道化学与安全评价.docx

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道化学与安全评价

安全评价源于美国，是伴随着系统安全工程的发展而发展起来的。

六十年代以来，美国空军倡导的系统安全思想为人们所接受，形成了独立的系统安全工程学科，此后，系统安全工程得到迅速的发展，形成了安全评价的一个流派。

与此同时，针对化工生产的特点，美国道化学公司首创了危险指数法，形成了与系统安全工程方法并行的一个流派。

　　道化学公司安全评估方法自1964年公布第1版以来，已修改6次，1994年推出第7版。

以下对道化学公司危险指数（简称“道公司方法”）作简要介绍。

　　道公司方法是一种参数相关的方法，开创了化工生产危险度（半）定量评价的历史。

它将生产装置划分为若干工艺单元逐一分析其危险性，它以代表处理物质危险性大小的物质系数为基础，再考虑工艺过程中其他因素如操作方式、工艺条件、设备状况、物料处理量、安全装置、检测仪表等的影响，来计算每个单元的危险度数值，然后按数值大小划分危险度级别、确定损失额。

分析时对管理因素考虑少，因此，它主要是对生产过程中固有危险的度量。

　　最新版本（7版）的主要更改包括：

　　订正了第6版本中的印刷和编写错误；编入了按火灾、爆炸指数（F&·EI）划分危险等级的表格；主要修改了附录A，给出了与表相一致的美国消防协会的最新评价数据和物质系数；对已经精简并形成计算机化格式的火灾、爆炸指数计算表作了修订；更新了物质系数和物质毒性系数的确定方法，以便与NFPA的最新定义相一致；增添了几个图的曲线方程，便于计算这些系数，并能用计算机确定这些数值；除英制单位外，还增补了国际单位制；改进并增添了实例；对安全措施补偿系数进行了某些修改，删除了对地下贮罐的补偿，讨论了“卤代烷灭火设施及工艺过程危险性复查”的补偿；重新编写了工艺单元风险分析汇总一节；修改了关于最大可能财产损失和设备布置问题的讨论；对安全检查表作了少量修订。

　　道化学公司方法（7版）的主要内容是：

　　前言引言

　　风险分析计算程序

　　工艺单元的选择

　　物质系数的确定

　　工艺单元危险系数

　　一般工艺危险性

　　特殊工艺危险性

　　工艺单元危险系数的确定

　　火灾、爆炸指数的计算

　　安全措施补偿系数

　　工艺单元危险分析汇总

　　最大可能财产损失、停工损失及设备布置的讨论

　　生产单元危险分析汇总

　　风险分析软件包

　　为了便于计算，第7版提供了一些图表。

此外在附录中还提供了物质系数和特性、混合物物质系数的确定方法、基本的预防和安全措施、安全措施检查表等等。

　　道公司方法历经修改，技术日臻完善。

逐次的修订表明了技术发展的历程，研究各版本之间的异同点是一个很好的学习过程，对于深刻理解是十分必要的。

现将主要异同点简述如下：

　　①物质系数（MF）

　　物质系数是危险指数计算的基础，它代表了物质的危险性。

在第2版中，MF取决于物质的沸点、燃点及燃烧范围等。

第3版中则以燃烧热和反应热为依据。

第4版突出考虑了物质的化学活性（物质的不稳定性、与水反应性等）并确定了从化学活性Nr和燃烧性来求取物质系数的原则，虽然第5版、第6版、第7版又进行了若干修正，但这个原则自第4版以来一直没有改变。

　　②火灾爆炸指数（F&·EI）

　　各版本共同的特点是以物质系数为基础，再考虑工艺危险性来计算火灾爆炸指数。

在第2、3版中在物质系数之外又考虑了一个特殊物质系数，这个特殊物质系数在第4、5、6、7版中被剔除。

另外，根据F&·EI数值的大小而进行的危险等级划分也有变化。

　　③火灾爆炸指数与毒性指数（TI）

　　第4版分别计算火灾爆炸指数（F&·EI）及毒性指数（TI），其他各版均不作区分，第5版以后将“毒性”作为“特殊工艺危险”的一个因素。

　　④防灾措施

　　第3版以前是根据火灾爆炸指数的大小来选择防灾措施。

在第4版以后的各版本中是依据选择的防灾措施，计算这些防灾措施的补偿系数。

　　⑤最大可能财产损失（MPPD）的导入

　　第4版以来的最大特点是引入了最大可能财产损失（MPPD）。

从火灾爆炸指数和物质系数来求取单元发生事故可能损失的金额。

采取措施会直接减少可能造成的财产损失。

第5版以后还计算最大可能工作日损失及停产损失。

　　⑥安全管理

最初，道化公司开创的危险指数评价法完全是为了评估工艺过程的固有危险，在以后的版本中逐渐增加了安全管理的内容：

首先增加了“操作规程”，在新近推出的第7版又补充了“开展危险分析活动”的内容。

①评价方法简介

道化学公司（DOW）火灾、爆炸危险指数评价法（第7版）根据以往的事故统计资料、物质的潜在能量和现行的安全措施情况，利用系统工艺过程中的物质、设备、物量等数据，通过逐步推算的公式，对系统工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸危险、反应性危险进行评价的方法。

具体方法如下：

根据单元物质系统MF、工艺条件（一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险F2），通过一系列计算（单元火灾爆炸指数F&E、影响区域、破坏系数DF计算）确定单元火灾爆炸危险程度（最大可能财产损失及采取安全后的最大可能财产损失MPPD、最大可能损失日MPDO和停产损失BI），并与安全指标比较，判断事故损失能否被接受的评价方法。

②评价程序

选取工艺单元

确定物质系数MF

计算一般工艺危险

系数F1

计算特殊工艺危险

系数F2

确定工艺单元危险系数F3=F1×F2

计算安全措施补偿

系数C=C1×C2×C3

确定火灾、爆炸指数F&EI=F3×MF

确定暴露区域面积

确定暴露区域内财产的更换价值

确定基本最大可能财产损失MPPD

确定危害系数

确定实际最大可能财产损失MPPD

确定最大可能损失工作日MPDO

确定停产损失BI

道化学公司（DOW）

③评价过程

●确定评价单元。

包括评价单元的确定和评价设备的选择。

●求取单元内重要物质的物质系数MF。

重要物质是指单元中以较多数量（5%以上）存在的危险性潜能较大的物质。

物质系数（MF）是表述物质由燃烧或其它化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量大小的内在特性，它由物质可燃性Nf和化学活泼性（不稳定性）Nr求得。

●根据单元的工艺条件，采用适当的危险系数，求得单元一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2。

一般工艺危险系数F1是确定事故损害大小的主要因素。

特殊工艺危险系数F2是影响事故发生概率的主要因素。

●求工艺单元危险系数F3。

F3=F1×F2。

●求火灾、爆炸指数F&EI。

F&E1=F3×MF它可被用来估计生产过程中事故可能造成的破坏。

●用火灾、爆炸指数值查出单元的暴露区域半径R（m），并计算暴露面积A。

A=π×R2（m2）

●确定安全措施补偿系数C。

安全措施补偿系数C为工艺控制补偿系数C1、物质隔离补偿系统数C2、防火措施补偿系数C3三者的乘积，即C=C1×C2×C3。

●计算安全措施补偿后的火灾、爆炸指数F&E1。

铁路专用线火灾、爆炸危险性的道化法评价

（1）评价单元的确定

   在进行火灾、爆炸危险性评价时，为了突出重点，对各装置的单元进行划分是必要的。

根据道化法（第七版）评价单元选择的原则,铁路专用线、铁路罐车、装卸设施共同构成铁路装卸区域，且共同具有火灾、灼伤等危险有害因素，所以将铁路卸车区域划为一个评价单元.我们对本项目铁路专用线的火灾、爆炸危险性采用道化法进行评价。

（2）各系数的确定

  ①物质系数MF

   物质系数MF是表征物质在发生火灾、爆炸过程中可释放出的能量大小，由Nf和Nr决定。

Nf和Nr分别表示物质易燃性等级和稳定性系数。

由于单元内的主要介质是主要运输物的燃料油、柴油和溶剂油，因此根据道化法（第七版）物质系数确定原则取单元物质系数MF为10，见表4-9。

表4-9物质系数及特性表

化合物

物质系数MF

燃烧热

kBtu/lb

NFPA分级

NH

NF

NR

燃料油

10

18.7

0

2

0

柴油

10

18.7

0

2

0

溶剂油

4

19

0

1

0

注：

NH为美国消协在NFPA704中定义的物质毒性系数

②一般工艺危险系数F1

一般工艺危险系数是确定事故危险程度的主要因素。

包括：

放热反应、吸热反应、物质的贮运、封闭结构单元和室内单元、通道、排放和泄漏等六项内容。

评价单元根据实际情况选择修正系数0.50。

③特殊工艺危险系数F2

特殊工艺危险系数是影响事故发生概率的主要因素。

包括：

毒性物质、负压操作、在爆炸范围内及其附近的操作、粉尘爆炸、压力释放、低温、易燃物质的数量、腐蚀、轴封和接头处的泄漏、明火设备、热油交换系统、转动设备等12项内容。

评价单元根据实际情况选择与之相应的修正系数。

各工艺单元一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数计算见表4-10。

表4-10铁路专用线火灾、爆炸指数（F&EI）表

系统

铁路专用线单元

危险源名称

燃料油、柴油、溶剂油

危险源编码

主要设备

运输储罐、物料储罐、燃料储罐

1.物质系数

10

2.一般工艺危险性（F1）

取值依据

修正系数

基本系数

1.0

1.00

A.放热反应

B.吸热反应

C.物料贮运

NF=2

0.5

D.封闭及室内结构

E.通道

F.排放和泄漏控制

运输物的装卸、柴油的输送过程

0.2

F1                                                     1.70

3.特殊操作危险性（F2）

取值依据

修正系数

基本系数

1.0

1.00

A.毒性物质

NH=2

0.1

B.负压

C.爆炸极限附近操作

0.5

D.可燃性粉尘

E.压力释放

0.1

F.转变温度

0

G.可燃及化学活泼性物质数量

11780m3

0.6

H.腐蚀与磨损

露天管道

0.1

I.泄漏

可能存在轻微泄漏

0.2

J.明火设备

K.油热交换系统

L.转动设备

0.1

F2                                                        2.7

单元工艺危险系数

F3=F1×F2                             4.59

火灾爆炸危险指数

F&EI=F3×MF                           45.9

4-11本项目安全措施补偿系数计算表

1、工艺控制安全补偿系数（C1）

项目

补偿系数范围

采用补偿系数

项目

补偿系数范围

采用补偿系数

①紧急动力源

0.98

0.98

⑥惰性气体保护

0.94-0.96

②冷却

0.97-0.99

⑦操作规程／程序

0.91-0.99

0.92

③抑爆装置

0.84-0.98

0.98

⑧化学活性物质检查

0.91-0.98

④紧急停车装置

0.96-0.99

0.96

⑨其他工艺危险分析

0.91-0.98

⑤计算机控制

0.93-0.99

0.93

C1＝0.79

2、物质隔离安全补偿系数（C2）

项目

补偿系数范围

采用补偿系数

项目

补偿系数范围

采用补偿系数

①遥控阀

0.96-0.98

③排放系统

0.91-0.97

②卸料/排空装置

0.96-0.98

0.98

④联锁装置

0.