道化學火災(zāi)爆炸危險指數(shù)評價法

1、道化學火災(zāi)、爆炸指數(shù)評價法1 目 的美國道化學公司自1964 年開發(fā)“火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法”( 第一版 ) 以來，歷經(jīng) 29 年，不斷修改完善；在1993 年推出了第七版，以已往的事故統(tǒng)計資料及物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全措施為依據(jù)，定量地對工藝裝置及所含物料的實際潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)危險性行分析評價，可以說更趨完善、更趨成熟。其目的是：(1) 量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失；(2) 確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴大的裝置；(3) 向有關(guān)部門通報潛在的火災(zāi)、爆炸危險性；(4) 使有關(guān)人員及工程技術(shù)人員了解到各工藝部門可能造成的損失，以此確定減輕事故嚴重性和總損失的有效、經(jīng)濟的途徑。2

2、 評價計算程序評價計算程序如下：火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法風險分析計算程序如圖1 所示。圖 1 風險分析計算程序3 火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)及補償系數(shù)火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)及補償系數(shù)見表1 、表2、表3 及表 4表 1 火災(zāi)、爆炸指數(shù)(F EI) 表4 DOW方法計算說明4 1 選擇工藝單元確定評價單元：進行危險指數(shù)評價的第一步是確定評價單元，單元是裝置的一個獨立部分，與其他部分保持一定的距離，或用防火墻。定義：工藝單元工藝裝置的任一主要單元。生產(chǎn)單元包括化學工藝、機械加工、倉庫、包裝線等在內(nèi)的整個生產(chǎn)設(shè)施。恰當工藝單元在計算火災(zāi)、 爆炸危險指數(shù)時，只評價從預(yù)防損失角度考慮對工藝有影響的工藝單元，簡稱工藝

3、單元。選擇恰當工藝單元的重要參數(shù)有下列6 個。一般，參數(shù)值越大，則該工藝單元就越需要評價。般，參數(shù)值越大，則該工藝單元就越需要評價。(1) 潛在化學能( 物質(zhì)系數(shù)) ；(2) 工藝單元中危險物質(zhì)的數(shù)量；(3) 資金密度( 每平方米美元數(shù)) ；(4) 操作壓力和操作溫度；(5) 導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的歷史資料；(6) 對裝置起關(guān)鍵作用的單元。選擇恰當工藝單元時，還應(yīng)注意以下幾個要點：2268kg 或 2 27m3，454kg 或(1) 由于火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)體系是假定工藝單元中所處理的易燃、可燃或化學活性物質(zhì)的最低量為 因此，若單元內(nèi)物料量較少，則評價結(jié)果就有可能被夸大。一般，所處理的易燃、可燃或

4、化學活性物質(zhì)的量至少為0. 454m3,評價結(jié)果才有意義(2) 當設(shè)備串聯(lián)布置且相互間未有效隔離，要仔細考慮如何劃分單元。(3) 要仔細考慮操作狀態(tài)( 如開車、 正常生產(chǎn)、停車、 裝料、 卸料、 填加觸媒等) 及操作時間，對 F&EI 有影響的異常狀況，判別選擇一個操作階段還是幾個階段來確定重大危險。(4) 在決定哪些設(shè)備具有最大潛在火災(zāi)、爆炸危險時，可以請教設(shè)備、工藝、安全等方面有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員或?qū)＜摇? 2 物質(zhì)系數(shù)的確定物質(zhì)系數(shù)(MF)是表述物質(zhì)在燃燒或其他化學反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸時釋放能量大小的內(nèi)在特性，是一個最基礎(chǔ)的數(shù)值。物質(zhì)系數(shù)是由美國消防協(xié)會規(guī)定的NF、 NR( 分別

5、代表物質(zhì)的燃燒性和化學活性) 決定的。通常，NF和NR是針對正常溫度環(huán)境而言的。物質(zhì)發(fā)生燃燒和反應(yīng)的危險性隨著溫度的升高而急劇加大，如在閃點之上的可燃液體引起火災(zāi)的危險性就比正常環(huán)境溫度下的易燃液體大得多，反應(yīng)的速度也隨著溫度的升高而急劇加大，所以當溫度超過60，物質(zhì)系數(shù)要修正，其內(nèi)容見物質(zhì)系數(shù)修正表。附表中提供了大量的化學物質(zhì)系數(shù)，它能用于大多數(shù)場合。附表中未列出的物質(zhì)，其NF、NR可以根據(jù)NFPA325Mg NFPA49加以確定，并依照溫度修正后，由表9 7 確定其物質(zhì)系數(shù)。對于可燃性粉塵而言，確定其物質(zhì)系數(shù)時用粉塵危險分級值（Sc）而不是NF。1) 表外的物質(zhì)系數(shù)在求取附表、NFPA4麗

6、NFPA32升未列出的物質(zhì)、混合物或化合物的物質(zhì)系數(shù)時，必須確定其可燃性等級（Nf）或可燃性粉塵等級（St）,必須首先確定有表5左欄中的參數(shù)，液體和氣體的 NF由閃點求得，粉塵或塵霧的St值由粉塵爆炸試驗確定。可燃固體的NF值則依其性質(zhì)不同在表 5左欄中分類標示。表 5 物質(zhì)系數(shù)取值表物質(zhì)、混合物或化合物的反應(yīng)性等級 M根據(jù)其在環(huán)境溫度條件下的不穩(wěn)定性 （或與水反應(yīng)的劇烈程度），按NFPA70確定。N=0:在燃燒條件下仍保持穩(wěn)定的物質(zhì)，通常包括以下物質(zhì)：不與水反應(yīng)的物質(zhì)；在溫度300500c時用差熱掃描量熱計（DSC）測量顯示溫升的物質(zhì);用DSC式驗時，在溫度0 500c時不顯示溫升的物質(zhì)。N

7、=1:穩(wěn)定，但在加溫加壓條件下成為不穩(wěn)定的物質(zhì)，一般包括如下物質(zhì)：接觸空氣、受光照射或受潮時發(fā)生變化或分解的物質(zhì)；在150300 c時顯示溫升的物質(zhì)。N=2:在加溫加壓條件下發(fā)生劇烈化學變化的物質(zhì):用DSC做試驗，在溫度0 150 c時顯示溫升的物質(zhì);與水劇烈反應(yīng)或與水形成潛在爆炸性混合物的物質(zhì)。N=3:本身能發(fā)生爆炸分解或爆炸反應(yīng)，但需要強引發(fā)源或引發(fā)前必須在密閉狀態(tài)下加熱的物質(zhì)：加溫加熱時對熱機械沖擊敏感的物質(zhì)；加溫加熱時或密閉，即與水發(fā)生爆炸反應(yīng)的物質(zhì)。N=4：在常溫常壓下易于引爆分解或發(fā)生爆炸反應(yīng)的物質(zhì)。注意：反應(yīng)性包括自身反應(yīng)性（不穩(wěn)定性）和與水反應(yīng)性。物質(zhì)的 NR指標由差熱分析儀（

8、DTA）或差示掃描量熱計（DSC）分析其溫升的最低峰值溫度來判斷，按表6 分類：幾個附加限制條件是：(1)若該物質(zhì)為氧化劑，則 NR再加1(但不超過4);(2)對沖擊敏感性物質(zhì)，NR為3或4;(3)如得出的NR值與物質(zhì)的特性不相符，則應(yīng)補做化學品反應(yīng)性試驗。一旦求出并確定NF、NR,就可以用表5確定物質(zhì)系數(shù)。2) 混合物工藝單元內(nèi)混合物物質(zhì)應(yīng)按“在實際操作過程中所存在的最危險物質(zhì)”原則來確定。發(fā)生劇烈反應(yīng)的物質(zhì)，如氫氣和氯氣在人工條件下混合、反應(yīng)， 反應(yīng)持續(xù)而快速，生成物為非燃燒性、穩(wěn)定的產(chǎn)物，則其物質(zhì)系數(shù)應(yīng)根據(jù)初始混合狀態(tài)來確定?；旌先軇┗蚝蟹磻?yīng)性物質(zhì)溶劑的物質(zhì)系數(shù)，可通過反應(yīng)性化學試驗數(shù)

9、據(jù)求得；若無法取得時，則應(yīng)取組分中最大的MF作為混合物MF的近似值(最大組分濃度)5%)。對由可燃粉塵和易燃氣體在空氣中能形成爆炸性的混合物，其物質(zhì)系數(shù)必須用反應(yīng)性化學品試驗數(shù)據(jù)來確定。3) 煙霧易燃或可燃液體的微粒懸浮于空氣中能形成易燃的混合物，它具有易燃氣體空氣混合物的一些特性。易燃或可燃液體的霧滴在遠遠低于其閃點的溫度下，能像易燃蒸汽空氣混合物那樣具有爆炸性。因此，防止煙霧爆炸的最佳有效防護措施是避免煙霧的形成，特別是不要在封閉的工藝單元內(nèi)使可燃液體形成煙霧。如果會形成煙霧，則需將物質(zhì)系數(shù)提高1 級，并請教有關(guān)專家。4) 物質(zhì)系數(shù)的溫度修正如果物質(zhì)閃點小于60c或反應(yīng)活性溫度低于 60

10、C,則該物質(zhì)系數(shù)不需要修正；若工藝單元溫度超過60 C,則對MF應(yīng)作修正，見表7。4 3 工藝單元危險系數(shù)(F3)工藝單元危險系數(shù)(F 3)包括般工藝危險系數(shù)(F1) 和特殊工藝危險系數(shù)(F 2)，對每項系數(shù)都要恰當?shù)剡M行評價。計算工藝單元危險系數(shù)(F 3) 中各項系數(shù)時，應(yīng)選擇物質(zhì)在工藝單元中所處的最危險的狀態(tài)，可以考慮的操作狀態(tài)有：開車、連續(xù)操作和停車。計算F&EI時，一次只評價一種危險，如果 MF是按照工藝單元中的易燃液體來確定的，就不要選擇與可燃性粉塵有關(guān)的系數(shù)，即使粉塵可能存在于過程中的另一段時間內(nèi)。合理的計算方法為：先用易燃液體的物質(zhì)系數(shù)進行評價，然后再用可燃性粉塵的物質(zhì)系

11、數(shù)評價，只有導(dǎo)致最高的F&EI 和實際的可能的最大財產(chǎn)損失的計算結(jié)果才需要報告。一個重要的例外是混合物，如果某種混雜在一起的混合物被視作最高危險物質(zhì)的代表，則計算工藝單元危險系數(shù)時，可燃性粉塵和易燃蒸氣的系數(shù)都要考慮。一般工藝危險性一般工藝危險是確定事故損害大小的主要因素，共有6 項。根據(jù)實際情況，并不是每項系數(shù)都采用，各項系數(shù)的具體取值參見以下方面：1) 放熱化學反應(yīng)若所分析的工藝單元有化學反應(yīng)過程，則選取此項危險系數(shù)，所評價物質(zhì)的反應(yīng)性危險已經(jīng)為物質(zhì)系數(shù)所包括：(1) 輕微放熱反應(yīng)的危險系數(shù)為0 3，包括加氫、水合、異構(gòu)化、磺化、中和等反應(yīng)。(2) 中等放熱反應(yīng)系數(shù)為0 5，包括：

12、烷基化引入烷基形成各種有機化合物的反應(yīng)；酯化有機酸和醇生成酯的反應(yīng)；加成一一不飽和碳氫化合物和無機酸的反應(yīng)，無機酸為強酸時系數(shù)增加到0. 75;氧化一一物質(zhì)在氧中燃燒生成CO, KO的反應(yīng)，或者在控制條件下物質(zhì)與氧反應(yīng)不生成CO, H2O的反應(yīng)，對于燃燒過程及使用氯酸鹽、硝酸、次氯酸、次氯酸鹽類強氧化劑時，系數(shù)增加到1 00；KO和HCl的反應(yīng)1 00。聚合將分子連接成鏈狀物或其他大分子的反應(yīng)；縮合一一兩個或多個有機化合物分子連接在一起形成較大分子的化合物，并放出(3) 劇烈反應(yīng)指旦反應(yīng)失控有嚴重火災(zāi)、爆炸危險的反應(yīng)，如鹵化反應(yīng)，取(4) 特別劇烈的反應(yīng)，系數(shù)取1 25，指相當危險的放熱反應(yīng)。

13、2) 吸熱反應(yīng)反應(yīng)器中所發(fā)生的任何吸熱反應(yīng)，系數(shù)均取0 25。(1)燒一一加熱物質(zhì)除去結(jié)合水或易才¥發(fā)性物質(zhì)的過程，系數(shù)取為0. 40。(2)電解用電流離解離子的過程，系統(tǒng)為0. 20。(3)熱解或裂化一一在高溫、高壓和觸媒作用下，將大分子裂解成小分子的過程，當用電加熱或高溫氣體間解加熱時,系數(shù)為 0 20；直接火加熱時，系數(shù)為0 4。3) 物料處理與輸送本項目用于評價工藝單元在處理、輸送和貯存物料時潛在的火災(zāi)危險性。(1)所有I類易燃或液化石油氣類的物料在連接或未連接的管線上裝卸時的系數(shù)為0. 5。(2) 采用人工加料，且空氣可隨時加料進入離心機、間歇式反應(yīng)器、間歇式混料器設(shè)備內(nèi)，

14、并且能引起燃燒或發(fā)生反應(yīng)0 5。(3) 可燃性物質(zhì)存放于庫房或露天時的系數(shù)為：對NF=3 或NF=4 的易燃液體或氣體，系數(shù)取0 85，包括桶裝、罐裝、可移動撓性容器和氣溶膠罐裝；對表9 7中所列NF=3的可燃固體，系數(shù)取 0. 5;對表中所列NF=2 的可燃性固體，系數(shù)取0 4；對閉杯閃點大于37 8并低于60的可燃性液體，系數(shù)取0 25。若上述物質(zhì)存放于貨架上且未安設(shè)灑水裝置時，系數(shù)要加0 20，此處考慮的范圍不適合于一般貯存容器。4) 封閉單元或室內(nèi)單元處理易燃液體和氣體的場所為敞開式，有良好的通風，以便能迅速排除泄漏的氣體和蒸氣，減少了潛在的爆炸危險。粉塵捕集器和過濾器也應(yīng)放置在敞開區(qū)

15、域并遠離其他設(shè)備。封閉區(qū)域定義為有頂且三面或多面有墻壁的區(qū)域，或無頂?shù)闹苡袎Ψ忾]的區(qū)域。其效果也不如敞開式結(jié)構(gòu)，但如果機械通風系統(tǒng)能收集所有的氣體并排出去的話，封閉單元內(nèi)即使專門設(shè)計有機械通風， 則系數(shù)可以降低。系數(shù)選取原則如下：(1) 粉塵過濾器或捕集器安置在封閉區(qū)域內(nèi)時，系數(shù)取0 50。(2)在封閉區(qū)域內(nèi)，在閃點以上處理易燃液體時，系數(shù)取 0. 3;如果處理易燃液體量 4540kg,系數(shù)取0. 45。(3)在封閉區(qū)域內(nèi)，在沸點以上處理液化石油氣或任何易燃液體量時，系數(shù)取 0. 6;若易燃液體的量大于4540k8,則系 數(shù)取0 90。4) ) 若已安裝了合理的通風裝置時，(1) 、 (3)

16、 兩項系數(shù)減50。5) 通道生產(chǎn)裝置周圍必須有緊急救援車輛的通道， “最低要求”是至少在兩個方向上設(shè)有通道，選取封閉區(qū)域內(nèi)主要工藝單元的危險系數(shù)時要格外注意。至少有一條通道必須是通向公路的，火災(zāi)時消防道路可以看做是第二條通道，設(shè)有監(jiān)控水槍并處于待用狀態(tài)。整個操作區(qū)面積大于 925m2且通道不符合要求時，系數(shù)為0. 35;整個庫區(qū)面積大于2315mz且通道不符合要求時，系數(shù)為 0. 35。面積小于上述數(shù)值時，要分析它對通道的要求。如果通道不符合要求，影響消防時，系數(shù)取0 20。6) 排放和泄漏控制此項內(nèi)容是針對大量易燃、可燃液體溢出危及周圍設(shè)備的情況，不合理的排放設(shè)計已成為造成重大損失的原因。該

17、項系數(shù)僅適用于工藝單元內(nèi)物料閃點60或操作溫度大于其閃點的場合。為了評價排放和泄漏控制是否合理，必須估算易燃、可燃物總量以及消防水能否在事故時得到及時排放。(1)F&EI 計算表中排放量按以下原則確定：10 的貯量；對工藝和貯存設(shè)備，取單元中最大儲罐的貯量加上第二大儲罐采用 30min 的消防水量。將上述、兩項之和填入 F&EI計算表中一般工藝危險的 F&EI。(2) 系數(shù)選取的原則：設(shè)有堤壩防止泄漏液流入其他區(qū)域，但堤壩內(nèi)所有設(shè)備露天放置時，系數(shù)取0. 5;單元周圍為一可排放泄漏液的平坦地，一旦失火，會引起火災(zāi)，系數(shù)為 0. 5;單元的三面有堤壩，能將泄漏液引至蓄液池

18、的地溝，并滿足以下條件，不取系數(shù)：蓄液池或地溝的地面斜度不得小于下列數(shù)值：土質(zhì)地面為2%,硬質(zhì)地面為1%;蓄液池或地溝的最外緣與設(shè)備的之間的距離至少小于15m,如果沒有防火墻，可以減少其距離;(1) 中與之和。如蓄液池或地溝處設(shè)有公用工程管線或管線的距離不符合要求，系數(shù)取0. 5。簡而言之，有良好的排放設(shè)施才可以不取危險系數(shù)。特殊工藝危險性特殊工藝危險是影響事故發(fā)生概率的主要因素，特定的工藝條件是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的主要原因。特殊工藝危險有下列 12項。1) 毒性物質(zhì)毒性物質(zhì)能夠擾亂人們機體的正常反應(yīng)，因而降低了人們在事故中制定對策和減輕傷害的能力。毒性物質(zhì)的危險系數(shù)為0. 2XNH,對于混合

19、物，取其中最高的 NH值。NH是美國消防協(xié)會在 NFPA704中定義的物質(zhì)毒性系數(shù)，其值在 NFPA 325 Mgg NFPA4井已歹U出。附表中給出了許多物質(zhì)的NH值；對于新物質(zhì)，可請工業(yè)衛(wèi)生專家?guī)椭_定。NFPA704寸物質(zhì)的NH分類為：NH= 0火災(zāi)時除一般可燃物的危險外，短期接觸沒有其他危險的物質(zhì)；NH= 1短期接觸可引起刺激，致人輕微傷害的物質(zhì)，包括要求使用適當?shù)目諝鈨艋粑鞯奈镔|(zhì)；NH= 2高濃度或短期接觸可致人暫時失去能力或殘留傷害的物質(zhì)，包括要求使用單獨供給空氣的呼吸器的物質(zhì);NH= 3短期接觸可致人嚴重的暫時或殘留傷害的物質(zhì)，包括要求全身防護的物質(zhì)；NH= 4短暫接觸也能致

20、人死亡或嚴重傷害的物質(zhì)。注：上述毒性系數(shù) NH值只是用來表示人體受害的程度，它可導(dǎo)致額外損失。該值不能用于職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境的評價2) 負壓操作本項內(nèi)容適用于空氣泄入系統(tǒng)會引起危險的場合。當空氣與濕度敏感性物質(zhì)或氧敏感性物質(zhì)接觸時可能引起危險，在易燃混合物中引入空氣也會導(dǎo)致危險。該系數(shù)只用于絕對壓力小于500mmHg(66661Pa的情況。系數(shù)為0. 50。如果采用了本項系數(shù)，就不要再采用下面“燃燒范圍內(nèi)或其附近的操作”和“釋放壓力”中的系數(shù)，以免重復(fù)。大多數(shù)汽提操作，一些壓縮過程和少許蒸餾操作都屬于本項內(nèi)容。表壓=絕對壓力大氣壓3) 燃燒范圍或其附近的操作某些操作導(dǎo)致空氣引入并夾帶進入系統(tǒng)，空氣

21、的進入會形成易燃混合物，進而導(dǎo)致危險。本條款將討論以下有關(guān)情況：0 50。(1)Nf=3或2=4的易燃液體貯罐，在貯罐泵出物料或者突然冷卻時可能吸入空氣，系數(shù)取打開放氣閥或在負壓操作中未采用惰性氣體保護時，系數(shù)為0 50。貯有可燃液體，其溫度在閉杯閃點以上且無惰性氣體保護時，系數(shù)也為0 50。如果使用了惰性化的密閉蒸汽回收系統(tǒng)，且能保證其氣密性則不用選取系數(shù)。2) ) 只有當儀表或裝置失靈時，工藝設(shè)備或貯罐才處于燃燒范圍內(nèi)或其附近，系數(shù)為0 30。任何靠惰性氣體吹掃，使其處于燃燒范圍之外的操作，系數(shù)為0 30，該系數(shù)也適用于裝載可燃物的船舶和槽車。若已按“負壓操作”選取系數(shù)，此處不再選取。3)

22、 ) 由于惰性氣體吹掃系統(tǒng)不實用或者未采取惰性氣體吹掃，使操作總是處于燃燒范圍內(nèi)或其附近時，系數(shù)為0 80。4) 粉塵爆炸粉塵最大壓力上升速度和最大壓力值主要受其粒徑大小的影響。通常，粉塵越細，危險性越大。這是由于細塵具有很高的壓力上升速度和極大壓力伴生。本項系數(shù)將用于含有粉塵處理的單元，如粉體輸送、混合粉碎和包裝等。所有粉塵都有一定的粒徑分布范圍。為了確定系數(shù)，采用10粒徑，即在這個粒徑處有90粗粒子，其余10為細粒子。根據(jù)表8 確定合理的系數(shù)。除非粉塵爆炸試驗已經(jīng)證明沒有粉塵爆炸危險，否則都要考慮粉塵系數(shù)。5) 釋放壓力操作壓力高于大氣壓時，由于高壓可能會引起高速率的泄漏，因此要采用危險系

23、數(shù)。是否采用系數(shù)，取決于單元中的某些導(dǎo)致易燃物料泄漏的構(gòu)件是否會發(fā)生故障。例如：己烷液體通過6. 5c音的小孔泄漏，當壓力為517kPa（表壓）時，泄漏量為272kg/min;壓力為2069kPa（表壓）時, 泄漏量為上述的2. 5倍即680kg/min。用釋放壓力系數(shù)確定不同壓力下的特殊泄漏危險潛能，釋放壓力還影響擴散特性。由于高壓使泄漏可能性大大增加，所以隨著操作壓力提高，設(shè)備的設(shè)計和保養(yǎng)就變得更為重要。系統(tǒng)操作壓力在20685kPa（表壓）以上時，超出標準規(guī)范的范圍（美國機械工程師學會非直接火加熱壓力容器規(guī)范中第八章第一節(jié)） 。對于這樣的系統(tǒng)，在法蘭設(shè)計中必須采用透鏡墊圈、圓錐密封或類似

24、的密封結(jié)構(gòu)。參見圖2,根據(jù)操作壓力確定初始危險系數(shù)值。下列方程適用于壓力為06895kPa（表壓）時危險系數(shù)Y的確定。（譯者注：直接引用原文公式，故公式中的壓力即X值的單位應(yīng)為“磅/英寸2”）。Y=0 16109+1 61503（X 1000） 1 42879（X 1000） 2+0 5172（X 1000） 3圖 2 易燃、可燃液體的壓力危險系數(shù)圖表9可確定壓力為06895kPa（表壓）的易燃、可燃液體的壓力系數(shù) （也包括圖2在內(nèi)）。用圖 2 中的曲線能直接確定閃點低于60的易燃可燃液體的系數(shù)。對其他物質(zhì)可先由曲線查出初始系數(shù)值，再用下列方法加以修正：(1) 焦油、瀝青、重潤滑油和柏油等高粘

25、性物質(zhì)，用初始系數(shù)乘以0 7 作為危險系數(shù)。(2)單獨使用壓縮氣體或利用氣體使易燃液體壓力增至103kPa(表壓)以上時，用初始系數(shù)值乘以1. 2作為危險系數(shù)。(3) 液化的易燃氣體( 包括所有在其沸點以上貯存的易燃物料) ，用初始系數(shù)值乘以1 3 作為危險系數(shù)。確定實際壓力系數(shù)時，首先由圖2 查出操作壓力系數(shù)，然后求出釋放裝置設(shè)定壓力系數(shù)，用操作壓力系數(shù)除以設(shè)定壓力系數(shù)得出實際壓力系數(shù)調(diào)整系數(shù)，再用該調(diào)整系數(shù)乘以操作壓力系數(shù)求得實際壓力系數(shù)。這樣，就對那些具有較高設(shè)定壓力和設(shè)計壓力的情況給予了補償。注意調(diào)節(jié)釋放壓力使之接近于容器設(shè)計壓力是非常有利的。例如，對于使用易揮發(fā)溶劑，特別是氣態(tài)的反應(yīng)

26、，可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)中釋放的溫度并根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)及有關(guān)動力學數(shù)據(jù)，用計算機模擬來確定是否需要釋放壓力；但是在一些反應(yīng)系統(tǒng)中并不需要釋放壓力。在有些場合也許能達到容器的最大允許壓力。在一些特定場合，增加壓力容器的設(shè)計壓力以降低釋放的可能性是有利的，6) 低溫本項主要考慮碳鋼或其他金屬在其展延或脆化轉(zhuǎn)變溫度以下時可能存在的脆性問題；如經(jīng)過認真評價，確認在正常操作和異常情況下均不會低于轉(zhuǎn)變溫度，則不用系數(shù)。測定轉(zhuǎn)變溫度的一般方法是對加工單元中設(shè)備所用的金屬小樣進行標準擺錘式?jīng)_擊試驗，然后進行設(shè)計，使操作溫度高于轉(zhuǎn)變溫度。正確設(shè)計應(yīng)避免采用低溫工藝條件。系數(shù)給定原則為：(1) 采用碳鋼結(jié)構(gòu)的工藝裝置，操作

27、溫度等于或低于轉(zhuǎn)變溫度時，系數(shù)取0 30。如果沒有轉(zhuǎn)變溫度數(shù)據(jù)，則可假定轉(zhuǎn)變溫度為10。(2) 裝置為碳鋼以外的其他材質(zhì)，操作溫度等于或低于轉(zhuǎn)變溫度時，系數(shù)取0 20。切記，如果材質(zhì)適于最低可能的操作溫度，則不用給系數(shù)。7) 易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)數(shù)量主要討論單元中易燃物和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量與危險性的關(guān)系。分為 3 種類型， 用各自的系數(shù)曲線分別評價。對每個單元而言，只能選取一個系數(shù)，依據(jù)是已確定為單元物質(zhì)系數(shù)代表的物質(zhì)。(1) 工藝過程中的液體或氣體。該系數(shù)主要考慮可能泄漏并引起火災(zāi)危險的物質(zhì)數(shù)量，或因暴露在火中可能導(dǎo)致化學反應(yīng)事故的物質(zhì)數(shù)量。它應(yīng)用于任何工藝操作，包括用泵向貯

28、罐送料的操作。該系數(shù)適用于下列已確定作為單元物質(zhì)系數(shù)代表的物質(zhì)：易燃液體和閃點低于60的可燃液體；易燃氣體；液化易燃氣；閉杯閃點大于60的可燃液體，且操作溫度高于其閃點時；化學活性物質(zhì)，不論其可燃性大小(Nr=2, 3或4)。確定該項系數(shù)時，首先要估算工藝中的物質(zhì)數(shù)量(kg) 。 這里所說的物質(zhì)數(shù)量是在10min 內(nèi)從單元中或相連的管道中可能泄漏出來的可燃物的量。在判斷可能有多少物質(zhì)泄漏時要借助于一般常識。經(jīng)驗表明，取下列兩者中的較大值作為可能泄漏量是合理的：a.工藝單元中的物料量；b.相連單元中的最大物料量。緊急情況時，通過遙控關(guān)閉閥門，使相連單元與之隔離的情況不在考慮之列。在正確估計工藝中

29、物質(zhì)數(shù)量之前，要回答的問題是“什么是最大可能的泄漏量?”當你熟悉了工藝后，做出判斷的結(jié)果與上述估算有較大差異時，只要確信你的結(jié)果可靠，就應(yīng)當采用它。記?。簯{借你對工藝的熟悉和良好的判斷，總能使你得到更為符合實際的估算值。但要注意：如果泄漏物具有不穩(wěn)定性( 化學反應(yīng)性) 時，泄漏量一般以工藝單元內(nèi)的物料量為準。例：加料槽、緩沖罐和回流罐是與單元相連的一類設(shè)備，它們可能裝有比評價單元更多的物料。可是，如果這些容器都配備遙控切斷閥，則不能把它們看做是“與工藝單元相連的設(shè)備”。在火災(zāi)、爆炸指數(shù)計算表的特殊工藝危險的“ G欄中的有關(guān)空格中填寫易燃或不穩(wěn)定物質(zhì)的合適數(shù)量。使用圖3時，將求出的工藝過程中的可

30、燃或不穩(wěn)定物料總量乘以燃燒熱Hc(J/kg),得到總熱量(J)。燃燒熱Hc可以從附表或化學反應(yīng)試驗數(shù)據(jù)中查得。對于NR= 2或N值更大的不穩(wěn)定物質(zhì)，其 Hc值可取6倍于分解熱或燃燒熱中的較大值。分解熱也可從化學反應(yīng)試驗數(shù)據(jù)中查得。在火災(zāi)、爆炸指數(shù)計算表的特殊工藝危險"G欄有關(guān)空格處填入燃燒熱 Hc(J/kg)值。3 工藝單元能量值查得所對應(yīng)的危險系數(shù)。總能量值與曲線的相交點代表系數(shù)值。該曲線中總能量值X與系數(shù)Y的曲線方程為：(譯者注：從原文直接引用公式，故計算時式中的能量即X數(shù)值的單位應(yīng)為英熱單位X1090本節(jié)以下各公式與此注相同。)lgY=0 17179+0 42988(lgX)

31、0 37244(lgX) 2+0 17712(lgX) 3 0 029984(lgX) 4圖 3 工藝中的液體和氣體的危險系數(shù)(2) 儲存中的液體或氣體( 工藝操作場所之外) 。操作場所之外貯存的易燃和可燃液體、氣體或液化氣的危險系數(shù)比“工藝中的”要小，這是因為它不包含工藝過程，工藝過程有產(chǎn)生事故的可能。本項包括桶或儲罐中的原料、罐區(qū)中的物料以及可移動式容器和桶中的物料。對單個貯存容器可用總能量值( 儲存物料量乘以燃燒熱而得) 查圖 4 確定其危險系數(shù)；對于若干個可移動容器，用所有容器中的物料總能量查圖4 確定系數(shù)。對于不穩(wěn)定的物質(zhì)，采取和 F&EI表中G. 1相同的方法進行計算，即取

32、最大分解熱或燃燒熱的6倍作為Hc,取燃燒熱值，其總能量計算如下:340100kg 苯乙烯X 40. 5X 106J/kg=13, 8X 1012J340100kg =乙基苯 X 41. 9X 106J/kg=14, 1 X1O12J272100kg 丙烯睛 X 31. 9X 106J/kg=8. 7X 1012J總能量=36. 6X 1012J根據(jù)物質(zhì)種類確定曲線：苯乙烯 I類易燃液體（圖4曲線B）丙烯晴 I類易燃液體（圖4曲線B）二乙基苯n類可燃液體（圖4曲線C）如果單元中的物質(zhì)有幾種，則查圖4 時，要找出總能量與每種物質(zhì)對應(yīng)的曲線中最高的一條曲線的交點，然后再查出與交點對應(yīng)的系數(shù)值，即為所

33、求系數(shù)。在本例中總能量與各物質(zhì)對應(yīng)的最高曲線是曲線B,其對應(yīng)白系數(shù)是1. 000注：美國消防協(xié)會NFPA3曖求用堤壩將這些易燃物質(zhì)分開存放。圖4中曲線A、B和C的總能量值(X)與系數(shù)(Y)的對應(yīng)方程分別為：(譯者注：公式中X的單位為“英熱單位X 109”。)圖 4 貯存中的液體和氣體的危險系數(shù)曲線A：lgY= 0 289069+0 472171(lgX) 0 074585(18X) 2 0 018641(lgX) 3B：lgY= 0 403115+0 378703(lgX) 0 46402(lgX) 2 0 015379(lgX) 3C：lgY= 0. 558394+0. 363321(lgX

34、) 0. 057296(lgX) 2 0. 010759(lgX) 3(3) 儲存中的可燃固體和工藝中的粉塵( 圖 5) 。5 貯存中的可燃固體工藝中的粉塵的危險系數(shù)本項包括了儲存中的固體和工藝單元中的粉塵的量系數(shù)，涉及的固體或粉塵即是確定物質(zhì)系數(shù)的那些基本物質(zhì)。根據(jù)物質(zhì)密度、點火難易程度以及維持燃燒的能力來確定系數(shù)。3160. 2kg/m,用曲線 A;用儲存固體總量(kg) 或工藝單元中粉塵總量(kg) ，由圖 5 查取系數(shù)。如果物質(zhì)的松密度小于 松密度大于160. 2kg/肅，用曲線B對于NR=2 或更高的不穩(wěn)定物質(zhì)，用單元中的物質(zhì)實際質(zhì)量的6 倍，查曲線A 來確定系數(shù)（ 參見下例）例：一

35、座倉庫，不計通道時面積為1860 m2,貨物堆放高度為4. 6 m,即容積為8500n3。若儲存物品（苯乙烯桶裝得多孔泡沫材料和紙板箱）的平均密度為35. 2kg/m,則總質(zhì)量為：35. 2kg/肅X 8500m=299000kg由于平均密度v 160. 2kg/nt故查曲線A,得量系數(shù)為1. 54。假如在此場所存放的貨物是袋裝的聚乙烯顆粒或甲基纖維素粉末（其平均密度為449kg/m）,則總質(zhì)量為:33449kg/肅X 8500m=3820000kg由于平均密度 160. 2kg/nt故用曲線B查得量系數(shù)為0. 92。泡沫或紙箱的火災(zāi)負荷（ 依據(jù)總熱量和密度） 比袋裝聚乙烯顆粒和甲基纖維素粉末

36、要小得多，但與較重的物質(zhì)相比，它們更容易被點燃并維持燃燒。總之，較輕物質(zhì)比較重物質(zhì)具有更大的火災(zāi)危險，即使是存儲量較小，也應(yīng)有較大的量系數(shù)。圖 5 中曲線A、 B 的方程式分別為：( 譯者注：直接引用原文公式，式中X 的單位為磅)曲線A：lgY=0 280423+0 464559(lgX) 0 28291(lgX) 2+0 06218(lgX) 3曲線B：lgY= 0 358311+0 459926(lgX) 0 141022(lgX) 2+0 02276(lgX) 38) 腐蝕雖然正規(guī)的設(shè)計留有腐蝕和侵蝕余量，但腐蝕或侵蝕問題仍可能在某些工藝中發(fā)生。此處的腐蝕速率被認為是外部腐蝕速率和內(nèi)部腐

37、蝕速率之和。切不可忽視工藝物流中少量腐蝕可能產(chǎn)生的影響，它可能比正常的內(nèi)部腐蝕和由于油漆破壞造成的外部腐蝕強得多，磚的多孔性和塑料襯里的缺陷都可能加速腐蝕。腐蝕系數(shù)按以下規(guī)定選?。?腐蝕速率（包括點腐蝕和局部腐蝕）小于0. 127m次a,系數(shù)為0. 10; 腐蝕速率大于 0. 127mmza,并小于0. 254mmza,系數(shù)為0. 20; 腐蝕速率大于 0. 254mmza,系數(shù)為0. 50; 如果應(yīng)力腐蝕裂紋有擴大的危險，系數(shù)為 0. 75,這一般是氯氣長期作用的結(jié)果； 要求用防腐襯里時，系數(shù)為 0. 20。但如果襯里僅僅是為了防止產(chǎn)品污染，則不取系數(shù)9） 泄漏連接頭和填料處 墊片、接頭或軸

38、的密封處及填料處可能是易燃、可燃物質(zhì)的泄漏源，尤其是在熱和壓力周期性變化的場所，應(yīng)該按工藝設(shè)計情況和采用的物質(zhì)選取系數(shù)。按下列原則選取系數(shù)： 泵和壓蓋密封處可能產(chǎn)生輕微泄漏時，系數(shù)為0. 10。 泵、壓縮機和法蘭連接處產(chǎn)生正常的一般泄漏時，系數(shù)為 0. 30。 承受熱和壓力周期性變化的場合，系數(shù)為0. 300 如果工藝單元的物料是有滲透性或磨蝕性的漿液，則可能引起密封失效，或者工藝單元使用轉(zhuǎn)動軸封或填料函時，系 數(shù)為0 40。 單元中有玻璃視鏡、波紋管或膨脹節(jié)時，系數(shù)為 1. 50。10) 明火設(shè)備的使用當易燃液體、蒸汽或可燃性粉塵泄漏時，工藝中明火設(shè)備的存在額外增加了引燃的可能性。分為兩種情

39、況選取系數(shù)：一是明火設(shè)備設(shè)置在評價單元中；二是明火設(shè)備附近有各種工藝單元。從評價單元可能發(fā)生泄漏點到明火設(shè)備的空氣進口的距離就是圖6 中要采取的距離，單位用英尺表示。圖 6 中曲線A 1 用于：a.確定物質(zhì)系數(shù)的物質(zhì)可能在其閃點以上泄漏的任何工藝單元；b.確定物質(zhì)系數(shù)的物質(zhì)是可燃性粉塵的任何工藝單元。圖中曲線A 2 用于：確定物質(zhì)系數(shù)的物質(zhì)可能在其沸點以上泄漏的任何工藝單元。系數(shù)確定的方法：按照圖6 用潛在泄漏到明火設(shè)備空氣進口的距離與相對應(yīng)曲線(A 1 或 A 2) 的交點即可得到系數(shù)值。曲線A1, A 2中，可能的泄漏源距離(X)與系數(shù)(Y)對應(yīng)的方程為(式中X的單位為英尺 廣A 1 ：曲

40、線A 2：如果明火設(shè)備本身就是評價工藝單元，則到潛在泄漏源的距離為0；如果明火設(shè)備加熱易燃或可燃物質(zhì)，即使物質(zhì)的溫度不高于其閃點，系數(shù)也取1 00。明火設(shè)備的使用系數(shù)不適用于明火爐。本項所涉及的任何其他情況，包括所處理的物質(zhì)低于其閃點都不用取系數(shù)。圖 6 明火設(shè)備的危險系數(shù)如果明火設(shè)備在工藝單元內(nèi)，并且單元中選作物質(zhì)系數(shù)的物質(zhì)的泄漏溫度可能高于閃點，則不管距離多少，系數(shù)至少取0 10。對于帶有“壓力燃燒器”的明火設(shè)備，若空氣進氣孔為3m或更大且不靠近排放口之類的潛在的泄漏源時，系數(shù)取標準燃燒器所確定系數(shù)的5096；但是，當明火加熱器本身就是評價單元時，則系數(shù)不能乘以5096。11）熱油交換系統(tǒng)

41、大多數(shù)交換介質(zhì)可燃且操作溫度經(jīng)常在閃點或沸點之上，因此增加了危險性。此項危險系數(shù)是根據(jù)熱交換介質(zhì)的使用溫度和數(shù)量來確定的。熱交換介質(zhì)為不可燃物或雖為可燃物但使用溫度總是低于閃點時，不用考慮這個系數(shù)，但應(yīng)對生成油霧的可能性加以考慮。按照表 10 確定危險系數(shù)時，其油量可取下列兩者中較小者：油管破裂后15min 的泄漏量；熱油循環(huán)系統(tǒng)中的總油量。熱交換系統(tǒng)中儲備的油量不計入，除非它在大部分時間里與單元保持著聯(lián)系。建議計算熱油循環(huán)系統(tǒng)的火災(zāi)、爆炸指數(shù)時，應(yīng)包含運行狀態(tài)下的油罐（ 不是油儲罐） 、泵、輸油管及回流油管。根據(jù)經(jīng)驗， 這樣做的結(jié)果會使火災(zāi)、爆炸指數(shù)較大。熱油循環(huán)系統(tǒng)作為評價熱油系統(tǒng)時，則按

42、 “明火設(shè)備的使用”的規(guī)定選取系數(shù)。12) 轉(zhuǎn)動設(shè)備單元內(nèi)大容量的轉(zhuǎn)動設(shè)備會帶來危險，雖然還沒有確定一個公式來表征各種類型和尺寸轉(zhuǎn)動設(shè)備的危險性，但統(tǒng)計資料表明，超過一定規(guī)格的泵和壓縮機很可能引起事故。評價單元中使用或評價單元本身是以下轉(zhuǎn)動設(shè)備的，可選取系數(shù)0. 5:大于600馬力(1馬力= 735. 5W：的壓縮機，大于 75 馬力的泵，發(fā)生故障后因混合不均、冷卻不足或終止等原因引起反應(yīng)溫度升高的攪拌器和循環(huán)泵；其他曾發(fā)生過事故的大型高速轉(zhuǎn)動設(shè)備，如離心機等。評價了所有的特殊工藝危險之后，計算基本系數(shù)與所涉及的特殊工藝危險系數(shù)的總和，并將它填入火災(zāi)、爆炸指數(shù)計算表中的“特殊工藝危險系數(shù) (F

43、 2) ”的欄中。特殊工藝危險系數(shù)的計算：特殊工藝危險系數(shù)(F 2)= 基本系數(shù)+所有選取的特殊工藝危險系數(shù)之和工藝單元危險系數(shù)的計算：工藝單元危險系數(shù)（F3）=一般工藝危險系數(shù)（Fl） x特殊工藝危險系數(shù)（F2）F3值范圍為：18,若F3>8則按8計。計算火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)（F&EI）4 4 火災(zāi)爆炸危險指數(shù)等級火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)被用來估計生產(chǎn)事故可能造成的破壞。各種危險因素，如反應(yīng)類型、操作溫度、壓力和可燃物的數(shù)量等，表征了事故發(fā)生概率、可燃物的潛能以及由工藝控制故障、設(shè)備故障、振動或應(yīng)力疲勞等導(dǎo)致的潛能釋放的大小。根據(jù)直接原因，易燃物泄漏并點燃后引起的火災(zāi)或燃料混合物爆炸的

44、破壞情況分為如下幾類：沖擊波或燃爆；初始泄漏引起的火災(zāi)暴露；容器爆炸引起的對管道與設(shè)備的撞擊；引起二次事故其他可燃物的釋放。隨著單元危險系數(shù)和物質(zhì)系數(shù)的增大，二次事故變得愈加嚴重?；馂?zāi)、爆炸危險指數(shù)（F&EI）是單元危險系數(shù)（F3）和物質(zhì)系數(shù)（MF）的乘積。表 11 是 F&EI 值與危險程度之間的關(guān)系，它使人們對火災(zāi)、爆炸的嚴重程度有一個相對的認識。F&EI 被匯總記入火災(zāi)、爆炸指數(shù)計算表中。建議保存有關(guān)F&EI 的計算和文件，以備日后檢查和校對。4 5 安全措施補償系數(shù)建造任何一個化工裝置（ 或化工廠） 時，應(yīng)該考慮一些基本設(shè)計要點，要符合各種規(guī)范，如建筑規(guī)

45、范和美國機械工程師學會（ASME美國消防協(xié)會（NFPA）、美國材料試驗學會（ASTM美國國家標準所（ANST）的規(guī)范以及地方政府的要求。除了這些基本的設(shè)計要求之外，根據(jù)經(jīng)驗提出的安全措施也已證明是有效的，它不僅能預(yù)防嚴重事故的發(fā)生，也能降低事故的發(fā)生概率和危害。安全措施可以分為工藝控制、物質(zhì)隔離、防火措施三類，其補償系數(shù)分別為C1， C2， C3。安全措施補償系數(shù)按下列程序進行計算并匯總于安全措施補償系數(shù)表中：直接把合適的系數(shù)填入該安全措施的右邊；沒有采取的安全措施，系數(shù)記為 1；每一類安全措施的補償系數(shù)是該類別中所有選取系數(shù)的乘積；C X Q X C3計算便得到總補償系數(shù)；將補償系數(shù)填入單元危險分析匯總表中的第7 行。所選擇的安全措施應(yīng)能切實地減少或控制評價單元的危險。選擇安全措施以提高安全可靠性不是本危險分析方法的最終結(jié)果， 其最終結(jié)果是確定損失減少的美元數(shù)或使最大可能財產(chǎn)損失降至一個更為實際的數(shù)值。當?shù)氐膿p失預(yù)防專家能幫助我們選擇各種合適的安全措施。下面列出安全措施及相應(yīng)的補償系數(shù)并加以說明。1) 工藝控制補償系數(shù)(C1)(1) 應(yīng)急電源0 98。本補償系數(shù)適應(yīng)于基本設(shè)施( 儀表電源、控制儀表、攪拌器和泵等)具有應(yīng)急電源且能從正常狀態(tài)自動切換到應(yīng)急狀態(tài)。只有當應(yīng)急電源與評價單元事