道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法在安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

程相黨(河南愛維安全評(píng)價(jià)有限公司, 河南 鶴壁 458030)

道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法在安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

程相黨(河南愛維安全評(píng)價(jià)有限公司, 河南 鶴壁 458030)

針對(duì)存在火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的某個(gè)單元進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，在安全評(píng)價(jià)過程中選用的道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法是定量評(píng)價(jià)方法之一。利用道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出其安全措施補(bǔ)償前后的火災(zāi)爆炸指數(shù)( F&EI)和危險(xiǎn)暴露面積、危害系數(shù)、危險(xiǎn)等級(jí)、實(shí)際可能財(cái)產(chǎn)損失等指數(shù)，通過提出安全對(duì)策措施建議，指導(dǎo)企業(yè)采取安全預(yù)防措施后可以有效降低該工藝單元的風(fēng)險(xiǎn)程度，為企業(yè)的安全管理和事故風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防提供科學(xué)依據(jù)。

安全評(píng)價(jià);火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法；單元；危險(xiǎn)指數(shù)

安全評(píng)價(jià)是應(yīng)用安全系統(tǒng)工程的原理及方法，對(duì)工程、系統(tǒng)中存在的危險(xiǎn)、有害因素做出辨別與分析，判斷出工程、系統(tǒng)發(fā)生事故或急性職業(yè)危害的可能性及其嚴(yán)重程度，同時(shí)提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施建議，以實(shí)現(xiàn)工程、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)安全為目的，從而為工程、系統(tǒng)制定防范措施和管理決策提供科學(xué)依據(jù)[1-2]。在評(píng)價(jià)過程中安全評(píng)價(jià)人員需要選擇多種的評(píng)價(jià)方法，道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法是其中之一[3-5]。

道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法[6]的目的是量化潛在火災(zāi)爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失；確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的裝置；向有關(guān)部門通報(bào)潛在的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性；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，據(jù)此確定減輕事故嚴(yán)重性和總損失的有效的、經(jīng)濟(jì)的途徑。該評(píng)價(jià)方法是通過對(duì)工藝單元危險(xiǎn)物質(zhì)的辨識(shí)、決定物質(zhì)的選取和危險(xiǎn)系數(shù)的計(jì)算來確定初始的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)等級(jí)，針對(duì)生產(chǎn)或工藝過程所采取的各種安全裝置、措施，計(jì)算出安全措施補(bǔ)償系數(shù)，作出危險(xiǎn)分析，得出安全補(bǔ)償后的實(shí)際危險(xiǎn)等級(jí)并用于指導(dǎo)安全生產(chǎn)。

1 計(jì)算程序

道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法風(fēng)險(xiǎn)分析計(jì)算程序如圖1所示。

圖1 道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法計(jì)算程序

2 安全評(píng)價(jià)實(shí)例：某食品廠制冷機(jī)系統(tǒng)(5t液氨儲(chǔ)罐)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)

2.1 物質(zhì)系數(shù)的確定

該制冷系統(tǒng)中的主要物料為液氨，查表可確定其可燃性等級(jí)NR＝1，液氨的閃點(diǎn)不確定，NF無法確定，取物質(zhì)系數(shù)MF＝16。

2.2 單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3及火災(zāi)爆炸指數(shù)

分析選取的工藝單元為液氨制冷系統(tǒng)，確定MF的物質(zhì)為液氨。

(1)一般工藝危險(xiǎn)性 單元的一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)的基本系數(shù)為1.00，無危險(xiǎn)時(shí)系數(shù)用0.00；因液氨在壓縮過程中放熱，采用危險(xiǎn)系數(shù)0.3；在氣化過程中吸熱采用危險(xiǎn)系數(shù)0.25；液氨采用全密閉管道輸送，危險(xiǎn)系數(shù)采取0.50；單元為室內(nèi)工藝單元，危險(xiǎn)系數(shù)采用0.80；通道通暢，危險(xiǎn)系數(shù)采取0.20；排放采用強(qiáng)制通風(fēng)，泄漏采用與排放連鎖，危險(xiǎn)系數(shù)采取0.20。

F1＝1.00＋0.30+0.25+0.50+0.80+0.20＋0.20＝3.25

(2)特殊工藝危險(xiǎn)性 單元的特殊工藝危險(xiǎn)性系數(shù)的基本系數(shù)為1.00，無危險(xiǎn)時(shí)系數(shù)用0.00；因液氨為毒性液化氣體，危險(xiǎn)系數(shù)采取0.20；工藝操作物料為有壓力情況下操作，危險(xiǎn)系數(shù)選取0.65；制冷系統(tǒng)為低溫操作，危險(xiǎn)系數(shù)采取0.25；液氨具有一定的堿性腐蝕性，危險(xiǎn)系數(shù)采取0.10；液氨為壓縮液化的氣體，接頭密封不嚴(yán)或有裂縫，或者填料不實(shí)都會(huì)引起泄漏，所以危險(xiǎn)系數(shù)采取0.65。

F2＝1.00+0.20+0.65+0.25+0.10+0.65＝2.85

(3)單元工藝危險(xiǎn)系數(shù) 單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3=一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1×特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2

F3=3.25×2.85≈9.26

(4)火災(zāi)爆炸指數(shù) 火災(zāi)、爆炸指數(shù)：F&EI=F3×MF =9.26×16≈132

(5)危險(xiǎn)度 根據(jù)計(jì)算數(shù)值結(jié)果比較判定，該單元危險(xiǎn)度很大。

2.3 確定安全措施補(bǔ)償系數(shù)

2.3.1 工藝控制補(bǔ)償系數(shù)(C1)

工藝控制補(bǔ)償系數(shù)C1：

該系統(tǒng)單元采取的工藝控制補(bǔ)償措施及所取補(bǔ)償系數(shù)值分別為：應(yīng)急電源0.98，冷卻裝置0.97，緊急切斷裝置0.99，操作規(guī)程0.94，其他工藝分析0.98。

則C1=0.98×0.97×0.99×0.94×0.98≈0.87

2.3.2 物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)(C2)

物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)C2：

該系統(tǒng)單元采取的物質(zhì)隔離補(bǔ)償措施及所取補(bǔ)償系數(shù)值分別為：卸料/排空裝置0.96，排放系統(tǒng)0.91，聯(lián)鎖裝置0.98。

則C2=0.96×0.91×0.98≈0.86

2.3.3 防火措施補(bǔ)償系數(shù)(C3)

防火措施補(bǔ)償系數(shù)C3：

該系統(tǒng)單元采取的防火補(bǔ)償措施及所取補(bǔ)償系數(shù)值分別為：泄漏檢測(cè)裝置0.94，結(jié)構(gòu)鋼0.98，消防水供應(yīng)系統(tǒng)0.97，灑水滅火系統(tǒng)0.97，手提式滅火器材/水槍0.98。

則C2=0.94×0.98×0.97×0.97×0.98≈0.85

2.3.4 安全措施補(bǔ)償系數(shù)(C)及補(bǔ)償后火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&EI)

安全措施補(bǔ)償系數(shù)

C=C1×C2×C3=0.87×0.86×0.85≈0.64

補(bǔ)償后火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)

(F&EI)= F&EI×C=132×0.64≈84

補(bǔ)償后火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)等級(jí)為較輕。

2.4 危害程度計(jì)算

2.4.1 暴露區(qū)域計(jì)算

暴露區(qū)域計(jì)算方法如下：暴露區(qū)域的面積S=πR2(m2)

R為暴露半徑，R=F&EI×0.84×0.3048。

單元的暴露半徑與暴露區(qū)域計(jì)算如下：

R=132×0.84×0.3048≈33.80m

R=84×0.84×0.3048≈21.51m(補(bǔ)償后)

S=πR2=3.14×(33.80)2≈3587.26m2

S=πR2=3.14×(21.51)2≈1452.82m2(補(bǔ)償后)

2.4.2 暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值

暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值是由區(qū)域內(nèi)含有財(cái)產(chǎn)的更換價(jià)值來確定。

更換價(jià)值=原來成本×0.82×價(jià)值增長(zhǎng)系數(shù)。

因?yàn)閱卧┞秴^(qū)域內(nèi)具體財(cái)產(chǎn)很難確定，在此以財(cái)產(chǎn)的實(shí)際價(jià)值PAV(the property of the actual value)代替。

2.4.3 危害系數(shù)的確定

危害系數(shù)由單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3)和物質(zhì)系數(shù)(MF)按照道化學(xué)七版的相關(guān)圖表查得，用HF表示，代表了單元中物料泄漏或反應(yīng)能量釋放所引起火災(zāi)爆炸事故的綜合效應(yīng)。當(dāng)MF=16時(shí)，與不同的單元危險(xiǎn)系數(shù)X(即F&EI)對(duì)應(yīng)的危害系數(shù)Y(即HF)為：

根據(jù)上面公式得出結(jié)果該系統(tǒng)單元危害系數(shù)HF為0.72。

2.4.4 基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(Base MPPD)

基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失是在假設(shè)沒有采取任何一種安全措施的情況下可能造成的最大財(cái)產(chǎn)損失，它由危害系數(shù)和暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值相乘得到，即：

Base MPPD=HF×PAV=0.72PAV。

2.4.5 實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(Actual MPPD)

實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(Actual MPPD)是基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(Base MPPD)與安全措施的補(bǔ)償系數(shù)(C)的乘積，表示在采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施后事故造成的損失。但如果這些防護(hù)裝置或者措施發(fā)生故障或者未被有效的實(shí)施，事故損失值應(yīng)接近于基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(Base MPPD)。

此方法也可根據(jù)求出的實(shí)際MPPD估算發(fā)生事故時(shí)的最大可能停產(chǎn)的天數(shù)，確定停產(chǎn)造成的損失。由于各單元實(shí)際MPPD數(shù)值在評(píng)價(jià)中難以確定，所以在此不對(duì)天數(shù)及其造成的影響作分析。

2.4.6 補(bǔ)償結(jié)果

通過計(jì)算可知該系統(tǒng)單元在未采取補(bǔ)償措施時(shí)，火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI值為132，危險(xiǎn)等級(jí)為很大。在采取了工藝控制措施、物質(zhì)隔離措施及防火措施補(bǔ)償后，火災(zāi)爆炸指數(shù)F&EI值降為84，危險(xiǎn)等級(jí)為較輕。

3 結(jié)語

采用道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法，得出該企業(yè)制冷系統(tǒng)的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)為132，危險(xiǎn)等級(jí)為“很大”，一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故，以制冷間儲(chǔ)罐為中心，半徑為33.80m的區(qū)域內(nèi)的人員、財(cái)產(chǎn)都可能受到損害，72%的建構(gòu)筑物毀壞、財(cái)產(chǎn)損失。通過分析指導(dǎo)企業(yè)采取了相應(yīng)的安全預(yù)防措施后，危險(xiǎn)指數(shù)降為84，危險(xiǎn)等級(jí)為“較輕”，降低了36.4%，效果非常顯著。

[1]王金波，等.安全系統(tǒng)工程[M].東北工學(xué)院出版社.

[2]劉鐵民，張興凱，劉功智.安全評(píng)價(jià)方法應(yīng)用與指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[3]劉楊，李曉鳳，姜志勇，等.道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法在輕烴儲(chǔ)罐中的應(yīng)用[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程，2012，(22)：5509-5512.

[4]趙成建. DOW分析法在原油罐區(qū)安全評(píng)估中的應(yīng)用淺談[J].廣東化工，2011，(5)：46-47.

[5]張冀東.道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法在LNG加氣站儲(chǔ)罐安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2012,(15):40-41.

[6]American Institute of Chemical Engineers. Dow's Fire & Explosion Index Hazard Classification Guide [S].7th Ed. New York:Dow Chemical Company, 1994.美國(guó)化學(xué)工程師研究所.道化學(xué)指數(shù)評(píng)價(jià)法分類指導(dǎo)[S].第七版.紐約:道氏化學(xué)公司，1994.