DOW火災爆炸危險指數(shù)法.課件

1、DOW 火災、爆炸危險指數(shù)法1第一部分 評價方法及評價程序第二部分 工藝單元選擇第三部分 物質(zhì)系數(shù)確定第四部分 工藝單元危險系數(shù)第五部分 火災爆炸指數(shù)第六部分 安全措施補償系數(shù)第七部分 工藝單元危險分析匯總2第一部分 評價方法及評價程序 3一、概述1、名稱 道化學公司火災、爆炸危險指數(shù)法（Dow Chemical Company, Fire and Explosion Index）2、創(chuàng)立時間 1964年（第1版） 1993年（第7版）3、定量依據(jù) 以往事故的統(tǒng)計資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全防災措施的狀況。4二、評價目的及適用范圍1、評價目的 客觀地量化潛在火災、爆炸和反應性事故的預期損失；

2、 找出可能導致事故發(fā)生或使事故擴大的設備； 向管理部門通報潛在的火災、爆炸危險性；使工程技術人員了解各部分可能的損失和減少損失的途徑。2、適用范圍儲存、處理、生產(chǎn)易燃易爆、可燃、活性物質(zhì)的操作過程污水處理設備（設施）、公用工程系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、變壓 器、發(fā)電設備、熱氧化器等工藝單元5十大步驟1、確定單元。2、求取單元內(nèi)的物質(zhì)系數(shù)MF。3、按單元的工藝條件，選用適當?shù)奈ｋU系數(shù)。4、用一般工藝危險系數(shù)和特殊工藝危險系數(shù)相乘求出工藝單元危險系數(shù)。5、將工藝單元危險系數(shù)與物質(zhì)系數(shù)相乘，求出火災、爆炸危險指數(shù)（F&EI）。6、用火災、爆炸指數(shù)查出單元的暴露區(qū)域半徑，并計算暴露面積。7、查出單元暴露區(qū)域內(nèi)的

3、所有設備的更換價值，并確定危害系數(shù)，求出基本最大可能財產(chǎn)損失MPPD。8、應用安全措施補償系數(shù)乘以基本MPPD，確定實際MPPD。9、根據(jù)實際最大可能財產(chǎn)損失，確定最大損失工作日（MPDO）。10、用停產(chǎn)損失工作日MPDO確定停產(chǎn)損失。三、評價程序6火災、爆炸危險指數(shù)評價程序框圖7四、所需資料 準確的裝置（生產(chǎn)單元）設計方案； 工藝流程圖； 工藝設備及安裝成本表。 道氏7版火災、爆炸指數(shù)（F&EI）評價法； 道氏7版火災、爆炸指數(shù)計算表； 安全措施補償系數(shù)表； 工藝單元風險分析匯總表； 生產(chǎn)裝置風險分析匯總表；8第二部分 工藝單元選擇 9一、工藝單元及恰當工藝單元1、工藝單元 工藝裝置的任一主

4、要單元工藝單元2、恰當工藝單元（簡稱工藝單元） 從損失預防角度來看對工藝有影響的工藝單元精餾塔再沸器回流罐冷凝器10 物質(zhì)的潛在的化學能（物質(zhì)系數(shù)）； 工藝單元中危險物質(zhì)的數(shù)量； 資金密度； 操作壓力與操作溫度； 導致火災、爆炸事故的歷史資料； 對裝置操作起關鍵作用的設備。二、選擇恰當工藝單元的重要參數(shù)11 工藝單元的可燃、易燃或化學活性物質(zhì)的最低量 為 2268 kg或 2.27m3。 當設備串聯(lián)布置且中間未相互有效隔開，應認真考慮單元劃分的合理性。 仔細考慮操作狀態(tài)和操作時間也很重要。 三、選擇工藝單元的幾項要點12第三部分 物質(zhì)系數(shù)確定 13一、有關概念 物質(zhì)系數(shù) MF表述物質(zhì)由燃燒或其

5、他化學反應引起的火災、爆炸過程中釋放能量大小的內(nèi)在特性。 MF由NF和NR求得。 NF 物質(zhì)可燃性 NR 化學活潑性（不穩(wěn)定性）14 Nr=0 在燃燒條件下仍能保持穩(wěn)定的物質(zhì)。 不與水反應的物質(zhì)；在溫度300 以下時用差示掃描量熱（DSC）測定不顯示溫升的物質(zhì)。 Nr=1 自身通常穩(wěn)定但在加溫加壓條件下就變得不穩(wěn)定的物質(zhì)。 接觸空氣、受光照射或受潮發(fā)生變化或分解的物質(zhì)；在150 至300 間顯示溫升的物質(zhì)。15 Nr=2 在加溫加壓下易于發(fā)生劇烈化學變化的物質(zhì)。 用DSC試驗在溫度小于150 顯示溫升的物質(zhì)；與水劇烈反應或與水形成潛在爆炸性混合物的物質(zhì)。 Nr=3 本身能發(fā)生爆炸分解或爆炸反應

6、，但須要強引發(fā)源或引發(fā)前必需在密閉狀態(tài)下加熱的物質(zhì)。 加溫加熱時對熱或機械沖擊敏感的物質(zhì)；不需要要加熱或密閉，即與水發(fā)生爆炸反應的物質(zhì)。 Nr=4 在常溫常壓下自身易于引發(fā)爆炸分解或爆炸反應的物質(zhì)。16二、課堂練習給出下列物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)MF：1、乙炔2、苯甲醛3、環(huán)丁烷4、柴油 5、乙烯 6、硫化氫7、甲基環(huán)己烷 8、萘 9、硝酸鉀17三、表外物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)求取(p202) 物質(zhì)NFPA325M及NFPA49反應性分級NR01234液體、氣體(包括揮發(fā)固體)的易燃性或可燃性暴露在816的熱空氣5min不燃燃燒的不燃物NF=0114242940FP93.3NF=141424294037.8FP9

7、3.3NF=2101424294022.8FP37.8或FP22.8且BP37.8NF=31616242940FP22.8且BP300barm/s)2424242940可燃性固體厚度40mm的密實物質(zhì)NF=1414242940厚度40mm的疏松物質(zhì)NF=21014242940多孔物質(zhì)、纖維、粉狀物等NF=3161624294018四、課堂練習 一未知可燃液體A的閃點為75，其DTA/DSC溫升的放熱起始溫度為200，試求出該物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)MF。若操作溫度為240 ，試求出該物質(zhì)較正后的物質(zhì)系數(shù)。19五、混合物的物質(zhì)系數(shù)求取(p203) 如果存在由多種物質(zhì)組成的混合物，當這些物質(zhì)的含量基本相同，

8、但物質(zhì)系數(shù)不同時，如果其中物質(zhì)系數(shù)最大的物質(zhì)濃度在5%以上(質(zhì)量濃度)，可將最大物質(zhì)系數(shù)作為工藝單元的物質(zhì)系數(shù)。 在工藝單元中，雖然存在由多種物質(zhì)組成的混合物，但其中某種物質(zhì)的濃度足夠高，一旦發(fā)生泄漏，引起火災、爆炸事故，工藝單元中混合物的性質(zhì)與高濃度物質(zhì)的性質(zhì)十分相似，這時可以用該高濃度物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)作為工藝單元的物質(zhì)系數(shù)。 單元中雖然存在由多種危險性反應物和一種生成物組成的危險性混合物，但由于發(fā)生化學反應且反應速度很快，危險性反應物存在的時間足夠短，單元危險主要來自生成物時，可把生成物的物質(zhì)系數(shù)作為工藝單元的物質(zhì)系數(shù)。20六、課堂練習聚合釜苯乙烯1噸/次乙苯1噸/次 右圖為一聚合裝置，原料

9、為苯乙烯和乙苯，反應為間歇反應，反應時間為5小時/釜，試確定該單元的物質(zhì)系數(shù)。21第四部分 工藝單元危險系數(shù) 22一、工藝單元危險系數(shù) F3 (p204) F3 = F1 F2 F1 一般工藝危險系數(shù)；F2 特殊工藝危險系數(shù)。23二、一般工藝危險系數(shù) F1 (p204-206) 放熱反應 吸熱反應 物料處理與輸送 封閉單元或室內(nèi)單元 通道 排放和泄漏控制241、 放熱反應 苯乙烯與乙苯反應生成聚苯乙烯，該反應為放熱反應，試確定該反應的放熱反應系數(shù)。 硝酸與二甲苯反應生成硝基二甲苯，該反應為放熱反應，試確定該反應的放熱反應系數(shù)。252、 吸熱反應 反應器中的吸熱反應 系數(shù)0.2； 煅燒 系數(shù)0.

10、4； 電解 系數(shù)0.2； 熱解或裂化：間 接 加 熱 系數(shù)0.2； 直接火加熱 系數(shù)0.4。263、 物料處理與輸送 試確定液化氣灌瓶間的加氣單元的物料處理與輸送系數(shù)。 試確定某露天存放的氫氣瓶儲存單元的物料處理與輸送系數(shù)。274、 封閉單元或室內(nèi)操作 某車間內(nèi)，反應器單元內(nèi)反應器中氫氣的量為1噸，反應溫度為100，且該車間已安裝了防爆的機械通風裝置，試確定該單元的封閉單元或室內(nèi)操作系數(shù)。285、 通道 某車間內(nèi)，反應器單元的操作區(qū)面積為1000m2，其旁邊有一條緊急救援車輛的通道，試確定該單元的通道系數(shù)。296、 排放和泄漏控制 該項系數(shù)只適用于工藝單元內(nèi)物料閃點小于60或操作溫度大于其閃點

11、的場合。 苯乙烯與乙苯的預聚合單元周圍無堤壩，試確定該單元的排放和泄漏控制系數(shù)。301. 一般工藝危險危險系數(shù)范圍采用危險系數(shù)基本系數(shù)1.00(1)放熱化學反應0.31.25(2)吸熱反應0.200.40(3)物料處理與輸送0.251.05(4)密閉式或室內(nèi)工藝單元0.250.90(5)通道0.200.35(6)排放和泄漏控制0.250.50一般工藝危險系數(shù)(F1)31三、特殊工藝危險系數(shù) F2 (p206-215) 毒性物質(zhì)負壓操作 爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作 粉塵爆炸壓力釋放低溫易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量腐蝕 泄漏連接頭和填料處 明火設備的使用熱油交換系統(tǒng)轉(zhuǎn)動設備321、 毒性物質(zhì) 毒性

12、物質(zhì)的危險系數(shù)為 0.2NH。 NH 物質(zhì)毒性系數(shù) 試確定分別含有下列物質(zhì)的單元的毒性物質(zhì)的危險系數(shù)： 乙炔 苯 二甲胺 汽油 氫 硫化氫 332、 負壓操作 本項內(nèi)容只適用于空氣泄入系統(tǒng)會引起危險的場合。 某一真空精餾單元中的主要危險物質(zhì)為汽油，試確定該單元的負壓操作系數(shù)。343、 爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作 本項內(nèi)容適用于某些操作導致空氣引入并夾帶進入系統(tǒng)，空氣的進入會形成易燃混合物，進而導致危險的場合。 某一反應單元，在加入物料前應進行氮氣吹掃，最近發(fā)現(xiàn)氮氣系統(tǒng)不正常，試確定在這種情況下該單元的爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作危險系數(shù)。354、 粉塵爆炸 本項系數(shù)用于含有粉塵處理的單元，如

13、粉體輸送、混合、粉碎和包裝等。 某面粉廠的面粉包裝單元的環(huán)境中存在著大量面粉粉塵，其粒子的粒徑為110m，試確定在這種情況下該單元的粉塵爆炸危險系數(shù)。365、 壓力釋放 本項系數(shù)用于操作壓力高于大氣壓，由于高壓可能會引起高速率的泄漏的場合。 試確定在下述兩種情況下的壓力釋放危險系數(shù)： 操作壓力為800 磅/英寸2（表壓）的單元； 操作壓力為15 000 kPa（表壓）的單元。376、 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。 某低溫冷凍單元裝置結(jié)構為碳鋼，其操作溫度為-10，試確定在該情況下本單元的低溫危險系數(shù)。387、 易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量 本項

14、主要討論單元中易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量與危險性的關系。 工藝過程中的液體或氣體； 儲存中的液體或氣體（工藝操作場所之外）； 儲存中的可燃固體和工藝中的粉塵。39 工藝過程中的液體或氣體 某化工單元中異丁烷的最大單體量為106 lb，試確定該單元的易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量的危險系數(shù)。40 儲存中的液體或氣體（工藝操作場所之外） 露天儲存的異丁烷儲罐中異丁烷最大量為106 lb，試確定該單元的易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量的危險系數(shù)。418、 腐蝕腐蝕速率外部腐蝕速率和內(nèi)部腐蝕速率之和。 某儲存液化石油氣的儲罐，其儲罐的腐蝕速率為0.3mm/年，試確定該單元的腐蝕危險系數(shù)。429、 泄漏連接頭和填

15、料處 本項系數(shù)適用于墊片、接頭或軸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。 某反應器中的物料在反應過程中，壓力都要從常壓逐漸增加到5 kgf，且其反應為間歇反應，試確定該單元的泄漏危險系數(shù)。4310、 明火設備的使用 當易燃液體、蒸氣或可燃性粉塵泄漏時，工藝中明火設備的存在額外增加了引起引燃的可能性。 明火設備設置在工藝單元中； 明火設備附近有各種工藝單元。4411、 熱油交換系統(tǒng) 大多數(shù)交換介質(zhì)可燃且操作溫度經(jīng)常在閃點或沸點以上，因此增加了危險性。 熱交換介質(zhì)的使用溫度； 熱交換介質(zhì)的數(shù)量。 某熱油交換系統(tǒng)的熱交換介質(zhì)熱油的油量為38m3，其操作溫度大

16、于閃點，試確定該單元的熱油交換系統(tǒng)危險系數(shù)。4512、 轉(zhuǎn)動設備 某氫氣壓縮單元中，壓縮機的功率為700馬力，試確定該單元的轉(zhuǎn)動設備危險系數(shù)。 某汽油輸送單元中，輸送泵的功率為60馬力，試確定該單元的轉(zhuǎn)動設備危險系數(shù)。462.特殊工藝危險危險系數(shù)范圍采用危險系數(shù)基本系數(shù)1.00(1)毒性物質(zhì)0.20.80(2)負壓(159非常大51第六部分 安全措施補償系數(shù) 52一、安全措施的分類及單元補償系數(shù)的確定(p216) 工藝控制補償系數(shù)（C1） 物質(zhì)隔離補償系數(shù)（C2） 防火措施補償系數(shù)（C3）C = C1 C2 C353項目補償系數(shù)范圍采用補償系數(shù)(1)應急電源0.98(2)冷卻裝置0.970.9

17、9(3)抑爆裝置0.840.98(4)緊急停車裝置0.960.99(5)計算機控制0.930.99(6)惰性氣體保護0.940.96(7)操作規(guī)程(程序)0.910.99(8)化學活性物質(zhì)檢查0.910.98(9)其他工藝危險分析0.910.98工藝控制安全補償系數(shù)(C1) 二、工藝控制補償系數(shù)（C1） (p216-218) 54三、物質(zhì)隔離補償系數(shù)（C2） (p218-219) 項目補償系數(shù)范圍采用補償系數(shù)(1)遙控閥0.960.98(2)卸料(排空)裝置0.960.98(3)排放裝置0.910.97(4)聯(lián)鎖裝置0.98物質(zhì)隔離安全補償系數(shù)(C2)55四、防火措施補償系數(shù)（C3） (p21

18、9-220) 項目補償系數(shù)范圍采用補償系數(shù)(1)泄漏檢測裝置0.940.98(2)結(jié)構鋼0.950.98(3)消防水供應系統(tǒng)0.940.97(4)特殊系統(tǒng)0.91(5)噴灑系統(tǒng)0.740.97(6)水幕0.970.98(7)泡沫滅火裝置0.920.97(8)手提式滅火器材(噴水槍)0.930.98(9)電纜防護0.940.98防火設施安全補償系數(shù)(C3)安全措施補償系數(shù)(C=C1C2C3)56第七部分 工藝單元危險分析匯總(p220-226) 57一、暴露半徑 R = 0.256 F&EIR 暴露半徑，單位：米。二、暴露區(qū)域 暴露區(qū)域面積 S=R2 58三、暴露區(qū)域內(nèi)財產(chǎn)價值更換價值 = 0.82原來成本增長系數(shù)四、危害系數(shù) 危害系數(shù)是由單元危險系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF給出的，它代