罐区危险性评价.docx
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罐区危险性评价
罐区危险性评价
一、评价方式
1、评价单元的划分
丁酮、甲苯、DMF罐区是重大危险源。
重大危险源评价以单元为评价对象。
现以整个原料罐区作为评价单元。
2、评价模型的层次结构
按照安全工程学的一般原理，危险概念为事故频率和事故后果的严峻程度的乘积，即危险性评价一方面取决于事故的易发性，另一方面取决于事故一旦发生后后果的严峻性。
现实的事故危险性不仅取决于生产物质的特定物质危险性和生产工艺的特定工艺进程危险性所决定的生产单元的固有危险性，而且还同各类人为管理因素及防火办法的综合效果有紧密关系。
图1——1重大危险源评价指标体系框图
3、评价的数学模型
重大危险源的评价分为固有危险性评价与现实危险性评价，后者是在前者的基础上考虑各类危险性的抵消因子，它们反映了人在控制事故发生和控制事故后果扩大方面的主观能动作用。
固有危险性评价主要反映了物质的固有特性、危险物质生产进程的特点和危险单元内部、外部环境状况。
固有危险性评价分为事故易发性评价和事故严峻程度评价。
事故易发性取决于危险物质事故易发性与工艺进程危险性的耦合。
评价数学模型如下：
nm3
A=｛∑∑（B111）iWij（B112）j｝B12∏（1-B2k）
i=1j=1k=1
式中（B111）i——第i中物质危险性的评价值；
（B112）j——第j中物质危险性的评价值；
Wij——第j项工艺与第i种物质危险性的相关系数；
B12——事故严峻程度评价值；
B21——工艺、设备、容器、建筑结构抵消因子；
B22——人员素质抵消因子；
B23——安全管理抵消因子。
二、评价进程
1、原料罐区的大体情形
表1储罐大体情形
物质名称
甲苯
丁酮
DMF
直径/m
9
9
容积/m3
500
500
3000
最大量/m3
425
425
2550
储罐数量/个
2
2
8
罐区平面，如图2——1所示：
DMF
丁酮、甲苯罐区
物质的主要物理化学特性如表2——2所示：
物质名称
甲苯
丁酮
DMF
GB编号
32052
32073
33627
相对分子质量
液体密度
沸点/℃
燃点/℃
535
404
445
闪点/℃
4
9
58
蒸气压Kpa
（20℃）
（30℃）
（60℃）
爆炸上限（％）
爆炸下限（％）
临界温度/℃
260
374
临界压力Mpa
燃烧热/（Kj/mol）
二、原料罐区事故易发性B111评价
⑴甲苯易发性系数α1=
二级易燃液体G＝60Gi=α1G=*60=54
危险修正系数K=
甲苯的事故易发性B111＝Gi（1+K）＝54*（1+0.2）＝
⑵丁酮易发性系数α1=
二级易燃液体G＝60Gi=α1G=*60=54
危险修正系数K=0.2
丁酮的事故易发性B111＝Gi（1+K）=
⑶DMF易发性系数α1=
三级易燃液体G＝40Gi=α1G=*40=36
危险修正系数K=
甲苯的事故易发性B111＝Gi（1+K）＝
3、原料罐区工艺进程事故易发性B112评价
从21种工艺影响因素中找出罐区工艺进程实际存在的危险，在以下几个方面有特殊表现，组成工艺进程事故易发性。
物质事故易发性与工艺事故易发性的相关系数用Wij
表示，如表2——3所示：
表2——3工艺进程事故易发性B112与相关系数Wij
影响因素
内容与参数
B112
甲苯、丁酮Wij
DMFWij
B112-4物料储存
布置与间距规范
30
B112-10高压
pa
30
B112-13泄漏
管道阀门接口
5
B112-21静电
液体流动
30
0
0
4、原料罐区事故易发性B11评价
事故易发性B11计算为：
nm
B11＝∑∑（B111）iWij（B112）j
i=1j=1
=+*（30*+30*+50*+30*0）+*（30*+30*+50*+30*0）
=
五、原料罐区事故严峻程度B12价
原料罐区的伤害模型——破坏半径，遵循两个原则：
①最大危险原则：
若是一种危险物具有多种事故形态，且他们的事故后果相差差异，则按后果最严峻的事故形态考虑；②概率求和原则：
若是一种危险物具有多种事故形态，且它们的事故后果相差不太差异，则按统计平均原理估量总的事故后果。
罐区最大的火灾爆炸风险来自甲苯的燃烧爆炸，其伤害模型有两种：
①蒸汽云爆炸（VEC）模型；②沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）模型。
前者属于爆炸型，后者属于火灾型。
⑴蒸汽云爆炸（VEC）
甲苯有两个储罐，一个罐最大贮存量425m3，最大存储质量Wf=425*2*870=739500Kg
TNT当量计量计算公式：
WTNT=E/QTNT=αWfQf/QTNT
式中——地面爆炸系数；
α——蒸汽云当量系数，取α＝；
Qf——甲苯的燃烧热，取Qf＝Kg；
QTNT——取4520KJ/Kg。
WTNT＝**739500*4520＝Kg
E=αWfQf=**739500*=13KJ
死亡半径：
R1=（WTNT/1000）=
重伤半径R2由下列方程式求解：
△Ps=++Z=R2/（E/P0）1/3=R2△Ps=44000/P0=P0=×102KPa
解得R2=m
轻伤半径R3由下列方程式求解：
△Ps=++Z=R3/（E/P0）1/3=R3△Ps=17000/P0=P0=×102KPa
解得R3=m
对于爆炸性破坏，财产损失半径R财的计算公式为：
R财＝kⅡW1/3TNT/｛1+（3175/WTNT）2｝1/6
kⅡ——，二级破坏系数，kⅡ＝
R财＝
表4甲苯蒸汽云爆炸破坏半径（m）
死亡半径
重伤半径
轻伤半径
财产破坏半径
⑵沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）
甲苯两罐贮存，取W=*Wf=*739500=517650Kg
火球半径：
R火=W1/3=
火球持续时刻：
t=W1/3=36s
概率方程的概率与伤害百分数之间的关系为：
D=∫∞Prexp（-u2/2）du
式中Pr——死亡概率；
D——死亡百分数。
当Pr=5时，D为。
死亡、重伤、轻伤及破坏的财务都以D＝50％概念。
下面求不同伤害、破坏时的热通量：
1死亡
Pr=+（tq4/3）
Pr=5,t=36s,解得q1=m2
2重伤（二度烧伤）
Pr=+ln（tq4/3）
Pr=5,t=36s,解得q2=m2
3轻伤（一度烧伤）
Pr=+（tq4/3）
Pr=5,t=36s,解得q3=m2
④财产损失
q4=6730t-4/5+25400=W/m2
按上述热辐射通量计算伤害——破坏半径。
热辐射通量公式计算：
q（r）=q0R2r/（R2+r2）3/2
式中：
R——火球半径，R=
q0——对圆柱罐取q0＝270000W
所以：
q1=m2,R1=695m
q2=m2,R2=850m
q3=m2,R3=1380m
q4=m2,R4=530m
表5甲苯沸腾液体扩展蒸汽爆炸破坏半径（m）
死亡半径
重伤半径
轻伤半径
财产破坏半径
695
850
1380
530
显然，若是甲苯罐发生沸腾液体扩展蒸汽爆炸，火球半径，使大部份厂区成为一片火海，全数被吞没。
由于死亡半径695m、财产破坏半径530m，使得一旦发生扩展蒸汽爆炸，厂区的人员及周边一些区域几乎难以幸免。
长：
300m
宽：
280m
对角：
450m
伤害区域如下图2——2所示：
⑶事故严峻程度B12估量
事故严峻程度如下表3-1所示：
事故
类型
死亡
重伤
轻伤
财产破坏
半径/m
波及范围
暴露人员
半径/m
波及范围
暴露人员
半径/m
波及范围
暴露人员
半径/m
波及范围
暴露人员
储
罐
爆
炸
蒸
汽
云
爆
炸
中试车间
锅炉房
冷库
浆料烘箱
南浆料车间部分
MDI桶装库
中间体罐区部分
约40人
全部厂区
约110人
产区并波及其它区域
约20人
厂区及外界部分区域
扩展蒸汽爆炸
695
厂区全部人员
850
1380
530
全部财产
事故严峻程度B12用符号S表示，反映发生事故造成的经济损失大小。
它包括人员伤害和财产损失两个方面，并把人的伤害折算成财产损失（万元）。
用下式表示总损失：
S＝C+20*（N1++105N3/6000）
式中C——财产破坏价值，万元；
N1、N二、N3——事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。
事故严峻程度B12取决于伤害/破坏半径组成圆面积中财产价值和死亡人数。
由于甲苯罐区爆炸伤害模型有两个，及蒸汽云爆炸和扩展蒸汽爆炸，并可能同时发生，则罐区爆炸事故严峻度应是两种严峻程度加权去和：
S=AS1+（1-A）S2A、1-A——别离为两种爆炸发生的概率，A=,1-A=。
蒸汽云爆炸的可能性远大于扩展蒸汽爆炸，蒸汽云爆炸是主要的。
事故严峻度的计算结果为：
S1＝20000+20*（40+*110+105*20/6000）＝21907（万元）
S2＝20000+20*170＝23400（万元）
S=+＝（万元）
五、固有危险性B1及危险品级
原料罐区的固有危险性为：
B1＝B11*B12＝*＝6
危险品级：
A=㏒10（B1/105）=
＜A＜属于二级重大危险源
六、抵消因子B2及单元控制品级估量
⑴安全管理评价
安全管理评价的目的是评价公司的安全行政管理绩效。
安全管理评价指标体系共10个项目，72个指标，总分1000分。
安全管理评价如下表：
表6-1安全生产责任制
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
厂长（经理）对安全生产工作负全面领导责任
√
100
100
分管安全生产工作的副厂长（副经理）对安全生产负主要领导责任
√
分管其他工作的副厂长（副经理）对分管范围的安全生产负直接领导责任
√
总工程师（技术负责人）对安全生产在技术上负全面责任，负责提出对使用新技术、新工艺、新材料、试制新产品过程中的安去技术措施
√
各职能部门负责人对各自业务范围的安全生产工作负领导责任
√
车间主任对职责范围内的安全生产工作负具体领导责任
√
班组长对本职范围的安全生产工作负责
√
生产工人对本岗位的安全生产负直接责任
√
工会负责人对安全生产工作负监督责任
√
表6-2安全生产教育
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
新工人上岗前三级安全教育
×
100
0
特殊工种工人专业培训
√
对采用新技术、新工艺、新材料、新设备的工人进行安全技术教育
×
对复工的工人进行安全教育
×
中层干部安全教育
√
班组长安全教育
×
全员安全教育
×
表6-3安全技术办法计划
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
企业在编制生产、技术、财务计划时，必须同时编制安全技术措施计划
√
100
100
按规定提取安全技术措施费用
√
安全技术措施计划有明确的期限和负责人
√
企业年度工作计划中有安全目标值
√
表6-4安全生产检查
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
定期组织全面安全检查
√
100
100
车间、班组进行经常性检查
√
安全管理人员进行专门的安全检查
√
每年按规定进行专业的安全检查
√
季节性安全检查
√
节假日检查
√
要害部门重点检查
√
表6-5安全生产规章制度
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
安全生产奖励制度
√
100
50
安全值班制度
√
各工种安全技术操作规程
×
特种作业设备管理制度
×
危险作业管理审批制度
√
易然、易爆、剧毒、放射性、腐蚀性等危险物品的生产、使用、贮存、管理制度
×
防护用品发放和使用制度
√
安全用电制度
√
加班加点管理审批制度
×
危险场所动火审批制度
√
危险岗位巡回检查制度
√
防止物料泄漏、跑损管理制度
√
安全标志管理制度
×
表6-6安全生产管理机构和人员
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
建立企业安全生产小组
√
100
80
建立或指定安全管理组织机构
√
车间（班组）按规定配专职或兼职安全管理人员
√
专职安全管理人员具备安全生产监督管理部门认可的安全管理员资格
×
企业工会设三级劳保组织，配专职或兼职劳保干部，负责安全保卫工作，对日常出现的问题进行分析处理，并上报备案
√
表6-7事故统计分析
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
有系统完整的事故记录
√
100
100
有完整的事故调查、分析报告
√
有年度、月度事故统计
√
表6-8危险源评估与整改
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
两年内是否进行过危险评价（安全评价）
√
100
100
有无危险源分级管理制度
√
事故隐患是否按要求整改
√
罐区、锅炉、革用树脂车间和仓库是否列为重要安全管理对象
√
表6-9应急计划与办法
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
有应急指挥和组织机构
√
100
100
有场内应急计划、事故应急处理程序和措施
√
有场内应急计划和向外报警程序
√
有安全装置、报警装置、疏散口装置、避难场所位置图
√
安全进、出口路线畅通无阻，数量、规格符合要求
√
急救设备（防护用品等）符合要求
√
通信联络与报警系统可靠
√
与应急服务机构（消防、医院）建立联系
√
每年进行一次事故应急训练和演习
√
表6-10消防安全管理
序号
评价内容及标准
是否
应得分
实得分
有防火安全委员会
√
100
100
有领导负责的逐级防火责任制
√
有专职或兼职的防火按人员，并按规定时间路线进行巡查
√
有健全的三级火灾隐患管理制度，并建立了隐患治理台帐
√
防火区设有安全防火标志
√
有重点防火部位分布图、灭火计划平面图
√
消防设施符合消防安全规定
√
消防用水、干粉等灭火剂充足
√
火灾通讯系统完备可靠
√
每年进行一次消防演习
√
安全管理实得分：
100+0+100+100+50+80+100+100+100+100＝830分
⑵危险职位操作人员素质评价
于对系统中人的行为特征的分析，从操作人员的合格性、熟练性、稳固性及工作负荷量四个方面对工业设施危险职位操作人员的群体素质进行评估。
原料罐区有2名操作工，均是持证上岗，职位工龄为6年，无事故工作时刻为6年，天天平均工作8小时。
人员合格性：
R1=1
人员的熟练性：
R2＝1-1/｛k2（t/T2+1）｝=1-1/｛4（6/+1）｝=
人员的操作稳固性：
R3＝1-1/｛k3（（t/T3）2+1）｝=1-1/｛2（（6/）2+1）｝=
操作人员的负荷因子：
R4＝1-k4（t/T4-1）2=1-k4（8/8-1）2=1
单个人员的靠得住性：
Rs=R1R2R3R4＝1×××1=
指定职位人员素质的靠得住性为：
N
Rs=∑Rsi/N=
i=1
n
Rp=∏Rsi=
i=0
m
单元人员素质的靠得住性为：
Rn=1-∏（1-Rpi）=1-=
i=1
⑶工艺设备、建筑物抵消因子
B21-1设备保护保养8（or）,大体依照计划对设备检查、维修、保养，6分；
B21-5应急电源12（or）,单元中备有柴油发电机，12分；
B21-6电气防爆7or）,电气设备为防爆特殊性，7分；
B21-7防静电7（and）,导走静电荷，7分；
B21-8避雷35（and）,装有有效的避雷装置，35分；
B21-9阻火装置36（and）,惰性气体保护、自动灭火装置，36分；
B21-14泄漏检查装置与响应15（or）,有气体泄漏检测仪，8分；
B21-19装置监控40（and）,闭路电视监控、电脑远程控制，40分；
工艺设备、建筑物抵消因子评价的实得分为：
6+12+7+7+35+36+8+40＝151
应得分：
8+12+7+7+35+36+15+40＝160
⑷抵消因子得关联算法及原料罐区得控制品级
对于原料罐区：
V1=A=151/160=
V2=B=
V3=C=830/1000=
通过概率学、统计学及模糊理论求解得：
B21=B22=B23=
所以综合抵消因子：
3
B2=∏（1-B2k）==
k=0
因为＜B2＜，所以控制品级是B级。
原料罐区的危险品级是二级，控制能力品级是B级，控制能力和危险品级相匹配，控制能力达到了危险品级要求的B级，说明原料罐区的安全办法和安全管理达到较理想的状况。
7、现实危险性
原料罐区发生爆炸的现实危险性由于抵消因子和控制作用，已经较固有的危险性大大降低。
罐区发生爆炸的现实危险性为：
A=B1B2=6×=
现实危险性A是固有危险性B1值的％，说明有效的安全技术装备和管理办法会使系统的危险性大大降低。
三、原料罐区评价单元结论
1、原料罐区是二级重大危险源，现实控制品级是B级。
固有危险性与现实控制品级相匹配。
原料罐区安全技术办法和安全管理达到较理想的状态。
2、原料罐区爆炸事故严峻程度
事故
类型
死亡
重伤
轻伤
财产破坏
半径/m
波及范围
暴露人员
半径/m
波及范围
暴露人员
半径/m
波及范围
暴露人员
半径/m
波及范围
暴露人员
储
罐
爆
炸
蒸
汽
云
爆
炸
中试车间
锅炉房
冷库
浆料烘箱
南浆料车间部分
MDI桶装库
中间体罐区部分
全部厂区
产区并波及其它区域
厂区及外界部分区域
扩展蒸汽爆炸
695
厂区全部人员
850
1380
530
全部财产
3、原料罐区的甲苯泄漏火灾爆炸事故是极小概率事件，是能够预防的，可是一旦发生爆炸的后果是严峻的。
用数学模型分析测算表明，一旦发生爆炸可能致使全厂绝大多数人员死亡或是重伤，大部份财产毁于一旦。
罐区的安危关系导公司的存亡，罐区的安全技术装备、安全管理相当重要。
4、原料罐区的爆炸，在上述中都是以两个甲苯罐为研究对象，若是两个500m3丁酮罐加上8个3000m3的DMF罐同时爆炸，那后果简直不敢想象。
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