6.5dow火灾、爆炸危险指数法.ppt

DOW 火灾、爆炸危险指数法,第一部分 评价方法及评价程序第二部分 工艺单元选择第三部分 物质系数确定第四部分 工艺单元危险系数第五部分 火灾爆炸指数第六部分 安全措施补偿系数第七部分 工艺单元危险分析汇总,第一部分 评价方法及评价程序,一、概述,1、名称 道化学公司火灾、爆炸危险指数法（Dow Chemical Company, Fire and Explosion Index）,2、创立时间 1964年（第1版） 1993年（第7版）,3、定量依据 以往事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全防灾措施的状况。,二、评价目的及适用范围,1、评价目的 客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失； 找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备； 向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；使工程技术人员了解各部分可能的损失和减少损失的途径。,2、适用范围储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程污水处理设备（设施）、公用工程系统、管道系统、变压 器、发电设备、热氧化器等工艺单元,6,十大步骤,1、确定单元。2、求取单元内的物质系数MF。3、按单元的工艺条件，选用适当的危险系数。4、用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘求出工艺单元危险系数。5、将工艺单元危险系数与物质系数相乘，求出火灾、爆炸危险指数（F&EI）。6、用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径，并计算暴露面积。7、查出单元暴露区域内的所有设备的更换价值，并确定危害系数，求出基本最大可能财产损失MPPD。8、应用安全措施补偿系数乘以基本MPPD，确定实际MPPD。9、根据实际最大可能财产损失，确定最大损失工作日（MPDO）。10、用停产损失工作日MPDO确定停产损失。,三、评价程序,7,火灾、爆炸危险指数评价程序框图,8,四、所需资料,准确的装置（生产单元）设计方案； 工艺流程图； 工艺设备及安装成本表。 道氏7版火灾、爆炸指数（F&EI）评价法； 道氏7版火灾、爆炸指数计算表； 安全措施补偿系数表； 工艺单元风险分析汇总表； 生产装置风险分析汇总表；,第二部分 工艺单元选择,一、工艺单元及恰当工艺单元,1、工艺单元 工艺装置的任一主要单元工艺单元,2、恰当工艺单元（简称工艺单元） 从损失预防角度来看对工艺有影响的工艺单元,11,物质的潜在的化学能（物质系数）； 工艺单元中危险物质的数量； 资金密度； 操作压力与操作温度； 导致火灾、爆炸事故的历史资料； 对装置操作起关键作用的设备。,二、选择恰当工艺单元的重要参数,12,工艺单元的可燃、易燃或化学活性物质的最低量 为 2268 kg或 2.27m3。 当设备串联布置且中间未相互有效隔开，应认真考虑单元划分的合理性。 仔细考虑操作状态和操作时间也很重要。,三、选择工艺单元的几项要点,第三部分 物质系数确定,一、有关概念,物质系数 MF表述物质由燃烧或其他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。 MF由NF和NR求得。 NF 物质可燃性 NR 化学活泼性（不稳定性）,15,Nr=0 在燃烧条件下仍能保持稳定的物质。 不与水反应的物质；在温度300 以下时用差示扫描量热（DSC）测定不显示温升的物质。 Nr=1 自身通常稳定但在加温加压条件下就变得不稳定的物质。 接触空气、受光照射或受潮发生变化或分解的物质；在150 至300 间显示温升的物质。,16,Nr=2 在加温加压下易于发生剧烈化学变化的物质。 用DSC试验在温度小于150 显示温升的物质；与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。 Nr=3 本身能发生爆炸分解或爆炸反应，但须要强引发源或引发前必需在密闭状态下加热的物质。 加温加热时对热或机械冲击敏感的物质；不需要要加热或密闭，即与水发生爆炸反应的物质。 Nr=4 在常温常压下自身易于引发爆炸分解或爆炸反应的物质。,二、课堂练习,给出下列物质的物质系数MF：1、乙炔2、苯甲醛3、环丁烷4、柴油 5、乙烯 6、硫化氢7、甲基环己烷 8、萘 9、硝酸钾,三、表外物质的物质系数求取(p202),四、课堂练习,一未知可燃液体A的闪点为75，其DTA/DSC温升的放热起始温度为200，试求出该物质的物质系数MF。若操作温度为240 ，试求出该物质较正后的物质系数。,五、混合物的物质系数求取(p203),如果存在由多种物质组成的混合物，当这些物质的含量基本相同，但物质系数不同时，如果其中物质系数最大的物质浓度在5%以上(质量浓度)，可将最大物质系数作为工艺单元的物质系数。 在工艺单元中，虽然存在由多种物质组成的混合物，但其中某种物质的浓度足够高，一旦发生泄漏，引起火灾、爆炸事故，工艺单元中混合物的性质与高浓度物质的性质十分相似，这时可以用该高浓度物质的物质系数作为工艺单元的物质系数。 单元中虽然存在由多种危险性反应物和一种生成物组成的危险性混合物，但由于发生化学反应且反应速度很快，危险性反应物存在的时间足够短，单元危险主要来自生成物时，可把生成物的物质系数作为工艺单元的物质系数。,六、课堂练习,聚合釜,苯乙烯1吨/次,乙苯1吨/次,右图为一聚合装置，原料为苯乙烯和乙苯，反应为间歇反应，反应时间为5小时/釜，试确定该单元的物质系数。,第四部分 工艺单元危险系数,一、工艺单元危险系数 F3 (p204),F3 = F1 F2 F1 一般工艺危险系数；F2 特殊工艺危险系数。,二、一般工艺危险系数 F1 (p204-206),放热反应 吸热反应 物料处理与输送 封闭单元或室内单元 通道 排放和泄漏控制,1、 放热反应,苯乙烯与乙苯反应生成聚苯乙烯，该反应为放热反应，试确定该反应的放热反应系数。 硝酸与二甲苯反应生成硝基二甲苯，该反应为放热反应，试确定该反应的放热反应系数。,2、 吸热反应,反应器中的吸热反应 系数0.2； 煅烧 系数0.4； 电解 系数0.2； 热解或裂化：间 接 加 热 系数0.2； 直接火加热 系数0.4。,3、 物料处理与输送,试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送系数。 试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与输送系数。,4、 封闭单元或室内操作,某车间内，反应器单元内反应器中氢气的量为1吨，反应温度为100，且该车间已安装了防爆的机械通风装置，试确定该单元的封闭单元或室内操作系数。,5、 通道,某车间内，反应器单元的操作区面积为1000m2，其旁边有一条紧急救援车辆的通道，试确定该单元的通道系数。,6、 排放和泄漏控制,该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60或操作温度大于其闪点的场合。 苯乙烯与乙苯的预聚合单元周围无堤坝，试确定该单元的排放和泄漏控制系数。,31,三、特殊工艺危险系数 F2 (p206-215),毒性物质负压操作 爆炸极限范围内或其附近的操作 粉尘爆炸压力释放低温,易燃物质和不稳定物质的数量腐蚀 泄漏连接头和填料处 明火设备的使用热油交换系统转动设备,1、 毒性物质,毒性物质的危险系数为 0.2NH。 NH 物质毒性系数 试确定分别含有下列物质的单元的毒性物质的危险系数： 乙炔 苯 二甲胺 汽油 氢 硫化氢,2、 负压操作,本项内容只适用于空气泄入系统会引起危险的场合。 某一真空精馏单元中的主要危险物质为汽油，试确定该单元的负压操作系数。,3、 爆炸极限范围内或其附近的操作,本项内容适用于某些操作导致空气引入并夹带进入系统，空气的进入会形成易燃混合物，进而导致危险的场合。 某一反应单元，在加入物料前应进行氮气吹扫，最近发现氮气系统不正常，试确定在这种情况下该单元的爆炸极限范围内或其附近的操作危险系数。,4、 粉尘爆炸,本项系数用于含有粉尘处理的单元，如粉体输送、混合、粉碎和包装等。 某面粉厂的面粉包装单元的环境中存在着大量面粉粉尘，其粒子的粒径为110m，试确定在这种情况下该单元的粉尘爆炸危险系数。,5、 压力释放,本项系数用于操作压力高于大气压，由于高压可能会引起高速率的泄漏的场合。 试确定在下述两种情况下的压力释放危险系数： 操作压力为800 磅/英寸2（表压）的单元； 操作压力为15 000 kPa（表压）的单元。,6、 低温,本项主要考虑碳钢或其他金属在其展延或脆化转变温度以下时可能存在的脆性问题。 某低温冷冻单元装置结构为碳钢，其操作温度为-10，试确定在该情况下本单元的低温危险系数。,7、 易燃物质和不稳定物质的数量,本项主要讨论单元中易燃物质和不稳定物质的数量与危险性的关系。,工艺过程中的液体或气体； 储存中的液体或气体（工艺操作场所之外）； 储存中的可燃固体和工艺中的粉尘。,40,工艺过程中的液体或气体,某化工单元中异丁烷的最大单体量为106 lb，试确定该单元的易燃物质和不稳定物质的数量的危险系数。,41,储存中的液体或气体（工艺操作场所之外）,露天储存的异丁烷储罐中异丁烷最大量为106 lb，试确定该单元的易燃物质和不稳定物质的数量的危险系数。,8、 腐蚀,腐蚀速率外部腐蚀速率和内部腐蚀速率之和。,某储存液化石油气的储罐，其储罐的腐蚀速率为0.3mm/年，试确定该单元的腐蚀危险系数。,9、 泄漏连接头和填料处,本项系数适用于垫片、接头或轴的密封处及填料处可能是易燃、可燃物质的泄漏源，尤其是在热和压力周期性变化的场所。,某反应器中的物料在反应过程中，压力都要从常压逐渐增加到5 kgf，且其反应为间歇反应，试确定该单元的泄漏危险系数。,10、 明火设备的使用,当易燃液体、蒸气或可燃性粉尘泄漏时，工艺中明火设备的存在额外增加了引起引燃的可能性。,明火设备设置在工艺单元中； 明火设备附近有各种工艺单元。,11、 热油交换系统,大多数交换介质可燃且操作温度经常在闪点或沸点以上，因此增加了危险性。,热交换介质的使用温度； 热交换介质的数量。,某热油交换系统的热交换介质热油的油量为38m3，其操作温度大于闪点，试确定该单元的热油交换系统危险系数。,12、 转动设备,某氢气压缩单元中，压缩机的功率为700马力，试确定该单元的转动设备危险系数。 某汽油输送单元中，输送泵的功率为60马力，试确定该单元的转动设备危险系数。,47,48,第五部分 火灾爆炸指数F&EI,一、概述(p215-216),F&EI = MF F3 MF 物质系数；F3 工艺单元危险系数。,F&EI是被用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。,二、F&EI及危险等级(p216),第六部分 安全措施补偿系数,53,一、安全措施的分类及单元补偿系数的确定(p216),工艺控制补偿系数（C1） 物质隔离补偿系数（C2） 防火措施补偿系数（C3）C = C1 C2 C3,54,二、工艺控制补偿系数（C1） (p216-218),55,三、物质隔离补偿系数（C2） (p218-219),56,四、防火措施补偿系数（C3） (p219-220),第七部分 工艺单元危险分析汇总(p220-226),58,一、暴露半径,R = 0.256 F&EIR 暴露半径，单位：米。,二、暴露区域,暴露区域面积 S=R2,59,三、暴露区域内财产价值,更换价值 = 0.82原来成本增长系数,四、危害系数,危害系数是由单元危险系数F3和物质系数MF给出的，它代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。,60,五、基本最大可能财产损失（Base MPPD）,Base MPPD = 更换价值危害系数,六、实际最大可能财产损失（Actual MPPD）,Actual MPPD = Base MPPDC,61,七、最大