道化學評價法

1、道化學評價法第1頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三一、概述 （Dow Chemical Company，Fire and Explosion Index）1、名稱 道化學火災、爆炸危險指數法2、創(chuàng)立時間 1964年（第1版） 1993年（第7版）3、定量依據 已往事故的統(tǒng)計資料、物質的潛在能量和現行安全防火措施的狀況，定量地對工藝裝置及所含物料的實際潛在火災、爆炸和反應危險性。第2頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三生產裝置危險分析匯總表國家地區(qū)部門場所位置生產單元操作類型評價人生產單元總替評價值日期工藝單元主要物質物質系數火災、爆炸指數F&EI基

2、本MPPD實際停工天數MPDO停產損失BI第3頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三二、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；找出可能導致事故發(fā)生或使事故擴大的設備；向有關部門通報潛在的火災、爆炸危險性；使有關人員了解各工藝部門可能造成的損失，以此確定減輕事故嚴重性和總損失的有效、經濟的途徑。2、適用范圍儲存、處理、生產易燃易爆、可燃、活性物質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、鍋爐、熱氧化器等工藝單元第4頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三三、評價程序計算安全措施補償系數C

3、1C2 C3確定暴露區(qū)域內財產更換價值確定工藝單元危險系數F3=F1F2計算一般工藝危險系數F1計算特殊工藝危險系數F2確定基本最大可能財產損失確定實際最大可能財產損失確定停工天數確定停產損失確定火災、爆炸指數F&EI=F3MF確定暴露面積選取工藝單元確定物質系數MF確定危害系數第5頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三評價程序 十大步驟確定評價的工藝單元。求取單元內的物質系數MF。按單元的工藝條件，選用適當的危險系數；得出一般工藝危險系數和特殊工藝危險系數。用一般工藝危險系數和特殊工藝危險系數相乘，求出工藝單元危險系數。將工藝單元危險物質系數相乘，求出火災、爆炸危險指數（

4、F&EI).第6頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三評價程序（續(xù)）6、用火災、爆炸指數查出單元的暴露區(qū)域半徑，并計算暴露面積。7、查出單元暴露區(qū)域內的所有設備的更換價值，并確定破壞系數，求出基本最大可能財產損失MPPD。8、應用安全措施補償系數乘以基本MPPD，確定實際MPPD。9、根據實際最大可能財產損失，確定最大可能工作日損失（停工天數）（MPDO）。10、用停產損失工作日MPDO確定停產損失。第7頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三四、所需資料準確的裝置（生產單元）設計方案；工藝流程圖；有關工藝設備及安裝成本表；道氏7版火災、爆炸指數（F&EI

5、)評價表；道氏7版火災、爆炸指數計算表；p198，表9-3安全措施補償系數表；表9-4工藝單元風險分析匯總表；表9-5生產單元風險分析匯總表。表9-6第8頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三一、生產單元與工藝單元（1）生產單元 包括化學工藝、機械加工、倉庫、包裝線等在內的整個生產設施。（2）工藝單元工藝裝置的任一主要單元。（3）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。第9頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三二、選擇恰當工藝單元的重要參數物質的潛在的化學能（物質系數）；工藝單元中危險物質的數量；資金密度；操作壓力與操作溫度

6、；導致火災、爆炸事故的歷史資料；對裝置操作起關鍵作用的單元。第10頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三此外還應考慮：（1）物質的數量。對于工藝單元，其易燃、易爆或化學活性物質的最低處理量為2268kg或2.27m3。對于小規(guī)模實驗在廠，處理易燃、易爆或化學活性物質的數量至少為454或0.454m3。低于該數量，評價的結果可能比實際的危險性增大，出現評價結果的失真；（2）合理劃分工藝單元當設備串聯(lián)布置且相互間未有效隔離，要仔細考慮工藝單元劃分的合理性。（3）仔細考慮操作狀態(tài)和操作時間，以及對F&EI有影響的異常狀況。第11頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，

7、星期三一、有關概念物質系數 MF表述物質由燃燒或其他化學反應引起的火災、爆炸過程中釋放能量的大小的內在特性。MF由NF和NR確定。NF物質燃燒性 NR化學活性（不穩(wěn)定性）直接查“物質系數和特性”表（p227附表）物質名稱物質系數MF燃燒數HC（10JKg)NFPA閃點（C）沸點（C）NHNFNR乙醛2424.4342-3821乙炔2948.1033-83乙酰基乙醇氨1421.9111179151-153苯1620.2230-1180一硫化碳114.2340-3046第12頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三二、課堂練習給出下列物質的物質系數MF：1、乙炔 2、苯甲醛 3、

8、環(huán)丁烷4、柴油 5、乙烯 6、硫化氫7、甲基環(huán)已烷 8、萘 9、硝酸鉀第13頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三三、表外物質的物質系數求取表9-7物質系數取值表 p202物質NFPA325M及NFPA49反應性分級VR01234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Smin不燃的不燃物NF=0114242940FP 93.3NF=141424294037.8FP93.3NF=2101424294022.8 FP37.8或FP 22.8 且BP 37.8NF=31616242940FP22.8且BP37.8NF=42121242940可燃性粉塵或煙霧

9、Si-1（Kst200barm.s)1616242940Si-2(Kst=201-300barm.s)2121242940Si-3(Kst300barm.s)2424242940可燃性固體厚度40mm的密實物質NF=1414242940厚度40mm的疏松物質NF=21014242940多孔物質、纖維、粉狀物等NF=31616242940第14頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三NR=0 在燃燒條件下仍能保持穩(wěn)定的物質。 1）不與水反應的物質； 2）在溫度300 -500 時用差示掃描量熱（DSC）測定不 顯 示 溫 升的物質。 NR=1 自身通常穩(wěn)定但在加溫加壓條件下就變

10、得不穩(wěn)定的物質。 1）接觸空氣、受光照射或受潮發(fā)生變化或分解的物質； 2）在150 至300 間顯示溫升的物質。 第15頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三NR=2 在加溫加壓下易于發(fā)生劇烈化學變化的物質。 1）用DSC試驗在溫度小于150顯示溫升的物質； 2）與水劇烈反應或與水形成潛在爆炸性混合物的物質。NR=3 本身能發(fā)生爆炸分解或爆炸反應，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。 1）加溫加熱時機械沖擊敏感的物質； 2）不需要加熱或密閉，即與水發(fā)生爆炸反應的物質。NR=4 在常溫壓下自身易于引起爆炸分解或爆炸反應的物質。若為氧化劑，則NR再加1，但不超過

11、4；對沖擊敏感性物質，NR為3或4第16頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三四、課堂練習 一未知可燃液體A的閃點為35，其中DTA/DSC溫升的最低峰值溫度為200 ，試求出該物質的物質系數MF。第17頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三五、混合物的物質系數求取如果存在由多種物質組成的混合物，當這些物質的含量基本相同，但物質系數不同時，如果其中物質系數最大的物質濃度在5%以上（質量濃度）、可將最大物質系數作為工藝單元的物質系數。在工藝單元中，雖然存在由多種物質組成的混合物物，但其中鞭種物質的濃度足夠高，一旦發(fā)生泄漏、引起火災、爆炸事故，工藝單元中混合

12、物的性質與高濃度物質的性質十分相似，這時可以用該高濃度物質的物質系數作為工藝單元的物質系數。單元中雖然存在由多種危險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，可把生成物的物質系數作為工藝單元的物質系數。第18頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三六、物質系數的溫度修正 如果工藝單元溫度60或高于閃點，則物質可燃性NF值加1，但不超過4； 如果工藝單元溫度大于物質自燃點或放熱起始溫度，則物質反應性NR值加1，但不超過4；根據修正后的NF和NR從表中查取物質系數MF。若工藝單元是反應器，則不

13、必考慮溫度修正。第19頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三七、課堂練習 右圖為一聚合裝置，原料為苯乙和乙苯，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系數。聚合釜苯乙烯1噸/次乙苯1噸/次第20頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三七、課堂練習乙烯和氯氣在反應器中生成二氯乙烷氯化氫合成反應器，氯和氫連續(xù)加入電解生產氯第21頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三一、工藝單元危險系數F3 F3=F1F2F1一般工藝危險系數； 共6項，是確定事故損害大小的主要 因素；F2特殊工藝危險系數； 共12項，是影響事故發(fā)生概率的主要

14、因素；第22頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三二、一般工藝危險系數F1放熱反應F11吸熱反應F12物料處理與輸送F13封閉單元或室內單元F14通道F15排放和泄漏控制F16第23頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三2、吸熱反應F12反應器中的吸熱反應系數0.2; 當吸熱反應的能量由固體、液體或氣體燃料提供時，系數為0.4煅燒系數0.4；電解系數0.2；熱解或裂化： 用電或高溫氣體間接加熱系數0.2； 直接加熱系數0.4。第24頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三3、物料處理與輸送F13所有I類易燃（閃點37.8)或液化石油氣類

15、物料,在管線上裝卸時,F13=0.5.采用人工加料,且空氣可隨加料過程進入設備內,有引起燃燒或發(fā)生反應的危險,F13=0.5.可燃性物質存放于庫房或露天場所時:對NF=3或NF=4的易燃液體或氣體,F13=0.85,包括桶裝、罐裝、可移動式撓性容器等；NF=3的可燃性固體，F13=0.65NF=2的可燃性固體，F13=0.4037.8 閃點60 的可燃性液體,F13=0.25若上述物質存放于貨架上且未安設灑水裝置.系數加0.2第25頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三 試確定液化氣灌瓶間的加氣單元的物料處理與輸送系數. 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

16、.第26頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三4、封閉單元或室內操作F14粉塵過濾器或捕集器安裝在封閉區(qū)域，F14=0.5。2）在封閉區(qū)域內，閃點以上處理易燃液體， F14=0.3； 如果易燃液體的量大于4540kg， F14=0.45。3）在封閉區(qū)域內，沸點以上處理液化石油氣或任何易燃液體， F14=0.6； 如果易燃液體量大于4540kg， F14=0.9。如果已安裝了合理的通風裝置，1）、3）兩項系數減少50%。第27頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三 某車間內，反應器單元內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

17、風裝置，試確定該單元的封閉單元或室內操作系數。第28頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三5、通道F15操作區(qū)域面積925，且通道不符合要求時，F15=0.35。庫區(qū)面積2312，且通道不符合要求時，F15=0.35。面積小于上述數值時，如通道不符合要求，影響消防活動時， F15=0.2。第29頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三6、排放與泄漏控制F16 該項系數只適用于工藝單元內物料閃點小于60或操作溫度大于其閃點的場合。 評價排放和泄漏控制是否合理，必須估算易燃、可燃物總量及消防水能否在事故時得到及時排放；排放量的確定原則： 工藝和貯存設備：取單元

18、中最大貯罐的貯量加上第二大貯罐10%的貯量；30分鐘的消防水量。第30頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三6、排放和泄漏控制F16設有堤壩，防止泄漏液體流到其他區(qū)域，但堤壩內所有設備露天放置，F16=0.5。單元周圍為可排放泄漏液體的平坦地，一旦失火，會引起火災， F16=0.5。單元三面有堤壩，能將泄漏液體引至蓄液池或封閉地溝，如果并滿足以下條件， F16=0；只部分滿足， F16=0.25； 地面斜度：地質2%，硬質1%；蓄液池或地溝最外緣與設備間距離至少數為15m，如設有防火墻，可以減少其間距離；蓄液能力前述排放總量。4）蓄液池或地溝處設有公用工程管線，或者管線的距

19、離不符合要求者， F16=0.5。 第31頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三表9-3 火災、爆炸指數（F&EI)表 p1981.一般工藝危險危險系數范圍采用危險系數基本系數1.00(1)放熱化學反應F110.3-1.25(2)吸熱反應F120.20-0.40(3)物料處理與輸送F130.25-1.05(4)密閉式或室內工藝單元F140.25-0.90(5)通道F150.20-0.35(6)排放和泄漏控制F160.25-0.50一般工藝危險系數(F1) F1=1+ F1i6i=1式中:1基本系數； F1i單項一般工藝危險的修正系數。第32頁，共56頁，2022年，5月20

20、日，19點55分，星期三1、毒性物質F21=0.2NHNFPA704中對物質的毒性系數的分類NH物質對人的危害情況0火災時除一般可燃物的危險外,短期接觸沒有其他危險的物質。1短期接觸可引起刺激，致人輕微傷害的物質，包括要求使用適當的空氣凈化呼吸器的物質。2高濃度或短期接觸可致人嚴重或殘留傷害的物質，包括要求使用單獨供給空氣呼吸器的物質。3短期接觸可致人嚴重的暫時或殘留傷害的物質，包括要求全身防護的物質。4短期接觸也能致人死亡或嚴重傷害的物質。第33頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三2、負壓操作F22 本項內容只適用于空氣泄入系統(tǒng)會引起危險的場合。且絕對壓力500Hg，F

21、22=0.5。需要注意的是，如果選取了本項修正系數，就不要再采用下面“燃燒范圍或其附近的操作”和“釋放壓力”修正系數了，以免重復。第34頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三3、燃燒范圍或其附近的操作F231）NF=3或NF=4的易燃液體儲罐儲罐泵出物料或者突然冷卻時可能吸入空氣，F23=0.5。打開放氣閥或負壓操作中未采用惰性氣體保護， F23=0.5。溫度在閃點以上，且無情氣體保護，F23=0.5。如果用了惰性化密閉蒸氣回收系統(tǒng)，且能保證其氣密性，則F23=0。2）僅當儀表或裝置失靈時，工藝設備或儲罐才處于燃燒范圍內或其附近， F23=0.3。3）任何靠惰性氣體吹掃，使

22、其處于爆炸極限范圍之外的操作，F23=0.3。4）惰性氣體吹掃系統(tǒng)不實用或未采用惰性氣體吹掃，使操作環(huán)境總是處于燃燒范圍內或其附近，F23=0.8第35頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三4、粉塵爆炸F24 本項系數用于含有粉塵處理的單元，如粉體輸送混合、粉碎和包裝粉塵10%粒徑（pm）泰勒篩（目）粉塵爆炸危險系數F24在非惰性氣體中操作在惰性氣體中操作17560-800.250.13150-17580-1000.500.25100-150100-1500.750.3875-100150-2001.250.63752002.001.00第36頁，共56頁，2022年，5月

23、20日，19點55分，星期三5、釋放壓力F 25本項系數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。壓力0-6895KPa，查圖9-3 P208表9-11壓力（表壓）（Kpa）危險系數F25壓力（表壓）（Kpa）危險系數F2568950.86172380.98103430.9220685-689501.00137900.96689501.50試確定在下述兩種情況下的釋放壓力危險系數:操作壓力為800磅/英寸2(表壓)的單元;振作壓力為15000KPa(表壓)的單元。第37頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三壓力系數修正高粘性物質（如焦油、瀝青、重潤滑油、

24、柏油等）； 危險系數=初始系數0.72)單獨使用壓縮氣體或利用氣體使易燃液體壓力增至103KPa(表壓)以上時: 危險系數=初始系數1.23)液化的易燃氣體(包括所有在其沸點以上貯存的易燃物料) 危險系數=初始系數1.3 實際壓力系數確定:實際壓力系數=操作壓力系數實際壓力調整系數 =操作壓力系數操作壓力系數釋放裝置設定壓力系數第38頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三7、易燃物質和不穩(wěn)定物質的數量F27本項主要討論單元中易燃物質和不穩(wěn)定物質的數量與危險性關系。工藝過程中的液體或氣體；（p210 圖9-4）儲存中的液體或氣體（圖9-5）儲存中的可燃固體和工藝中的粉塵（圖9

25、-6） 注意不穩(wěn)定物質（NR2）的特殊性第39頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三9、泄漏連接頭和填料處F29 本項系數適用于墊片、接頭或軸的密封處及填料處可能是易燃、可燃物質的泄漏源，尤其是在熱和壓力周期性變化的場所。泵、壓蓋密封處可能產生輕微泄漏，F29=0.1；泵、壓縮機和法蘭連接處產生一般的正常泄漏，F29=0.3；承受熱和壓力周期性變化場所， F29=0.3；工藝物料有滲透性或腐蝕性的漿液，可能引起密封失效，或者工藝單元使用轉動軸封或填料函， F29=0.4；單元中有玻璃視鏡、波紋管或膨脹節(jié)， F29=1.5。第40頁，共56頁，2022年，5月20日，19點5

26、5分，星期三第41頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三11、熱油交換系統(tǒng)F211 大多數交換介質可燃且操作溫度經常在閃點火沸點以上，因此增加了危險性。（查表9-12 P215）熱交換介質的使用溫度；熱交換介質的數量。 熱交換介質不為可燃物或雖為可燃物但使用溫度總是低于閃點時，不取系數。 某熱油交換系統(tǒng)的熱交換介質熱油的油量為38m3，其操作溫度大于閃點，試確定該單元的熱油交換系統(tǒng)危險系數。第42頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三12、轉動設備F212 評價單元中使用或單元本身就是如下轉動設備時，轉動設備修正系數F212=0.5:600馬力的壓縮機;

27、75馬力的泵;發(fā)生故障后因混合不均、冷卻不足或終止等原因引起反應溫度升高的攪拌器和循環(huán)泵；其它曾發(fā)和過事故的大型高轉動設備，如離心機等。第43頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三一、概述 F&EI表述了工藝單元的危險程度，用來估計生產過程中的事故可能造成的破壞。 F&EI=MFF3MF物質系數；F3工藝單元危險系數。第44頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三二、F&EI及危險等級表9-13 及危險等級 P216火災、爆炸危險指數F&EI危險等級1-60最輕61-96較輕97-127中等128-15很大159非常大第45頁，共56頁，2022年，5月2

28、0日，19點55分，星期三一、安全措施的分類及單元補償系數的確定工藝控制補償系數（C1）物質隔離補償系數（C2）防火措施補償系數（C3） C= C1 C2 C3第46頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三二、工藝控制補償系數（ C1）項目補償系數范圍采用補償系數（1）應急電源0.98（2）冷卻裝置0.97-0.99（3）抑爆裝置0.84-0.98（4）緊急停車裝置0.96-0.99（5）計算機控制0.93-0.99（6）惰性氣體保護0.94-0.96（7）操作規(guī)程（程序）0.91-0.99（8）化學活性物質檢查0.91-0.98（9）其它工藝危險分析0.91-0.98工藝控

29、制安全補償系數（ C1）第47頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三三、物質隔離補償系數（C2）項目補償系數范圍采用補償系數（1）遙控閥0.96-0.98（2）卸料（排空）裝置0.96-0.98（3）排放裝置0.91-0.97（4）聯(lián)鎖裝置0.98物質隔離安全補償系數（C2）第48頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三四、防火措施補償系數（C3）項目補償系數范圍采用補償系數（1）泄漏檢測裝置0.94-0.98（2）結構鋼0.95-0.98（3）消防水供應系統(tǒng)0.94-0.97（4）特殊系統(tǒng)0.91（5）噴灑系統(tǒng)0.74-0.97（6）水幕0.97-0.98（7）泡沫滅火裝置0.92-0.97（8）手提式滅火器0.93-0.98（9）電纜防護0.94-0.98防火設施安全補償系數（C3）安全措施補償系數(C= C1C2 C3)第49頁，共56頁，2022年，5月20日，19點55分，星期三一、暴露半徑 R=0.256 F&