道化学火灾、爆炸危险指数评价法.doc

优秀的文档陶氏化学火灾爆炸指数评价方法1-用途自1964年陶氏化学公司制定火灾爆炸危险指数评价方法(第一版)以来，经过29年的不断修订和完善。第七版于1993年发行。根据以往的事故统计、材料的势能和目前的安全措施，可以说对工艺设备及其所含材料的实际潜在火灾、爆炸和反应风险进行了定量分析和评估，可以说是比较完善和成熟的。其目的是：(1)量化潜在火灾、爆炸和反应事故的预期损失；(2)识别可能导致事故或扩大事故的装置；(3)告知相关部门潜在的火灾和爆炸风险；(4)使相关人员和工程技术人员意识到各工艺部门可能造成的损失，以确定降低事故严重程度和总损失的有效和经济的方法。2评估计算程序评估计算程序如下：火灾爆炸风险指数评价方法的风险分析计算程序如图1所示。图1风险分析计算程序3火灾爆炸危险指数和补偿系数火灾爆炸危险指数和补偿系数见表1、表2、表3和表4。表1火灾和爆炸指数4 DOW方法计算说明4.1工艺装置的选择确定评估单元：评估风险指数的第一步是确定评估单元，它是设备的独立部分，与其他部分保持一定的距离，或者使用防火墙。定义：过程单元过程单元的任何主要单元。生产单元包括整个生产设施，包括化学工艺、机械加工、仓库、包装线等。当计算火灾和爆炸危险指数时，适当的过程单元仅从损失预防的角度评估对过程有影响的过程单元，其简称为过程单元。以下6个重要参数用于选择合适的工艺单元。通常，参数值越大，需要评估的过程单元越多。(1)潜在化学能(物质系数)；(2)工艺装置中有害物质的数量；(3)资本密度(美元/平方米)；(4)工作压力和工作温度；(5)导致火灾爆炸事故的历史数据；(6)在设备中起关键作用的单元。选择合适的工艺单元时，还应注意以下几点：(1)由于火灾爆炸危险性指标体系假设工艺装置中处理的易燃、可燃或化学活性物质的最小量为2268kg或2.27m3，如果装置中的物料量少，则评价结果可能被夸大。一般来说，要处理的易燃、可燃或化学活性物质的量至少为454千克或0.454立方米，并且评估结果是有意义的。(2)当设备串联布置且不能有效地相互隔离时，应仔细考虑如何划分单元。(3)仔细考虑运行状态(如启动、正常生产、停工、装载、卸载、催化剂装填等)和操作时间，影响飞行情报的异常情况，并确定是否选择一个操作阶段或几个阶段来确定主要风险。(4)在决定哪些设备具有最大的潜在火灾和爆炸危险时，您可以咨询经验丰富的工程师和技术人员或设备、技术和安全方面的专家。4.2材料系数的确定物质系数(MF)是一个内在特征，它描述了物质在燃烧或其他化学反应引起的火灾或爆炸过程中释放的能量，是最基本的值。材料系数由国家防火协会规定的NF和NR(分别代表材料的燃烧性和化学活性)确定。一般来说，中性和天然橡胶适用于常温环境。随着温度的升高，物质燃烧和反应的危险急剧增加。例如，在正常环境温度下，闪点以上的易燃液体引起火灾的风险比易燃液体大得多，并且反应速度也随着温度的升高而急剧增加。因此，当温度超过60时，应校正物质系数，其含量显示在物质系数校正表中当计算附表、NFPA49和NFPA325中未列出的物质、混合物或化合物的材料系数时，必须确定可燃性等级(NF)或可燃性粉尘等级(st)。必须首先确定表5左栏中的参数。液体和气体的核因子由闪点决定，粉尘或尘雾的St值由粉尘爆炸试验决定。可燃固体的核因子值根据它们的不同性质在表5的左栏中进行分类和标记。表5材料系数值物质、混合物或化合物的反应性等级NR根据NFPA704根据其在环境温度条件下的不稳定性(或与水的反应强度)来确定。NR=0:在燃烧条件下保持稳定的物质，通常包括以下物质：(1)不与水反应的物质；(2)当温度高于300-500时，用差示扫描量热计(DSC)测量显示温度升高的物质；(3)当采用差示扫描量热法测试时，当温度小于或等于500时，物质不显示温升。NR=1:稳定，但在加热和加压条件下不稳定，通常包括以下物质：(1)暴露于空气、光线或湿气时会发生变化或分解的物质；(2)在 150 300温度上升的物质。NR=2:在加热和加压条件下发生严重化学变化的物质：(1)当温度低于或等于150时，用差示扫描量热法作为显示温度上升的测试。(2)与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。NR=3:可发生爆炸分解或爆炸反应，但需要强引发剂或在引发前必须在密封状态下加热的物质：(1)加热过程中对热机械冲击敏感的物质；(2)加热或密闭时，即与水发生爆炸反应。NR=4:在常温常压下容易爆炸、分解或发生爆炸反应的物质。注：反应性包括自反应性(不稳定性)和与水的反应性。该物质的天然橡胶指数通过差热分析(DTA)或差示扫描量热计(DSC)测定，以分析其温升的最低峰值温度，根据表6分类：一些额外的限制是：(1)如果物质是氧化剂，天然橡胶添加1(但不超过4)；(2)对于冲击敏感物质，NR为3或4；(3)如果获得的天然橡胶值不符合物质的特性，应补充化学反应性试验。一旦找到并确定了核因子和核因子，就可以使用表5来确定材料系数。2)混合物工艺装置中的混合物质应根据“实际操作过程中存在的最危险物质”的原则来确定。经历剧烈反应的物质，如氢和氯，在人工条件下混合反应。反应是连续和快速的。产品不可燃且稳定。材料系数应根据初始混合状态确定。混合溶剂或含有反应物质的溶剂的物质系数可通过反应化学试验数据获得。如果无法获得，组分中的最大物质流应作为混合物物质流的近似值(最大组分浓度 5%)。对于空气中可燃粉尘和可燃气体形成的爆炸性混合物，其材料系数必须由活性化学物质的试验数据来确定。3)吸烟悬浮在空气中的易燃或可燃液体颗粒可形成可燃混合物，具有可燃气体-空气混合物的某些特性。易燃或可燃液体的液滴在远低于其闪点的温度下会像易燃蒸汽-空气混合物一样具有爆炸性。因此，防止烟气爆炸的最佳有效保护措施是避免烟气的形成，尤其是不要使易燃液体在封闭的工艺装置中形成烟气。如果形成烟雾，材料系数应增加1级，并应咨询相关专家。4)材料系数的温度修正如果物质的闪点低于60或反应温度低于60，则不需要校正物质的系数。如果工艺装置温度超过60，应按表7所示，对MF进行校正。4.3工艺装置危险系数(F3)工艺单元风险因素(F3)包括一般工艺风险因素(F1)和特殊工艺风险因素(F2)，每个因素都应进行适当评估。当计算工艺装置危险系数(F3)中的各种因素时，最大da计算飞行危险时，一次只评估一种危险。如果根据工艺装置中的易燃液体来确定MF，则不要选择与易燃粉尘相关的系数，即使粉尘可能在工艺中的另一段时间内存在。合理的计算方法是：先用可燃液体的物质系数来评价，再用可燃粉尘的物质系数来评价。只需报告导致最高飞行保险费率和实际可能的最大财产损失的计算结果。混合物是一个重要的例外。如果混合混合物被视为最高危险物质的代表，在计算工艺装置的危险系数时，应考虑可燃粉尘和可燃蒸汽的系数。一般过程危险一般工艺危害是决定事故损害程度的主要因素，共有6项。根据实际情况，不是每个系数都采用。每个系数的具体值见以下几个方面：1)放热化学反应如果被分析的工艺单元中存在化学反应过程，则选择该危险系数，并且被评估物质的反应性危险已经包含在物质系数中：(1)轻度放热反应的危险系数为0.3，包括加氢、水合、异构化、磺化、中和等反应。(2)介质放热反应系数为0.5，包括：(1)烷基化引入烷基以形成各种有机化合物；(2)有机酸与醇酯化生成酯；(3)加入不饱和烃与无机酸反应，当无机酸为强酸时，系数提高到0.75；(4)通过在氧气中燃烧氧化物质产生CO2和H2O的反应，或者在受控条件下不产生CO2和H2O的物质和氧气的反应，对于燃烧过程和使用强氧化剂如氯酸盐、硝酸、次氯酸和次氯酸盐，该系数增加到1.00；(5)聚合将分子连接成链或其它大分子；缩合两个或多个有机化合物分子连接在一起形成更大的分子化合物，H2O和盐酸的反应被释放。(3)剧烈反应是指一旦反应失控，发生严重火灾和爆炸危险的反应，如卤化反应，取1.00。(4)系数为1.25的特别严重的反应是指相当危险的放热反应。2)吸热反应反应器中任何吸热反应的系数为0.25。(1)煅烧加热物质以除去结合水或挥发性物质的过程，系数为0.40。(2)电解利用电流解离离子，系统为0.20。(3)热解或裂解在高温、高压和催化剂的作用下，将大分子裂解成小分子的过程，通过电加热或高温气体之间的热解，其系数为0.20；当用直接火加热时，系数为0.4。3)材料搬运和运输本项目用于评估处理、运输和储存材料时工艺装置的潜在火灾危险。(1)所有一级易燃或液化石油气材料在连通或不连通管道上的装卸系数为0.5。(2)采用手动进料，空气可随时进入离心机、间歇反应器和间歇混合器设备，可能导致燃烧或反应的危险。无论是否采用惰性气体置换，系数为0.5。(3)当易燃物质储存在仓库或露天时，系数为：对于NF=3或NF=4的易燃液体或气体，系数为0.85，包括桶、罐、可移动柔性容器和气溶胶罐；(2)对于表9-7中列出的NF=3的可燃固体，系数为0.5；(3)对于表中列出的NF=2的可燃固体，系数为0.4；对于闭杯闪点大于37.8且低于60的易燃液体，系数为0.25。如果上述物质储存在架子上，并且没有安装洒水装置，系数应增加0.20。这里考虑的范围不适用于一般的储存容器。4)封闭单元或室内单元处理易燃液体和气体的地方应开放且通风良好，以便快速消除泄漏的气体和蒸汽，减少潜在的爆炸危险。集尘器和过滤器也应放置在开阔区域，远离其他设备。封闭区域被定义为具有顶部和三面或更多面墙的区域，或者具有即使机械通风是在封闭单元中专门设计的，其效果也不如开放式结构，但是如果机械通风系统能够收集所有的气体并将其排出，则该系数可以降低。系数选择的原则如下：(1)当滤尘器或除尘器放置在封闭区域时，系数应为0.50。(2)在封闭区域，当易燃液体被处理到闪点以上时，系数为0.3；如果处理的可燃液体量 4540千克，系数为0.45。(3)在封闭区域内处理液化石油气或任何沸点以上的易燃液体时，系数为0.6；如果可燃液体的量大于4540k8，则系数为0.90。(4)如已安装合理的通风装置，则(1)及(3)的系数须减少50%。5)渠道生产设备周围必须有紧急救援车辆通道。“最低要求”是至少有两个方向的通道。选择封闭区域内主要工艺装置的危险系数时应特别注意。至少有一条通道通向高速公路。发生火灾时，消防道路可视为第二通道，配有监控水枪，处于待命状态。当整个作业区面积大于925m2，通道不符合要求时，系数为0.35；当整个库区大于2315m2，通道不满足要求时，系数为0.35。当面积小于上述值时，分析其对通道的要求。如果通道不符合要求，影响消防，系数应为0.20。6)排放和泄漏控制本项目针对大量易燃、可燃液体溢出危及周围设备的情况。不合理的排放设计已成为造成重大损失的原因。该系数仅适用于工艺装置中材料的闪点为60或操作温度高于其闪点的情况。为了评估排放和泄漏控制是否合理，有必要估计事故期间易燃和可燃材料的总量以及消防水是否能及时排放。(1)1)燃料消耗率计算表中的排放量应根据以下原则确定：(1)对于工艺和储存设备，取装置中最大储罐的储存容量加上第二大储罐储存容量的10%；(2)使用30分钟的消防水。将上述第(1)项和第(2)项的总和填入一般工艺危害费的费计算表中。(2)系数选择的原则：(1)为防止泄漏液体流入其他区域，设置了一个坝，但当坝内所有设备置于露天时，该系数为0.5；(2)装置周围有一个可以排放泄漏液体的平坦区域。如果发生火灾，将导致系数为0.5的火灾。(3)机组三面有坝，可将泄漏的液体引至储液罐的沟槽，不考虑系数，满足以下条件：水库或沟渠的坡度不得小于以下数值：土壤为2%，坚硬地面为1%；储液罐或槽的最外边缘与设备之间的距离至少小于15米。