易燃易爆有毒重大危险源评价法应用实例.docx
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易燃易爆有毒重大危险源评价法应用实例
易燃、易爆、有毒重大危险源评价法应用实例
通过对某公司原料罐区的评价，简要说明易燃、易爆、有毒重大危险源评价法的评价过程。
1原料罐区基本情况
原料罐区共计8个化学危险品储罐，基本情况如表33所示。
表33储罐基本情况
编号
T-100
T-102
T-202
T-104
T-105
T-213
T-223
直径／m
2
2
2．6
2．9
2．9
2．9
6
容积／m3
30
30
80
80
80
80
200
储存物质名称
氨水
丙烯腈
丙烯腈
丁二烯
丁二烯
苯乙烯
苯乙烯
最大量／m3
24
25．5
68
64
64
68
68
罐区平面图如图7所示。
图7罐区平面示意图
物质的主要物理化学特性如表5-34所示。
2原料罐区的事故易发性B11评价
原料罐区事故易发性B11包含物质事故易发性B111和工艺事故易发性B112两方面及其耦合。
2．1物质事故易发性B111
选取丁二烯、丙烯腈和苯乙烯作为物质易发性评价的对象。
列表计算，以丁二烯为例，如表35所示。
表35丁二烯事故易发生B111计算表
爆炸气体特性
性质
分级
得分
最大安全缝隙
爆炸极限
最小点燃电流
最小点燃能
引燃温度
0．9～1．14
2%～12%
0．86A
0．31mJ
450℃
10
11
10
14
8
总 分
G＝53
易发性系数ai
危险系数Cij＝aiG
化学活泼系数K
1．0
1．0×53=53
0．12
丁二烯的物质事故易发性B111＝Ｃij（1＋Ｋ）＝53×（1+0．12）＝63．6
丙烯腈是二级易燃液体，物质事故易发性B111＝50。
苯乙烯是三级易燃液体，物质事故易发性B111＝40。
2．2工艺过程事故易发性B112
从21种工艺影响因素中找出罐区工艺过程实际存在的危险，在以下几方面有特殊表现，构成工艺过程事故易发性。
物质事故易发性与工艺事故易发性之间的相关性用相关系数Wij表示，如表36所示。
二者耦合成为事故易发性B11。
表36工艺过程事故易发性B112相关系数Wij
影响因素
内容与参数
B112
相关系数
B112-10高压
0．1～0．8MPa
30
Wij＝2．1j＝10＝０．9
B112-12腐蚀
速率为0．5～1．0mm／年
20
Wij＝2．1j＝12＝０．9
B112-13泄漏
设备泄漏
20
Wij＝2．1j＝13＝０．9
B112-21静电
液体流动
30
Wij＝2．1j＝21＝０．9
2．3事故易发性B11
事故易发性B11计算为：
3原料罐区的伤害模型及伤害一破坏半径
原料罐区最大的火灾爆炸风险是丁二烯罐的燃烧爆炸，其伤害模型有两种：
（1）蒸气云爆炸（VCE）模型；
（2）沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）模型。
前者属于爆炸型，后者属于火灾型。
不同的伤害模型有不同的伤害一破坏半径，不同伤害一破坏半径所包围的封闭面积内，人员多少、财产价值多少将影响事故严重度大小。
伤害—一破坏半径划分为死亡半径、重伤（二度烧伤）半径、轻伤（一度烧伤）半径及财产破坏半径。
3．1丁二烯蒸气云爆炸（VCE）
丁二烯有两个储罐，分别是T-104罐（悬挂圆柱立罐，最大贮存量64m3）和T-105罐（悬挂圆柱立罐，最大贮存量64m3）。
因此，最大贮存质量为：
Wf＝（64＋64）×621．1＝79500．8（kg）
TNT当量计算公式为：
WTNT＝1．8aWfQf／QTNT
式中1．8——地面爆炸系数；
a——蒸气云当量系数，取a＝0．04；
Qf——丁二烯的爆热，取Qf=46977．7kJ／kg；
QTNT——TNT的爆热，取QTNT＝4520kJ／kg。
因此：
WTNT＝1．8×0．04×79500．8×46977．7／4520
＝59491．8（kg）
死亡半径R1为：
R1＝13．6（WTNT／1000）0．36＝61．7（m）
重伤半径R2由下列方程式求解：
解得：
R2＝151．7m
轻伤半径R3由下列方程组求解：
解得：
R3＝271．7m
对于爆炸性破坏，财产损失半径R财的计算公式为：
式中KⅡ——二级破坏系数，KⅡ=5．6。
计算得：
R财＝218．3m
将上述结果列入表37。
表37丁二烯蒸气云爆炸破坏半径（m）
死亡半径
重伤半径
轻伤半径
破坏半径
61．7
151．7
271．7
218．3
伤害区域如图5-8所示。
3．2丁二烯扩展蒸气爆炸（BLEVE）
丁二烯用两罐储存，取W=0．7×79500．8=55650．6kg。
按以下公式进行计算：
q1＝27956．0W／m2
（2）二度烧伤（重伤）：
（3）一度烧伤（轻伤）：
（4）财产损失：
按上述q1、q2、q3、q4热辐射通量值计算伤害一破坏半径，由热辐射通量公式计算：
式中R——火球半径，R＝110．7m；
qO—一对圆柱罐取qO=270000W。
此方程难以手算解出，用计算机求解。
已知火球半径R＝110．7m，伤害一破坏半径应有Ri>R
（5）按死亡热通量q1＝27956．0W／m2，计算扩展蒸气爆炸的死亡半径R1为：
R1＝247．5m
（6）按重伤（二度烧伤）热通量q2=18515．6W／m2，计算扩展蒸气爆炸的重伤（二度烧伤）半径R2为：
R2＝316．4m
（7）由轻伤（一度烧伤）热通量8141．7W／m2，计算扩展蒸气爆炸的轻伤（一度烧伤）半径R3为：
R3＝491．0m
（8）由财产烧毁热通量q4＝26091．2W／m2，由上述同样办法计算得到扩展蒸气爆炸的财产破坏半径R4为：
R4＝258．5m
综合各项，得扩展蒸气爆炸伤害一破坏半径如表38所示。
表38丁二烯扩展蒸气爆炸伤害一破坏半径（m）
死亡半径
重伤半径（二度烧伤）
轻伤半径（一度烧伤）
财产破坏半径
247．5
316．4
491．0
258．5
伤害区域如图9所示。
图9沸腾液体扩展蒸气爆炸伤害区域
显然，如果丁二烯罐发生扩展蒸气爆炸，火球半径R＝110．7m，使整个原料罐区成为一片火海，全部被吞没；由于死亡半径R1＝247．5m，财产损失半径R4＝258．2m，使得罐区一旦发生扩展蒸气爆炸，厂区内的人员难以幸免，而且会殃及四邻。
4事故严重度B12的估计
事故严重度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，并把人的伤害也折算成财产损失（万元）。
用下式表示总损失值：
S＝C＋20（Ｎ1＋0．5N2＋105N3／6000）
式中C——财产破坏价值，万元；
N1，N2，N3——事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。
事故严重度B12取决于伤害催坏半径构成圆面积中财产价值和死伤人数。
由于丁二烯罐区爆炸伤害模型是两个，即蒸气云爆炸和扩展蒸气爆炸，并可能同时发生，则储罐爆炸故严重度应是两种严重度加权求和：
S＝AS1＋（1－A）S2
式中S1，S2——分别为两种爆炸事故后果；
A，1－A——分别为两种爆炸的发生概率，A＝0．9，1－A＝0．1。
蒸气云爆炸的可能性远大于扩展蒸气爆炸，蒸气云爆炸是主要的。
事故严重度的计算结果为：
原料罐区爆炸事故严重度计算如表39所示。
表39原料罐区爆炸事故严重度
5固有危险性B1及危险性等级
原料罐区的固有危险性为：
B1＝B11×B12
＝7602．4×4392．3
＝33392021．52
危险性等级为：
A＝lg（B1／105）＝2．52
2．5
6抵消因子B2及单元控制等级估计
抵消因子的取值根据抵消因子关联算法实例的结果。
6．1安全管理评价
安全管理评价的主要目的是评价企业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。
安全管理评价如表40～表49所示。
表41安全生产教育
序号
评价内容及标准
是 否
应得分
实得分
2．1
新工人上岗前三级安全教育
√
100
80
2．2
特殊工种工人专业培训
√
2．3
对采用新技术、新工艺、新设备、新材料的工人进行安全技术教育
√
2．4
对复工工人进行安全教育
×
2．5
对调换新工种的工人进行安全教育
√
2．6
中层干部安全教育
√
2．7
班组长安全教育
√
2．8
全员安全教育
√
42安全技术措施计划
序号
评价内容及标准
是 否
应得分
实得分
3．1
企业在编制生产、技术、财务计划时，必须同时编制安技措施计划
√
100
100
3．2
按规定提取安技措施费用，专款专用
√
3．3
安全技术措施计划有明确的期限和负责人
√
3．4
企业年度工作计划中有安全目标值
√
表43安全生产检查
序号
评价内容及标准
是 否
应得分
实得分
4．1
定期组织全面安全检查
√
100
80
4．2
车间、班组进行经常性检查
√
4．3
安全管理人员进行专门的安全检查
√
4．4
每年要按规定进行专业性的安全检查
√
4．5
季节性安全检查
√
4．6
节假日检查
×
4．7
要害部门重点检查
√
表44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
5．1
安全生产奖励制度
×
100
70
5．2
安全值班制度
√
5．3
各工种安全技术操作规程
√
5．4
特种作业设备管理制度
√
5．5
危险作业管理审批制度
√
5．6
易燃、易爆、剧毒、放射性、腐蚀性等危险物品的生产、使用、储运、管理制度
√
5．7
防护用品发放和使用制度
√
5．8
安全用电制度
√
5．9
加班加点审批制度
×
5．10
危险场所动火审批制度
√
5．11
危险岗位巡回检查制度
√
5．12
防止物料泄漏、跑损管理制度
√
5．13
安全标志管理制度
×
表48应急计划与措施
序号
评价内容及标准
是 否
应得分
实得分
9．1
有应急指挥和组织机构
√
100
100
9．2
有场内应急计划、事故应急处理程序和措施
√
9．3
有场外应急计划和向外报警程序
√
9．4
有安全装置、报警装置、疏散口装置、避难场所位置图
√
9．5
安全进、出口路线畅通无阻，数量、规格符合要求
√
9．6
急救设备（担架、氧气瓶、防护用品等）符合规定要求
√
9．7
通讯联络与报警系统可靠
√
9．8
与应急服务机构（医院、消防）建立联系
√
9．9
每年进行一次事故应急训练和演习
√
表49消防安全管理
序号
评价内容及标准
是 否
应得分
实得分
10．1
有防火安全委员会
√
100
70
10．2
有领导负责的逐级防火责任制
√
10．3
有专职或兼职的防火安全人员，并按规定时间路线进行巡道
√
10．4
有健全的三级火灾隐患管理制度，并建立了隐患治理台账
√
10．5
防火区设有防火安全标志
√
10．6
有重点防火部位分布图、灭火计划平面图
×
10．7
根据《消防条例》设有消防站或消防车、消防艇、消防栓、灭火器（干粉、泡沫、水）等，且符合消防安全规定
×
10．8
消防用水、干粉等灭火剂充足
×
10．9
火灾通讯系统完备可靠
√
10．10
每年进行一次消防演习
√
安全管理评价的实得分为：
100＋80＋100＋80＋70＋100＋100＋75＋100＋70＝875（分）
6．2危险岗位操作人员素质评价
基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、稳定性及工作负荷量四个方面对工业设施危险岗位操作人员的群体素质进行评估。
原料罐区有5名操作工，均是持证上岗，岗位工龄为6年，无事故工作时间为6年，每天平均工作8小时。
人员的合格性为：
R1＝1
人员的熟练性为：
人员的操作稳定性为：
操作人员的负荷因子为：
单个人员的可靠性为：
RS＝R1R2R3R4＝１×0．9808×0．9966×1＝0．9775
指定岗位人员素质的可靠性为：
单元人员素质的可靠性为：
6．3工艺设备、建筑物抵消因子评价
工艺设备、建筑物抵消因子用表50计算：
表50工艺设备、建筑物抵消因子
项目
子项目内容
得分
是否
B21-1设备维修保养8（or）
1．严格按照计划对设备检查、维修、保养
8
√
2．基本按照计划对设备检查、维修、保养
6
B21-2抑爆装置35（and）
1．处理粉尘或蒸气的设备有抑爆装置或设备本身有抑爆作用
24
2．设备上有防爆膜或泄爆口
11
√
B21-3惰性气体保护15（or）
1．盛装易燃气体设备有连续的惰性气体保护
13
2．惰性气体系统量足够并自动吹扫整个单元
15
B21-4紧急冷却12（or）
1．冷却系统能保证在出现故障时维持正常冷却10min以上
10
√
2．备用冷却系统冷却能力为正常需要量的1．5倍，且至少维持10min
12
B21-5应急电源12（or）
1．单元中设有双电源等多路电源
12
2．单元中备有柴油发电机组
12
B21-6电气防爆7（or）
1．电气设备为隔爆型
7／5
√
2．电气设备为增安型
7／5
3．电气设备为本质安全型
7／5
4．电气设备为正压型
7／5
5．电气设备为充油型
7／5
6．电气设备为充砂型
7／5
7．电气设备为无火花型
7／5
8．电气设备为防爆特殊型
7／5
9．电气设备为粉尘防爆型
7／5
10．单元的防爆区域等级（在备注栏内填写）
B21-7防静电7（and）
1．生产过程中尽量少产生静电荷
7／5
2．泄漏和导走静电荷
7／5
√
3．中和物体上聚集着的静电荷
7／5
4．屏蔽带静电的物体
7／5
5．使物体内外表面光滑和无棱角
7／5
B21-8避雷35（and）
1．防雷接地电阻小于10Ω
7／5
√
2．避雷针、避雷带与接地线采用焊接连接
7／5
3．独立的避雷针及接地装置不设在行人经常通过的地方，与道路或建筑物出入口及其他接地体的距离大于3m
7／5
4．装有避雷针或避电线的构架上不架设低压或通讯线
7／5
5．系统的定期检查，保证接地处于完好状态
7／5
B21-9阴火装置36（and）
1．使用阻火器
12
2．液封
12
3．其他阻火材料
12
B21-13工艺参数控制11（or）
1．同一参数有一套仪表监测
11／7
√
2．同一参数有并行两套（或以上）仪表监控，手动控制
11／7
3．同一参数有并行两套（或以上）仪表监控，自动控制
11／7
B21-14泄漏检测装置与响应15（or）
1．气体或蒸气泄漏检测装置能报警和确定危险带
11
√
2．该装置既能报警又能在达到燃烧极限之前使保护系统动作
15
B21-15故障报警及控制装置35（and）
1．设有某一种流体管线发生故障时能可靠切断另一种流体的连锁装置
11
2．在容器或泵的吸入侧设有远距离控制阀
11
3．压缩机、透平、鼓风机等装有振动测定仪，振动能报警
10
4．上述振动仪能使设备自动停车
13
5．其他装置
10
B21-16事故排放与处理62（and）
1．备用贮槽能安全地直接接受单元内的物料
11
2．备用贮槽安置在单元外
13
3．应急通风管能将全部安全阀、紧急排放阀及其他气体、蒸气物料捧至火炬或密闭受槽
13
√
4．装有易燃性液体和液化气的管道，容器有双层夹套
14
5．易燃性液体的贮罐区域设有防护堤
11
√
B21-17厂房通内6
处理易燃性液体的单元以及研磨、喷涂树脂、熟化及敞口罐的单元安装在室内，但厂房有充分换气
6
B21-18建筑物泄压8（or）
1．危险操作隔离厂房设有压力升高时能自动打开的窗
8
2．隔离厂房设有安全孔
8
3．其他泄压设施
8
B21-19装置监控40（and）
1．操作人员能用无线电或类似设备同控制室联系
10
√
2．重要项目能用计算机或闭路电视监视
12
√
3．在线计算机有故障时的应急停车或故障排除功能
18
B21-120厂房结构25（and）
1．合理划分生产的火灾危险分类
5
√
2．厂房的耐火等级、层数及占地面积符合规定
5
√
3．合适的厂房防火阀距
5
√
4．厂房的防爆措施适当
5
√
5．厂房的安全疏散口符合要求
5
√
B21-121工业下水道10（and）
1．舍有易燃可燃物的工业下水道符合要求
5
2．隔油池符合规范
5
√
工艺设备、建筑物抵消因子评价的应得分为：
8＋35＋12＋7＋7＋35＋11＋15＋62＋40＋25＋10＝267
实得分为：
8＋11＋10＋7＋7＋27＋11＋11＋24＋22＋25＋5＝168
6．4抵消因子的关联算法
对于原料罐区：
综合抵消因子为：
原料罐区控制程度等级是C级。
原料罐区的危险等级是二级，而控制能力等级是C级。
控制能力没有和危险等级相匹配，控制能力未能达到危险等级所要求的B级，说明原料罐区的安全措施和安全管理还未达到较理想的状况。
7现实危险性A
原料罐区发生爆炸的现实危险性由于抵消因子的抵消和控制作用，已经较固有危险性大大降低。
罐区发生爆炸的现实危险性为：
现实危险性A值是固有危险性B1值的2．22％，可见有效的安全技术装备和管理会使系统的危险性大大降低。
8原料罐区评价单元结论
原料罐区的安危关系到工厂的存亡，原料罐区的安全装备、安全管理至关重要。
原料罐区的丁二烯火灾爆炸事故是极小概率事件，是可以预防的，但是丁二烯爆炸的后果是严重的。
用数学模型计算分析测算表明：
原料罐区是二级重大危险源，一旦发生爆炸，将是毁灭性的，可能导致全厂绝大多数人员死亡或重伤，基地大部分财产毁于一旦。
原料罐区的爆炸，在上述分析中都是以两个丁二烯罐作为研究对象，它的严重后果足以说明问题，已不必再考虑整个罐区同时爆炸的严重后果，当然情况会更严重。
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