道化学法物质系数确定及火灾爆炸危险指数计算

主讲人：李薇safetyevaluation道化学法物质系数确定及火灾爆炸危险指数计算目录物质系数确定01工艺单元危险系数（F3）02火灾、爆炸指数（F＆EI）03物质系数确定/01物质系数确定物质系数MF是表示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，是一个最基础的数值。（文字包装）物质系数是由美国消防协会规定的物质的燃烧性(NF)和化学活性(NR)决定。通常，NF和NR是针对正常温度环境而言的，若工艺单元温度超过60℃，则对MF应作修正。MF温度修正NFStNR备注1.填入NF（粉尘St）、NR

1.储存物由于层叠放置和阳光照射，温度可达到60℃；2.若工艺单元是反应器，则不考虑温度修正2.若温度＜60℃，则转至“5”项

3.若温度高于闪点，或＞60℃，则在NF栏内填“1”

4.若温度大于放热起始温度或自燃点，则在NR栏内填“1”

5.各竖行数字相加，当总数≥5时，填“4”

6.用“5”栏数和“物质系数表”确定MF

物质温度系数修正表物质系数确定DOW法第7版给出了近330种常见化合物的MF值，可供直接查用。物质系数确定NR值根据其在环境温度条件下的不稳定性（或与水反应的剧烈程度）进行确定：在燃烧条件下仍保持稳定的物质，NR值取0；稳定，但在加温加压条件下成为不稳定的物质，NR值取1；在加温加压条件下发生剧烈化学变化的物质，NR值取2；本身能发生爆炸分解或爆炸反应，但需要强引发源或引发前必须在密闭状态下加热的物质，NR值取3；在常温常压下易于引爆分解或发生爆炸反应的物质，NR值取4。物质系数确定表2物质系数取值表挥发性固体、液体、气体的易燃性或可靠性NFPA325M或NFPA49反应性或不稳定性NR备注01234不燃物NF＝0114242940暴露在816℃的热空气中5min不燃烧F.P.>93.3℃NF＝1414242940F.P.为闭杯闪点37.8℃＜F.P.≤93.3℃NF＝21014242940

22.8℃≤F.P.＜37.8℃或F.P.＜22.8℃且B.P.≥37.8℃NF＝31616242940B.P.为标准温度和压力下的沸点F.P.＜22.8℃且B.P.＜37.8℃NF＝42121242940

可燃性粉尘或烟雾St-1（Kst≤200bar•m/s）1616242940KSt值是用带强点火源的16L或更大的密闭试验容器测定的，见NFPA68《泄漏指南》St-2（Kst＝200～300bar•m/s）2121242940St-3（Kst>200bar•m/s）2424242940可燃性固体厚度>40mm，紧密的NF＝1414242940包括50.8mm厚的木板、镁锭、紧密的固体堆积物、紧密的纸张或废料薄膜卷厚度>40mm，疏松的NF＝21014242940包括塑料颗粒、支架、木材平板之类的粗粒状材料，以及聚苯乙烯类不起尘的粉尘物料等泡沫材料、纤维、粉状物等NF＝31616242940包括轮胎、胶靴类的橡胶制品等物质系数确定但要注意如下几个附加限制条件：（1）若该物质为氧化剂，则NR值再加1，但不超过4。（2）对冲击敏感性物质，NR为3或4。（3）如得出的NR值与物质的特性不相符，则应补做化学品反应性试验。峰值温度（℃）NR的值>300～5000>150～3001≤1502，3，4表3反应危险性系数NR的确定工艺单元危险系数（F3）/02工艺单元危险系数（F3）工艺单元危险系数（F3）包括一般工艺危险系数（F1）和特殊工艺危险系数（F2），对每项系数都要恰当地进行评价。工艺单元危险系数（F3）＝一般的工艺危险系数（F1）×特殊工艺危险系数（F2）计算工艺单元的工艺危险系数F3时，应选择物质在工艺单元中所处的最危险状态，而且应防止对过程中的危险进行重复计算。工艺单元危险系数（F3）F1一般工艺危险系数是确定事故损害大小的主要因素之一，共有放热化学反应、吸热化学反应、物料处理与输送、封闭式或室内单元、通道、排放和泄露控制六项指标，每一项的具体系数值和是否采用，要在仔细分析了评价单元后而定。例如：放热化学反应危险系数取值范围为0.3～1.25，若属轻微放热反应只取0.3；中等放热反应应取0.50；剧烈放热反应取1.00；特别剧烈的反应，像硝化反应就取到上限1.25。每项如何取值都有详细说明，我们只要根据工艺单元实际进行取值即可。（1）一般工艺危险系数F1工艺单元危险系数（F3）1）放热反应（1）一般工艺危险系数F1工艺单元危险系数（F3）2）吸热反应（1）一般工艺危险系数F1工艺单元危险系数（F3）3）物料处理与输送（1）一般工艺危险系数F1工艺单元危险系数（F3）4）封闭单元或室内操作（1）一般工艺危险系数F1工艺单元危险系数（F3）（1）一般工艺危险系数F15)通道生产装置周围的紧急救援车辆通道，良好的通道可在事故时便于救援，减少损失。“最低要求”是在两个方向设置通道，至少一条通道是通向公路。操作区面积＞925平方米，若通道不符合要求，取0.35库区面积＞2312平方米，若通道不符合要求，取0.35面积小于以上数值时，若通道不符合要求，根据实际进行分析，若影响消防活动时，系数取0.20工艺单元危险系数（F3）（1）一般工艺危险系数F16）排放和泄漏控制工艺单元危险系数（F3）（1）一般工艺危险系数F1在最终确定F1值时，一定不要遗漏基本系数1。即F1=1+各项系数取值之和工艺单元危险系数（F3）（2）特殊工艺危险系数F2特殊工艺危险是影响事故发生概率的主要因素，共有12项特定的工艺条件毒性物质负压操作在危险范围内或其附近操作粉尘爆炸释放压力低温易燃和不稳定物质的数量腐蚀泄露明火设备热油交换转动设备工艺单元危险系数（F3）（2）特殊工艺危险系数F2这些工艺条件也是导致火灾、爆炸事故发生的主要原因，道化学法中已对各项系数取值方式进行了说明，评价时根据工艺单元实际情况进行选取即可。如毒性物质危险系数的取值是0.2×NH。大多数物质的NH值可从“物质系数和特性表”中查得，表中未列出的，其值可从NFPA325M或NFPA49查取；对于混合物，应取混合物中最高的NH值。工艺单元危险系数（F3）（2）特殊工艺危险系数F2依据道化学法取值说明，我们对12项系数进行取值后，即可得到特殊工艺危险系数。但与一般工艺危险系数计算一样，要在各项系数取值之和的基础上+基本系数1，才得到最终特殊工艺危险系数。工艺单元危险系数（F3）（2）特殊工艺危险系数F2因为，所以我们已知F1和F2的值，我们就可知道F3的值大家注意：F3的取值范围为：1～8，若F3>8则按8计算。也就是说，如果F1=3，F2=4，相乘F3=12。但是F3的取值范围为：1～8，F3>8则按8计算，所以这是F3是取8。火灾、爆炸指数（F＆EI）/03火灾、爆炸指数（F＆EI）F＆EI用来估计生产过程中发生事故时可能造成的破坏。计算F＆EI时一次只评价一种危险。

根据计算得出的火灾、爆炸危险指数可判断危险等级。F&EI1～6061～9697～127128～158＞158危险等级最轻较轻中等很大非常大表4-49F&EI及危险等级火灾、爆炸指数（F＆EI）火灾、爆炸指数（F＆EI）表地区/国家：部门：场所：日期：位置：生产单元：工艺单元：评价人：审定人：（负责人）建筑物：检查人：（管理部门）检查人：（技术中心）检查人：（安全和损失预防）火灾、爆炸指数（F＆EI）火灾、爆炸指数（F＆EI）表操作状态：设计—开车—正常操作—停车确定MF的物质：操作温度：物质系数（见附录）：一般工艺危险危险系数范围采用危险系数火灾、爆炸指数（F＆EI）火灾、爆炸指数（F＆EI）表基本系数1.001.00A．放热化学反应0.30～1.25

B．吸热反应0.20～0.40

C．物料处理与输送0.25～1.05

D．密闭式或室内工艺单元0.25～0.90

E．通道0.20～0.35

F．排放和泄露控制0.20～0.50

火灾、爆炸指数（F＆EI）火灾、爆炸指数（F＆EI）表1．一般工艺危险系数F1＝特殊工艺危险危险系数范围危险采用系数基本系数1.001.00A．毒性物质0.20～0.80

B．负压（＜500mmHg＝66661Pa）0.50

C．易燃范围内及接近易燃范围的操作：惰性化、未惰性化

a.灌装易燃液体0.50

b.过程失常或吹扫故障0.30

c.一直在燃烧范围内0.80

D．粉尘爆炸0.25～2.00

E．压力：操作压力（kPa，绝对）释放压力（kPa，绝对）

火灾、爆炸指数（F＆EI）火灾、爆炸指数（F＆EI）表F．低温0.20～0.30

G．易然及不稳定物质量（kg）物质燃烧热Hc（J·kg-1）

a．工艺中的液体及气