细解道化学火灾、爆炸危险指数评价法对某汽油罐区的安全评价

细解道化学火灾、爆炸危险指数评价法对某汽油罐区的安全评价

作者：陈晓君

来源：《科技创新导报》2012年第10期

摘 要:为了实现对危险化学品的安全管理,本课题对某港务公司汽油罐区进行安全评价。旨在细解道化学火灾、爆炸危险指数评价方法的使用,提出在危险化学品储存、管理中存在的问题,并提出相应的解决措施,以提高安全管理水平。

关键词:道化学火灾 爆炸危险指数评价法 汽油罐区 安全评价

中图分类号:X937 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0065-02 1 安全评价的定义、目的

安全性评价也称危险性评价或风险评价,它是综合运用安全系统工程的方法对系统的安全性进行预测和度量的一种科学方法。

进行安全评价的目的,是为使安全工作逐步实现标准化、科学化、系统化,以事故预测、预防来代替事后处理,达到控制事故发生的目的。

火灾、爆炸指数评价法是美国道化学公司于19年首次提出的一种安全评价方法。可用于评价生产、贮存、处理具有可燃、爆炸、化学活泼性物质的化工过程及其供、排水(气)系统等。

2 安全评价

以某港务公司为例,该公司主要是石油、石油产品及其部分液体化工品为主的大型综合性港口。拥有1000～20000方的储罐16座,实际储存容量为41万方。本文利用道化学火灾、爆炸指数评价法对汽油罐区进行安全评价。 2．1 工艺单元危险系数 (1)一般工艺危险系数F1

一般工艺危险系数是确定事故损害大小的主要因素。

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①物料处理与输送:本项用于评价工艺单元在处理、输送和贮存物料时潜在的火灾危险性。对于NF=3或NF=4的易燃液体或气体(包括桶装、罐装、可移动式挠性容器和气溶胶罐装)危险系数为0.85。汽油的NF=3,所以在此取0.85。

②通道:汽油罐区面积45000平米,大于2312平米,消防通道符合要求,不必选取危险系数。 ③排放和泄露控制:汽油罐区三面有堤坝,能将泄漏液引至蓄液池,但是蓄液池贮液能力小于排放量确定的两个原则之和,选取危险系数为0.25。 (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,特定的工艺条件是导致火灾、爆炸事故的主要原因。

①毒性物质:汽油的物质毒性系数为NH=1,其危险系数为0.2NH=0.2。

②爆炸极限范围内或其附近的操作:某些操作导致空气进入系统,形成易燃混全物。贮有的汽油其温度在闭杯闪点(-45℃)以上且无惰性气体保护,其危险系数为0.5。

③易燃物质和不稳定物质的数量:罐区汽油储量为40万立方,取密度为0.71T/m3,物料总热量值X为:40*104*0.71*18.8*103/0.4=11.76GBTU。由lgY=-0.403115+ 0.378703(lgX)-0.0402(lgX)2-0.015379(lgX)3得出其危险系数Y为:0.85。

④腐蚀:汽油罐按其由OCr18Ni9Ti制作,其腐蚀速率为0.9～1.82g/m2·h,即最大0.21mm/a,由指南:“腐蚀速率大于0.127mm/a,并小于0.2mm/a,其危险系数为0.20。”选取危险系数为0.20。

⑤泄漏——连接头和填料处:垫片、接头或轴的密封及填料处可能是易燃、可燃物质的泄漏源,汽油在法兰连接处可能产生正常的一般泄漏,其危险系数为0.30。 (3)工艺单元危险系数F3

工艺单元危险系数(F3)是一般工艺危险系数(F1)和特殊工艺危险系数(F2)的乘积,用来确定F&EI值以及计算危害系数。 (4)火灾、爆炸指数

火灾、爆炸危险指数(F&EI)是工艺单元危险系数(F3)和物质系数(MF)的乘积。用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。汽油罐区F＆EI=F3*MF=102.48,属于中等危险等级。 2.2 安全措施补偿系数

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安全措施可分为三类:

C1——工艺控制;C2——危险物质隔离;C3——防火设施。 (1)工艺控制补偿系数C1 ①操作指南或操作规程: a.正常操作条件——0.5

b.检修程序(批准手续、清除污物、隔离、系统清扫)——1.5 c.设备、管线的更换和增加——2.0 综上可选取补偿系数为: 1.0-(0.5+1.5+2.0)/150≈0.97。

②活性化学物质检查:对于汽油罐区,检查只是在需要的时候才进行,因此补偿系数为0.98。 ③其他工艺过程危险分析:汽油罐区可选取的补偿系数的情况为工艺、物质等变更的审查管理——0.98。

(2)物质距离补偿系数C2

排放系统:汽油罐区四周有堤坝以容纳泄漏物,此时不予补偿。 (3)防火措施补偿系数C3

①钢质结构:采用防火涂层,且涂层高度大于10m,补偿系数为0.95。

②消防水供应:在保证消防水的供应上,有于正常电源之外的其它电源且能提供最大水量,而且,消防水的供应能保证按最大需水量连续供应6小时。所以选取补偿系数为0.97。 ③泡沫装置:汽油罐设置了远距离手动控制的将泡沫注入标准喷洒系统的装置,补偿系数为0.94。

④手提式灭火器材/水:安装了带有泡沫喷射能力的水,其补偿系数为0.93。 ⑤电缆保护:电缆管埋在地下的电缆沟内,补偿系数为0.94。 2.3 工艺单元危险分析汇总

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(1)火灾、爆炸指数。

火灾、爆炸指数F＆EI被用来估计生产事故可能造成的破坏。 (2)暴露半径:

暴露半径表明了生产装置危险区域的平面分布,在此暴露半径为: Y=0.84*102.48*0.3048=26.24(m) (3)暴露区域:

暴露区域为:3.14*26.242=2162(m2) (4)暴露区域内财产价值:

对于汽油罐区其更换价值按5000万元人民币即6.02百万美元计。 (5)危害系数的确定:

对于物质系数MF=16的汽油其单元危害系数的计算公式

为:Y=0.256741+0.019886(X)+0.011055(X2)-0.00088(X3),(X:单元危险系数F3),在此,Y=0.。 (6)基本最大可能财产损失:

基本最大可能财产损失是由暴露区内财产价值和危害系数相乘得到的。基本最大可能财产损失(Base MPPD)为:6.02*0.= 3.85(百万美元) (7)实际最大可能财产损失:

实际最大可能财产损失(Actual MPDO)为:Actual MPPD=3.85*0.71=2.73(百万美元) (8)最大可能工作日损失:

估计最大可能工作日损失(MPDO)是评价停产损失(BI)必需的一个步骤。Actual MPPD(X)与MPDO(Y)之间的方程式按正常值为lgY=1.325132+0.592471(lgX),MPDO =38天 停产损失:

停产损失(BI)按下式计算: BI=(MPDO/30)*VPM*0.70

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VPM——每月产值

汽油罐区每月产值为:600万元,所以其停产损失 BI=(38/30)*600*0.70=532(万元)=0.(百万美元) 装置危险分析汇总 火灾、爆炸指数(F＆EI) (只显示需采用“危险系数”项)

物料处理与输送采用危险系数0.85, 排放和泄露控制采用危险系数0.25,则一般工艺危险系数(F1)为2.10。

毒性物质采用危险系数0.20,罐装易燃液体采用危险系数0.50,贮存中的液体及气体采用危险系数0.85,腐蚀及磨蚀采用危险系数0.20,泄漏——接头和填料采用危险系数0.30,则特殊工艺危险系数(F2)为3.05。

工艺单元危险系数(F3=F1*F2)为6.405,火灾、爆炸指数(F＆EI=F3*MF)为102.48。 安全措施补偿系数

(只显示需采用“补偿系数”项) 工艺控制安全补偿系数(C1)

操作规程、程序整改后采用补偿系数0.95,化学活泼性物质:整改后采用补偿系数0.91,其他工艺危险分析:整改后采用补偿系数0.91。工艺控制安全补偿系数(C1):整改前0.93,整改后0.79。

物质隔离安全补偿系数(C2)

遥控阀:整改后采用补偿系数0.96,排放系统:整改后采用补偿系数0.91。物质隔离安全补偿系数(C2):整改前1.00,整改后0.87。 防火设施安全补偿系数(C3)

泄漏检测装置:整改后采用补偿系数0.98,结构钢:整改后采用补偿系数:0.95,消防水供应系统:整改后采用补偿系数:0.97,特殊灭火系统:整改后采用补偿系数:0.91,泡沫灭火系统:整改后采用补偿系数:0.92,手提式灭火器材、喷水:整改后采用补偿系数:0.93,电缆防护:整改后采用补偿系数:0.94。防火设施安全补偿系数(C3):整改前0.76,整改后0.66。

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工艺单元风险分析汇总

火灾、爆炸指数(F＆EI):102.48,暴露半径:26.24m,暴露面积:2162m2,暴露区域内财产价值:6.02百万美元,危害系数:0.,基本最大可能财产损失——基本MPPD:3.85百万美元,安全措施补偿系数=C1*C2*C3:0.71,实际最大可能财产损失——实际MPPD:2.73百万美元,最大可能停工天数——MPDO:38天,停产损失——BI:0.百万美元。 生产装置风险分析汇总

工艺单元主要物质:汽油,火灾、爆炸指数F＆EI:102.48,影响区内财产价值:6.02百万美元,基本MPPD:3.85百万美元,实际MPPD:2.73百万美元,停工天数MPPD:38天,停产损失BI:0.百万美元。

3 评价结论及整改意见 3．1 评价结论

潜在的火灾、爆炸事故的预期损失为基本最大可能财产损失为3.85百万美元,实际最大可能财产损失为2.73百万美元,最大可能停工天数为38天,停产损失为0.百万美元。 潜在的火灾、爆炸的危险性为中等程度危险。 3．2 建议整改意见

(1)针对汽油罐区可能发生的事故建立事故应急救援预案;(2)对所储存的汽油按大纲进行检查,并把这项检查作为整个操作的一部分;(3)定期对汽油罐区开展定量风险评价;(4)为储罐配置遥控的切断阀,以便在紧急情况下迅速将储罐与管线隔离,且阀门至少每年更换一次;(5)蓄液池能容纳最大储罐内所有物料再加上第二大储罐10%的物料以及消防水一小时的喷洒量;(6)按装可燃气体检测器,能报警和确定危险范围;(7)储罐设计成夹层壁结构,当内壁发生泄露时外壁能承受所有的负荷;(8)设置全自动泡沫喷洒系统。 整改后的情况

安全措施补偿系数:0.45,实际最大可能财产损失——Actual MPPD/百万美元:1.73,最大可能停工天数——MPDO/天: 29,停产损失——BI/百万美元:0.49。

实际最大可能财产损失减少1百万美元,最大可能停工天数减少9天,停产损失降低0.15百万美元。 4 结语

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本文详细叙述了对某汽油罐用道化学火灾、爆炸危险指数评价法进行安全评价的整个过程,一方面力求使得该评价方法的实际应用具体化、更加可操作化,另一方面,也希望通过各种数据的分析,加强危险化学品的储存与管理企业的安全意识,提高安全管理水平。 参考文献

[1] 化工设备设计全书编辑委员会.大型贮罐设计.上海科学技术出版社,1986. [2] 胡建华主编.油品储运技术.中国石化出版社,2000.

[3] 郭振龙等编.工业装置安全卫生预评价方法.化学工业出版社,1999. [4] 田兰,蒋永明,王树藩编.化工安全技术.化学工业出版社,1988.

[5] 吴宗之,高进东,魏利军编著.危险评价方法及其应用.冶金工业出版社,2001. [6] 杨泗霖主编.防火防爆.首都经济贸易大学出版社,2000.