评价单元的划分及其原则.docx
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评价单元的划分及其原则
评价单元的划分及其原则
1.评价单元划分的原则
评价单元就是指在危险、有害因素识别与分析的基础上，根据评价目标和评价方法的需要，将系统分成有限的、确定范围的评价单元。
评价单元的正确划分直接关系到整个建设项目的安全预评价的顺利实施。
一个作为评价对象的建设项目、装置（系统），一般是由相对独立、相互联系的若干部分（子系统、单元）组成，各部分的功能、含有的物质、存在的危险因素和有害因素、危险性和危害性以及安全指标均不尽相同。
以整个系统作为评价对象实施评价时，一般先按一定原则，根据评价目标和评价方法的需要，将评价对象分成若干有限、确定范围的单元分别进行评价，然后再综合为整个系统的评价。
评价单元的划分，一般将生产工艺、工艺装置、物料的特点和特征与危险、有害因素的类别、分布有机结合进行划分，还可以按评价的需要将一个评价单元再划分为若干子评价单元或更细致的单元。
评价单元的划分并不要求绝对一致。
常用的评价单元划分原则和方法如下。
（1）以危险、有害因素的类别为主划分评价单元
1）对工艺方案、总体布置及自然条件、环境对系统影响等综合方面的危险、有害因素的分析和评价，可将整个系统作为一个评价单元。
2）将具有共性危险因素、有害因素的场所和装置划为一个单元。
（2）以装置和物质特征划分评价单元
1）按装置工艺功能划分。
2）接布置的相对独立性划分。
3）按工艺条件划分评价单元。
4）按贮存、处理危险物品的潜在化学能、毒性和危险物品的数量划分评价单元。
5）根据以往事故资料，将发生事故能导致停产、波及范围大、造成巨大损失和伤害的关键设备作为一个单元；将危险性大且资金密度大的区域作为一个单元；将危险性特别大的区域、装置作为一个单元；将具有类似危险性潜能的单元合并为一个大单元。
（3）依据评价方法的有关具体规定划分。
如ICI公司的蒙德火灾、爆炸、毒性指标法需要结合物质系数以及操作过程、环境或装置采取措施前后的火灾、爆炸、毒性和整体危险性指数等划分评价单元；故障假设分析方法按问题分门别类，例如按照电气安全、消防、人员安全等问题分类划分评价单元；再如模糊综合评价法需要从不同角度（或不同层面）划分评价单元，再根据每个单元中多个制约因素对事物作综合评价，建立各评价集。
2.本建设项目评价单元的划分
本报告的评价对象是年产10000吨白聚醚生产线项目，其评价的内容有：
生产装置、储存装置、总平面布置、物料，等等。
考虑到项目生产工艺、平面布置的完整性，应对其进行全面的安全评价，划分为以下几个单元：
1.生产单元
2.贮存单元
3.总平面布置单元
4.公用工程单元
评价方法的选用
按照安全评价结果的量化程度，安全评价方法可分为定性安全评价方法和定量安全评价方法。
按照安全评价的逻辑推理过程，安全评价方法可分为归纳推理评价法和演绎推理评价法。
按照安全评价要达到的目的，安全评价方法可分为事故致因因素安全评价方法、危险性分级安全评价方法和事故后果安全评价方法。
按照评价对象的不同，安全评价方法可分为设备（设施或工艺）故障率评价法、人员失误率评价法、物质系数评价法、系统危险性评价法等
1.评价方法的确定
对本建设项目的安全评价采用定性和定量的评价方法，本评价所采用的评价方法有：
（1）预先危险性分析
（2）故障类型及影响分析
（3）事故树分析
（4）道化学火灾爆炸危险性指数评价法
（5）易燃、易爆、有毒重大危险源评价法
选择上述评价方法的原因如下：
（1）根据本建设项目的生产工艺特点、原料的贮存情况、生产装置特点及公用工程及配套设施所选择的。
如，贮存单元采用易燃、易爆、有毒重大危险源评价法；工艺单元采用道化学指数评价法；生产装置采用故障类型及影响分析；等等。
（2）定性评价和定量评价相结合，综合地评价出某工艺单元的危险程度，有利于企业及时采取整改措施。
2.评价单元所对应的评价方法
根据各个单元的危险、危害分析，对各单元采取针对性地评价方法：
（1）生产单元所采用的评价方法有：
对氮气输送系统采用预先危险性分析
生产单元采用道化学火灾爆炸指数分析法、预先危险性分析
真空泵生产装置采用故障类型及影响分析
（2）贮存单元
对原料储罐的苯乙烯和丙烯腈两个储罐采用事故后果火灾爆炸模拟性分析。
（3）公用工程
对供电系统采用故障类型及影响分析。
（4）总平面布置及外部环境单元
根据建设方所提供的总平面布置方案，按照《建筑设计防火规范》等标准规范进行综合性地安全评价。
选用的评价方法，分析如下：
1.对氮气输送系统采用预先危险性分析
预先危险性分析（PHA）也称初始危险分析，是在每项生产活动之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在危险类别、出现条件、事故后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的危险性。
根据事故原因的重要性和事故后果的严重度，来确定危险因素的危险等级，其危险等级为四级，如下：
级别
危险程度
事故后果
安全的
暂时不发生事故，可以忽略；
临界的
事故处于临界状态，可能造成人员伤亡或财产损失，必须采取措施进行控制；
危险的
可能导致事故的发生，造成人员伤亡或财产损失，必须采取措施进行控制；
灾难的
会导致事故的发生，造成人员严重伤亡或财产巨
大损失，必须立即消除；
空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。
吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力；继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。
吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡；若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
氮气输送系统的预先危险性分析结果汇总见表：
事故
事故原因
事故后果
危险级别
建议的安全措施
氮气泄漏
管道破裂
密闭环境中大量泄漏，导致人员缺氧死亡
1.采用泄漏报警装置；
2.管道采取防腐措施；
氮气泄漏
管道堵塞
管内压力过高，致使管道破裂，气体大量泄漏，导致人员缺氧死亡
1.对管道定时清洗，保证管道的畅通；
2.氮气进管道之前，进行净化，保证氮气的纯净度；
氮气过热
管道无冷冻装置
管道高温，管道内内压急剧增加，发生爆炸
对管道系统增添冷冻装置，保证管道在常温的环境下；
氮气泄漏
管道接头密封不良
密闭环境中大量泄漏，导致人员缺氧死亡
在管道接头处增添密封装置，如：
液密封、轴密封
氮气泄漏
氮气进气量不均匀，产生局部压力
管道破裂，少量氮气泄漏，使员工胸闷、气短、疲软无力
在进口出增加定量定位系统，使氮气输送均匀
生产单元的预先危险性分析
对本建设项目的生产单元进行预先危险性分析结果见下表：
系统：
聚合物多元醇生产单元
潜在
事故
火灾、爆炸、中毒
危险
因素
危险性物质（苯乙烯、丙烯腈、偶氮二异丁腈、环烷酸钴、十二烷基硫醇等）；受压容器、管道；传动设备（真空泵）、有毒物料泄漏等。
原
因
事
件
1.泄漏
（1）槽车、反应釜、管线、阀门、法兰等破损、腐蚀破裂而泄漏；
（2）反应釜、管线、阀门、传动设备等连接处因密封性不良而发生泄漏；
（3）槽车、反应釜、管线、阀门等因选材不当、维护不周、焊接不良、安装失误等原因而泄漏；
（4）人为的操作失误致使容器超装溢出，机械碰撞使容器遭到破坏而泄漏；
（5）由于自然原因（雷电、地震等）致使设备破裂而泄漏；
（6）物料在输送管道内，容器的进、出口处发生堵塞而致使其破裂而发生泄漏；
（7）安全阀、防泄漏装置等安全附件失灵、损坏或操作不当而引起；
（8）传动部件不洁而产生摩擦生热，遇到易燃物质而发生火灾爆炸，致使传动设备破裂而发生泄漏；
2.工艺操作失误
（1）物料在配料、进料过程中配比不当；
（2）向反应系统投料时，投料的速度控制不当；
（3）反应系统内部的超温超压；
（4）冷却系统出现故障（冷却水中断等）
3.中毒原因
（1）生产过程中有毒物料（如，苯乙烯、环烷酸钴、丙烯腈等）发生泄漏；
（2）检修、维修中，管道、设备中的有毒、有害物质未清洗干净而挥发到工作环境中；
（3）工作场所通风不良，致使缺氧窒息；
发
生
条
件
1.易燃、易爆物：
其蒸气与空气混合后的浓度在该物质爆炸极限内，遇到火源（点火源、静电火花、高温等）而发生的火灾、爆炸；
2.活性化学物质，如：
苯乙烯和丙烯腈遇到强氧化剂，很容易发生爆炸性的化学反应；
3.受压容器的工作压力大于其设计压力或泄压装置失效而发生爆破；
4.有毒物料超过其容许浓度，摄入人体的体内，且缺氧而中毒、窒息；
触
发
事
件
1.明火：
违章动火、点火吸烟、外来人员带进火种、外来火焰的进入等；
2.火花：
金属物的强烈撞击、电气线路绝缘性不佳而漏电、静电效应、电线短路、雷击效应等；
3.过热、强烈的摩擦、振动致使化学活性较强的物质发生分解性爆炸；
4.操作人员未佩戴防护用品、防护用品本身存在质量问题、通风不良、救护措施不当致使中毒；
事故
后果
物料跑损、人员伤亡、作业停止、造成巨大的财产损失
危险
等级
火灾
爆炸、
中毒
防范
措施
1.控制与消除火源
（1）在火灾、爆炸性的危险环境中，严禁吸烟；加强门卫的警戒，严禁带火种或穿带有铁钉的鞋子进入生产场所中。
（2）严格执行防静电措施；按照标准规范设置避雷设施；使用防爆型的电气设备等。
2.严格控制设备、管道的安装质量
（1）压力管道、设备及其仪表要定期检查，严格按照安装技术规程进行安装；
（2）传动设备、阀门、法兰等连接处设置必要的密封装置，以防泄漏；
3.加强安全管理，确保安全设施、防护用具齐全
（1）加强安全培训、安全教育及其考核工作，杜绝经常性的违章操作现象；
（2）安全设施（消防设施、泄压装置等）保持良好；工作人员佩戴安全防护用具；
4.加强对传动设备、反应设备、管道的维护，强化防腐措施，以防泄漏；
5.在工作场所的明显区域设置危险、中毒等警示性标志；
6.制定可操作性的事故应急救援预案，加强应急救援工作小组的应急救援处理能力；
3.道化学火灾爆炸指数评价法
火灾、爆炸指数是借以评估特定工艺过程最大潜在损失范围的一种工具，可使人们预测事故可能导致的实际危害和停产损失。
针对此建设项目生产单元，活性物质较多，操作温度及压力高，还配有换热器、搅拌器等起至关重要的装置，容易引起火灾、爆炸的可能性极大等特征。
因此，采用道化学火灾爆炸指数评价法是合理的。
评价步骤如下：
1.工艺单元的选择和物质系数的确定
白聚醚的生产工艺过程可以分为投料、聚合、单体回收、包装四个生产及贮存系统。
根据具体情况或根据生产装置危险源的识别，对影响较大的生产装置进行安全评价。
其单元划分见表，然后，选择恰当工艺单元的主要参数。
工艺单元
序号
单元名称
主要物质
物质系数（MF）
引发事故
1
苯乙烯储罐
苯乙烯
24
火灾、爆炸
2
丙烯腈储罐
丙烯腈
24
火灾、爆炸、中毒
3
投料管线
苯乙烯、丙烯腈、聚醚、环烷酸钴
24
粉尘爆炸
4
反应釜
苯乙烯、丙烯腈、聚醚、环烷酸钴、十二烷基硫醇等
24
火灾、爆炸
5
闪蒸器
苯乙烯
24
物理性爆炸
6
包装车间
空气中微小颗粒
21
粉尘爆炸
7
冷凝器
粗聚醚、苯乙烯、丙烯腈等
24
物理性爆炸
注：
混合物的物质系数（MF）的确定，以最高者为宜。
2.物质系数的确定
物质系数，应注意温度超过60oC单元的物质
1．一般工艺危险
危险系数
采用危险系数①
基本系数
1．00
1．00
A．放热化学反应
0．30—1．25
0.5
B．物料处理与输送
0．25—1．06
0.5
C．密闭式或室内工艺单元
0．25—0．90
0.45
D．排放和泄漏控制
0．25—0．50
0.5
一般工艺危险系数（F1）
3.95
2．特殊工艺危险
基本系数
1．00
1．00
A.毒性物质
0．20--0．80
0.4
B．负压（6．67kPa）
0．50
0.5
C．粉尘爆炸
0．25--2．00
0.5
D．腐蚀与磨蚀
0．10--0．75
0.2
E.转动设备
0．50
0.5
特殊工艺危险系数（F2）
3.1
工艺单元危险系数F3=（F1xF2）
12.25
火灾、爆炸指数F&E1=（F3xMF）
294
3.安全措施补偿系数
（1）工艺控制安全补偿系统（C1）
项目
补偿系数范围
采用补偿系数①
项目
补偿系统范围
采用补偿系数①
a．应急电源
0.98
0.98
f．惰性气体保护
0．94—0.96
0.96
b．冷却装置
0.97—O.99
0.97
g.操作规程／程序
0．91—0．99
1
c．抑爆装置
0.84—0.98
1
h．化学活泼性物质检查
0．91—0.98
0.98
d．紧急切断装置
O.96—0.99
0.98
i.其他工艺危险分析
0．91—0.98
0.94
e．计算机控制
0.93～0.99
1
汇总
C1=0.824
（2）物质隔离安全补偿系统（C2）
项目
补偿系数范围
采用补偿系数
项目
补偿系统范围
采用补偿系数
a．控制阀
0．96—0．98
0.96
c．排放系统
0．91—0．97
0.91
b．卸料／排空装置
0．96—0．98
0.96
d.联锁装置
0．98
0.98
汇总
C2=0.822
（3）防火设施安全补偿系数（C3）
项目
补偿系数范围
采用补偿系数
项目
补偿系统范围
采用补偿系数
a．泄漏检测装置
0．94—0．98
0.94
f．水幕
0．97—0．98
1
b．结构钢
0．95-0．98
0.95
g.泡沫灭火装置
0．92—0．97
0.92
c．消防水供应系统
0．94—0.97
0.94
h.手提式灭火器材／喷水枪
0．93--0．98
0.93
d.特殊灭火系统
0．91
1
i．电缆防护
0．94—0．98
0.94
e．洒水灭火系统
0．74—0．97
0.74
汇总
C3=0.5
注：
无安全措施的安全补偿系数为1；
由于各单元的安全措施基本一致，故只列举一个单元的安全措施补偿系数；
4.工艺单元危险分析汇总于下：
1．火灾、爆炸指数（F&E1）
294
2．暴露半径（0.84
F&E1）
246.96m
3．暴露面积（S=3.14
294.46）
272259M2
4．暴露区内财产价值
A1百万美元
5．危害系数
0.78
6．基本最大可能财产损失——（基本MPPD）（暴露区内财产价值x危害系数）
百万美元
7．安全措施补偿系数C——（Cl·C2·C3）
0.34
8．实际最大可能财产损失——（实际MPPD）（基本最大可能财产损失x安全措施补偿系数）
百万美元
9．最大可能停工天数——（MPDQ）
天
10．停产损失——（BI）
百万美元
注：
建设方未提供原料及成品的具体生产成本，表中空白数值无法计算。
故障类型及影响分析
故障类型及影响分析是对系统的各个组成部分、元件进行分析的重要方法；系统的子系统或元件在运行过程中会发生障碍，而且往往可能发生不同类型的障碍。
此方法的目的是查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响，以及提出消除或控制这些影响的措施。
1.本建设项目的供电系统中电机的故障类型及影响分析
2.
元素
故障类型
可能的原因
对系统的影响
按钮
卡住
机械故障
电机不转
接点断不开
机械故障
电机运行时间过长
操作人员没放下按钮
短路会烧毁保险丝
继电器
接点不闭合
机械故障
电机不转
接点不断开
机械故障
电机的运行时间过长
经过接点的电流过大
短路会烧毁保险丝
保险丝
不熔断
质量问题
短路时不能断开电路
保险丝过粗
电机不转
不转
质量问题
丧失系统功能
按钮卡住
继电器接点不闭合
短路
质量问题
电流过大烧毁保险丝
运行时间过长
使继电器接点粘接
2.本项目所使用的生产装置—真空泵的故障类型及影响分析
故障类型
故障的影响
故障原因
故障的识别
校正措施
机械密封的泄露
泵内的可燃蒸汽泄露，遇电火花发生火灾、爆炸
机械密封装卸不当
泄露噪声，真空泵频繁打压；
泵上的压力表读数下降；
加强维修检查；
停机修理；
机封冷却水压力过大
动静环密封面破裂
真空泵盘车困难
泵内的可燃蒸汽会泄露；
叶轮容易折断，真空泵不能运转；
泵两端定位轴承间隙没有调整好
真空泵上的压力表读数下降；
发出异常的噪声，整个生产工序停止；
加强维修保养；
停机检修；
轴承内圈没安装到位
叶轮与泵两端面的间隙没调整好
机封动静环密封面破裂后互相卡住
原料区泄漏爆炸事故后果模拟分析
本建设项目的贮存单元：
原料库和成品库。
储罐一旦发生泄露，将形成重大危险源，产生的事故后果是不堪设想的。
相比较而言，原料库的库存的物质危险性较大，故只对原料库的贮存单元进行事故后果模拟分析。
丙烯腈和苯乙烯储罐发生破裂后，容器内的压力降低至大气压，液体所释放出的能量用于器内液体的蒸发，其蒸气容易燃烧，还会引起大面积的中毒。
原料区的贮存单元有两个储罐，分别是20t的丙烯腈和苯乙烯物质。
下面分别对其进行分析：
原料区丙烯腈的最大贮存量为：
Wf=20
10000=200000（Kg）
TNT当量的计算公式为：
WTNT=1.8a
Wf
Qf/QTNT
式中：
1.8——地面爆炸系数
a——当量系数，取0.04
Qf——丙烯腈的爆热，取Qf=1757.7
18.88=33164.2kJ/kg
QTNT——TNT的爆热，取4520kJ/kg
因此，WTNT=1.8
0.04
200000
33164.2/4520
=105655.86（kg）
死亡半径R1为：
R1=13.6
（WTNT/1000）=13.6
4.726=64.3（m）
重伤半径由下列方程求解：
Ps=0.137
+0.119
Z+.269/Z—0.019
Z=0.005959
R2
Ps=44000/Po=0.4344
解得：
R2=183.89（m）
轻伤半径由下列方程求得：
Ps=0.137
+0.119
Z+.269/Z—0.019
Z=0.005959
R3
Ps=17000/Po=0.1678
解得：
R3=329.2（m）
对于爆炸性破坏，财产损失半径R财的计算公式：
R财=K
WTNT（立方根）/（1+（3175/WTNT）²）（1/6次方）
式中的K
为二级破坏系数，取值为4.6。
计算得：
R财=217.5（m）
同理，苯乙烯（燃爆热为4376.9Kj/mol）的计算数值为：
R1=69.6（m）,R2=183.89（m）,R3=356.5（m）,R财=230.3（m）
针对原料区的两个储罐，泄漏后发生的蒸汽云爆炸，其破坏半径取最大值，故原料库爆炸的破坏半径（m）见下表：
死亡半径
重伤半径
轻伤半径
破坏半径
69.6
183.89
356.5
230.3
总平面布置及外部环境单元
1.总平面布置综合评价
根据建设方所提供的总平面布置图、爆炸危险区域划分图及消防设施布置图和其他的相关资料。
本评价按照《建筑设计防火规范》的要求对总平面布置情况进行综合评述。
（1）主要建筑物的火灾危险性及耐火等级
建筑物的火灾危险性和耐火等级主要取决于生产或储存的物质危险性。
本项目的反应车间、配料车间的火灾危险性都属于甲类，原料贮存区的火灾危险性属于甲类，冷凝车间的火灾危险性也属于甲类。
生产车间、贮存车间的耐火等级按照二级进行设计。
注：
由于建设项目方提供的资料显示，对厂房（仓库）的层次未加标注，故不考虑耐火等级变更的情形。
（2）.防火间距
评价所采用的标准是《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）。
按照上述标准对本建设项目的建筑、设施间的防火间距做符合规范性的评价，列表如下：
（3）消防通道
根据建设方提供的消防设施布置图来看，本建设项目的厂房、贮存区与周围的建筑物形成环形的消防通道，且消防车道的净宽度、净高度也不小于4m，符合《建筑设计防火规范》第6.0.6条、6.0.9条的要求。
2.本建设项目与周边环境的相互影响
见本评价报告“安全条件分析”。
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