細解道化學火災、爆炸危險指數評價法對某汽油罐區的安全評價

摘 要:為了實現對危險化學品的安全管理，本課題對某港務公司汽油罐區進行安全評價。旨在細解道化學火災、爆炸危險指數評價方法的使用，提出在危險化學品儲存、管理中存在的問題，并提出相應的解決措施，以提高安全管理水平。

關鍵詞:道化學火災 爆炸危險指數評價法 汽油罐區 安全評價

中圖分類號:X937文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0065-02

1 安全評價的定義、目的

安全性評價也稱危險性評價或風險評價，它是綜合運用安全系統工程的方法對系統的安全性進行預測和度量的一種科學方法。

進行安全評價的目的，是為使安全工作逐步實現標準化、科學化、系統化，以事故預測、預防來代替事后處理，達到控制事故發生的目的。

火災、爆炸指數評價法是美國道化學公司于1964年首次提出的一種安全評價方法。可用于評價生產、貯存、處理具有可燃、爆炸、化學活潑性物質的化工過程及其供、排水(氣)系統等。

2 安全評價

以某港務公司為例，該公司主要是石油、石油產品及其部分液體化工品為主的大型綜合性港口。擁有1000～20000方的儲罐16座，實際儲存容量為41萬方。本文利用道化學火災、爆炸指數評價法對汽油罐區進行安全評價。

2．1 工藝單元危險系數

(1)一般工藝危險系數F1

一般工藝危險系數是確定事故損害大小的主要因素。

①物料處理與輸送:本項用于評價工藝單元在處理、輸送和貯存物料時潛在的火災危險性。對于NF=3或NF=4的易燃液體或氣體(包括桶裝、罐裝、可移動式撓性容器和氣溶膠罐裝)危險系數為0.85。汽油的NF=3，所以在此取0.85。

②通道:汽油罐區面積45000平米，大于2312平米，消防通道符合要求，不必選取危險系數。

③排放和泄露控制:汽油罐區三面有堤壩，能將泄漏液引至蓄液池，但是蓄液池貯液能力小于排放量確定的兩個原則之和，選取危險系數為0.25。

(2)特殊工藝危險系數F2

特殊工藝危險是影響事故發生概率的主要因素，特定的工藝條件是導致火災、爆炸事故的主要原因。

①毒性物質:汽油的物質毒性系數為NH=1，其危險系數為0.2NH=0.2。

②爆炸極限范圍內或其附近的操作:某些操作導致空氣進入系統，形成易燃混全物。貯有的汽油其溫度在閉杯閃點(-45℃)以上且無惰性氣體保護，其危險系數為0.5。

③易燃物質和不穩定物質的數量:罐區汽油儲量為40萬立方，取密度為0.71T/m3，物料總熱量值X為: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得出其危險系數Y為:0.85。

④腐蝕:汽油罐按其由OCr18Ni9Ti制作，其腐蝕速率為0.9～1.82g/m2·h，即最大0.21mm/a，由指南:“腐蝕速率大于0.127mm/a，并小于0.254mm/a，其危險系數為0.20。”選取危險系數為0.20。

⑤泄漏——連接頭和填料處:墊片、接頭或軸的密封及填料處可能是易燃、可燃物質的泄漏源，汽油在法蘭連接處可能產生正常的一般泄漏，其危險系數為0.30。

(3)工藝單元危險系數F3

工藝單元危險系數(F3)是一般工藝危險系數(F1)和特殊工藝危險系數(F2)的乘積，用來確定FEI值以及計算危害系數。

(4)火災、爆炸指數

火災、爆炸危險指數(FEI)是工藝單元危險系數(F3)和物質系數(MF)的乘積。用來估計生產過程中的事故可能造成的破壞。汽油罐區F＆EI=F3*MF=102.48，屬于中等危險等級。

2.2 安全措施補償系數

安全措施可分為三類:

C1——工藝控制;C2——危險物質隔離;C3——防火設施。

(1)工藝控制補償系數C1

①操作指南或操作規程:

a.正常操作條件——0.5

b.檢修程序(批準手續、清除污物、隔離、系統清掃)——1.5

c.設備、管線的更換和增加——2.0

綜上可選取補償系數為:

1.0-(0.5+1.5+2.0)/150≈0.97。

②活性化學物質檢查:對于汽油罐區，檢查只是在需要的時候才進行，因此補償系數為0.98。

③其他工藝過程危險分析:汽油罐區可選取的補償系數的情況為工藝、物質等變更的審查管理——0.98。

(2)物質距離補償系數C2

排放系統:汽油罐區四周有堤壩以容納泄漏物，此時不予補償。

(3)防火措施補償系數C3

①鋼質結構:采用防火涂層，且涂層高度大于10m，補償系數為0.95。

②消防水供應:在保證消防水的供應上，有獨立于正常電源之外的其它電源且能提供最大水量，而且，消防水的供應能保證按最大需水量連續供應6小時。所以選取補償系數為0.97。

③泡沫裝置:汽油罐設置了遠距離手動控制的將泡沫注入標準噴灑系統的裝置，補償系數為0.94。

④手提式滅火器材/水槍:安裝了帶有泡沫噴射能力的水槍，其補償系數為0.93。

⑤電纜保護:電纜管埋在地下的電纜溝內，補償系數為0.94。

2.3 工藝單元危險分析匯總

(1)火災、爆炸指數。

火災、爆炸指數F＆EI被用來估計生產事故可能造成的破壞。

(2)暴露半徑:

暴露半徑表明了生產裝置危險區域的平面分布，在此暴露半徑為:

Y=0.84*102.48*0.3048=26.24(m)

(3)暴露區域:

暴露區域為:3.14*26.242=2162(m2)

(4)暴露區域內財產價值:

對于汽油罐區其更換價值按5000萬元人民幣即6.02百萬美元計。

(5)危害系數的確定:

對于物質系數MF=16的汽油其單元危害系數的計算公式為:Y=0.256741+0.019886(X)+0.011055(X2)-0.00088(X3)，(X:單元危險系數F3)，在此，Y=0.64。

(6)基本最大可能財產損失:

基本最大可能財產損失是由暴露區內財產價值和危害系數相乘得到的。基本最大可能財產損失(Base MPPD)為:6.02*0.64= 3.85(百萬美元)

(7)實際最大可能財產損失:

實際最大可能財產損失(Actual MPDO)為:Actual MPPD=3.85*0.71=2.73(百萬美元)

(8)最大可能工作日損失:

估計最大可能工作日損失(MPDO)是評價停產損失(BI)必需的一個步驟。Actual MPPD(X)與MPDO(Y)之間的方程式按正常值為lgY=1.325132+0.592471(lgX)，MPDO =38天

停產損失:

停產損失(BI)按下式計算:

BI=(MPDO/30)*VPM*0.70

VPM——每月產值

汽油罐區每月產值為:600萬元，所以其停產損失

BI=(38/30)*600*0.70=532(萬元)=0.64(百萬美元)

裝置危險分析匯總

火災、爆炸指數(F＆EI)

(只顯示需采用“危險系數”項)

物料處理與輸送采用危險系數0.85， 排放和泄露控制采用危險系數0.25，則一般工藝危險系數(F1)為2.10。

毒性物質采用危險系數0.20，罐裝易燃液體采用危險系數0.50，貯存中的液體及氣體采用危險系數0.85，腐蝕及磨蝕采用危險系數0.20，泄漏——接頭和填料采用危險系數0.30，則特殊工藝危險系數(F2)為3.05。

工藝單元危險系數(F3=F1*F2)為6.405，火災、爆炸指數(F＆EI=F3*MF)為102.48。

安全措施補償系數

(只顯示需采用“補償系數”項)

工藝控制安全補償系數(C1)

操作規程、程序整改后采用補償系數0.95，化學活潑性物質:整改后采用補償系數0.91，其他工藝危險分析:整改后采用補償系數0.91。工藝控制安全補償系數(C1):整改前0.93，整改后0.79。

物質隔離安全補償系數(C2)

遙控閥:整改后采用補償系數0.96，排放系統:整改后采用補償系數0.91。物質隔離安全補償系數(C2):整改前1.00，整改后0.87。

防火設施安全補償系數(C3)

泄漏檢測裝置:整改后采用補償系數0.98，結構鋼:整改后采用補償系數:0.95，消防水供應系統:整改后采用補償系數:0.97，特殊滅火系統:整改后采用補償系數:0.91，泡沫滅火系統:整改后采用補償系數:0.92，手提式滅火器材、噴水槍:整改后采用補償系數:0.93，電纜防護:整改后采用補償系數:0.94。防火設施安全補償系數(C3):整改前0.76，整改后0.66。

工藝單元風險分析匯總

火災、爆炸指數(F＆EI):102.48，暴露半徑:26.24m，暴露面積:2162m2，暴露區域內財產價值:6.02百萬美元，危害系數:0.64，基本最大可能財產損失——基本MPPD:3.85百萬美元，安全措施補償系數=C1*C2*C3:0.71，實際最大可能財產損失——實際MPPD:2.73百萬美元，最大可能停工天數——MPDO:38天，停產損失——BI:0.64百萬美元。

生產裝置風險分析匯總

工藝單元主要物質:汽油，火災、爆炸指數F＆EI:102.48，影響區內財產價值:6.02百萬美元，基本MPPD:3.85百萬美元，實際MPPD:2.73百萬美元，停工天數MPPD:38天，停產損失BI:0.64百萬美元。

3 評價結論及整改意見

3．1 評價結論

潛在的火災、爆炸事故的預期損失為基本最大可能財產損失為3.85百萬美元，實際最大可能財產損失為2.73百萬美元，最大可能停工天數為38天，停產損失為0.64百萬美元。

潛在的火災、爆炸的危險性為中等程度危險。

3．2 建議整改意見

(1)針對汽油罐區可能發生的事故建立事故應急救援預案;(2)對所儲存的汽油按大綱進行檢查，并把這項檢查作為整個操作的一部分;(3)定期對汽油罐區開展定量風險評價;(4)為儲罐配置遙控的切斷閥，以便在緊急情況下迅速將儲罐與管線隔離，且閥門至少每年更換一次;(5)蓄液池能容納最大儲罐內所有物料再加上第二大儲罐10%的物料以及消防水一小時的噴灑量;(6)按裝可燃氣體檢測器，能報警和確定危險范圍;(7)儲罐設計成夾層壁結構，當內壁發生泄露時外壁能承受所有的負荷;(8)設置全自動泡沫噴灑系統。

整改后的情況

安全措施補償系數:0.45，實際最大可能財產損失——Actual MPPD/百萬美元:1.73，最大可能停工天數——MPDO/天: 29，停產損失——BI/百萬美元:0.49。

實際最大可能財產損失減少1百萬美元，最大可能停工天數減少9天，停產損失降低0.15百萬美元。

4 結語

本文詳細敘述了對某汽油罐用道化學火災、爆炸危險指數評價法進行安全評價的整個過程，一方面力求使得該評價方法的實際應用具體化、更加可操作化，另一方面，也希望通過各種數據的分析，加強危險化學品的儲存與管理企業的安全意識，提高安全管理水平。

參考文獻

[1]化工設備設計全書編輯委員會.大型貯罐設計.上海科學技術出版社，1986.

[2]胡建華主編.油品儲運技術.中國石化出版社，2000.

[3]郭振龍等編.工業裝置安全衛生預評價方法.化學工業出版社，1999.

[4]田蘭，蔣永明，王樹藩編.化工安全技術.化學工業出版社，1988.

[5]吳宗之，高進東，魏利軍編著.危險評價方法及其應用.冶金工業出版社，2001.

[6]楊泗霖主編.防火防爆.首都經濟貿易大學出版社，2000.