基于道化学指数的储罐风险分析

基于道化学法的储罐风险评价

1.概述

道化学火灾、爆炸危险指数法（简称DOW法）是对设备设施及所储存化学物质的潜在危险逐步进行推算，根据以往事故的统计资料、物质的潜在危险性以及当前的各种安全防护措施状况进行的定量安全评估。

道化学法具体评价方法包括如下几方面：

1）评价单元的确定；

2）评价单元内的物质系数的计算；

3）按照评价单元的工艺条件状况，选取切合实际的危险系数，分别在“一般工艺

危险系数”和“特殊工艺危险系数”栏目内记录；

4）评价工艺单元内的危险系数是用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘出；

5）评价系统内的火灾爆炸危险指数(F&EI)由工艺单元危险系数和物质系数相乘得出；

6）运用火灾、爆炸指数法计算出评价单元内的暴露区域半径，由此可以得出暴露

区域面积；

7）通过相关资料，找出评估单元内的全部设备的替换价值，继而确定其危害系数，

最后得出基本最大可能财产损失（MPPD）；

8）最大损失工作日(MPDO)由实际最大可能财产损失确定；

9）停产损失(BI)由停产损失工作日确定。

2.实例应用

选取南通某储运公司一储罐区作为研究对象，该储罐区有6个相同储罐，储罐直径11580mm，高为11847mm，存储介质为汽油。

运用道化学公司（DOW）火灾爆炸指数评价法对储罐区发生火灾爆炸事故的严重程度进行分析。

（1）火灾、爆炸危险指数确定与计算

物质系数MF 是描述物质在燃烧或其余化学反应引发的火灾、爆炸时所释放能量大小的内在特性。查阅道化学第七版化学物质系数表，如下表所示。

表1 汽油物质系数表

化学物名称物质系数

MF

燃烧热Hc

(BUT/1b×103)

毒性系

数

N h

燃烧系

数

N f

化学不

稳定性

N r

闪点

℉

沸点

℉

汽油1618.8130-45100～400

汽油的物质系数MF=16，且温度不高于60℃，故物质系数不需要进行温度修正。（2）一般工艺危险系数

一般工艺危险是确定事故危害大小的主要因素，它包含放热反应、吸热反应、化学物质的处理和输送、单元、通道、排放和泄漏控制六项内容，有关各项取值之和，即为单元一般工艺危险系数F1。

汽油在存储阶段无放热和吸热反应，故这两项危险系数取为0。其余四项如下：

A．物料的处理和输送：可燃性物质的存放，对于燃烧系数为3的易燃液体系数取0.85；

B．单元：储罐区是露天的，能够快速排出泄漏的气体，减少潜在的爆炸危险，所以不取危险系数；

C．通道：紧急救援车辆的通道已经设置在生产装置周围，不取危险系数；

D ．排放和泄漏控制：罐区设置有防火堤，危险系数取 0.5。

储罐区的一般工艺危险系数为：

F1=1.0+0.85+0.5=2.35

表2 一般工艺危险系数

（3） 特殊工艺危险系数

特殊工艺危险包含 12 项内容，即毒性物质、负压操作、燃烧范围或附近的操

作、粉尘爆炸、释放压力、低温、易燃和不稳定物质的数量、腐蚀、接头和填料处的泄漏、明火设备的使用、热油交换系统、转动设备，有关各项取值之和，即为特殊工艺危险系数F2。

A ．毒性物质：汽油毒性系数为1，故取其危险系数为0.2N h =0.2；

B ．燃烧范围或其附近的操作：对于燃烧系数为3的易燃液体储罐，在储罐出物

质或者突然降温可能会吸入冷空气，取系数 0.50；

C ．汽油储罐为常压，不取压力系数；

D ．易燃物质和不稳定物质的数量

确定该系数时，首先要估算工艺中的物质数量（kg ）=在10min

内从单元中或相连的管道中可能泄漏出来的可燃物的量，经验表明，

应取下列两者中的较大值：①工艺单元中的物料量；②相连单元中

的最大物料量。

1000m 3储罐内存储的汽油约为800m 3，汽油密度为710kg/m 3，10min 内从泄

漏孔及法兰、阀门等处可能泄漏出来的汽油质量为 568kg ，汽油燃烧热为

4.73*104kj/kg ，经计算得工艺中总量

23lg 0.171790.42988(lg )0.37244(lg )0.17712(lg )Y X A A =+-+

式中Y 为危险系数，X 为燃烧总能量值。

代入计算可得，危险系数：Y=2.00；

E ．腐蚀：应用碳钢储罐，汽油年腐蚀速率为0.1mm/year ，取系数 0.10；

表3 特殊工艺危险系数

F．泄漏：连接和填料处，泵、法兰连接处可产生正常的一般泄漏，取系数为0.10。

特殊工艺危险系数F2=0.2+0.5++0.3+2.0+0.1+0.1=3.2。

故工艺单元危险系数

F=F1*F2=2.35*3.2=7.52

（4）火灾、爆炸危险指数

F&EI=MF*F=16*7.52=120.32

（5）火灾爆炸危险指数等级

根据表4可知，该储罐危险等级为三级，危险中等。

表4 F&EI及危险等级

（6）火灾、爆炸危险指数被用来估计生产事故可能造成的破坏

根据直接原因，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情况分为

如下几类：

1、冲击波或爆燃；

2、初始泄漏引起的火灾暴露；

3、容器爆炸引起的对管道与设备的撞击；

4、引起二次事故----其他可燃物的释放。