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1、4.火灾爆炸危险性的定量分析评价从该装置的主要危险因素分析中可以看出，火灾爆炸是生产过程中的主要危险因素。为了使对火灾爆炸危险性的评价更符合实际情况，该评价应用系统安全工程理论中已经建立的定量评价体系，把概率论、安全生产设计、最优化技术等用数学方法，对各种因素进行量化表述，分析主要因素之间的数量关系，以寻找出不容易直接观察到的各种因素的量值变化及其规模，为确定该装置危险性变化，需要采取的预防措施提供有价值的参考依据。因此，本预评价报告采用美国DOW化学公司火灾爆炸指数法对该装置区部分的火灾爆炸危险性作进一步的分析与评价。4.1评价内容和程序美国DOW化学公司火灾、爆炸指数法（F&EI）是利用工
2、艺中的物质、设备、物量等数据，通过逐步推算的方式，求出其火灾、爆炸等潜在危害的方法。DOW化学公司F&EI评价程序见图41。在单元危险性评价中，单元危险性由其火灾、爆炸指数（F&EI）来体现，而后者又由单元中危险物质性质（MF）、单元一般工艺危险（F1）及特殊工艺危险（F2）来决定。物质系数（MF）是火灾、爆炸指数计算和危险评价过程中最基础的数据，也是表述物质潜在的化学活泼性和易燃性的尺度，其值越大表示火灾危险性越大，物质越不稳定，化学潜能越大。当有不同物质存在一个工艺单元中时，通常应使用具有明显浓度（5以上）并具有最高MF的物质作为核心物质使用。该评价方法的适用范围是易燃或活性化学物质的最小
3、处理量为454Kg左右。按上述原则，将该装置的主要设备，既脱丙烷塔（T1、含塔底一台重沸器）中的丙烷、脱乙烷塔（T2、含塔底一台重沸器）中的乙烷、丙烯塔1（T3、含塔底二台重沸器）中的丙烯、丙烯塔2（T4）中的丙烯、轻C4塔（T5、含塔底二台重沸器）中的C4、重C4塔（T6、含塔底一台重沸器）中的C4作为评价设备的核心物质（注：本章以下表格中各评价单元，除T4外，均包含重沸器中物料）。根据道化学公司（DOW）火灾、爆炸危险指数评价法（第七版）附录A物质系数和特性表中查得或由物质系数确定指南求得上述核心物质的物质系数。选择相关工艺单元计算一般工艺危险系数F1计算特殊工艺危险系数F2确定单元危险系
4、数F3F3F1F2确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF确定影响区域确定危害系数计算安全措施修正系数CC1C2C3确定物质系数MF分析与结果图41 DOW化学公司F&EI评价程序单元工艺危险(F3)一般工艺危险(F1)特殊工艺危险(F2)一般工艺危险性（F1）主要考虑以下方面：放热化学反应、吸热反应、物质的处理和输运、封闭式结构单元、通道、排放和泄漏控制。特殊工艺危险性（F2）是对毒性物质、负压、爆炸极限及附近的操作、粉尘爆炸、压力、低温、易燃及不稳定物质的重量、腐蚀和磨损、泄漏接头和填料、使用明火设备、热油交换系统、转动设备修正后的结果。单元的火灾、爆炸指数(F&EI)物质系数（MF）单元工艺
5、危险（F3）暴露半径RF&EI0.256（m）影响半径SpR2（m2）下面简图为一示例，该图显示了暴露半径、暴露区域及影响体积（高度暴露区域半径）。参见图42。 体 积暴露区域面积暴露区域半径装置高 度暴 露 区 域 半 径表示暴露半径、暴露区域及影响体积 图42根据火灾爆炸指数(F&EI)确定评价单元的火灾爆炸危险等级。火灾爆炸危险等级表见表41。火灾、爆炸危险等级表 表41F&EI范围危 险 等级160轻6196较 轻97127中 等128158严 重159以上极 端4.2火灾爆炸危险性评价4.2.1评价单元划分为了准确、可靠地完成对工艺危险性的评价，在计算该装置的火灾、爆炸指数时只选择那
6、些对工艺有影响的单元进行评价，即评价单元。确定评价单元时注意运用以下原则：a. 单元中物质的潜在化学能b. 单元中易燃易爆危险物质的数量c. 单元内的资金密度d. 单元的操作压力和温度e. 导致以往事故的要点f. 对工厂起关键作用的单元根据的实际情况和以上原则，将该装置中的脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔1、丙烯塔2、轻C4塔、重C4塔作为评价单元，从理论上定量计算上述评价对象的火灾、爆炸指数，暴露半径（m）及影响区域(m2)。4.2.2单元危险性评价各评价单元危险性分析见表42。单元危险分析表 表42评价单元脱丙烷塔脱乙烷塔丙烯塔1丙烯塔2轻C4塔重C4塔主要物质丙烷乙烷丙烯丙烯C4C4物质系数（
7、MF）2121212121211.一般工艺危险范 围实际修正系数基本系数（1.00）1.001.001.001.001.001.00A.放热反应0.31.25B.吸热反应0.20.4C.物质的处理与输送0.251.05D.封闭式结构单元0.250.90.400.400.400.400.400.40E.通道0.20.350.000.000.000.000.000.00F.排放和泄漏控制0.250.50.250.250.250.250.250.25一般工艺危险系数（F1）1.651.651.651.651.651.652.特殊工艺危险范 围实际修正系数基本系数（1.00）1.001.001.001
8、.001.001.00A.毒性物质0.200.800.200.200.200.200.200.20B负压（500mmHg）C.爆炸极限及附近操作1.罐装可燃性液体0.502.事故状态在爆炸极限内0.30.300.300.300.300.300.303.一直在爆炸极限内0.8D.可燃性粉尘0.252.00E.压力释放0.460.630.530.520.300.29F.低温0.20.3G.物质的量1.工艺中可燃性液气体及化学活泼性物质2.100.402.202.152.120.232.储存中的可燃性液、气体3.储存中的可燃固体、工艺中粉尘H.腐蚀与磨损0.100.750.100.100.100.1
9、00.100.10I.泄漏0.100.100.100.100.100.10J.使用明火K.热油换热系统0.151.150.250.250.250.000.450.25L.转动设备0.5特殊工艺危险系数（F2）4.512.984.684.374.572.47单元工艺危险系数F3F1F27.444.927.727.217.544.08火灾、爆炸指数F&EIMFF315610316215115886安全措施补偿系数 表43评价单元脱丙烷塔脱乙烷塔丙烯塔1丙烯塔2轻C4塔重C4塔工艺状态范 围实际修正系数1. 工艺控制C10.680.680.680.680.680.68a.紧急状态动力源0.980.9
10、80.980.980.980.980.98b.冷却装置0.970.99c.抑爆装置0.840.98d.紧急停车0.960.990.960.960.960.960.960.96e.计算机控制0.930.990.930.930.930.930.930.93f.惰性气体保护0.940.96g.操作指南/规程0.910.990.920.920.920.920.920.92h.化学活泼性评价0.910.980.910.910.910.910.910.91i.其它工艺危险评价0.910.980.930.930.930.930.930.932.物质隔离C20.910.910.910.910.910.91a.
11、远距离控制阀0.960.980.980.980.980.980.980.98b.切断/排放装置0.960.980.980.980.980.980.980.98c.排污系统0.910.970.970.970.970.970.970.97d.联锁装置0.980.980.980.980.980.980.983.防火设施C30.740.740.740.740.740.74a.气体检测0.940.980.960.960.960.960.960.96b.钢质结构0.950.980.970.970.970.970.970.97c.供水系统0.940.970.970.970.970.970.970.97d.特
12、殊系统0.910.910.910.910.910.910.91e.自动洒水系统0.740.97f.防火水幕0.970.98g.泡沫灭火系统0.920.970.970.970.970.970.970.97h.手提灭火器/水枪0.930.980.950.950.950.950.950.95i.电缆屏蔽0.940.980.980.980.980.980.980.98安全措施补偿系数 CC1C2C30.460.460.460.460.460.46为预防严重事故的发生，降低事故的概率和大小，对基本设计考虑了工艺控制（C1）、物质隔离（C2）、和防火措施（C3）三类安全措施，其乘积作为安全措施补偿系数,能
13、体现出火灾爆炸危险性已经降低的程度。安全措施补偿系数CC1C2C3，该装置安全措施补偿系数C的取值与计算，详见表43。4.2.3评价结论DOW化学火灾爆炸指数法计算结果 表44评 价 单 元单元危险系数F3火灾、爆炸指数F&EI暴露半径( m )影响区域( m2 )脱丙烷塔7.4415639.94999脱乙烷塔4.9210326.42188丙烯塔17.7216241.55408丙烯塔27.2115138.74703轻C4塔7.5415840.45125重C4塔4.088622.01520DOW化学火灾爆炸指数法修正结果 表45评 价 单 元初始火灾爆炸指数危险等级安全措施补偿系数补偿后火灾爆炸
14、指数危险等级脱丙烷塔156严重0.4672较轻脱乙烷塔103中等0.4647轻丙烯塔1162极端0.4675较轻丙烯塔2151严重0.4669较轻轻C4塔158严重0.4673较轻重C4塔86较轻0.4640轻应用DOW化学火灾爆炸指数法对该装置各评价单元的计算结果见表44。当本工程所采取的消防及安全措施有效时，便可以得到表45所示结果。结合前面的火灾爆炸危险程度表，可以对该装置中的评价单元作出如下结论：1、采用DOW化学火灾、爆炸指数法对选取的六个评价单元进行评价，评价结果表明：丙烯塔1，危险性最大；脱丙烷塔、丙烯塔2、轻C4塔的危险性较大；脱乙烷塔，危险性中等；重C4塔,危险性较轻。2、在未采取安全补偿措施的条件下，丙烯塔1的危险性为极端危险状态，脱丙烷塔、丙烯塔2、轻C4塔的危险性为严重危险状态，脱乙烷塔的危险性为中等危险状态，重C4塔的危险性为较轻危险状态。当采取安全补偿措施后，上述六个单元的火灾爆炸危险程度均成为较轻和轻的状态（详见表45）。
