3实用定量安全评价方法及应用.ppt
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1、安全评价及预测安全评价及预测第第3 3章章 实用定量安全评价方法及应用实用定量安全评价方法及应用聊大理工学院安全工程教研室聊大理工学院安全工程教研室主讲人:宋士学 Tel:13616351918第第3章章 实用定量安全评价方法及应用实用定量安全评价方法及应用3.1危危险指数评价法险指数评价法3.1.1Dow火灾爆炸危险指数法火灾爆炸危险指数法3.1.2ICI蒙德法蒙德法3.2概率风险评价法概率风险评价法3.3伤害范围评价法伤害范围评价法23.1危险指数评价法危险指数评价法美国道化学公司美国道化学公司1964年开发第一版,至年开发第一版,至1993年推出年推出第七版。第七版。DowChemica
2、lCompany,FireandExplosionIndexDow评价法评价法根据以往根据以往的的事故统计事故统计资料、资料、物质的潜在能物质的潜在能量和现行的安全措施情况量和现行的安全措施情况,利用系统工艺过程中的物,利用系统工艺过程中的物质、设备、设备操作条件等数据,通过质、设备、设备操作条件等数据,通过逐步推算的公逐步推算的公式式,对系统工艺装置及所含物质的,对系统工艺装置及所含物质的实际潜在实际潜在火灾爆炸火灾爆炸危险危险进行评价。进行评价。3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法一、道
3、化学火灾、爆炸危险指数评价法定义一、道化学火灾、爆炸危险指数评价法定义一、道化学火灾、爆炸危险指数评价法定义一、道化学火灾、爆炸危险指数评价法定义33.1危险指数评价法危险指数评价法1整个评价基于整个评价基于物质危险性的评价物质危险性的评价和和工艺过程危险性工艺过程危险性的评价。的评价。前者更为基础前者更为基础2所所评价的危险性评价的危险性是物质和工艺的是物质和工艺的固有危险性固有危险性,基本未涉及基本未涉及生产过程中生产过程中人和管理人和管理的因素。的因素。3评价中所用数据来源于以往的事故统计、物质的潜在能量评价中所用数据来源于以往的事故统计、物质的潜在能量及现行防灾措施的经验。及现行防灾措
4、施的经验。尽管将这些经验量化成了数据尽管将这些经验量化成了数据,但,但本质上本质上仍属仍属定性的定性的、相对比较的相对比较的方法方法4固有危险最后通过美元来表现,固有危险最后通过美元来表现,风险评价和保险目的突出风险评价和保险目的突出3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法二、道化学火灾、爆炸危险指数评价法特点二、道化学火灾、爆炸危险指数评价法特点43.1危险指数评价法危险指数评价法评价单元内可燃、易燃、易爆等危险物质的最低限评价单元内可燃、易燃、易爆等危险物质的最低限量为量为2268(2270
5、)kg或或2.27m3,小规模实验工厂上述,小规模实验工厂上述物质的最低量为物质的最低量为454kg或或0.454m3,评价结果才有,评价结果才有意义。若单元内意义。若单元内物料量较少物料量较少,则评价,则评价结果有可能被结果有可能被夸大夸大。在各种评价类型中都可以用,在各种评价类型中都可以用,安全预评价安全预评价中使用最中使用最多。多。通过计算暴露危险区域半径通过计算暴露危险区域半径,通过,通过设计时增大设计时增大间距间距或者或者减少暴露区域的投资减少暴露区域的投资来降低和减少风险。来降低和减少风险。3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、
6、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法三、道化学火灾、爆炸危险指数评价法应用范围三、道化学火灾、爆炸危险指数评价法应用范围53.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序资料准备资料准备u准确的装置(生产单元)设计方案;准确的装置(生产单元)设计方案;u 工艺流程图;工艺流程图;u 工艺设备及安装成本表。工艺设备及安装成本表。u 道氏道氏7 7版火灾、爆炸指数(版火灾、爆炸指
7、数(F&EIF&EI)评价法;)评价法;u 道氏道氏7 7版火灾、爆炸指数计算表;版火灾、爆炸指数计算表;u 安全措施补偿系数表;安全措施补偿系数表;u 工艺单元风险分析汇总表;工艺单元风险分析汇总表;u 生产装置风险分析汇总表;生产装置风险分析汇总表;63.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序1.确定评价单元。确定评价单元。2.求取单元内的物质系数求取单元内的物质系数MF。3.
8、按单元的工艺条件,求一般工艺危险系数按单元的工艺条件,求一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数和特殊工艺危险系数F2。4.用用F1F2,求出工艺单元危险系数。,求出工艺单元危险系数。5.将工艺单元危险系数与物质系数相乘,求出火灾、爆炸危险指数将工艺单元危险系数与物质系数相乘,求出火灾、爆炸危险指数(F&EI)。6.用用F&EI计算单元的暴露区域半径,并计算暴露面积。计算单元的暴露区域半径,并计算暴露面积。R=0.256F&EI7.确定暴露区域内的所有设备的更换价值,确定暴露区域内的所有设备的更换价值,=原来成本原来成本0.82增长系数增长系数8.确定危害系数确定危害系数(由由F3和和MF确定确
9、定),求出基本最大可能财产损失,求出基本最大可能财产损失MPPD。9.确定安全措施补偿系数确定安全措施补偿系数C=工艺控制工艺控制物质隔离物质隔离防火措施防火措施10.确定实际确定实际MPPD=C最大可能财产损失最大可能财产损失11.确定最大可能损失工作日(确定最大可能损失工作日(MPDO),由实际),由实际MPPD确定。确定。12.确定停产损失确定停产损失=MPDO/30VPM0.7。VPM为每月产值为每月产值7R=0.256F&EI=原来成本原来成本0.82增长系数增长系数由由F3和和MF按照关系图确定按照关系图确定更换价值更换价值危害系数危害系数=C按照一定公式计算按照一定公式计算=MP
10、DO/30VPM0.783.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序1.确定评价单元。确定评价单元。评价单元应评价单元应反映最大的火灾、爆炸危险反映最大的火灾、爆炸危险。评价。评价单元可以是单元可以是独立的生产装置独立的生产装置也可以是也可以是工艺装置的工艺装置的任一主要单元任一主要单元或生产单元或生产单元(包括化学工艺、机械加包括化学工艺、机械加工、仓库、包装线等在内的整个生产设施
11、工、仓库、包装线等在内的整个生产设施),与其与其他部分保持一定的距离,或用防火墙隔离开来他部分保持一定的距离,或用防火墙隔离开来。恰当工艺单元(简称工艺单元)恰当工艺单元(简称工艺单元)恰当工艺单元(简称工艺单元)恰当工艺单元(简称工艺单元)从损失预防角度来看对工艺有从损失预防角度来看对工艺有从损失预防角度来看对工艺有从损失预防角度来看对工艺有影响影响影响影响的工艺单元的工艺单元的工艺单元的工艺单元93.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危
12、险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序1 1)选择工艺单元的主要依据参数)选择工艺单元的主要依据参数u物质的潜在的物质的潜在的化学能化学能(物质系数);(物质系数);u工艺单元中危险物质的工艺单元中危险物质的数量数量;u资金资金密度;密度;美元美元/u操作操作压力压力与操作与操作温度温度;u导致火灾、爆炸事故的导致火灾、爆炸事故的历史资料历史资料;u对装置操作起对装置操作起关键关键作用的作用的设备设备。关键:关键:极小的事故就可能导致燃爆或停产极小的事故就可能导致燃爆或停产以上参数值越大越需要评价以上参数值越大越需要评价103.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13
13、.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序2 2)选择工艺单元的几项要点)选择工艺单元的几项要点u 前述的量的限制前述的量的限制u 当设备串联布置且中间未相互有效隔开,应认真考当设备串联布置且中间未相互有效隔开,应认真考虑单元划分的合理性。虑单元划分的合理性。u 仔细考虑操作状态和操作时间也很重要。仔细考虑操作状态和操作时间也很重要。通常可分为开车、正常生产、停车、装料、卸料、填通常可分为开车、正常生产、停车、装料、卸料、填加
14、触媒等,经常会产生异常状况,对加触媒等,经常会产生异常状况,对F&EIF&EI有影响。经过仔有影响。经过仔细判别后,通常可以选择一个操作阶段来计算细判别后,通常可以选择一个操作阶段来计算F&EIF&EI,但有,但有时必须研究几个阶段来确定重大危险。时必须研究几个阶段来确定重大危险。113.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序2.确定物质系数确定物质系数(MF)。物质系数(物质系数
15、(MFMF)是进行危险性评价的一个最基)是进行危险性评价的一个最基础的数值。础的数值。物质系数是表述释放能量大小的内在特性。物物质系数是表述释放能量大小的内在特性。物质系数是由质系数是由N Nf f(物质的燃烧性)和(物质的燃烧性)和N Nr r(化学活性或(化学活性或不稳定性)决定。不稳定性)决定。1 1)表外物质系数的确定)表外物质系数的确定单一物质的查表,表外的按照表单一物质的查表,表外的按照表3-13-1取值。取值。123.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数
16、评价法物质物质NFPA325MNFPA325M及及NFPA49NFPA49反应性分级反应性分级N NR R0 01 12 23 34 4液体、气体液体、气体(包括挥发固包括挥发固体体)的易燃性的易燃性或可燃性或可燃性暴露在暴露在816816的热空气的热空气5min5min不燃不燃燃烧的不燃物燃烧的不燃物N NF F=0=01 11414242429294040FPFP93.393.3N NF F=1=14 4141424242929404037.837.8 FPFP93.393.3N NF F=2=21010141424242929404022.822.8 FPFP37.837.8或或FPFP
17、22.822.8且且BPBP37.837.8N NF F=3=316161616242429294040FPFP22.822.8且且BPBP37.8300barst300bar m/s)m/s)24242424242429294040可燃性固体可燃性固体厚度厚度40mm40mm的密实物质的密实物质N NF F=1=14 41414242429294040厚度厚度40mm8,按按8记记F1 一般工艺危险系数;一般工艺危险系数;确定事故大小的主要因确定事故大小的主要因素之一素之一F2 特殊工艺危险系数。特殊工艺危险系数。影响事故发生概率的另影响事故发生概率的另一主要因素一主要因素183.1危险指数
18、评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序1).一般工艺危险系数一般工艺危险系数F1(影响损害大小)(影响损害大小)。u放热反应放热反应u吸热反应吸热反应u物料处理与输送物料处理与输送u封闭单元或室内单元封闭单元或室内单元u通道通道u排放和泄漏控制排放和泄漏控制各项取值范围如表各项取值范围如表3-23-2所示所示191.1.一般工艺危险一般工艺危险一般工艺危险一般工艺危险危险系数范围危险系数范围
19、危险系数范围危险系数范围采用危险系数采用危险系数采用危险系数采用危险系数基本系数基本系数基本系数基本系数1.001.00(1)(1)放热化学反应放热化学反应放热化学反应放热化学反应0.30.31.251.25轻微轻微0.30.3;中等;中等0.50.5;剧烈;剧烈1.01.0;特别剧烈;特别剧烈1.251.25(2)(2)吸热反应吸热反应吸热反应吸热反应0.200.200.400.40反应器内反应器内反应器内反应器内0.250.250.250.25;(3)(3)物料处理与输送物料处理与输送物料处理与输送物料处理与输送0.250.251.051.05N NF F不同取值不同,放于货不同取值不同,
20、放于货架未设洒水装置加架未设洒水装置加0.20.2(4)(4)密闭式或室内工艺单密闭式或室内工艺单密闭式或室内工艺单密闭式或室内工艺单元元元元0.250.250.900.90安设通风装置,系数减小安设通风装置,系数减小(5)(5)通道通道通道通道0.200.200.350.35影响消防活动影响消防活动(6)(6)排放和泄漏控制排放和泄漏控制排放和泄漏控制排放和泄漏控制0.250.250.500.50易燃液体溢出引发火灾易燃液体溢出引发火灾一般工艺危险系数一般工艺危险系数一般工艺危险系数一般工艺危险系数(F F1 1)各系数和各系数和表表3-2一般工艺危险系数取值范围表一般工艺危险系数取值范围表
21、203.1危险指数评价法危险指数评价法3.1.13.1.1道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法道化学火灾、爆炸危险指数评价法四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序四、道化学火灾、爆炸危险指数评价法评价程序1).一般工艺危险系数一般工艺危险系数F2(影响发生概率)(影响发生概率)。1.1.毒性物质毒性物质毒性物质毒性物质2.2.负压操作负压操作负压操作负压操作 3.3.爆炸极限范围内或其附爆炸极限范围内或其附爆炸极限范围内或其附爆炸极限范围内或其附近的操作近的操作近的操作近的操作 4.4.粉尘爆炸粉尘爆炸粉尘爆炸粉尘爆炸5.5.压力释放压
22、力释放压力释放压力释放6.6.低温低温低温低温7.7.易燃物质和不稳定物质的易燃物质和不稳定物质的易燃物质和不稳定物质的易燃物质和不稳定物质的数量数量数量数量8.8.腐蚀腐蚀腐蚀腐蚀 9.9.泄漏泄漏泄漏泄漏连接头和填料处连接头和填料处连接头和填料处连接头和填料处 10.10.明火设备的使用明火设备的使用明火设备的使用明火设备的使用11.11.热油交换系统热油交换系统热油交换系统热油交换系统12.12.转动设备转动设备转动设备转动设备各项取值范围如表各项取值范围如表3-3所示所示212.2.特殊工艺危险特殊工艺危险特殊工艺危险特殊工艺危险危险系数范围危险系数范围危险系数范围危险系数范围采用危险
23、系数采用危险系数采用危险系数采用危险系数基本系数基本系数基本系数基本系数1.001.001)1)毒性物质毒性物质毒性物质毒性物质0.20.20.800.80降低决策和减害能力降低决策和减害能力降低决策和减害能力降低决策和减害能力2)2)负压负压负压负压(500mmHg(500mmHg,66.66kPa)66.66kPa)0.500.50适合空气泄入引起危险的适合空气泄入引起危险的场合场合3)3)易燃范围及接近易燃范围的易燃范围及接近易燃范围的易燃范围及接近易燃范围的易燃范围及接近易燃范围的操作操作操作操作(惰化性、未惰化性惰化性、未惰化性惰化性、未惰化性惰化性、未惰化性)(1)(1)罐装易燃液
24、体罐装易燃液体罐装易燃液体罐装易燃液体0.500.50(2)(2)过程失常或吹扫故障过程失常或吹扫故障过程失常或吹扫故障过程失常或吹扫故障0.300.30(3)(3)一直在燃烧范围内一直在燃烧范围内一直在燃烧范围内一直在燃烧范围内0.800.804)4)粉尘爆炸粉尘爆炸粉尘爆炸粉尘爆炸0.250.252.002.00用于含粉尘处理的单元用于含粉尘处理的单元5)5)压力:操作压力压力:操作压力压力:操作压力压力:操作压力(绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力)()(kPakPa)释放压力释放压力释放压力释放压力(绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力)()(kPakPa)高压加大泄露可能高压加大泄露可能高
25、压加大泄露可能高压加大泄露可能表表3-3特殊工艺危险系数取值范围表特殊工艺危险系数取值范围表226)6)低温低温低温低温0.200.200.300.307)7)易燃及不稳定物质的质量易燃及不稳定物质的质量易燃及不稳定物质的质量易燃及不稳定物质的质量物质质量物质质量物质质量物质质量(kg)(kg)物质燃烧热物质燃烧热物质燃烧热物质燃烧热HcHc(J(J/kg)/kg)(1)(1)工艺中的液体及气体工艺中的液体及气体工艺中的液体及气体工艺中的液体及气体(2)(2)贮存中的液体及气体贮存中的液体及气体贮存中的液体及气体贮存中的液体及气体(3)(3)贮存中的可燃固体及工艺中的粉贮存中的可燃固体及工艺中
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