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1、方法概述,道化方法：根据物质危险性(火灾爆炸丶化学反应丶毒性)丶工艺危险性(一般工艺丶特殊工艺),确定火灾爆炸指数和基本最大可能财产损失;根据安全措施计算补偿系数,求取实际最大可能财产损失,判定其危险能否接受。道化方法1964年第一版问世,1996年己出第七版。 主要功能：定量计算火灾爆炸事故损失,检验安全措施补偿效果。可多次反复计算。应用范围：主要是石油化工及化工生产和化学品储运。,1,道化评价程序框图,2,1.评价单元划分,生产单元：指工厂内整个生产设施(化学工艺丶机械加工丶仓库丶包装线等)工艺单元：工艺装置的任一主要单元。是生产单元中的子单元,如炼油之加热炉丶常减压丶催化裂化等)恰当工艺
2、单元：具有火灾爆炸危险的工艺单元道化学方法要评价的单元。我们可称其为评价单元。,3,划分评价单元注意问题,综合考虑单元内危险物质及数量丶潜在化学能大小丶工艺参数丶火灾爆炸历史资料丶财产密度等情况；危险物质最低量：2268 kg 或 2.27 m3, 实验厂：454 kg 或 0.454 m3；若设备串连未有效隔离时,根据其影响程度可将其作为1个丶2个或多个单元；注意各操作状态(开车丶停车丶正常生产丶装料丶卸料丶加触媒等),可选1种或几种来计算。,4,2.物质系数求取,物质系数 MF：表述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。 MF取决于NF和NR。NF ：物质可
3、燃性; NR 化学活泼性（不稳定性)A.危险物质的确定(单元内若是混合物时)：a.物理混合：选含量约5%以上的最危险物质。b.化学反应系统：一般根据反应速度及产率判定：二者均大,选产物；均小,选反应物；其余情况全面考虑。均选其中最危险物质。特况例外如：液化气燃烧炉,正常运行时虽然快速燃烧生成水和二氧化碳,但应考虑熄火或其它故障状态则危险物应是液化气(丙烷)。c.可燃气体和可燃粉尘的爆炸混合物： 据情综合考虑。,5,2.物质系数求取,B. MF值求取a.查附录A表丶NFPA 49丶NFPA 325M(美泄爆指南)b.附录A表没有的物质,根据NF(粉尘为St)和NR查道化表1(下页)求取;物质的N
4、F(粉尘为St)和NR的确定：NF：液.气体由闪(沸)点定;可燃固体由表1中表面状态定。 可燃性粉尘丶烟雾的St：由爆炸指数Kst(Kmax)定。,6,7,NR确定原则：,化学结构及性质近似的物质NR等值,可借助附录A数据类推(体会)Nr=0 在燃烧条件下仍能保持稳定的物质。不与水反应的物质；在温度300-500 时用差示扫描量热计（DSC）测定显示温升的物质。Nr=1 自身通常稳定但在加温加压条件下就变得不稳定的物质接触空气、受光照射或受潮发生变化或分解的物质；在150 至300 间显示温升的物质。,8,NR确定原则：,Nr=2 在加温加压下易于发生剧烈化学变化的物质。用DSC试验在温度小于
5、150 显示温升的物质；与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。Nr=3 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需在密闭状态下加热的物质。加温加热时对热或机械冲击敏感的物质；不需要加热或密闭，即与水发生爆炸反应的物质。Nr=4 在常温常压下自身易于引发爆炸分解或爆炸反应的物质。,9,NR确定时的附加条件,上述确定原则需增加下述附加条件：氧化剂物质NR值增加1;对冲击敏威性物质NR值为3或4;NR值与物质特性不符时,则应补做化学品反应性试验;请教对化学物质活性熟悉人员,以对差热分析仪或差示扫描量热计的测试结果进行合理分析。,10,11,C.MF值的温度修正(600C以上),
6、修正范围：闪点高于600C的物质,若工艺温度(非化学反应)高于600C时;温度高于自燃点或放热起始温度时均需修正。(闪点小于600C或反应活性温度低于600C的物质,反应器内的物料均不考虑温度修正)。修正方法：若温度高于闪点或大于600C, NF值加1;若温度高于自燃点或放热起始温度NR值增1;使用增值后的NF及NR查道化表1求得 MF,12,道化学方法计算的说明,物质系数在火灾爆炸指数中的权重最大;道化中的计算是选择单元的最危险状态,如：开车或连续运行或停车等;一次只计算一种状态的危险,不可混合;几种危险的危险程度不易判别时,可分别计算各种危险后予以比较。,13,3.计算一般工艺危险系数F1
7、,14,3.计算一般工艺危险系数F1,A.放热化学反应：对号入座定系数B.吸热化学反应：对号入座定系数C.物料处理与输送： (1)管线装卸(连与未连)： I类易燃及液化石油气取0.5; (2)人工加料(带入空气,不论是否惰性气体置换)取0.5; (3)可燃物储存(库房或露天)：,15,3.计算一般工艺危险系数F1,(3)可燃物储存(库房或露天)：a.桶丶罐装的易燃液体或气体(NF=3及4的)等取0.85;b.表1中NF=3的可燃固体取0.65;c.表1中NF=2的可燃固体取0.40;d.闭杯闪点大于37.8oC,小于60oC的可燃液体取0.25。,16,3.计算一般工艺危险系数F1,D.封闭单
8、元或室内单元 (1) 区域内安装有粉尘过滤器或捕集器的取0.5; (2)在闪点以上沸点以下处理易燃液体取0.3,若物量大于4540kg则取0.45. (3)沸点以上处理易燃液体取0.6,若物量大于4540kg则取0.90. (4)若安装有合理的通风装置,则(1)及(3)项系数减半.,17,3.计算一般工艺危险系数F1,E.通道生产装置周围至少在两个方向上设有救援车辆通道,否则：整个操作区面积大于925 m2,通道不合要求时取0.35;整个库区面积大于23120.35 m2,通道不合要求时取0.35;面积小于上述值,通道影响消防活动时取0.2。,18,3.计算一般工艺危险系数F1,F.排放和泄漏
9、控制 仅用于物料闪点小于600C和操作温度高于闪点时。易燃丶可燃液体大量溢出时,若有良好的排放设施,不危及周围设备时,系数为0;否则皆取系数：(1)有防液堤,但内有露天放置的设备,取0.5;(2)周围为可排放漏漏液的平坦地,取0.5;(3)液池或地沟处设有公用工程管线或管线距离不符合要求,取0.5。,19,4.计算特殊工艺危险系数F2,毒性物质负压操作 爆炸极限范围内或其附近的操作 粉尘爆炸压力释放低温,易燃物质和不稳定物质的数量腐蚀 泄漏连接头和填料处 明火设备的使用热油交换系统转动设备,20,21,22,4.计算特殊工艺危险系数F2,(1)毒性物质系数 取值0.2NH,对于混合物,取毒性最
10、高者。 NH值如何求得？ a.查附录A丶NFPA 325M或NFPA 49资料 b.根据NFPA 704对物质NH分类原则判断(见P32),23,4.计算特殊工艺危险系数F2,B.负压操作 只用于绝对压力小于500mmHg且空气进入导致危险的场合。系数取值为0.5。此项若取值,则下项C须跳过,勿重复取值。C.燃烧范围或其附近的操作(见P33) 注意几种情况数值不同,但只选取1个系数,不得加合。,24,4.计算特殊工艺危险系数F2,D.粉尘爆炸(P34) 根据爆炸性粉尘的粒径大小查表定系数E.释放压力(P35) 系数求取步骤：a.以操作压力查图2求得系数k1;b.以释放时设定压力查图2求得系数k
11、2;c. 计算式：k= k1 (k1/ k2)d.注意下述三种情况的修正：,25,4.计算特殊工艺危险系数F2,d.注意下述三种情况的修正：高粘性物质操作压力系数乘0.7,即0.7k1；单独使用压缩气体使易燃液体压力增至103kpa以上时乘以1.2, 即1.2 k1；在沸点以上贮存的易燃物料均乘以1.3, 即1.3 k1 若从x代表修正系数,则最终压力系数计算式为： k=x k1 (k1/ k2),26,4.计算特殊工艺危险系数F2,F.低温 考虑材料在低温下脆化危险性,只在材料脆化转变温度以下时方采用。G.易燃和不稳定物质 研究危险物质数量与危险后果的关系,分三种情况：(1)工艺中的液体或气
12、体(2)储存中的液体或气体(3)储存中的可燃固体和工艺中的粉尘,27,4.计算特殊工艺危险系数F2,(1)工艺中的液体或气体 针对生产工艺中的可燃气体丶易燃液体(闪点低于600C)丶操作温度高于闪点的可燃液体， Nr=2，3，4化学活性物质a.物质量(w)的确定：通常为10分钟泄漏量,具体为：工艺单元内物料量；与相连单元合计的物料量(无遥控切断阀时)；反应设备内的物料量；要具体情况具体分析,以求得较合理的物料量。,28,4.计算特殊工艺危险系数F2,b.总能(热)量(Q)计算： Q=WH 式中H 为燃烧热,可从附录A或其它手册查找。c.由Q值查图3求得本项危险系数。注意：计算中单位要统一,查图
13、为英热单位,对数坐标不等分。,29,4.计算特殊工艺危险系数F2,(2)储存中的液体或气体 原理同上注意几点：a.物量的确定 可移动容器及共用堤坝内的储罐计算全部总物料量(泄漏可排至另外大液池者除外)。b.总能(热)量(Q)计算时,多种物质要分别计算求其总和。c.以总能量查图4中对应的危险物质的曲线,30,4.计算特殊工艺危险系数F2,(3)储存中的可燃固体和工艺中的粉尘物料量确定：是指单元中用以确定物质系数的物质的总量kg(磅)。对于NR=2及以上的不稳定物质,取单元中实际物量的6倍作为总物量。以物质总量(磅)查图5,求得危险系数值。图5中有两条曲线,当物质密度小于160.2kg/m3时查低
14、密度曲线A;当密度大于160.2kg/m3时查高密度曲线B。图3丶图4及图5各曲线在道化中均有对应的曲线方程,可不查曲线图而用曲线方程求解危险系数(P41-P47),31,4.计算特殊工艺危险系数F2,H.腐蚀腐蚀系数根据外部腐蚀和内部腐蚀速率之和确定。腐蚀速率小于0.127mm/a,系数为0.10;腐蚀速率0.127-254mm/a,系数为0.20;腐蚀速率大于0.254mm/a,系数为0.50;应力腐蚀裂文有扩大危险,系数为0.75;要求用防腐衬里的(产品防污目的的除外),取0.2。,32,4.计算特殊工艺危险系数F2,I.泄漏-连接头和填料处泵和压盖密封处可轻微泄漏,取0.10;泵.压缩
15、机和法兰连接处可一般泄漏,0.30;有热和压力周期性变化,0.30;有引起密封失效的物料或使用转动轴封或填料函时,0.40;单元中有玻璃视镜丶波纹管或膨节,1.50,33,4.计算特殊工艺危险系数F2,J.明火设备明火设备是泄漏物质的引火源,根据泄点至明火设备的距离查图6曲线得系数。曲线A-1适用于闪点以上泄漏的可燃物质和可燃性粉尘;曲线A-2适用于沸点以上泄漏的可燃物质。也可用图6曲线方程式计算求取系数。其它说明见原文。,34,4.计算特殊工艺危险系数F2,K.热油交换系统适用于单元内存在热油交换系统且工作温度在该油品闪点以上时。根据热油循环系统内总油量 m3(油罐丶油泵丶油管中油量之和)查
16、表5确定系数。表中大于闪点丶等于或大于沸点是指系统内热油的温度。评价单元本身就是热油交换系统时,不取本系数。,35,4.计算特殊工艺危险系数F2,L.转动设备适用于单元内使用或评价单元本身就是大型转动设备的情况。如：大于600马力的压缩机(1马力=0.735kw);大于75马力的泵;故障停运可致危险发生的搅拌器和循环泵;其它曾发生过事故的大型高速转动设备,如离心机等。本项系数均取0.50。,36,工艺危险系数F3,依据基本系数为1.0,按表列逐项分析,判定是否取值,填于表中, 相加求和得到： 一般工艺危险系数F1 特殊工艺危险系数F2 工艺危险系数F3 为两项乘积,即：F3=F1F2,37,5
17、.火灾爆炸指数及危险等级,火灾爆炸指数：F&EI = MF F3 火灾、爆炸危险指数F&EI及危险等级划分 160 最轻 6196 较轻 97127 中等128158 很大 159 非常大,38,6.确定暴露范围,暴露半径 (m)： R = 0.256 F&EI暴露面积 (m2)： S=R2暴露体积 (m3)： V=HR= R3,39,7. 暴露区域内财产更换价置,更换价值 = 0.82原来价置增长系数原来价置：暴露区域内的设备丶设施丶物料丶产品等的全部价置。0.82：系数,考虑事故发生时,暴露区内不会遭受破坏或无需更换的设施之价置。增长系数：是指物价变动对原有价置的影响。,40,8.确定危害
18、系数,危害系数是由单元危险系数F3和物质系数MF给出的，它代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。根据单元危险系数F3值(若大于8仍按8计)和物质系数MF查图8求得。,41,9.确定基本MPPD,基本最大可能财产损失（Base MPPD） Base MPPD = 更换价值危害系数,42,10.安全措施补偿系数,工艺控制补偿系数（C1） 物质隔离补偿系数（C2） 防火措施补偿系数（C3）C = C1 C2 C3,43,工艺控制补偿系数（C1）,项目 补偿系数范围 采用系数(1)应急电源 0.98(2)冷却装置 0.970.99(3)抑爆装置 0.840.98(4)紧急
19、停车装置 0.960.99(5)计算机控制 0.930.99(6)惰性气体保护 0.940.96(7)操作规程(程序) 0.910.99(8)化学活性物质检查 0.910.98(9)其他工艺危险分析 0.910.98上述各项系数请参见原文逐项判定取值C1=各项相乘,44,物质隔离补偿系数（C2）,项目 补偿系数范围 采用补偿系数(1)遥控阀 0.960.98(2)卸料(排空)装置 0.960.98(3)排放装置 0.910.97(4)联锁装置 0.98上述安全补偿系数,参见原文逐项判定取值 C2 =各项相乘,45,防火措施补偿系数（C3）,项目 补偿系数范围 采用补偿系数(1)泄漏检测装置 0
20、.940.98(2)结构钢 0.950.98(3)消防水供应系统 0.940.97(4)特殊系统 0.91(5)喷洒系统 0.740.97(6)水幕 0.970.98(7)泡沫灭火装置 0.920.97(8)手提式灭火器材(喷水枪) 0.930.98(9)电缆防护 0.940.98上述系数：参见原文逐项判定取值 C3 =各项相乘安全措施补偿系数C： C=C1C2C3,46,11.确定实际MPPD,实际最大可能财产损失（Actual MPPD) Actual MPPD = Base MPPDC,47,12.确定MPDO,最大可能工作日损失（MPDO）(见p76)a.以修复工程的进度确定停产日期;
21、b.查图9(为1986年美元数给出,现物价变动应换算);或以图中曲线方程计算求取(一般用中间曲线)用X代替MPPD，用Y代替MPDO：上线： lgY=1.3251320.592471(lgX) 中间线： lgY=1.5502330.598416(lgX) 下线： lgY=1.0455150.610426(lgX),48,13.确定停产损失 BI,停产损失（BI）：BI = MPDOVPM0.7 / 30 VPM每月产值； 0.7代表固定成本和利润。,49,14.道化方法的评价结论,1.多大损失是可接受的风险？新工厂(装置)的风险值,不超同类技术水平类似厂(装置)财产损失小于更换价置的10%2.预评价用道化： 据F很大级丶非常大级为不可接受的风险。3.不可接受的风险必须更改平面布局.增设安全措施,重算。,50,15.使用道化方法注意的问题,(1)道化方法本身的局限性： a.只考虑火灾爆炸,不考虑其它危险; b.只计算财产损失,不考虑人员伤亡; c.不考虑火灾爆炸事故模式。(2)具备化学化工专业知识是使用道化的前提条件(3) 参数选取有困难要请教化学化工专家(4)预评价用道化计算财产损失有困难。,51,16.预评价中使用道化问题,因预评价时工程处于“可研”阶段,财产密度计算有困难,有的将道化程序进行了修改,由此带来了问题详见化工安全与环境2002年32期P5,52,
