DOH道化学评价法例子

4. 火灾爆炸危险性的定量分析评价

从该装置的主要危险因素分析中可以看出，火灾爆炸是生产过程中的主要危险因素。为了使对火灾爆炸危险性的评价更符合实际情况，该评价应用系统安全工程理论中已经建立的定量评价体系，把概率论、安全生产设计、最优化技术等用数学方法，对各种因素进行量化表述，分析主要因素之间的数量关系，以寻找出不容易直接观察到的各种因素的量值变化及其规模，为确定该装置危险性变化，需要采取的预防措施提供有价值的参考依据。因此，本预评价报告采用美国DOW化学公司火灾爆炸指数法对该装置区部分的火灾爆炸危险性作进一步的分析与评价。

4.1评价内容和程序

美国DOW化学公司火灾、爆炸指数法（F&EI）是利用工艺中的物质、设备、物量等数据，通过逐步推算的方式，求出其火灾、爆炸等潜在危害的方法。

DOW化学公司F&EI评价程序见图4－1。

在单元危险性评价中，单元危险性由其火灾、爆炸指数（F&EI）来体现，而后者又由单元中危险物质性质（MF）、单元一般工艺危险（F1）及特殊工艺危险（F2）来决定。

物质系数（MF）是火灾、爆炸指数计算和危险评价过程中最基础的数据，也是表述物质潜在的化学活泼性和易燃性的尺度，其值越大表示火灾危险性越大，物质越不稳定，化学潜能越大。当有不同物质存在一个工艺单元中时，通常应使用具有明显浓度（5％以上）并具有最高MF的物质作为核心物质使用。该评价方法的适用范围是易燃或活性化学物质的最小处理量为454Kg左右。按上述原则，将该装置的主要设备，既脱丙烷塔（T－1、含塔底一台重沸器）中的丙烷、脱乙烷塔（T－2、含塔底一台重沸器）中的乙烷、丙烯塔－1（T －3、含塔底二台重沸器）中的丙烯、丙烯塔－2（T－4）中的丙烯、轻C4塔（T－5、含塔底二台重沸器）中的C4、重C4塔（T－6、含

塔底一台重沸器）中的C4作为评价设备的核心物质（注：本章以下表格中各评价单元，除T－4外，均包含重沸器中物料）。根据道化学公司（DOW）火灾、爆炸危险指数评价法（第七版）附录A物质系数和特性表中查得或由物质系数确定指南求得上述核心物质的物质系数。

单元工艺危险(F3)＝一般工艺危险(F1)×特殊工艺危险(F2)

一般工艺危险性（F1）主要考虑以下方面：放热化学反应、吸热反应、物质的处理和输运、封闭式结构单元、通道、排放和泄漏控制。特殊工艺危险性（F2）是对毒性物质、负压、爆炸极限及附近的操作、粉尘爆炸、压力、低温、易燃及不稳定物质的重量、腐蚀和磨损、泄漏－接头和填料、使用明火设备、热油交换系统、转动设备修正后的结果。

单元的火灾、爆炸指数(F&EI)＝物质系数（MF）×单元工艺危险（F3）

暴露半径R ＝F&EI ×0.256（m ） 影响半径S ＝ R 2（m 2）

下面简图为一示例，该图显示了暴露半径、暴露区域及影响体积（高度＝暴露区域半径）。参见图4－2。

表示暴露半径、暴露区域及影响体积 图4－2

根据火灾爆炸指数(F&EI)确定评价单元的火灾爆炸危险等级。火灾爆炸危险等级表见表4－1。

火灾、爆炸危险等级表 表4－1

4.2火灾爆炸危险性评价

4.2.1评价单元划分

为了准确、可靠地完成对工艺危险性的评价，在计算该装置的火灾、爆炸指数时只选择那些对工艺有影响的单元进行评价，即评价单元。确定评价单元时注意运用以下原则：

a. 单元中物质的潜在化学能

b.单元中易燃易爆危险物质的数量

c.单元内的资金密度

d.单元的操作压力和温度

e.导致以往事故的要点

f.对工厂起关键作用的单元

根据的实际情况和以上原则，将该装置中的脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔－1、丙烯塔－2、轻C4塔、重C4塔作为评价单元，从理论上定量计算上述评价对象的火灾、爆炸指数，暴露半径（m）及影响区域(m2)。

4.2.2单元危险性评价

各评价单元危险性分析见表4－2。

单元危险分析表表4－2

安全措施补偿系数表4－3

为预防严重事故的发生，降低事故的概率和大小，对基本设计考虑了工艺控制（C1）、物质隔离（C2）、和防火措施（C3）三类安全措施，其乘积作为安全措施补偿系数,能体现出火灾爆炸危险性已经降低的程度。

安全措施补偿系数C＝C1×C2×C3，该装置安全措施补偿系数C 的取值与计算，详见表4－3。

4.2.3评价结论

DOW化学火灾爆炸指数法计算结果表4－4

DOW化学火灾爆炸指数法修正结果表4－5

评价单元初始火灾爆

炸指数

危险等级

安全措施补

偿系数

补偿后火灾

爆炸指数

危险等级

脱丙烷塔156 严重0.46 72 较轻

脱乙烷塔103 中等0.46 47 轻

丙烯塔－1 162 极端0.46 75 较轻

丙烯塔－2 151 严重0.46 69 较轻

轻C4塔158 严重0.46 73 较轻

重C4塔86 较轻0.46 40 轻

应用DOW化学火灾爆炸指数法对该装置各评价单元的计算结果见表4－4。

当本工程所采取的消防及安全措施有效时，便可以得到表4－5所示结果。

结合前面的火灾爆炸危险程度表，可以对该装置中的评价单元作出如下结论：

1、采用DOW化学火灾、爆炸指数法对选取的六个评价单元进行评价，评价结果表明：丙烯塔－1，危险性最大；脱丙烷塔、丙烯塔－

2、轻C4塔的危险性较大；脱乙烷塔，危险性中等；重C4塔,危险性较轻。

2、在未采取安全补偿措施的条件下，丙烯塔－1的危险性为极端危险状态，脱丙烷塔、丙烯塔－2、轻C4塔的危险性为严重危险状态，脱乙烷塔的危险性为中等危险状态，重C4塔的危险性为较轻危险状态。当采取安全补偿措施后，上述六个单元的火灾爆炸危险程度均成为较轻和轻的状态（详见表4－5）。