道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用

关键词： 火灾

道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用（精选4篇）

篇1：道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用

道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用

摘要：采用道化学公司火灾、爆炸危险指数法对某化工企业氯乙烯储罐区进行安全评价,得出了其安全措施补偿前后的火灾、爆炸指数(F&EI)、危险等级、暴露半径、暴露面积以及暴露体积等指数.结果表明,在安全措施补偿前其火灾、爆炸指数为192,危险等级为“非常大”,暴露区域半径为49.2 m;经过安全措施补偿以后其火灾、爆炸指数为126.62,危险等级为“中等”,暴露区域半径为32.45 m,说明了该企业氯乙烯储罐区采取的安全措施是较适用的,有效的降低了该评价单元的火灾、爆炸事故发生的概率和事故能够造成的损害.采用荷兰应用科学院(TN0(1979))蒸气云爆炸(VCE)模拟模型对该储罐区可能发生的`VCE事故进行了模拟计算,得出了不同泄露量下的各个损害等级的损害半径,为企业的事故风险预防和管理提供了科学依据.作 者：于铁    时晓云    陈全    YU Tie    SHI Xiao-yun    CHEN Quan 作者单位：天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津,300191 期 刊：天津理工大学学报 ISTIC Journal：JOURNAL OF TIANJIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：2008, 24(4) 分类号：X937 关键词：安全评价    火灾爆炸危险指数法    事故模拟    氯乙烯    储罐区   

篇2：道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用

天津理工大学 硕士学位论文

道化学火灾、爆炸指数评价法在危化企业安全评价中的应用研 究

姓名:李小伟 申请学位级别:硕士 专业:安全技术及工程 指导教师:宋文华 20080101

篇3：道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用

甲醛分子式为CH2O, 属于脂肪醛化合物。常温下甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的可燃气体, 工业甲醛是浓度为37%的甲醛溶液, 又称为福尔马林, 为易挥发性液体, 其属用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品, 是甲醇下游产品树中的主干。甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外, 主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药等行业, 其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、乌洛托产品及多元醇类等。据有关数据统计, 2004年世界甲醛年产量为3855.0万吨, 2006年增加到4084.1万吨, 2006年世界甲醛的总消费量为2914.2万吨, 预计2006~2011年, 世界甲醛的需求量将会以年均约3.34%的速度增长, 而随着中国化学工业的飞速发展, 其对甲醛的需求量也以年均约4.9%的速度增长。甲醛需求量的增大, 必然增大了甲醛储存运输的需要, 因而国内甲醛泄漏事故十分频繁。

甲醛为较高毒性的物质, 在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质, 是公认的变态反应源, 也是潜在的强致突变物之一。甲醛对人的皮肤和黏膜有很强的刺激作用, 可导致人眼部干涩、流泪、视力模糊等症状, 还可对人的神经系统、消化系统和呼吸系统造成损害。长期接触低剂量甲醛, 可引起慢性呼吸道疾病, 可引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变, DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合征, 可引起新生儿染色体异常、白血病, 也可引起青少年记忆力和智力下降, 呼吸过量将会导致死亡。

甲醛不仅有毒, 而且蒸发后形成的气态甲醛与空气形成混合爆炸性气体, 因此, 其泄漏后的危险性非常大。2005年8月25日上午7时46分永州市东安县附近207国道2714km东安县路段界牌岭处一台装有9吨甲醛的槽车发生翻车事故, 导致大量甲醛泄漏, 最终造成8人中毒。2007年9月14日11时40分, 广西壮族自治区南宁市西乡塘区西津村的南宁华妙建材有限责任公司的化工厂内一立式储罐突然倒塌, 造成储罐内的甲醛液体泄漏, 泄漏甲醛液体散发出浓烈刺鼻的气体严重污染了周边一公里内的空气, 严重威胁着周边群众的生命安全, 造成7人中毒。

甲醛泄漏后会发生扩散、爆炸等事故模式, 消防部队抢险救援需要准确估测出泄漏气体扩散的危害范围, 从而为现场戒严、人员紧急疏散提供科学的依据。准确地确定危险区域并选择最佳疏散路线既可避免和减少人员伤亡, 又可以防止因盲目采取应急措施而劳民伤财。所以对甲醛泄漏形成的扩散中毒、火灾爆炸事故作深入的研究很有必要。

2. 事故树法分析甲醛储罐火灾爆炸原因

2.1 事故树的编制

根据甲醛的化学特性和甲醛的储存特点, 编制出甲醛储罐区火灾爆炸事故树图, 如图2.1所示:

T:甲醛储罐火灾爆炸;A1:存在点火源;

A2:甲醛泄漏与空气形成混合气体;

B1:雷火B2:电气火花B3:明火B4:静电火花B5:撞击火花

C1:避雷装置失去作用;C2:储罐存在静电;

C3:人体携带静电;D:静电接地装置不合格;

X1:阀门密封失效;X2:法兰密封失效;

X3:罐体出现破损;X4:人员操作失误引起泄漏;

X5:在储灌区内吸烟;X6:在储罐区内违章动火吸烟;

X7:使用非防爆电气设备;X8:防爆电器设备故障;

X9:雷击;X10:使用铁质工具;

X11:穿带铁钉的鞋;X12:防雷接地电阻超标;

X13:防雷接地线损坏;X14:储罐内产生静电积聚;

X15:作业时与未接地的导体接触;X16:没穿防静电服;

X17:防静电接地体损坏;X18:防静电接地电阻值超标。

2.2 事故树图的计算

使用布尔代数法求得事故树的最小割集为:

根据基本事件结构重要度判断原理和基本公式可以判定基本事件的结构重要度。利用近似判别法可知:

分析结果表明, 是最大值, 其所对应的基本事件对顶上事件的影响最大, 即阀门密封失效、法兰密封失效、罐体出现破损、人员操作失误引起泄漏四个基本事件最容易引起甲醛储罐区的火灾爆炸。

3. 甲醛储罐区泄漏事故安全对策

3.1 甲醛储罐区危险性主要控制措施

从文中可以看出, 甲醛储罐区的危险性主要体现在其火灾、爆炸和其毒性三方面上, 要想防止甲醛储罐发生火灾爆炸事故, 就必须从防止泄漏和控制点火源两方面入手, 而且在注重客观因素的同时还要加强对工作人员的教育和管理, 这样才能更好的起到预防控制的作用。此外, 在控制火灾爆炸的同时, 还要采取中毒事故控制措施, 防止其造成大规模的中毒事故和环境污染, 危害人民群众的生命安全。

3.1.1 合适的间距要求

要防止甲醛储罐发生泄漏事故, 防止其泄漏影响周围其他设施和建筑, 合理的间距要求是必不可少的;而且除需要按照国家相关的技术规范和法规要求外, 还需要根据储罐的容量、防火堤的设置等实际情况做出调整, 保证防火间距达到安全要求。

3.1.2 防止甲醛泄漏控制措施

(1) 尽量使用焊接, 减少法兰的使用, 定期对储罐和管线上的阀门及连接法兰的情况进行检查, 防止泄漏事故的发生。

(2) 在甲醛储罐区周围设置可燃气体监测报警装置, 一旦发生泄漏立即使用机械排风或喷雾水枪进行控制, 驱散甲醛蒸汽。

(3) 定期检查甲醛储罐的罐体情况, 防止因罐体腐蚀而引起的开裂、开口情况。

3.1.3 点火源控制措施

(1) 加强消防安全检查, 严禁携带火种、手机、穿戴带铁钉的鞋、化纤衣物等进入灌区, 灌区内禁止吸烟。

(3) 合理配备防雷防静电装置, 保持其时刻处于正常工作状态。

(3) 必须办理动火证并严格控制动火。

(4) 禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

3.1.4 人为因素的事故控制措施

人的不安全因素是储罐区发生火灾爆炸事故的直接原因。加强对人的不安全因素预防, 重视人员素质的提高, 对搞好安全工作至关重要。具体措施有:

(1) 制订一套切实可行的安全管理办法和各项操作规程。

(2) 以人为本, 加强职业道德责任感, 提高工作人员的道德水平, 加强法制教育, 强化安全意识。

(3) 加强操作人员的安全教育和业务培训, 使之娴熟掌握操作技术及消防故障和隐患的方法, 杜绝误操作, 违章行为的发生。

(4) 采用先进的消防设施, 防止人为过失的发生。

3.1.5 中毒事故控制措施

(1) 甲醛储罐区内应设置必备的事故处理设备和应急救援装置。

(2) 在甲醛储罐区内应设置防毒服、防毒面具、急救箱等器材。

(3) 应注重对甲醛储罐区内工作人员的防毒教育, 定期让员工进行中毒抢救训练, 加强员工应对中毒事故的能力。

3.2 甲醛储罐区泄漏事故处置措施

3.2.1 现场询问火情

消防中队到达现场之后, 应立即开始火情调查, 掌握泄漏扩散区域和周围有无火源, 详细询问储罐区容量, 泄漏量容量, 泄漏位置等。

3.2.2 划定警戒范围

根据侦察和检测掌握的情况, 确定警戒范围。设立警戒标志, 布置警戒范围, 疏散周围的群众, 迅速组织医疗卫生人员进入危险区域救人。

3.2.3 控制火源, 防止燃烧爆炸

切断警戒区内所有电源、熄灭明火;高热设备停止工作;关闭警戒区内抢险工作人员的通信工具, 切断电话机线路;不准穿化纤类服装和带铁钉的鞋进入警戒区, 不准携带铁质工具进入扩散区参加救援, 警戒区内防止静电和火花产生。

3.2.4 喷雾稀释

利用喷雾水或开花水对现场有毒气体进行稀释, 且水枪阵地应选在上风或侧风方向, 并实施动态监测, 随时调整警戒范围, 救援车辆应停在上风方向, 并与泄漏源保持适当距离, 车头应该背向泄漏源, 以便发生突发情况时可迅速撤离[17]。

3.2.5 查找泄漏位置, 迅速堵漏

消防人员迅速查找泄漏位置, 根据泄漏位置的不同采用不同工具方法进行堵漏。若是管道泄漏或罐体孔洞型泄漏, 应使用专用的管道内封式、外封式、捆绑式充气堵漏工具进行迅速堵漏, 或用金属螺钉加粘合剂旋拧, 或利用木楔、硬质橡胶塞封堵。因螺栓松动引起法兰泄漏时, 应使用无火花工具, 紧固螺栓, 制止泄漏。堵漏过程中要注意用喷雾水进行保护。

3.2.6 火灾扑救

火场上组织灭火力量对着火罐和邻近罐进行冷却, 注意火势变化, 一旦发现危险情况, 尽快撤离。待确认泄漏被阻止后, 再进行灭火。灭火结束后, 消防器材和人员要进行洗消处理, 并对现场甲醛浓度进行测定, 如果超过标准值, 仍需用喷雾水进行稀释。待甲醛浓度正常后, 才可清理器材人员, 撤销警戒区域, 交给环保卫生部门进行其他工作。

4. 结束语

篇4：道化学火灾爆炸指数评价法在氯乙烯储罐区安全评价中的应用

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1964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。

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*103/0.454=11.76GBTU。由lgY=-0.403115+ 0.378703(lgX)-0.046402(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0.254mm/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

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,有独立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/水枪:安装了带有泡沫喷射能力的水枪,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

(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=0.64。

(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*0.64= 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

停產损失:

停产损失(BI)按下式计算:

BI=(MPDO/30)*VPM*0.70

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)=0.64(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、喷水枪: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。

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:0.64,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:0.64百万美元。

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:0.64百万美元。

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,停产損失为0.64百万美元。

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

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

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[2]胡建华主编.油品储运技术.中国石化出版社,2000.

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[4]田兰,蒋永明,王树藩编.化工安全技术.化学工业出版社,1988.

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