道化法

• 暴露区域＝πR2 （m2），暴露区域意味着其内 的设备将会暴露在本单元发生的火灾或爆炸环 境中。
1.00 0.20～0.80
0.50
1.00
F．低温 G易燃及不稳定物质量（千克） 物质燃烧热HC（焦尔/千克） （1）工艺中的液体及气体 （3）贮存中的液体及气体
0.20～0.30
（2）贮存中的可燃固体及工艺中的粉尘
H．腐蚀与磨损 I．泄漏-接头和填料 J．使用明火设备 K．热油、热交换系统 L．传动设备 特殊工艺危险系数（F2） 0.15～1.15 0.50 0.10～0.75 0.10～1.50
• 道化法目的： (1)量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的 预期损失； (2)确定可能引起事故发生或使事故扩大 的装置； (3)向有关部门通报潜在的火灾、爆炸危 险性； (4)使有关人员及工程技术人员了解到各 工艺部门可能造成的损失，以此确定减轻事 故严重性和总损失的有效、经济的途经。
F&EI= F3×MF
选取工艺单元 确定物质系数（MF）
计算特 殊工艺危 险系数F2
计算一 般工艺危 险系数F1
确定工艺单元危险系数（F3= F1×F2） 计算安全措施补偿系 数（C= C1×C2×C3） 确定火灾、爆炸指数 （F&EI= F3×MF）
确定暴露面积
确定暴露区域内财产的更换价值 确定基本MPPD 确定实际MPPD 确定MPDO 确定BI 确定危害系数
安全措施补偿系数取值表（部分）
序 号 1 安全措施 工 艺 控 制 (1) 应 急 电源 (2)冷 却 补偿系数值 0.98 备注 本系数适应于基本设施（仪表电源、控制仪表、搅拌和泵等）具有应 急电源能从正常状态自动切换到应急状态；在与评价单元中控制事故 有关时才考虑此系数 有备用冷却系统，冷却能力为1.5倍正常需要量，且能维持10分钟以上 采用 冷却系统能保证在发生故障时，维持10分钟以上的正常冷却采用 安有抑爆装置（如粉体或蒸汽处理设备）或设备本身有抑爆作用采用 采用防爆膜或泄爆口防止设备发生意外时取值 情况出现异常时能紧急停车并转换到备用系统采用 重要转动设备（压缩机、透平、鼓风机等）装有振动测定仪，仅能报 警采用 重要转动设备装有振动测定仪，能使设备自动停用采用 ………………
安全措施补偿系数表
项目 1．工艺控制 补偿系数范围 采用补偿系数*
a.应急电源 b.冷却装置
c.抑爆装置 d.紧急切断装置 e.计算机控制 f.惰性气体保护
0.98 0.97-0.99
0.84-0.98 0.96-0.99 0.93-0.99 0.94-0.96
g.操作规程/程序
h.化学活泼性物质检查 i.其它工艺危险分析 工艺控制安全补偿系数C1**
• •
④ 计算火灾、爆炸危险指数（F&EI） 火灾、爆炸危险指数用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。按直接原因， 易燃物泄漏并点燃后引起的火灾或燃料混合物爆炸的破坏类型有： • a.冲击波或燃爆； • b.初始泄漏引起的火灾； • c.容器爆炸引起对管道与设备的撞击； • d.引起二次事故——其他可燃物的能量释放，单元危险系数和物质系数越大则二 次事故越严重。 • 火灾、爆炸危险指数（F&EI）=单元危险系数（F3）×物质系数（MF） • 计算（F&EI）时，一次只分析、评价一种危险，使分析结果与特定的最危险状况 （如开车、正常操作、停车）相对应。 • F&EI值与危险程度的关系，见下表 F&EI及危险等级
物质系数和特性（部分）
物质 系数 MF 燃烧热 HC BTU/Ib ×103 10.5 5.6 7.1 12.3 NFPA 分级 健康 危险 N(H) 3 3 3 1 3 3 3 0 1 易燃 性 N(F) 4 2 2 3 3 0 1 0 3 化学活性 N(R) 闪点°F 沸点°F
化合物
乙醛 醋酸 醋酐 丙酮 烯丙醚 氯化铝 氨 硝酸胺 醋酸戊酯
• c.选择恰当工艺单元时，还应注意以下几个要点： • · 由于火灾、爆炸危险指数体系是假定工艺单元中所处理的 易燃、可燃或化学活性物质的最低量为2268千克或2.27m3， 因此，若单元内物料量较少，则评价结果就有可能被夸大。 一般，所处理的易燃、可燃或化学活性物质的量至少为454 千克或0.454m3，评价结果才有意义。 • · 当设备串联布置且相互间未有效隔离，要仔细考虑如何划 分单元。 • · 要仔细考虑操作状态（如开车、正常生产、停车、装料、 卸料、填加触媒等）及操作时间，对F&EI有影响的异常状况， 判别选择一个操作阶段还是几个阶段来确定重大危险。 • · 在决定哪些设备具有最大潜在火灾、爆炸危险时，可以请 教设备、工艺、安全等方面有经验的工程技术人员或专家。
• ②确定物质系数（MF） • 物质系数是表述物质在燃烧或其它化学反应引起的火灾、 爆炸时释放能量大小的内在特性，是一个最基础的数值。 要研究工艺单元中所有操作环节，以确定最危险状况（在 开车、操作、停车过程中最危险物质的泄漏及运行中的工 艺设备）最危险的物质。 • 物质系数是由美国消防协会（NFPA）规定的NF、NR（分别代 表物质的燃烧性和化学活性）决定的。 • 物质系数数值： 可查（物质系数和特性） • 求取(物质系数取值表) • 计算 表外物质的物质系数、混合物、烟雾、物质系数的温 度修正
0.91-0.99
0.91-0.98 0.91-0.98
2.物质隔离
a.遥控阀 b.卸料/排空装置 c.排放系统 d.连锁装置 物质隔离安全补偿系数C2** 3.防火设施 a.泄漏检验装置 b.钢结构 c.消防水供应系统 d.特殊灭火系统 e.洒水灭火系统 f.水幕 g.泡沫灭火装置 h.手提式灭火器和喷水枪 i.电缆防护 0.94-0.98 0.95-0.98 0.94-0.97 0.91 0.74-0.97 0.97-0.98 0.92-0.97 0.93-0.98 0.94-0.98 防火设施安全补偿系数C3** 0.96-0.98 0.96-0.98 0.91-0.97 0.98
F．排放和泄漏控制 一般工艺危险系数（F1 ）
0.20～0.50
一般工艺危险系数取值表（部分）
序 号 项目内容 系数 0.30 对于燃烧过程及使用氯酸盐、硝酸、次氯酸 盐类强氧化剂时，系数为1.00; 加成反应使用强酸（无机酸）时，系数为 0.75 指一旦反应失控有严重火灾、爆炸危险的反 应，如卤化反应 指相当危险的放热反应，如硝化反应 备注
F&EI值 危险等级
1～60 最轻
61～96 较轻
97～127 中等
128～ 158 很大
＞158 非常大
⑤安全措施补偿系数 选择的安全措施应能切实地减少或控制评价单元的危 险，提高安全可靠性，最终结果是确定损失减少的金额或 使最大可能财产损失降到更为实际。 安全措施分工艺控制（C1）、物质隔离（C2）、防火 措施（C3）三类，安全措施补偿系数= C1× C2× C3 （注：*无安全补偿系数时，填入1.00，**是所采用的各 项补偿系数之积。 ）
• c. 计算工艺单元危险系数
•
火灾、爆炸指数（F&EI）表(F2部分)
2．特殊工艺危险 基本系数 A．毒性物质
B．负压（<500mmHg） C．接近易燃范围的操作：惰性化未惰性化 （1）罐装易燃液体 （2）过程失常或吹扫故障 （3）一直在燃烧范围内 D．粉尘爆炸 E．压力：操作压力（千帕，绝对） 释放压力（千帕，绝对） 0.50 0.30 0.80 0.25～2.00
1
放 热 (2)中等放热反应 化 包括烷基化、酯化、加成、 学 氧化、聚合、缩合 反 应 (3)剧烈放热反应 (4)特别强烈的放热反应 (1)反应器中发生吸热反应 (2)煅烧 吸 热 (3)电解 反 应 (4)热解 或 裂化
(1)轻微放热反应 包括加氢、水合、异构化、 磺化、中和
0.50
1.00 1.25 0.20 0.40 0.20
0.97 0.99
(3)抑 爆
0.84 0.98
(4)紧 急停车 装置
0.98 0.99 0.96
(5)
……
工艺控制安全补偿系数C1=上述各项选取的补偿系数之积
• ⑥确定暴露面积
• 暴露半径：R=0.256× F&EI（m），它表明了 生产单元危险区域的平面分布。它是一个以工 艺设备的关键部位为中心，以暴露半径为半径 的圆。
火灾、爆炸指数（F&EI）表(F1部分)
工艺设备中的物料： 操作状态：-设计-开车-正常操作-停车 操作温度： 1．一般工艺危险 基本系数 A．放热化学反应 B．吸热反应 C．物料处理与输送 D．密闭式或室内工艺单元 E．通道 危险系数范围 1.00 0.30～1.25 0.20～0.40 0.25～1.05 0.25～0.90 0.20～0.35 确定MF的物质： 物质系数： 采用危险系数 1.00
0
0.20 0.40 0.60 0.80
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NH是美国消防协会NFPA704中定义的物质 毒性系数，其危险系数为NH×0.2，对于 混合物，取其中最高NH的值；
NH值仅用来表示人体受害的程度，NH值 在附录A中的查取
2
负 绝对压力＜500mmHg 压 操 作
0.50
适用于空气泄入系统会引起危险的场合， 大多数汽提操作、一些压缩过程和少许 蒸馏操作均属本项范围；采用本项系数， 不再采用“燃烧范围内或其附近的操作” 及“释放压力”中的系数
在与评价单元中控制事故有关时才考虑此系数097有备用冷却系统冷却能力为15倍正常需要量且能维持10分钟以上采用099冷却系统能保证在发生故障时维持10分钟以上的正常冷却采用084安有抑爆装置如粉体或蒸汽处理设备或设备本身有抑爆作用采用098采用防爆膜或泄爆口防止设备发生意外时取值急停车装置098情况出现异常时能紧急停车并转换到备用系统采用099重要转动设备压缩机透平鼓风机等装有振动测定仪仅能报警采用096重要转动设备装有振动测定仪能使设备自动停用采用上述各项选取的补偿系数之积安全措施补偿系数取值表部分暴露半径
具体方法程序
• ① 选择工艺单元 • a.定义：工艺单元——工艺装置的任一主要单 元。 • 生产单元——包括化学工艺、机械加工、仓库、 包装线等在内的整个生产设施。 • 恰当工艺单元——在计算火灾、爆炸危险指数 时，只评价从预防损失角度考虑对工艺有影响 的工艺单元，简称工艺单元。
• b.选择恰当工艺单元的重要参数有下列 六个。一般，参数值越大，则该工艺单元 就越需要评价。 • · 潜在化学能（物质系数）； • · 工艺单元中危险物质的数量； • · 资金密度（每平方米美元数）； • · 操作压力和操作温度； • · 导致火灾、爆炸事故的历史资料； • · 对装置起关键作用的单元。
安全评价人员培训教程
道化学公司 火灾、爆炸危险指数评价法
•
定义1：以物质的闪点（或沸点）为 基础，代表物质潜在能量的物质系数， 结合物质的特定危险值、工艺过程及特 殊工艺的危险值，计算出系统的火灾、 爆炸指数，以评价该系统火灾、爆炸危 险程度的方法。 • 定义2：以已往的事故统计资料及物 质的潜在能量和现行安全措施为依据， 定量地对工艺装置及所含物料的实际潜 在火灾、爆炸和反应危险性进行分析评 价。
2
用电加热或高温气 体间接加热 直接火加热
当吸热反应的能量由固体、液体或气体燃料 提供时，系数为0.40
0.20 0.40
• b. 特殊工艺危险性 • 这是导致事故发生的主要因素，特 定工艺条件导致火灾、爆炸事故的主要 原因，共有12项，各项系数的具体取值 请见下表（部分）
• 特殊工艺危险系数（F2 ）=基本系数+所有 选取的特殊工艺危险系数之和 工艺单元危险系数（F3）=一般工艺危险系 数（F1）×特殊工艺危险系数（F2）
24 14 14 16 24 24 4 29 16
2 1 1 0 2 2 0 3 0
-36 103 126 -4 20 气 60
69 244 282 133 203 (3) -28 410 300
16.0 (2) 8.0 12.4(7) 14.6
• ③工艺单元危险系数（F3） • 工艺单元危险系数（F3）包括一般工艺危险 系数（F1）和特殊工艺危险系数（F2），对 每项系数都要恰当地进行评估。 • a.一般工艺危险性 • 这是确定事故损害大小的主要因素。共有 六项，根据实际情况，并不是每项系数都 采用，各项系数的具体取值请见下表(部分) • 一般工艺危险系数的计算： • 一般工艺危险系数（F1）=基本系数+表中所 有选取之系数和
特殊工艺危险系数取值表（部分）
序 项目 号 系数 备注
1
毒 性 物 质
NH=0（火灾时除一般可燃外， 短期接触无其他危险）
NH=1（短期接触引起刺激，致 人轻微伤害） NH=2（高浓度或短期接触可致 人暂失去能力或残留伤害） NH=3（短期接触可致人严重的、 暂时或残留伤害） NH=4（短暂接触也能致人死亡 或严重伤害）