DOW指数法在某油库安全评价中的应用

石油工程建设2010年8月DOW 指数法在某油库安全评价中的应用!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!"汪剑辉，薛一江（总参工程兵科研三所，河南洛阳471023）摘要：介绍了DOW 火灾爆炸指数评价法的原理、评价程序及计算步骤。

通过在某基地油库安全评价中的应用，指出该评价法是一种识别和筛选油库重大危险源的有效工具，可为更深层次的油库安全评价定量分析提供可靠的依据，并指出了该方法的某些不足及完善的建议。

关键词：油库；火灾爆炸；安全评价；指数评价法中图分类号：TE972X913.4文献标识码：B 文章编号：1001－2206（2010）04－0066－04现代安全管理中关于安全分析与评价的方法很多，如因果分析法、失效模式分析法、事故树（FTA ）分析法、事件树（ETA ）分析法、爆炸指数（DOW ）分析法等[1-3]。

其中DOW 分析法诞生于20世纪60年代初期，经过多年的发展，其理论依据与分析手段逐步完善，并于1991年推出了第七版DOW 分析法，因其方法独特，通俗易懂，便于掌握，在各种系统的安全分析中发挥了巨大作用，并成为现代安全管理系统工程的重要组成部分[4]。

该方法使用的基础数据均来自存储物质的潜在能量，数据较为可靠和透明，一改传统事故预测及分析中以经验数据为依据的弊端，因而受到广大用户的一致好评，图1为DOW 分析法的流程框图。

下面谈谈DOW 分析法在石油库储运系统储油罐区中的具体应用。

1DOW 指数法的评价程序[5]就评价方法本身而言，DOW 指数法从两个方面进行评价。

一是评价危险物质及工艺过程的火灾爆炸危险性；二是评价一旦发生事故造成经济损失的情况，即强调对事故的后果和影响的分析。

DOW 指数法的评价程序见图1。

1.1确定物质系数MF火灾爆炸指数评价方法中，物质系数MF 是最基础的数据，它表示物质在由燃烧或化学反应引起的燃爆过程中潜在能量释放的尺度，物质系数MF 可由美国消防协会所确定的物质可燃性N f 和化学活泼性N r 联合求得。

1.2确定一般工艺过程危险系数F 1F 1是确定事故损失程度的主要因素，F 1的值等于其基本系数（一般为1.00）与放热反应、吸热反应、物料的储运和输送、封闭结构单元或室内单元、通道、排放和泄漏等6项内容的危险系数之和，但此处列出的6项不一定全部采用。

1.3确定特殊工艺过程危险系数F 2F 2是影响事故发生概率的主要因素。

F 2的值等于其基本系数（一般为1.00）与毒性物质、负压、在燃烧区范围内或附近操作、粉尘爆炸、压力等12项内容的危险系数之和，但此处列出的12项图1DOW 分析法的流程框图计算特殊工艺危险系数（F 2）选取工艺单元确定暴露面积计算一般工艺危险系数（F 1）确定工艺单元危险系数（F 3=F 1×F 2）计算安全措施补偿系数（C =C 1×C 2×C 3）确定火灾、爆炸指数（F ＆EI =F 3×MF ）确定物质系数（MF ）确定暴露区域内财产的更换价值确定基本最大可能财产损失确定实际最大可能财产损失确定最大可能停工天数确定危害系数确定停产损失66第36卷第4期不一定全部采用。

1.4计算单元危险系数F3F3是反映所评价单元潜在危险性的指标，它等于一般工艺过程危险系数F1和特殊工艺过程危险系数F2的乘积:F3=F1×F2（1）1.5计算火灾爆炸指数F&EIF&EI是反映火灾爆炸事故可能造成的破坏情况的指标：F&EI=F3×MF（2）1.6确定单元危害系数DFDF表示单元中危险物质能量释放造成火灾或爆炸事故的综合效应，单元危害系数是F3和MF 的非线性函数，可查图得到。

1.7确定暴露半径R在所评价的单元内发生火灾爆炸时往往产生立体的同心圆柱型破坏，因此，在考虑影响区域时，一般计算影响区域半径（即暴露半径）R：R=0.256×F&EI（3）1.8确定安全措施修正系数C安全措施修正系数C是工艺控制系数C1、危险物质隔离系数C2、防火设施系数C3三者的乘积，其值范围在0～1之间，它反映了安全措施的完善与否对事故可能造成的损失。

1.9计算最大可能财产损失基本最大可能财产损失（基本MPPD）表示没有任何一种安全措施而造成的损失，实际可能财产损失（实际MPPD）表示在采取适当的安全措施后还发生事故造成的财产损失。

各单元基本最大可能财产损失为暴露区域财产价值数与该单元危害系数DF的乘积：基本MPPD=暴露区域内财产价值×DF（4）基本最大可能财产损失与安全措施补偿系数C 的乘积为实际最大可能财产损失：实际MPPD=基本MPPD×C（5）1.10确定最大可能工作日损失MPDOMPDO表示事故引起的业务中断天数，其值可以从指南中查出或根据公式求出。

2DOW指数法应用举例储运系统油库火灾爆炸危险分析是依据油库所储物料的潜在能量和现行安全措施，对油库潜在的火灾、爆炸危险性进行评价。

2.1确定评价单元油库储油罐区评价单元的划分一般是将相同型号储存相同油品的油罐组作为一个单元，并以所储存油品的危险性作为评价内容，为此将某储油罐区的70个油罐划分为6个单元，具体见表1。

2.2确定物质系数MF以1号评价单元为例，该单元存储的油品为汽油，其闪点为-43℃，可燃性N f=3，化学不稳定性N r=0，通过查取《物质系数表》，可知汽油的物质系数MF=16。

2.3确定工艺单元危险系数F3（1）F1的计算。

根据油库的具体情况，参照DOW指数法有关系数的选择及确定标准，得到基本系数为1.00，物质处理和输送的危险系数为0.80，通道修正系数为0.35，排放及泄漏控制危险系数为0.50，则F1=2.65。

（2）F2的计算。

根据该油库的具体条件和DOW指数法的有关规定，得出基本系数为1.00，毒性物质危险系数为0.5，罐装可燃性液体的危险系数为0.5，储存中的液体及气体的危险系数为0.2，腐蚀与磨损危险系数为0.4，泄漏（接头和填料）的危险系数为0.6，使用明火设备的危险系数为0.2，则F2=3.40。

（3）F3的计算。

工艺单元危险系数的取值范围1.00～8.00，超过8.00时取8.00，F3的大小反映了单元的危险程度，即F3越大，单元越危险，本单元F3=2.65×3.40=9.01。

根据规定，此处F3的值为8.00。

2.4确定火灾爆炸指数F&EIF&EI反映了单元故障的概率，由表2可以根据火灾爆炸指数判定危险等级。

本单元F&EI=F3×MF=8×16=128，由表2可知该单元总体上属于临界安全型。

表1罐区单元划分油品总容积/m3压力温度罐装满系数汽油20000常压常温0.85汽油18000常压常温0.85柴油12000常压常温0.85柴油11000常压常温0.85航空煤油15000常压常温0.75汽油8000常压常温0.85储罐数量/个4186111516单元号123456汪剑辉等：DOW指数法在某油库安全评价中的应用67石油工程建设2010年8月2.5确定危害系数DF危害系数是由单元工艺危险系数F3和物质系数MF查《单元危害系数计算图》确定，由F3=8、MF=16查表得DF为0.68，它表示一旦发生火灾爆炸事故，其影响区域内将遭受68%的破环。

2.6确定危险区域半径R火灾爆炸指数评价认为任一单元发生火灾爆炸时，其影响范围一般以此单元为圆心、以影响半径R为半径和高的一个圆柱区域，根据DOW分析法提供的公式，R=0.256×F&EI=0.256×128= 32.768（m）。

2.7安全措施补偿系数C的计算该系数由C1、C2和C3组成，计算如下：（1）工艺控制安全补偿系数C1。

应急电源取0.95，冷却装置取0.93，紧急切断装置取0.92，计算机控制取0.96，操作规程/程序取0.91，化学活泼性物质检查取0.92，其他工艺危险分析取0.89，则C1=0.58。

（2）物质隔离安全补偿系数C2。

遥控阀取0.97，卸料/排空装置取0.96，排放系统取0.92，联锁装置取0.96，则C2=0.82。

（3）防火设施安全补偿系数C3。

泄漏检测装置取0.97，结构钢取0.97，消防水供应系统取0.94，水幕取0.98，泡沫灭火装置取0.94，手提式灭火器材/喷水枪取0.93，特殊灭火系统取0.91，洒水灭火系统取0.97，电缆防护取0.98，则C3=0.66，汽油罐的安全补偿系数C=C1×C2×C3=0.31。

2.8采取安全补偿措施前后F&EI及R的变化F&EI×C=39.68R×C=32.768×0.31=10.16这说明在我们采取了众多安全措施后，该单元的火灾危险性大大降低。

2.9基本MPPD和实际MPPD计算1号单元危险区域内资产价值主要包括油罐及其附属设备的价值、罐内储存油料的价值。

经仔细测算并咨询资产、档案、设备、财务等相关部门可知其财产价值CV为13.566百万美元。

基本最大可能财产损失为：基本MPPD=0.82×CV×DF=0.82×13.566×0.68=7.5644（百万美元）实际最大可能财产损失为：实际MPPD=基本MPPD×C=7.5644×0.31=2.345（百万美元）2.10最大可能工作日损失MPDO的确定根据实际MPPD值，查MPDO曲线图，原油罐的最大可能工作日损失为10～38d。

2.11油库安全评价该油库储罐区因存物量较大，且易燃、易爆，火灾爆炸危险性指标很高，而事故后的影响区域也较大，属于重大危险源。

采取各种安全措施后，储罐的火灾爆炸危险性明显降低，事故的损失也显著减少。

未采取措施前的原油火灾爆炸指数为128，危险等级属“严重”级，采取相关措施后的火灾爆炸指数降为39.68，危险等级降低了三个等级，由“临界安全型”变为“本质安全型”。

油品储运罐区其他单元的危险性评价与1号单元的评价完全相同，在此就不再详述。

3结束语DOW指数评价法可用于油库火灾爆炸危险源的初步识别和筛选，为油库安全评价更深层次的定量分析作准备。

DOW指数评价法有较强的可操作性，只要具备一定的生产实践经验，又掌握DOW 指数评价法的人员都能进行有效的评价。

但是DOW指数法并不是完美无缺的，存在的不足主要表现在：（1）DOW指数法是对生产过程、工艺装置、物质自身的危险性进行评价，而事实上还必须考虑影响事故发生的其他因素，特别是外部因素[6]，如战时或恐怖袭击等意外因素，对这些因素的分析是DOW指数方法的空白。