通风方式对化工车间火灾影响的实例分析
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1 化工企业火灾危险性分析
( 1) 化工生产工艺的特殊性: 化工原材料、辅助材料、中间产 品、成品的的易燃、易爆性。化工物料的有毒和腐蚀性也会对人 员、设备产生附加的危害，加速易燃易爆物料的泄露等。化工操 作的高温、高压也增加了火灾、爆炸的危险性。化工生产中使用 的热源，化学反应 中 的 热 量 等 也 作 为 点 火 能 出 现，加 剧 了 火 灾、 爆炸的危险程度。
Key words: fire; fire hazard degree analysis; natural ventilation; emergency ventilation; smoke control
随着我国国民经济的飞速发展，化工产品的需求与日俱增。 而化工生产具有生产工艺复杂多变，原材料及产品易燃易爆、有 毒有害和腐蚀性，生产装置大型化，过程连续、自动化等特点，因 此在生产过程中 存 在 着 潜 在 的 危 险 因 素，这 些 危 险 因 素 在 一 定 条件下会转变成为事故，从而破坏生产并危及人们的生命安全， 甚至造成严重环 境 污 染。关 于 化 工 厂 的 安 全 评 价、风 险 分 析 等 方面的研究比较 多，而 本 文 主 要 结 合 笔 者 的 通 风 系 统 设 计 工 程 实践，从理论上分析通风方式对化工车间火灾危险性的影响。
A1 = 6; A2 = 4; A3 = 4; A4 = 2; B1 = 2; B2 = 1; B3 = 3; C1 = 6; C2 = 6; C3 = 4; D1 = 3 则可得: R1 = ( 6 × 4 × 4 × 2) ÷ ( 8 × 5 × 5 × 3) = 32% R2 = ( 2 × 1 × 3) ÷ ( 3 × 3 × 5) = 13% R3 = ( 6 × 6 × 4) ÷ ( 8 × 8 × 5) = 45% R4 = 3 ÷ 5 = 60% 取各独立因素的权重分别为 0． 35、0． 1、0． 5、0． 05，于是化工 车间单元的火灾危险度为:
烟气控制措施 /3
2 ～5
其它因素 /D
不确定 /1
2 ～5
权重 0． 3 ～ 0． 4
0． 1 ～ 0． 15 0． 4 ～ 0． 6 0． 05 ～ 0． 1
表中分值越大表示造成的事故可能性越大或者防治措施越
差。由于各个基本 因 素 的 危 险 度 不 可 能 同 时 都Βιβλιοθήκη Baidu处 于 最 大 值，也
因素的危险度，i 表示独立因素。
对化工车间火灾，选取火灾特点，包括火灾荷载、火场温度、
烟气层高度、环境条件等; 人员特征，包括个体特征、火灾反应、
安全管理等; 防火设计，包括被动防火设计、主动灭火技术、烟气
控制措施等; 其它因素为一些尚不明确、不明朗的因素作为独立
因素，并根据工程实际进行赋值，具体见表 1 所示。
( 2) 事故通风系统及防排烟系统: 在发生可燃性物质泄露、 或者火灾事故后，事故通风系统或者防排烟系统启动，降低车间 内燃爆性物质的浓度及及时排除火灾产生的大量热量和烟气。
3． 2 初始火灾危险度
正常工况只开启 换 气 通 风 系 统，假 定 火 灾 后 通 风 系 统 没 有 改变工况，根据现场初始检查结果，各基本因素危险度为:
3． 4 补偿措施安全分析
本文只考虑了事 故 通 风 及 防 排 烟 系 统 补 偿 后，所 分 析 的 化 工车间单元的火 灾 危 险 度 降 低 了 一 个 等 级，若 其 它 补 偿 措 施 配 合通风系统一起作用，将会大大降低系统的火灾危险度。
S = 0． 35 × 32 + 0． 1 × 13 + 0． 5 × 45 + 0． 05 × 60 = 38 由此判断，该单元属于中等火灾危险性，需要研究存在的问 题，采取整改措施。
3． 3 补偿火灾危险度
若火灾后，事故通风及防排烟系统系统及时启动( 且不受到 破坏) ，排除火场大量的热量和烟气，则能一定程度上降低火场 温度，减缓烟气层 下 降 速 度，减 少 高 温 对 建 筑 结 构 的 破 坏 作 用， 为人员疏散和外 界 救 援 创 造 良 好 的 环 境。此 时，各 基 本 危 险 度 为［6］:
表 1 单元火灾危险度取值表
独立因素
基本因素
危险度数
火灾荷载 /1
3 ～8
火灾特点 /A
火场温度 /2 烟气层高度 /3
2 ～5 2 ～5
环境条件 /4
1 ～3
个体特征 /1
1 ～3
人员特征 /B
火灾反应 /2
1 ～3
安全管理 /3
2 ～5
被动防火设计 /1
2 ～8
防火设计 /C
主动灭火技术 /2
2 ～8
( 4) 消防安全管理滞后: 对于一些小型化工厂来讲，许多从 业人员没有经过消防安全培训，不熟悉操作规程，以及防火安全 责任制落实不到位，监管机制不力，没有制定事故应急救援预案 等都会导致火灾 后 不 能 及 时 处 理，进 而 可 能 引 发 更 大 的 连 锁 事 故［1 － 2］。
2 火灾危险度分析数学模型
不能为零，因此一般规定独立因素的上限制不超过 80% ，也不小
于 8% ，为了便于比较，将危险度转化为百分数形式，
Ri
=
R
' i
/ R'i
max
( 2)
( 3) 确定权重
各独立因素的权 ri 重之和应为 1． 0，然后计算单元火灾危险 度:
S = ∑ri × Ri
( 3)
式中: ri ，Ri 分别为独立因素的权重和危险度。
Abstract: Based on the fire risk in the chemical companies，a mathematical model of chemical plant fire hazard degree analysis was established． Quantitative analysis of fire hazard degree was achieved on the engineering practice，which included natural ventilation and emergency ventilation． When the emergency ventilation system and smoke control system acted in a fire，the fire hazard degree was reduced． The results of the study can be used as reference in ventilation system design and raising the level of the fire safety management to the chemical companies．
( 4) 火灾危险度分级
结合工程实际，参考他人研究成果，将火灾危险度划分为六
级，具体见表 2 所示。
表 2 火灾危险度分级表
等级
低度 危险
中低 危险
中等 危险
中高 危险
高度 危险
极高 危险
数值
＜ 19 19 ～ 32 33 ～ 45 46 ～ 57 58 ～ 68 ＞ 68
3 工程实例计算
3． 1 工程背景
( 2) 生产布局的消防缺陷: 一些化工企业因未按化工工艺流 程的需要和国家 有 关 规 范 要 求 来 设 计 厂 房 的 结 构 和 布 局，在 防 火分隔、通风、防泄漏、防爆泄压、消防设施等方面存在先天性火 灾隐患。
( 3) 电气火灾安全隐患: 一些工艺设备及电器线路如果未选 用防爆型或未经 防 爆 处 理，泄 漏 的 可 燃 液 体 或 气 体 遇 机 械 摩 擦 或电气火花极易发生火灾爆炸事故。化学溶剂在管道和设备中 流动会因摩擦而 产 生 静 电，如 果 静 电 不 能 及 时 导 除 造 成 电 荷 积 累，将导致火花放电，引起火灾爆炸事故。
化工厂火灾安全分析中，可以把一个工厂、一个车间或一幢 建筑、一台设备作为分析对象，本模型定位在对相对独立的化工 车间的火灾安全状况作出分析。原则上一个系统可分成很多层 次，但包括的层次 越 多，最 终 的 综 合 结 果 便 越 粗 糙，甚 至 会 把 某 些重要的危险信息掩盖住。因此一种模型所涉及的层次不易过 多，本分析中取二层，即为: 单元、因素。单元是系统中相对独立 的基本组成部分，它能够反映建筑物的属性。在一个系统中，不 同单元对系统火 灾 危 险 性 的 影 响 程 度 也 存 在 很 大 的 差 异，因 此 赋予它们适当的权重。计算中一般采用相加和相乘两种综合方 式，对关联性较强的因素采用相乘处理，关联性较弱的因素采用 相加处理。
2． 1 火灾危险度分析方法概述
火灾危险度分析 方 法 是 一 种 半 定 量 的 危 险 分 析 法，在 确 定 它的数量级的表 示 和 计 算 方 法 时，还 需 要 综 合 多 方 面 的 专 家 意 见进行确定。将分 析 对 象 处 理 为 一 个 系 统，并 按 组 成 特 点 将 其 分解为若干部分，再 根 据 各 部 分 的 危 险 程 度 确 定 系 统 的 危 险 程 度，这是系统分析的基本做法［3 － 4］。
作者简介: 连煜洪( 1979 － ) ，男，工程师，主要从事建筑、化工等行业暖通、水电设计管理及工程管理工作。E － mail: 018320035@ sina． com
2011 年 39 卷第 6 期
广州化工
·197·
2． 2 火灾危险度计算模型
( 1) 基本因素确定:
根据化工车间单 元 火 灾 的 特 点，结 合 工 程 实 际 选 取 基 本 影
A″1 = 6; A″2 = 3; A″3 = 2; A″4 = 2; B″1 = 2; B″2 = 1; B″3 = 3; C″1 = 5; C″2 = 5; C″3 = 4; D″1 = 3 则可得: R″1 = ( 6 × 3 × 2 × 2) ÷ ( 8 × 5 × 5 × 3) = 12% R″2 = ( 2 × 1 × 3) ÷ ( 3 × 3 × 5) = 13% R″3 = ( 5 × 5 × 3) ÷ ( 8 × 8 × 5) = 23% R″4 = 3 ÷ 5 = 60% S″ = 0． 35 × 12 + 0． 1 × 13 + 0． 5 × 23 + 0． 05 × 60 = 20 此时，该化工车间的火灾危险度降低为中低危险等级。
响因素: 包括火灾荷载、火场温度、烟气层高度、环境条件、个体
特征、火灾反应、安 全 管 理、被 动 防 火 设 计、主 动 灭 火 技 术、烟 气
控制措施、不确定因素等［5］。
( 2) 基本因素关联性组合为独立因素:
R'i = Ai × Bi × Ci × Di
( 1)
式中: R'i 为独立因素的危险度，Ai ，Bi ，Ci ，Di 分别为其基本
关键词: 火灾; 火灾危险度分析; 工业通风; 事故通风; 防排烟
Study on the Influences of Ventilation Systems to Chemical Plant Fire
LIAN Yu － hong ( Xiamen Tianhe Project Management and Investment Consulting Co． ，Ltd． ，Fujian Xiamen 361012，China)
·196·
广州化工
2011 年 39 卷第 6 期
通风方式对化工车间火灾影响的实例分析
连煜洪
( 厦门天和项目管理投资咨询有限公司，福建 厦门 361012)
摘 要: 在分析化工企业火灾危险性的基础上，建立了化工车间火灾危险度分析数学模型。根据工程实际，分别对正常工业通
风和火灾后事故通风工况进行了火灾危险度计算。计算结果表明事故通风及防排烟系统启动后，能有效的降低车间的火灾危险性等 级。研究结果用于指导化工厂通风系统设计及提高消防安全管理水平。
分析工程项目为 一 生 产 食 用 香 精 的 精 细 化 工 生 产 车 间，根 据初步分析，生产物料中含有乙醇、乙醚等易燃、易爆物质，且易 挥发，因此该车间为甲类生产车间。反应过程在反应釜内进行， 工艺中会产生大量的湿热。对本车间进行的通风设计包括:
( 1) 日常工业通风系统: 用于消除生产中产生的湿热，创造 良好的工作环境; 同时通风的稀释作用也有效的降低挥发性可 燃物质的浓度，不至于达到燃爆极限。
( 1) 化工生产工艺的特殊性: 化工原材料、辅助材料、中间产 品、成品的的易燃、易爆性。化工物料的有毒和腐蚀性也会对人 员、设备产生附加的危害，加速易燃易爆物料的泄露等。化工操 作的高温、高压也增加了火灾、爆炸的危险性。化工生产中使用 的热源，化学反应 中 的 热 量 等 也 作 为 点 火 能 出 现，加 剧 了 火 灾、 爆炸的危险程度。
Key words: fire; fire hazard degree analysis; natural ventilation; emergency ventilation; smoke control
随着我国国民经济的飞速发展，化工产品的需求与日俱增。 而化工生产具有生产工艺复杂多变，原材料及产品易燃易爆、有 毒有害和腐蚀性，生产装置大型化，过程连续、自动化等特点，因 此在生产过程中 存 在 着 潜 在 的 危 险 因 素，这 些 危 险 因 素 在 一 定 条件下会转变成为事故，从而破坏生产并危及人们的生命安全， 甚至造成严重环 境 污 染。关 于 化 工 厂 的 安 全 评 价、风 险 分 析 等 方面的研究比较 多，而 本 文 主 要 结 合 笔 者 的 通 风 系 统 设 计 工 程 实践，从理论上分析通风方式对化工车间火灾危险性的影响。
A1 = 6; A2 = 4; A3 = 4; A4 = 2; B1 = 2; B2 = 1; B3 = 3; C1 = 6; C2 = 6; C3 = 4; D1 = 3 则可得: R1 = ( 6 × 4 × 4 × 2) ÷ ( 8 × 5 × 5 × 3) = 32% R2 = ( 2 × 1 × 3) ÷ ( 3 × 3 × 5) = 13% R3 = ( 6 × 6 × 4) ÷ ( 8 × 8 × 5) = 45% R4 = 3 ÷ 5 = 60% 取各独立因素的权重分别为 0． 35、0． 1、0． 5、0． 05，于是化工 车间单元的火灾危险度为:
烟气控制措施 /3
2 ～5
其它因素 /D
不确定 /1
2 ～5
权重 0． 3 ～ 0． 4
0． 1 ～ 0． 15 0． 4 ～ 0． 6 0． 05 ～ 0． 1
表中分值越大表示造成的事故可能性越大或者防治措施越
差。由于各个基本 因 素 的 危 险 度 不 可 能 同 时 都Βιβλιοθήκη Baidu处 于 最 大 值，也
因素的危险度，i 表示独立因素。
对化工车间火灾，选取火灾特点，包括火灾荷载、火场温度、
烟气层高度、环境条件等; 人员特征，包括个体特征、火灾反应、
安全管理等; 防火设计，包括被动防火设计、主动灭火技术、烟气
控制措施等; 其它因素为一些尚不明确、不明朗的因素作为独立
因素，并根据工程实际进行赋值，具体见表 1 所示。
( 2) 事故通风系统及防排烟系统: 在发生可燃性物质泄露、 或者火灾事故后，事故通风系统或者防排烟系统启动，降低车间 内燃爆性物质的浓度及及时排除火灾产生的大量热量和烟气。
3． 2 初始火灾危险度
正常工况只开启 换 气 通 风 系 统，假 定 火 灾 后 通 风 系 统 没 有 改变工况，根据现场初始检查结果，各基本因素危险度为:
3． 4 补偿措施安全分析
本文只考虑了事 故 通 风 及 防 排 烟 系 统 补 偿 后，所 分 析 的 化 工车间单元的火 灾 危 险 度 降 低 了 一 个 等 级，若 其 它 补 偿 措 施 配 合通风系统一起作用，将会大大降低系统的火灾危险度。
S = 0． 35 × 32 + 0． 1 × 13 + 0． 5 × 45 + 0． 05 × 60 = 38 由此判断，该单元属于中等火灾危险性，需要研究存在的问 题，采取整改措施。
3． 3 补偿火灾危险度
若火灾后，事故通风及防排烟系统系统及时启动( 且不受到 破坏) ，排除火场大量的热量和烟气，则能一定程度上降低火场 温度，减缓烟气层 下 降 速 度，减 少 高 温 对 建 筑 结 构 的 破 坏 作 用， 为人员疏散和外 界 救 援 创 造 良 好 的 环 境。此 时，各 基 本 危 险 度 为［6］:
表 1 单元火灾危险度取值表
独立因素
基本因素
危险度数
火灾荷载 /1
3 ～8
火灾特点 /A
火场温度 /2 烟气层高度 /3
2 ～5 2 ～5
环境条件 /4
1 ～3
个体特征 /1
1 ～3
人员特征 /B
火灾反应 /2
1 ～3
安全管理 /3
2 ～5
被动防火设计 /1
2 ～8
防火设计 /C
主动灭火技术 /2
2 ～8
( 4) 消防安全管理滞后: 对于一些小型化工厂来讲，许多从 业人员没有经过消防安全培训，不熟悉操作规程，以及防火安全 责任制落实不到位，监管机制不力，没有制定事故应急救援预案 等都会导致火灾 后 不 能 及 时 处 理，进 而 可 能 引 发 更 大 的 连 锁 事 故［1 － 2］。
2 火灾危险度分析数学模型
不能为零，因此一般规定独立因素的上限制不超过 80% ，也不小
于 8% ，为了便于比较，将危险度转化为百分数形式，
Ri
=
R
' i
/ R'i
max
( 2)
( 3) 确定权重
各独立因素的权 ri 重之和应为 1． 0，然后计算单元火灾危险 度:
S = ∑ri × Ri
( 3)
式中: ri ，Ri 分别为独立因素的权重和危险度。
Abstract: Based on the fire risk in the chemical companies，a mathematical model of chemical plant fire hazard degree analysis was established． Quantitative analysis of fire hazard degree was achieved on the engineering practice，which included natural ventilation and emergency ventilation． When the emergency ventilation system and smoke control system acted in a fire，the fire hazard degree was reduced． The results of the study can be used as reference in ventilation system design and raising the level of the fire safety management to the chemical companies．
( 4) 火灾危险度分级
结合工程实际，参考他人研究成果，将火灾危险度划分为六
级，具体见表 2 所示。
表 2 火灾危险度分级表
等级
低度 危险
中低 危险
中等 危险
中高 危险
高度 危险
极高 危险
数值
＜ 19 19 ～ 32 33 ～ 45 46 ～ 57 58 ～ 68 ＞ 68
3 工程实例计算
3． 1 工程背景
( 2) 生产布局的消防缺陷: 一些化工企业因未按化工工艺流 程的需要和国家 有 关 规 范 要 求 来 设 计 厂 房 的 结 构 和 布 局，在 防 火分隔、通风、防泄漏、防爆泄压、消防设施等方面存在先天性火 灾隐患。
( 3) 电气火灾安全隐患: 一些工艺设备及电器线路如果未选 用防爆型或未经 防 爆 处 理，泄 漏 的 可 燃 液 体 或 气 体 遇 机 械 摩 擦 或电气火花极易发生火灾爆炸事故。化学溶剂在管道和设备中 流动会因摩擦而 产 生 静 电，如 果 静 电 不 能 及 时 导 除 造 成 电 荷 积 累，将导致火花放电，引起火灾爆炸事故。
化工厂火灾安全分析中，可以把一个工厂、一个车间或一幢 建筑、一台设备作为分析对象，本模型定位在对相对独立的化工 车间的火灾安全状况作出分析。原则上一个系统可分成很多层 次，但包括的层次 越 多，最 终 的 综 合 结 果 便 越 粗 糙，甚 至 会 把 某 些重要的危险信息掩盖住。因此一种模型所涉及的层次不易过 多，本分析中取二层，即为: 单元、因素。单元是系统中相对独立 的基本组成部分，它能够反映建筑物的属性。在一个系统中，不 同单元对系统火 灾 危 险 性 的 影 响 程 度 也 存 在 很 大 的 差 异，因 此 赋予它们适当的权重。计算中一般采用相加和相乘两种综合方 式，对关联性较强的因素采用相乘处理，关联性较弱的因素采用 相加处理。
2． 1 火灾危险度分析方法概述
火灾危险度分析 方 法 是 一 种 半 定 量 的 危 险 分 析 法，在 确 定 它的数量级的表 示 和 计 算 方 法 时，还 需 要 综 合 多 方 面 的 专 家 意 见进行确定。将分 析 对 象 处 理 为 一 个 系 统，并 按 组 成 特 点 将 其 分解为若干部分，再 根 据 各 部 分 的 危 险 程 度 确 定 系 统 的 危 险 程 度，这是系统分析的基本做法［3 － 4］。
作者简介: 连煜洪( 1979 － ) ，男，工程师，主要从事建筑、化工等行业暖通、水电设计管理及工程管理工作。E － mail: 018320035@ sina． com
2011 年 39 卷第 6 期
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2． 2 火灾危险度计算模型
( 1) 基本因素确定:
根据化工车间单 元 火 灾 的 特 点，结 合 工 程 实 际 选 取 基 本 影
A″1 = 6; A″2 = 3; A″3 = 2; A″4 = 2; B″1 = 2; B″2 = 1; B″3 = 3; C″1 = 5; C″2 = 5; C″3 = 4; D″1 = 3 则可得: R″1 = ( 6 × 3 × 2 × 2) ÷ ( 8 × 5 × 5 × 3) = 12% R″2 = ( 2 × 1 × 3) ÷ ( 3 × 3 × 5) = 13% R″3 = ( 5 × 5 × 3) ÷ ( 8 × 8 × 5) = 23% R″4 = 3 ÷ 5 = 60% S″ = 0． 35 × 12 + 0． 1 × 13 + 0． 5 × 23 + 0． 05 × 60 = 20 此时，该化工车间的火灾危险度降低为中低危险等级。
响因素: 包括火灾荷载、火场温度、烟气层高度、环境条件、个体
特征、火灾反应、安 全 管 理、被 动 防 火 设 计、主 动 灭 火 技 术、烟 气
控制措施、不确定因素等［5］。
( 2) 基本因素关联性组合为独立因素:
R'i = Ai × Bi × Ci × Di
( 1)
式中: R'i 为独立因素的危险度，Ai ，Bi ，Ci ，Di 分别为其基本
关键词: 火灾; 火灾危险度分析; 工业通风; 事故通风; 防排烟
Study on the Influences of Ventilation Systems to Chemical Plant Fire
LIAN Yu － hong ( Xiamen Tianhe Project Management and Investment Consulting Co． ，Ltd． ，Fujian Xiamen 361012，China)
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通风方式对化工车间火灾影响的实例分析
连煜洪
( 厦门天和项目管理投资咨询有限公司，福建 厦门 361012)
摘 要: 在分析化工企业火灾危险性的基础上，建立了化工车间火灾危险度分析数学模型。根据工程实际，分别对正常工业通
风和火灾后事故通风工况进行了火灾危险度计算。计算结果表明事故通风及防排烟系统启动后，能有效的降低车间的火灾危险性等 级。研究结果用于指导化工厂通风系统设计及提高消防安全管理水平。
分析工程项目为 一 生 产 食 用 香 精 的 精 细 化 工 生 产 车 间，根 据初步分析，生产物料中含有乙醇、乙醚等易燃、易爆物质，且易 挥发，因此该车间为甲类生产车间。反应过程在反应釜内进行， 工艺中会产生大量的湿热。对本车间进行的通风设计包括:
( 1) 日常工业通风系统: 用于消除生产中产生的湿热，创造 良好的工作环境; 同时通风的稀释作用也有效的降低挥发性可 燃物质的浓度，不至于达到燃爆极限。