系數(shù);5)將補(bǔ)償系數(shù)填入單元危險(xiǎn)分析匯總表——表5-8中。51/17852/17853/17854/178(5)各工藝單元危險(xiǎn)分析匯總單元危害系數(shù)的確定是由物質(zhì)系數(shù)MF和單元工藝危害系數(shù)F3決定的,它代表了單元中燃料泄漏或反應(yīng)能量釋放所引起的火災(zāi)、爆炸事故的綜合效應(yīng),即危害系數(shù)。
其值由F3值和物質(zhì)系數(shù)查圖5-3求取。55/17856/178圖5-3單元危害系數(shù)計(jì)算圖各單元的危害系數(shù)值列于單元危害分析、匯總表中,如表5-8所示。57/1781)確定暴露半徑暴露半徑在一定程度上表明了影響區(qū)域的大小,在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的設(shè)施、設(shè)備會(huì)在火災(zāi)、爆炸中受到破壞?;馂?zāi)、爆炸事故視為全方位擴(kuò)散的立體圓柱形破壞。根據(jù)F&EI計(jì)算暴露半徑。暴露半徑從評價(jià)單元的中心位置算起,各單元的暴露半徑入表5-8。58/1782)計(jì)算暴露區(qū)域內(nèi)的財(cái)產(chǎn)損失暴露區(qū)域內(nèi)的財(cái)產(chǎn)損失可由區(qū)域內(nèi)含有的財(cái)產(chǎn)(包括在線物料)的更換價(jià)值確定,但事故發(fā)生時(shí)有些成本不會(huì)遭受損失或無需更換,如場地平整、道路、地下管線和地基、工程費(fèi)等。59/178①3號苯乙烯生產(chǎn)裝置更換價(jià)值:聚苯乙烯生產(chǎn)區(qū)的固定資產(chǎn)為1000萬美元,其更換價(jià)值計(jì)算如下:更換價(jià)值=1000×0.82=820(萬美元)折合人民幣6808萬元(按1美元兌換8.3元人民幣計(jì)算)。上式中的系數(shù)0.82是考慮到事故發(fā)生時(shí)有些成本不會(huì)遭受損失或無需更換,如場地平整、道路、地下管線和地基、工程費(fèi)等。在線物料價(jià)值:在3號生產(chǎn)線上,每批間歇生產(chǎn)投料35tSM,按SM的市場價(jià)為4980元/t計(jì)算,其價(jià)值為17.43萬元。以上兩項(xiàng)合計(jì)為6823.43萬元。60/178②苯乙烯罐區(qū)更換價(jià)值:整個(gè)罐區(qū)的財(cái)產(chǎn)價(jià)值約為321萬美元,其中苯乙烯儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)主要有2個(gè)6000m3苯乙烯儲(chǔ)罐,1個(gè)600m3柴油罐和1個(gè)964m3礦物油罐,約價(jià)值250萬美元,折合人民幣2077.5萬元。儲(chǔ)存物料價(jià)值:苯乙烯、柴油和礦物油的市場價(jià)格分別為4980元/t、2200元/t和6600元/t,按填充系數(shù)為0.85計(jì)算,其價(jià)值為:SM:2×6000m3×0.85×0.9059t/m3×4980元/t=4.6×103萬元柴油:600m3×0.85×0.8t/m3×2200元/t=89.8萬元礦物油:864m3×0.85×0.8t/m3×6600元/t=3.65×102萬元合計(jì)5054萬元。兩項(xiàng)合計(jì)71175.5萬元,將上述各單元影響區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值估算結(jié)果填入表5-8中。61/1783)計(jì)算基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)各單元最大可能財(cái)產(chǎn)損失為影響區(qū)域財(cái)產(chǎn)價(jià)值數(shù)與該單元危害系數(shù)DF的乘積,即基本MPPD=暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)損失×DF按照上述計(jì)算,將結(jié)果寫入表5-8中。62/1784)計(jì)算實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失與安全措施補(bǔ)償系數(shù)C的乘積就是實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失,用公式表示為:實(shí)際MPPD=基本MPPD×C它表示在采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施后事故造成的財(cái)產(chǎn)損失。各單元的實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失的計(jì)算結(jié)果填入單元分析評價(jià)匯總表中,如表5-8所示。63/1785)確定最大可能工作日損失MPDO估算最大可能工作日損失MPDO是評價(jià)停產(chǎn)損失BI必需的——個(gè)步驟,停產(chǎn)損失常常至于或超過財(cái)產(chǎn)損失,這取決于物料貯量和產(chǎn)品的需求狀況。最大可能工作日損失可根據(jù)實(shí)際MPPD查圖5-4得到,或根據(jù)公式求得。各單元的最大可能工作日損失的結(jié)果填入分析評價(jià)匯總表中,如表5-8所示。64/17865/178圖5-4最大可能停工天數(shù)(MPDO)計(jì)算圖6)停產(chǎn)損失BI工程資料所限,難以對各單元的停產(chǎn)損失進(jìn)行計(jì)算,而且,一般來說,因事故而導(dǎo)致的停產(chǎn)損失相對于財(cái)產(chǎn)損失而言,通常小的多。各單元火災(zāi)、爆炸所造成的經(jīng)濟(jì)損失主要是財(cái)產(chǎn)損失,故本書不對停產(chǎn)損失進(jìn)行估算。66/1785.2ICI蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)評價(jià)法
道化學(xué)指數(shù)法是以物質(zhì)系數(shù)為基礎(chǔ),并對特殊物質(zhì)、一般工藝及特殊工藝的危險(xiǎn)性進(jìn)行修正求出火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)指數(shù),再根據(jù)指數(shù)大小分成5個(gè)等級,按等級要求采取相應(yīng)對策的一種評價(jià)法。其計(jì)算方法、評價(jià)程序等已在上節(jié)作了介紹。l974年英國帝國化學(xué)工業(yè)公司(ICI)蒙德(Mond)部在道化學(xué)指數(shù)評價(jià)方法的基礎(chǔ)上引進(jìn)了毒性概念,并發(fā)展了某些補(bǔ)償系數(shù),提出了“蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)評價(jià)法”。67/178蒙德法在現(xiàn)有裝置及計(jì)劃建設(shè)裝置的危險(xiǎn)性研究中,作為總體研究的一部分,認(rèn)為道化學(xué)公司方法在工程設(shè)計(jì)的初步階段,對裝置潛在的危險(xiǎn)性評價(jià)是相當(dāng)有意義的。試驗(yàn)驗(yàn)證了用該方法評價(jià)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目的潛在危險(xiǎn)性時(shí),有必要在幾方面作重要的改進(jìn)和補(bǔ)充。其中最重要的有兩個(gè)方面。68/178第一,引進(jìn)了毒性的概念,將道化學(xué)公司的“火災(zāi)、爆炸指數(shù)”擴(kuò)展到包括物質(zhì)毒性在內(nèi)的“火災(zāi)、爆炸、毒性指標(biāo)”的初期評價(jià),使表示裝置潛在危險(xiǎn)性的初期評價(jià)更切合實(shí)際。第二,發(fā)展了某些補(bǔ)償系數(shù)(補(bǔ)償系數(shù)小于1),進(jìn)行裝置現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性水平再評價(jià)。即采取安全對策措施加以補(bǔ)償后進(jìn)行最終評價(jià),從而使評價(jià)較為恰當(dāng),也使預(yù)測定量化更具有實(shí)用意義。主要擴(kuò)充如下:①可對較廣范圍的工程及設(shè)備進(jìn)行研究;②包括了具有爆炸性的化學(xué)物質(zhì)的使用管理;③根據(jù)對事故案例的研究,考慮了對危險(xiǎn)度有相當(dāng)影響的幾種特殊工藝類型的危險(xiǎn)性;④采用了毒性的觀點(diǎn);⑤為裝置的良好設(shè)計(jì)管理、安全儀表控制系統(tǒng)發(fā)展了某些補(bǔ)償系數(shù)項(xiàng)目水平之下的裝置,可進(jìn)行單元設(shè)備現(xiàn)實(shí)的危險(xiǎn)度評價(jià)。69/1785.2.1ICI蒙德法特點(diǎn)和適用范圍ICI蒙德法突出了毒性對評價(jià)單元的影響,在考慮火災(zāi)、爆炸、毒性危險(xiǎn)方面的影響范圍及安全補(bǔ)償措施等方面都較道化學(xué)公司(DOW)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法更為全面。在安全措施補(bǔ)償方面強(qiáng)調(diào)了工程管理和安全態(tài)度,突出了企業(yè)管理的重要性。ICI蒙德法與道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)評價(jià)法一樣在各種評價(jià)類型中都可以使用,特別是針對有毒性指標(biāo)的裝置應(yīng)用ICI蒙德法對裝置潛在的危險(xiǎn)性初期評價(jià)比道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)評價(jià)法更加切合實(shí)際。70/1785.2.2ICI蒙德法的評價(jià)程序71/178ICI公司蒙德火災(zāi)、爆炸、毒性危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)程序5.2.3ICI蒙德法的評價(jià)步驟ICI蒙德法首先將評價(jià)系統(tǒng)劃分成單元,選擇有代表性的單元進(jìn)行評價(jià)。評價(jià)過程分兩個(gè)階段進(jìn)行,第一階段是初期危險(xiǎn)度評價(jià),第二階段是最終危險(xiǎn)度評價(jià)。72/178“單元”是裝置的一個(gè)獨(dú)立部分。布置上的獨(dú)立性(相互間有一定的安全距離或由防火墻或防火堤相隔開)和工藝上的不同性,是將裝置分割成評價(jià)單元的兩個(gè)基本原則。73/178(1)評價(jià)單元的確定裝置中具有代表性的單元類型有:原料儲(chǔ)區(qū)、反應(yīng)區(qū)、產(chǎn)品蒸餾區(qū)、吸收或洗滌區(qū)、中間產(chǎn)品儲(chǔ)區(qū)、產(chǎn)品儲(chǔ)區(qū)、運(yùn)輸裝卸區(qū)、催化劑處理區(qū)、副產(chǎn)品處理區(qū)、廢液處理區(qū)、通入裝置區(qū)的主要配管橋區(qū)。此外,還有過濾、干燥、固體處理、氣體壓縮等,合適時(shí)也常常作為單元處理。將裝置劃分為不同類型的單元,就能對裝置的不同單元的不同危險(xiǎn)性特點(diǎn)分別進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)評價(jià)結(jié)果,可以有針對性地采取不同的安全對策措施,否則,整個(gè)裝置或裝置的大部分就會(huì)帶有裝置中最危險(xiǎn)單元的特征。為了降低它們的危險(xiǎn)性,就必須增加安全設(shè)施,其結(jié)果是投資增大。當(dāng)然,在不增加單元危險(xiǎn)性潛能的情況下,也可將具有類似危險(xiǎn)潛能的單元合并為一個(gè)較大的單元。74/178評價(jià)儲(chǔ)存區(qū)時(shí),單元通常有一個(gè)堤壩和共同堤壩內(nèi)的全部儲(chǔ)罐等組成。其他堤壩分開的區(qū)域,如液化氣、高著火性液體和有自聚危險(xiǎn)性、可能產(chǎn)生過氧化物、有凝聚相爆炸危險(xiǎn)等特殊危險(xiǎn)物質(zhì),可作為不同單元處理,以便能正確識別其相對危險(xiǎn)性。裝置區(qū)中主要配管橋,不同于裝置工藝或儲(chǔ)存單元,應(yīng)作為一個(gè)單元考慮。其危險(xiǎn)性主要是支柱或架設(shè)在架臺(tái)間的管橋長度及在其上支撐的鋼管。75/178初期危險(xiǎn)度評價(jià)是不考慮任何安全措施,評價(jià)單元潛在危險(xiǎn)性的大小。評價(jià)的項(xiàng)目包括:確定物質(zhì)系數(shù)B、特殊物質(zhì)危險(xiǎn)性M、一般工藝危險(xiǎn)性P、特殊工藝危險(xiǎn)性S、量的危險(xiǎn)性Q、配置危險(xiǎn)性L、毒性危險(xiǎn)性T。在每個(gè)項(xiàng)目中又包括一些要考慮的要素,見表5-9。將各項(xiàng)危險(xiǎn)系數(shù)匯總,計(jì)算出各項(xiàng)的合計(jì),得到初期評價(jià)結(jié)果。76/178(2)初期危險(xiǎn)度評價(jià)77/17878/17879/178D值用來表示火災(zāi)、爆炸潛在危險(xiǎn)性的大小,D按下式計(jì)算:80/1781)道氏綜合指數(shù)D的范圍等級D的范圍等級D的范圍等級0~20緩和的60~75稍重的115~150非常極端的20~40輕度的75~90重的150~200潛在災(zāi)難性的40~60中等的90~115極端的>200高度災(zāi)難性的根據(jù)計(jì)算結(jié)果,將道氏綜合指數(shù)D劃分為9個(gè)等級,見表5-10。表5-10道氏綜合指數(shù)D等級劃分F稱為火災(zāi)負(fù)荷系數(shù),表示火災(zāi)的潛在危險(xiǎn)性,是單位面積內(nèi)的燃燒熱值。根據(jù)其值的大小可以預(yù)測發(fā)生火災(zāi)時(shí)火災(zāi)的持續(xù)時(shí)間。發(fā)生火災(zāi)時(shí),單元內(nèi)全部可燃物料燃燒是罕見的,考慮有l(wèi)0%的物料燃燒是比較接近實(shí)際的?;馂?zāi)負(fù)荷系數(shù)F用下式計(jì)算:
式中:K——單元中可燃物料的總量,t;N——單元的通常作業(yè)區(qū)域,m2。81/1782)火災(zāi)負(fù)荷系數(shù)F82/178根據(jù)計(jì)算結(jié)果,將火災(zāi)負(fù)荷系數(shù)F分為8個(gè)等級,見表5-11表5-11火災(zāi)負(fù)荷等級裝置內(nèi)部爆炸的危險(xiǎn)性與裝置內(nèi)物料的危險(xiǎn)性和工藝條件有關(guān),故指標(biāo)E計(jì)算式為:83/1783)裝置內(nèi)部爆炸指標(biāo)E裝置內(nèi)部爆炸危險(xiǎn)性分成5個(gè)等級,見表5-12。表5-12裝置內(nèi)部爆炸危險(xiǎn)性等級環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)A的計(jì)算式為84/1784)環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)A式中:m―物質(zhì)的混合與擴(kuò)散特性系數(shù);H——單元高度;T——工程溫度(絕對溫度),K。將計(jì)算結(jié)果按表5-13分成5個(gè)等級。表5-13環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)等級單元毒性指標(biāo)U按下式計(jì)算:85/1785)單元毒性指標(biāo)U將計(jì)算結(jié)果按表5-14分成5個(gè)等級。表5-14單元毒性指標(biāo)等級U=主毒性事故指標(biāo)C按下式計(jì)算:C=Q×U86/1786)主毒性事故指標(biāo)C將計(jì)算結(jié)果按表5-15分成5個(gè)等級。表5-15主毒性事故指標(biāo)等級綜合危險(xiǎn)性評分是以道氏綜合指數(shù)D為主,并考慮火災(zāi)負(fù)荷系數(shù)F、單元毒性指標(biāo)U、裝置內(nèi)部爆炸指標(biāo)E和環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)A的強(qiáng)烈影響而提出的,其計(jì)算式如下:87/1787)綜合危險(xiǎn)性評分R
式中,F(xiàn)、U、E、A的最小值為1。將計(jì)算結(jié)果按表5-16分成8個(gè)等級。88/178表5-16綜合危險(xiǎn)性評價(jià)等級可以接受的危險(xiǎn)度很難有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),往往與所使用的物質(zhì)類型(如毒性、腐蝕性等)和工廠周圍的環(huán)境(如距居民區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院的距離等)有關(guān)。通常情況下,總危險(xiǎn)性評分R值在100以下是能夠接受的,而R值在100~1100之間視為可以有條件地接受,對于R值在1100以上的單元,必須考慮采取安全對策措施,并進(jìn)一步做安全對策措施的補(bǔ)償計(jì)算。89/178初期危險(xiǎn)度評價(jià)主要是了解單元潛在危險(xiǎn)的程度。評價(jià)單元潛在的危險(xiǎn)性一般都比較高,因此需要采取安全措施,降低危險(xiǎn)性,使之達(dá)到人們可以接受的水平。蒙德法將實(shí)際生產(chǎn)過程中采取的安全措施分為兩個(gè)方面:一方面是降低事故發(fā)生的頻率,即預(yù)防事故的發(fā)生;另一方面是減小事故的規(guī)模,即事故發(fā)生后,將其影響控制在最小限度。90/178(3)最終危險(xiǎn)度評價(jià)降低事故頻率的安全措施包括容器(K1)、管理(K2)、安全態(tài)度(K3)三類;減小事故規(guī)模的安全措施包括防火(K4)、物質(zhì)隔離(K5)、消防活動(dòng)(K6)三類。這六類安全措施每類又包括數(shù)項(xiàng)安全措施,每項(xiàng)安全措施根據(jù)其在降低危險(xiǎn)的過程中所起的作用給予一個(gè)小于1的補(bǔ)償系數(shù)。各類安全措施總的補(bǔ)償系數(shù)等于該類安全措施各項(xiàng)系數(shù)取值之積。各類安全措施的具體內(nèi)容見表5-17。91/17892/17893/178將各項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)匯總?cè)氡恚⒂?jì)算出各項(xiàng)補(bǔ)償系數(shù)之積,得到各類安全措施的補(bǔ)償系數(shù)。根據(jù)補(bǔ)償系數(shù),可以求出補(bǔ)償后的評價(jià)結(jié)果,它表示實(shí)際生產(chǎn)過程中的危險(xiǎn)程度。1)補(bǔ)償火災(zāi)負(fù)荷系數(shù)F2:F2=F×Kl×K4×K52)補(bǔ)償裝置內(nèi)部爆炸指標(biāo)E2:E2=E×K2×K33)補(bǔ)償環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)A2:A2=A×Kl×K5×K64)補(bǔ)償綜合危險(xiǎn)性評分R2:
R2=R×K1×K2×K3×K4×K5×K6
94/178補(bǔ)償后評價(jià)結(jié)果的計(jì)算式如下:補(bǔ)償后的評價(jià)結(jié)果,如果評價(jià)單元的危險(xiǎn)性降低到可以接受的程度,則評價(jià)工作可以繼續(xù)下去;否則,就要更改設(shè)計(jì),或增加補(bǔ)充安全措施,然后重新進(jìn)行評價(jià)計(jì)算,直至符合安全要求為止。5.2.4ICI蒙德法應(yīng)用示例應(yīng)用蒙德法對某煤氣發(fā)生系統(tǒng)進(jìn)行安全評價(jià)。(1)單元主要已知參數(shù)評價(jià)單元:造氣車間的煤氣發(fā)生系統(tǒng)(包括煤氣爐、集氣罐等);單元內(nèi)主要物質(zhì):一氧化碳(CO);煤氣爐發(fā)生氣量:492kg;煤氣爐內(nèi)壓力、溫度:700~800Pa,800℃;評價(jià)單元高度:15m;單元作業(yè)區(qū)域:1200m2。95/178(2)評價(jià)計(jì)算結(jié)果煤氣發(fā)生系統(tǒng)評價(jià)計(jì)算結(jié)果見表5-18。
評價(jià)結(jié)果:DOW/ICI總指數(shù)D:61.63稍重
火災(zāi)負(fù)荷系數(shù)F:17.8輕
單元毒性指標(biāo)U:14.18非常高
主毒性事故指標(biāo)C:42.54低
裝置內(nèi)爆炸指標(biāo)E:6.30非常高環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)A:206.25高
綜合危險(xiǎn)評分R:96.72低96/17897/178(3)結(jié)論采取補(bǔ)償措施后,該評價(jià)單元的火災(zāi)負(fù)荷系數(shù)F、裝置內(nèi)部爆炸指標(biāo)E、環(huán)境氣體爆炸指標(biāo)A及綜合危險(xiǎn)性評分R等項(xiàng)安全指標(biāo)值都有所下降,說明該單元的危險(xiǎn)性降到了較安全的級別。98/1785.3易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法5.3.1易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法的特點(diǎn)與適應(yīng)性5.3.2易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法的步驟5.3.3易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法應(yīng)用示例99/1785.3易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法——是“八五”國家科技攻關(guān)專題“易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源辨識評價(jià)技術(shù)研究”提出的分析評價(jià)方法,是在大量重大火災(zāi)、爆炸、毒物泄漏中毒事故等資料的統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上,從物質(zhì)危險(xiǎn)性、工藝危險(xiǎn)性入手,分析重大事故發(fā)生的原因、條件,評價(jià)事故的影響范圍、傷亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失,提出應(yīng)采取的預(yù)防、控制措施。100/178重大危險(xiǎn)源是指長期地或臨時(shí)地生產(chǎn)、加工、搬運(yùn)、使用或貯存危險(xiǎn)物質(zhì),且危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量等于或超過臨界量的單元。單元指一個(gè)(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場所,或同屬一個(gè)工廠的且邊緣距離小于500m的幾個(gè)(套)生產(chǎn)裝置、設(shè)施或場所。在安全評價(jià)過程中,評價(jià)人員可以根據(jù)實(shí)際評價(jià)工作的需要用易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法對企業(yè)辨識出的重大危險(xiǎn)源進(jìn)行量化的評價(jià)。101/1785.3.1易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法的特點(diǎn)與適應(yīng)性易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法是一種定量的評價(jià)方法,能較準(zhǔn)確地評價(jià)出系統(tǒng)內(nèi)危險(xiǎn)物質(zhì)、工藝過程的危險(xiǎn)程度、危險(xiǎn)性等級,較精確地計(jì)算出事故后果的嚴(yán)重程度(危險(xiǎn)區(qū)域范圍、人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失),提出工藝設(shè)備、人員素質(zhì)以及安全管理三方面的107個(gè)指標(biāo)組成的評價(jià)指標(biāo)集。但該方法需要人員具有較高的綜合能力,方法程序操作復(fù)雜,需要確定的參數(shù)指標(biāo)較多。該方法適用于各類安全評價(jià)及安全評價(jià)過程中對重大危險(xiǎn)源的評價(jià)。102/1785.3.2易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法的步驟103/178(1)評價(jià)單元的劃分一般把裝置的一個(gè)獨(dú)立部分稱為單元,并以此來劃分單元。重大危險(xiǎn)源評價(jià)以單元作為評價(jià)對象,每個(gè)單元都有一定的功能特點(diǎn),例如:原料供應(yīng)區(qū)、反應(yīng)區(qū)、產(chǎn)品蒸餾區(qū)、吸收或洗滌區(qū)、成品或半成品儲(chǔ)存區(qū)、運(yùn)輸裝卸區(qū)、催化劑處理區(qū)、副產(chǎn)品處理區(qū)、廢液處理區(qū)、配管橋區(qū)等。在一個(gè)共同廠房內(nèi)的裝置可以劃分為一個(gè)單元;在一個(gè)共同堤壩內(nèi)的全部儲(chǔ)罐也可劃分為一個(gè)單元;散設(shè)地上的管道不作為獨(dú)立的單元處理,但配管橋區(qū)例外。104/178(2)評價(jià)模型的層次結(jié)構(gòu)根據(jù)安全工程學(xué)的一般原理,危險(xiǎn)性定義為事故頻率和事故后果嚴(yán)重程度的乘積,即危險(xiǎn)性評價(jià)一方面取決于事故的易發(fā)性,另一方面取決于事故一旦發(fā)生后后果的嚴(yán)重性?,F(xiàn)實(shí)的危險(xiǎn)性不僅取決于由生產(chǎn)物質(zhì)的特定物質(zhì)危險(xiǎn)性和生產(chǎn)工藝的特定工藝過程危險(xiǎn)性所決定的生產(chǎn)單元的固有危險(xiǎn)性,而且還同各種人為管理因素及防災(zāi)措施的綜合效果有密切關(guān)系。105/178重大危險(xiǎn)源的評價(jià)模型具有如圖5-6所示的層次結(jié)構(gòu)。106/178(3)評價(jià)的數(shù)學(xué)模型107/178重大危險(xiǎn)源評價(jià)固有危險(xiǎn)性評價(jià)現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性評價(jià)事故易發(fā)性評價(jià)事故嚴(yán)重度評價(jià)是在前者的基礎(chǔ)上考慮各種危險(xiǎn)性的抵消因子,它們反映了人在控制事故發(fā)生和控制事故后果擴(kuò)大方面的主觀能動(dòng)作用。固有危險(xiǎn)性評價(jià)主要反映了物質(zhì)的固有特性、危險(xiǎn)物質(zhì)生產(chǎn)過程的特點(diǎn)和危險(xiǎn)單元內(nèi)部、外部環(huán)境狀況。取決于危險(xiǎn)物質(zhì)事故易發(fā)性與工藝過程危險(xiǎn)性的耦合。評價(jià)的數(shù)學(xué)模型如下:式中:(B111)i——第i種物質(zhì)危險(xiǎn)性的評價(jià)值;(B112)j—一第j種工藝危險(xiǎn)性的評價(jià)值;Wij——第j項(xiàng)工藝與第i種物質(zhì)危險(xiǎn)性的相關(guān)系數(shù);B12——事故嚴(yán)重度評價(jià)值;B21——工藝、設(shè)備、容器、建筑結(jié)構(gòu)抵消因子。B22——人員素質(zhì)抵消因子;B23——安全管理抵消因子。108/178轉(zhuǎn)移下節(jié)1)危險(xiǎn)物質(zhì)事故易發(fā)性B111的評價(jià)參照聯(lián)合國專家委員會(huì)的建議書及我國GB6944-86分類標(biāo)準(zhǔn),具有燃燒爆炸性質(zhì)的危險(xiǎn)物質(zhì)可分為七大類:①爆炸性物質(zhì);②氣體燃燒性物質(zhì);③液體燃燒性物質(zhì);④固體燃燒性物質(zhì);⑤自燃物質(zhì);⑥遇水易燃物質(zhì);⑦氧化性物質(zhì)。109/178每類物質(zhì)根據(jù)其總體危險(xiǎn)感度給出權(quán)重分;每種物質(zhì)根據(jù)其與反應(yīng)感度有關(guān)的理化參數(shù)值給出狀態(tài)分;每一大類物質(zhì)下面分若干小類,共計(jì)19個(gè)子類。對每一大類或子類,分別給出狀態(tài)分的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。權(quán)重分與狀態(tài)分的乘積即為該類物質(zhì)危險(xiǎn)感度的評價(jià)值,亦即危險(xiǎn)物質(zhì)事故易發(fā)性的評分值。權(quán)重分的確定參考了全國化工行業(yè)和兵器行業(yè)218起重大事故的統(tǒng)計(jì)資料。關(guān)于易燃、易爆物質(zhì)危險(xiǎn)性的另一側(cè)面是物質(zhì)反應(yīng)烈度,它主要在事故嚴(yán)重度評價(jià)中考慮。110/178為了考慮毒物擴(kuò)散危險(xiǎn)性,我們在危險(xiǎn)物質(zhì)分類中定義毒性物質(zhì)為第八種危險(xiǎn)物質(zhì)。一種危險(xiǎn)物質(zhì)可以同時(shí)屬于易燃易爆七大類中的一類,又屬于第八類。對于毒性物質(zhì),其危險(xiǎn)物質(zhì)事故易發(fā)性主要取決于下列4個(gè)參數(shù):①毒性等級;②物質(zhì)的狀態(tài);③氣味;④重度。111/178毒性大小不僅影響事故后果,而且影響事故易發(fā)性:毒性大的物質(zhì),即使微量擴(kuò)散也能釀成事故,而毒性小的物質(zhì)不具有這種特點(diǎn)。毒性對事故嚴(yán)重度的影響在毒物傷害模型中予以考慮。對不同的物質(zhì)狀態(tài),毒物泄漏和擴(kuò)散的難易程度有很大不同,顯然氣相毒物比液相毒物更容易釀成事故;重度大的毒物泄漏后不易向上擴(kuò)散,因而容易造成中毒事故。物質(zhì)危險(xiǎn)性的最大分值定為100分。112/1782)工藝過程事故易發(fā)性B112的評價(jià)工藝過程事故易發(fā)性的影響因素確定為21項(xiàng)。參考了道化學(xué)公司的方法、英國帝國化學(xué)公司蒙德分部的蒙德法和我國國內(nèi)研制出的《光氣及光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置安全評價(jià)通則》以及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例》和《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場所電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》等國家標(biāo)淮,以及一些防火防爆的國內(nèi)外著作。113/17821種工藝影響因素是:114/178放熱反應(yīng);吸熱反應(yīng);物料處理;物料儲(chǔ)存;操作方式;粉塵生成;低溫條件;高溫條件;高壓條件;特殊的操作條件;腐蝕;泄漏;設(shè)備因素;密閉單元;工藝布置;明火;摩擦與沖擊;高溫體;電器火花;靜電;毒物出料及輸送。最后一種工藝因素僅與含毒性物質(zhì)有相關(guān)關(guān)系。每種因素區(qū)別若干狀態(tài)。各種因素的權(quán)重分值合并在因素中的各個(gè)狀態(tài)分值一起考慮。狀態(tài)分的確定參考了一些己知評價(jià)方法中有關(guān)項(xiàng)目危險(xiǎn)性大小的對比值,以及大量火災(zāi)爆炸原因分析的統(tǒng)計(jì)資料,如日本消防廳《火災(zāi)年報(bào)》公布的數(shù)據(jù)和我國石化行業(yè)發(fā)生的一些重大事故。3)工藝、物質(zhì)危險(xiǎn)性相關(guān)系數(shù)Wij確定同一種工藝條件對于不同類的危險(xiǎn)物質(zhì)所體現(xiàn)的危險(xiǎn)程度是各不相同的,因此必須確定相關(guān)系數(shù)。Wij可以分為以下5級。①A級關(guān)系密切,Wij=0.9;②B級關(guān)系大,Wij=0.7;③C級關(guān)系一般,Wij=0.55④D級關(guān)系小,Wij=0.2;⑤E級沒有關(guān)系,Wij=0。Wij定級根據(jù)專家的咨詢意見,15位專家的380個(gè)系數(shù)的平均方差為0.06,最大均方差0.14。115/1784)事故嚴(yán)重度B12的評價(jià)事故嚴(yán)重度用事故后果的經(jīng)濟(jì)損失(萬元)表示。事故后果系指事故中人員傷亡以及房屋、設(shè)備、物資等的財(cái)產(chǎn)損失,不考慮停工損失。人員傷亡區(qū)分人員死亡數(shù)、重傷數(shù)、輕傷數(shù)。財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)格講應(yīng)分若干個(gè)破壞等級,在不同等級破壞區(qū)破壞程度是不相同的,總損失為全部破壞區(qū)損失的總和。116/178在危險(xiǎn)性評估中為了簡化方法,用一個(gè)統(tǒng)一的財(cái)產(chǎn)損失區(qū)來描述,假定財(cái)產(chǎn)損失區(qū)內(nèi)財(cái)產(chǎn)全部破壞,在損失區(qū)外全不受損,即認(rèn)為財(cái)產(chǎn)損失區(qū)內(nèi)未受損失部分的財(cái)產(chǎn)同損失區(qū)外受損失的財(cái)產(chǎn)相互抵消。死亡、重傷、輕傷、財(cái)產(chǎn)損失各自都用一當(dāng)量圓半徑描述。對于單純毒物泄漏事故僅考慮人員傷亡,暫不考慮動(dòng)植物死亡和生態(tài)破壞所受到的損失。117/178對幾種常見的火災(zāi)爆炸事故進(jìn)行了全面的研究,建立了6種傷害模型,它們分別是:①凝聚相含能材料爆炸;②蒸氣云爆炸;③沸騰液體擴(kuò)展為蒸氣云爆炸;④池火災(zāi);⑤固體和粉塵火災(zāi);⑥室內(nèi)火災(zāi)。118/178不同類物質(zhì)往往具有不同的事故形態(tài),但即使是同一類物質(zhì),甚至同一種物質(zhì),在不同的環(huán)境條件下也可能表現(xiàn)出不同的事故形態(tài)。為了對各種不同類的危險(xiǎn)物質(zhì)可能出現(xiàn)的事故嚴(yán)重度進(jìn)行評價(jià),我們根據(jù)下面兩個(gè)原則建立了物質(zhì)子類別同事故形態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系,每種事故形態(tài)用一種傷害模型來描述。這兩個(gè)原則如下:①最大危險(xiǎn)原則如果一種危險(xiǎn)物具有多種事故形態(tài),且它們的事故后果相差懸殊,則按后果最嚴(yán)重的事故形態(tài)考慮;②概率求和原則如果一種危險(xiǎn)物具有多種事故形態(tài),且它們的事故后果相差不懸殊,則按統(tǒng)計(jì)平均原理估計(jì)事故后果。119/178根據(jù)泄漏物狀態(tài)(液化氣、液化液、冷凍液化氣、冷凍液化液、液體)和儲(chǔ)罐壓力、泄漏的方式(爆炸型的瞬時(shí)泄漏或持續(xù)十分鐘以上的連續(xù)泄漏)建立了9種毒物擴(kuò)散傷害模型,這9種模型分別是:120/178源抬升模型氣體泄放速度模型液體泄放速度模型高斯煙羽模型煙團(tuán)模型煙團(tuán)積分模型閃蒸模型絕熱擴(kuò)散模型重氣擴(kuò)散模型。毒物擴(kuò)散傷害模型毒物泄漏傷害嚴(yán)重程度與毒物泄漏量以及環(huán)境大氣參數(shù)(溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)力、大氣穩(wěn)定度等)都有密切關(guān)系。若在測算中遇到事先評價(jià)所無法定量預(yù)見的條件時(shí),則按較嚴(yán)重的條件進(jìn)行評估。當(dāng)一種物質(zhì)既具有燃爆特性,又具有毒性時(shí),則人員傷亡按兩者中較重的情況進(jìn)行測算,財(cái)產(chǎn)損失按燃燒燃爆傷害模型進(jìn)行測算。121/178毒物泄漏傷害區(qū)也分死亡區(qū)、重傷區(qū)、輕傷區(qū)。輕度中毒而無需住院治療即可在短時(shí)間內(nèi)康復(fù)的一般吸入反應(yīng)不算輕傷。各種等級的毒物泄漏傷害區(qū)呈紡錘形,為了測算方便,同樣將它們簡化成等面積的當(dāng)量圓,但當(dāng)量圓的圓心不在單元中心處,而在各傷害區(qū)的面心上。122/178為了測算財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡數(shù),需要在各級傷害區(qū)內(nèi)對財(cái)產(chǎn)分布函數(shù)與人員損失函數(shù)進(jìn)行積分。為了便于采樣,人員和財(cái)產(chǎn)分布函數(shù)各分為三個(gè)區(qū)域,即單元區(qū)、廠區(qū)與居民區(qū)在每一區(qū)域內(nèi)假定人員分布與財(cái)產(chǎn)分布都是均勻的,但各區(qū)之間是不同的。為了簡化采樣,單元區(qū)面積簡化為當(dāng)量圓,廠區(qū)面積當(dāng)長寬比大于2時(shí)簡化為矩形,否則簡化為當(dāng)量圓。各種類型的傷害區(qū)覆蓋單元區(qū)、廠區(qū)和居民區(qū)的各部分面積通過幾何關(guān)系算出。123/178因?yàn)椴豢赡軐用駞^(qū)的財(cái)產(chǎn)分布狀態(tài)進(jìn)行直接采樣,因此特別建立了一個(gè)專門的評估模型,用于評估居民區(qū)的財(cái)產(chǎn)分布密度。在該模型中,居民財(cái)產(chǎn)分布密度看成是人口密度、人均的月生活費(fèi)用支出水平,人均住房面積和單位面積房價(jià)的函數(shù)。為了使單元之間事故嚴(yán)重度的評估結(jié)果具有可比性,需要對不同種的傷害用某種標(biāo)度進(jìn)行折算再作疊加。如果我們把人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失在數(shù)學(xué)上看成是不同方向的矢量,其實(shí)所謂“折算”就是選擇一個(gè)共同的矢量基,將和矢量在矢量基上投影。不同的矢量基對應(yīng)不同的折算。折算方法選擇同一個(gè)國家國情及政府的管理行為有關(guān)。124/178我們參考我國政府部門的一些有關(guān)規(guī)定,在本評價(jià)方法中使用了以下折算公式:式中:
C——事故中財(cái)產(chǎn)損失的評估值,萬元;Nl、N2、N3——事故中人員死亡、重傷、輕傷人數(shù)的評估值。125/1785)危險(xiǎn)性的抵消因子B2的確定盡管單元的固有危險(xiǎn)性是由物質(zhì)的危險(xiǎn)性和工藝的危險(xiǎn)性所決定的,但是工藝、設(shè)備、容器、建筑結(jié)構(gòu)上的各種用于防范和減輕事故后果的各種設(shè)施,危險(xiǎn)崗位上操作人員的良好素質(zhì),嚴(yán)格的安全管理制度能夠大大抵消單元內(nèi)的現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性。126/178在本評價(jià)方法中,工藝、設(shè)備、容器和建筑結(jié)構(gòu)抵消因子由23個(gè)指標(biāo)組成評價(jià)指標(biāo)集;安全管理狀況由11類72個(gè)指標(biāo)組成評價(jià)指標(biāo)集;危險(xiǎn)崗位操作人員素質(zhì)由4項(xiàng)指標(biāo)組成評價(jià)指標(biāo)集。大量事故統(tǒng)計(jì)表明,工藝設(shè)備故障、人的誤操作和生產(chǎn)安全管理上的缺陷是引發(fā)事故發(fā)生的三大原因,因而對工藝設(shè)備危險(xiǎn)進(jìn)行有效監(jiān)控,提高操作人員基本素質(zhì)和提高安全管理的有效性,能大大減少事故的發(fā)生。但是大量的事故統(tǒng)計(jì)事實(shí)同樣表明,上述三種因素在許多情況下并不相互獨(dú)立,而是耦合在一起發(fā)生作用的,如果只控制其中一種或兩種是不可能完全杜絕事故發(fā)生的,甚至當(dāng)上述三種因素都得到充分控制以后,只要有固有危險(xiǎn)性存在,現(xiàn)實(shí)危險(xiǎn)性不可能抵消至零,這是因?yàn)檫€有很少一部分事故是由上述三種原因以外的原因(例如自然災(zāi)害或其他單元事故牽連)引發(fā)的。127/178因此一種因素在控制事故發(fā)生中的作用是同另外兩種因素的受控程度密切相關(guān)的。每種因素都是在其他兩種因素控制得越好時(shí),發(fā)揮出來的控制效率越大。根據(jù)對l991個(gè)火災(zāi)爆炸事故的統(tǒng)計(jì)資料,用條件概率方法和模糊數(shù)學(xué)隸屬度算法,給出了各種控制因素的最大事故抵消率關(guān)聯(lián)算法以及綜合抵消因子的算法。128/1785.3.3易燃、易爆、有毒重大危險(xiǎn)源評價(jià)法應(yīng)用示例例:在某煤化工企業(yè)安全現(xiàn)狀評價(jià)中對甲醇儲(chǔ)罐重大危險(xiǎn)源(見表5-19)進(jìn)行安全評價(jià)。129/178(1)危險(xiǎn)物質(zhì)事故易發(fā)性評價(jià)根據(jù)《常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志》GB13690-92和《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-92(1999版),甲醇屬于中閃點(diǎn)易燃液體,為甲B類火災(zāi)危險(xiǎn)性物質(zhì),則甲醇物質(zhì)事故易發(fā)性:B111=0.9×60=54130/178(2)工藝過程事故易發(fā)性評價(jià)甲醇反應(yīng)區(qū)間:放熱反應(yīng)系數(shù)(B112)l取50;吸熱反應(yīng)系數(shù)(B112)2取40;物料處理系數(shù)(B112)3取10;高溫系數(shù)(B112)8取25;高壓系數(shù)(B112)10,取(B112)10=90×1.3=117;腐蝕系數(shù)(B112)12取10;泄漏系數(shù)(B112)13取20;工藝布置系數(shù)(B112)16取30;靜電系數(shù)(B112)21取30。131/178(3)評價(jià)單元的事故易發(fā)性由于同種工藝條件對于不同類危險(xiǎn)物質(zhì)所體現(xiàn)的危險(xiǎn)程度是各不相同的,因此必須確定相關(guān)系數(shù)。Wij分為5級,見表5-20。132/178級別相關(guān)性工藝-物質(zhì)危險(xiǎn)性相關(guān)系數(shù)WijA級關(guān)系密切0.9B級關(guān)系大0.7C級關(guān)系一般0.5D級關(guān)系小0.2E級沒有關(guān)系0表5-20工藝―物質(zhì)危險(xiǎn)性相關(guān)系數(shù)的分級甲醇反應(yīng)區(qū)間甲醇的相關(guān)系數(shù)分別為:放熱反應(yīng)系數(shù)(B112)l=0.7吸熱反應(yīng)系數(shù)(B112)2=0.5物料處理系數(shù)(B112)3=0.7高溫系數(shù)(B112)8=0.7高壓系數(shù)(B112)10=0.7腐蝕系數(shù)(B112)12=0.7泄漏系數(shù)(B112)13=0.7工藝布置系數(shù)(B112)16=0.7靜電系數(shù)(B112)21=0.7133/178事故易發(fā)性B11為:134/178(4)甲醇生產(chǎn)區(qū)的傷害模型及傷害/破壞半徑甲醇生產(chǎn)廠區(qū)最大火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)是生產(chǎn)過程和甲醇罐發(fā)生泄漏等原因引起的燃燒爆炸,其傷害模型有兩種:蒸氣云爆炸(VEC)模型;沸騰液體擴(kuò)展為蒸氣爆炸(BLEVE)模型。前者屬于爆炸型,后者屬于火災(zāi)型。135/1781)甲醇蒸氣云爆炸(VEC)甲醇有兩個(gè)儲(chǔ)罐,型式是立式拱頂,貯存容量8000m3;貯存天數(shù)為18.5天,充裝系數(shù)為0.8,材質(zhì)為CS。最大儲(chǔ)存量為Wf=(8000+8000)×790=12640000(kg)136/178TNT當(dāng)量計(jì)算公式為:式中:1.8―地面爆炸系數(shù);α―蒸氣云當(dāng)量系數(shù),α=0.04;Qf―甲醇的爆炸熱量,Qf=22690.39kJ/kgQTNT―TNT的爆炸熱量,取QTNT=17520kJ/kg甲醇的TNT當(dāng)量為:WTNT=1.8×0.04×12640000×22690.39÷17520=17568599.6(kg)137/178死亡半徑R1為:138/178重傷半徑R2為:解得解得,輕傷半徑R3為:139/178解得,對于爆炸型破壞,財(cái)產(chǎn)損失半徑的計(jì)算公式為:140/178式中:
―二級破壞系數(shù),=5.6計(jì)算得:=929.2(m)全部計(jì)算結(jié)果見表5-21。141/178蒸氣云爆炸傷害死亡半徑重傷半徑輕傷半徑破壞半徑破壞半徑/m307.4641.71153.2929.2表5-21蒸汽云爆炸傷害甲醇用兩個(gè)罐貯存,取W=0.7×12640000=8848000(kg)按以下公式進(jìn)行計(jì)算:火球半徑R=2.9W1/3=599.8(m)火球持續(xù)時(shí)間t=0.175W1/3=93(s)當(dāng)傷害幾率Pr=5時(shí),傷害百分?jǐn)?shù)D==50%死亡、一度、二度燒傷及燒毀財(cái)物,都以D=50%定義。2)甲醇擴(kuò)展蒸氣爆炸(BLEVE)142/178下面求不同傷害、破壞時(shí)的熱通量。死亡計(jì)算公式為:式中Pr―取5;火球持續(xù)時(shí)間,t=93s。則,q1=7884.2(W/m2)。143/178二度燒傷(重傷)計(jì)算公式為:144/178財(cái)產(chǎn)損失計(jì)算公式為:一度燒傷(輕傷)計(jì)算公式為:則q2=5221.8(W/m2)。則q3=2294.5(W/m2)。按上述ql、q2、q3、q4、熱輻射通量值,計(jì)算傷害/破壞半徑,熱輻射通量計(jì)算公式:145/178式中:R一火球半徑,取R=599.8m;q0一圓柱罐,取qo=270000W。已知火球半徑R=599.8m,傷害/破壞半徑應(yīng)有Ri>R。求解為:①按死亡熱通量ql=7884.2W/m2,
計(jì)算擴(kuò)散蒸氣爆炸的死亡半徑R1=2485.7m。②按重傷(二度燒傷)熱通量q2=5221.8W/m2,
計(jì)算擴(kuò)展蒸氣爆炸時(shí)的重傷(二度燒傷)半徑R2
=3065.2m。③由輕傷(一度燒傷)熱通量q3=2294.5W/m2,
計(jì)算輕傷(一度燒傷)半徑R3=17592.1m。④由財(cái)產(chǎn)燒毀熱通量q4=25579.2W/M2,用上述同樣辦法
計(jì)算得到擴(kuò)展蒸汽爆炸的財(cái)產(chǎn)破壞半徑R4=1285.6m146/178綜合各項(xiàng),得擴(kuò)散蒸汽爆炸傷害/破壞半徑如表5-22所示147/178死忙半徑重傷半徑(二度燒傷)輕傷半徑(一度燒傷)財(cái)產(chǎn)破壞半徑2485.73065.217592.11285.6表5-22沸騰液體擴(kuò)散蒸汽爆炸傷害/破壞半徑(m)顯然,如果甲醇罐發(fā)生擴(kuò)展蒸氣爆炸,火球半徑R=599.8rn,使整個(gè)原料罐區(qū)成為一片火海,全部吞沒;由于死亡半徑RI=2485.7m,財(cái)產(chǎn)損失半徑凡=1285.6m,使得罐區(qū)一旦發(fā)生擴(kuò)展蒸氣爆炸,廠區(qū)內(nèi)的人員難以幸免,而且會(huì)殃及四鄰。(5)事故嚴(yán)重度B12的估計(jì)(見表5-23)事故嚴(yán)重度B12用符號S表示,其反映發(fā)生事故造成的經(jīng)濟(jì)損失大小。事故嚴(yán)重度包括人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失兩個(gè)方面,并把人的傷害也折算成財(cái)產(chǎn)損失(萬元)。148/178149/178可用下式表示總損失值:150/178式中:N1,N2,N3---事故中死亡、重傷輕傷人數(shù)C----財(cái)產(chǎn)破壞價(jià)值,萬元。事故嚴(yán)重度B12取決于傷害/破壞半徑構(gòu)成圓面積中財(cái)產(chǎn)價(jià)值和死亡人數(shù)。由于甲醇罐區(qū)爆炸傷害模型是兩個(gè),即蒸汽云爆炸和擴(kuò)展蒸汽爆炸,并可能同時(shí)發(fā)生,則儲(chǔ)罐爆炸事故嚴(yán)重度應(yīng)是兩種嚴(yán)重度加權(quán)求和:式中:S1,S2----分別為兩種爆炸事故后果;
,----分別為兩種爆炸的發(fā)生的概率,=0.9,=0.1151/178蒸氣云爆炸的可能性遠(yuǎn)大于擴(kuò)展蒸氣爆炸,蒸氣云爆炸是主要的。事故嚴(yán)重度計(jì)算結(jié)果為:152/178(6)固有危險(xiǎn)性Bl及危險(xiǎn)性等級原料灌區(qū)的固有危險(xiǎn)性為:153/178危險(xiǎn)等級為:因此,甲醇罐區(qū)為一級重大危險(xiǎn)源。5.4化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法154/1785.4.1化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法的特點(diǎn)與適應(yīng)性5.4.2化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法評價(jià)程序155/178通過——計(jì)算物質(zhì)系數(shù)、物量指數(shù)和工藝系數(shù)、設(shè)備系數(shù)、廠房系數(shù)、安全系數(shù)、環(huán)境系數(shù)等,得出工廠固有危險(xiǎn)系數(shù),以此進(jìn)行固有危險(xiǎn)性分級,用工廠管理等級修正工廠固有危險(xiǎn)等級后,得出工廠危險(xiǎn)等級。原化工部勞動(dòng)保護(hù)研究所在吸收道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法的基礎(chǔ)上提出化工廠危險(xiǎn)程度分級方法。5.4化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法5.4.1化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法的特點(diǎn)與適應(yīng)性156/178該評價(jià)方法主要適用于評價(jià)化工生產(chǎn)、儲(chǔ)存過程中的各種風(fēng)險(xiǎn),并能定量地分析工廠的實(shí)際危險(xiǎn)等級,是一種綜合性的安全評價(jià)模式。化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法是依據(jù)——化工生產(chǎn)、儲(chǔ)存過程中的物質(zhì)、物量指數(shù)為基礎(chǔ),用工藝、設(shè)備房、安全裝置、環(huán)境、工廠安全管理等系統(tǒng)系數(shù)修正后,得出工廠的實(shí)際危險(xiǎn)等級。5.4.2化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法評價(jià)程序157/178圖5-7化工廠危險(xiǎn)程度分級評價(jià)法評價(jià)程序158/178(1)確定物質(zhì)指數(shù)將工廠按工藝過程或裝置布置分成若干單元,先查出單元內(nèi)危險(xiǎn)物質(zhì)的火災(zāi)、爆炸性指數(shù)(F)、毒性指數(shù)(P),然后求出物質(zhì)指數(shù)M:M=F+P(2)確定物質(zhì)毒性指數(shù)(P)按《職業(yè)接觸毒物危害程度分級》(GB5044-1985)中分為4級;極度危害,高度危害,中毒危害和輕度危害,其分值分別為30,16,8,3。毒性指數(shù)危害程度極度危害高度危害中度危害輕度危害吸入LC50<100100~<20002000~<2000020000~200000經(jīng)皮LD50100~<500500~2500經(jīng)口LD50<2525~500毒性指數(shù)301683159/178表5-24物質(zhì)的毒性指數(shù)表物質(zhì)的毒性指數(shù)可根據(jù)表5-24確定。160/178(3)確定物量指數(shù)(WF)單元物
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