[摘要]道氏火災爆炸指數(shù)評價法應用于確定物質、設備及作業(yè)場所潛在危險性的原理和步驟,定量計算事故可能導致的危害程度和停產(chǎn)損失。為事故的預測和防范提供了科學依據(jù),為安全生產(chǎn)管理評價工作提供了獨特的評價方法。
[關鍵詞]火災爆炸 指數(shù) 評價 應用
1 引 言
道氏火災爆炸指數(shù)法是美國道氏化學公司于1964年在《化工過程及生產(chǎn)裝置的火災爆炸危險度評價法及其相應措施》中提出的。在以后的20多年里,該公司的火災爆炸指數(shù)法在第一版的基礎上,不斷對其的實用性與合理性進行了調整,已先后修改了5次,并于1987年發(fā)表了第六版。由于它方法獨特,且易于掌握,對千差萬別的化工生產(chǎn)、貯運和使用過程的危險性,都能較客觀地進行評價,受到工業(yè)發(fā)達國家的重視。如在日本、英國等國及有關企業(yè),受其啟發(fā),也先后開發(fā)、制定了適合本國及本企業(yè)的多種派生方法,如“匹田教授法”、“蒙德(Mond)法”等。評價范圍也進一步得到擴展,除適用于化工生產(chǎn)、貯運外,還適用于供水(汽)系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、配電系統(tǒng)以及整流器、變壓器、鍋爐、發(fā)電機等設備和具有一定潛在危險的中試裝置等。
道氏火災爆炸指數(shù)評價法也在我國開始應用,筆者僅做一些初步探討。
2 道氏火災爆炸指數(shù)評價法的原理及評價程序(第六版)
1)道氏火災爆炸指數(shù)評價法的原理
利用工藝過程中的物質、設備及物料量等數(shù)據(jù),通過逐步推算的方式,求出火災、爆炸危險性大小的方法。評價過程中所使用的數(shù)據(jù)來自以往的事故統(tǒng)計、物質的潛在能量及現(xiàn)行防災措施的經(jīng)驗數(shù)據(jù)等。
2)火災爆炸指數(shù)評價的目的
?、俅_定危險場所的火災、爆炸危險性大小;
②找出可導致事故發(fā)生及擴大災情的設備;
?、蹖撛诘幕馂?、爆炸危險性納入安全管理。
3)火災爆炸指數(shù)評價法的程序
?、俅_定評價單元 是指選擇評價的對象,依據(jù)的重要參數(shù)有:a.物質的潛在化學能;b.危險物質數(shù)量;c.資金密度;d.操作壓力與溫度;f.以往事故的發(fā)生情況等。
?、谖镔|系數(shù) 是表達物質由于燃燒或化學反應引起的火災、爆炸過程中潛在能量釋放的尺度,用符合MF表示。可燃性氣體及液體的MF值可根據(jù)其可燃性等級Nr和化學活性(不穩(wěn)定性)等級Nr的值,通過查表求得;可燃性粉塵的MF值,可按粉塵的可燃性等級S和化學活潑性等級Nr查表獲得?;旌衔锏奈镔|系數(shù),一般用實驗方法求取或選用混合物中MF最高的物質值。
?、蹎卧kU系數(shù)F 是反映所評價單元潛在危險性的指標。它等于一般工藝過程危險系數(shù)F和特殊工藝過程危險系數(shù)F的乘積。
即:F=F×F (1)
F之所以為F和F之積,是因為它包含了F和F中的“危險因素”,具有交變作用。F的值等于其基本系數(shù)(其值一般為1)與放熱反應、吸熱反應、物料的貯運和輸送、封閉結構單元或室內單元、通道、排放和泄漏等6項內容的危險系數(shù)之和。F的值等于其基本系數(shù)(其值一般為1)與毒性物質、負壓、在燃燒范圍內或附近操作、粉塵爆炸、壓力等12項內容的危險系數(shù)之和。
?、芑馂谋ㄖ笖?shù) 是反映火災爆炸事故可能造成的破壞情況的指標,用符號F&E表示。
F&E=F×MF (2)
?、輪卧:ο禂?shù)DF 表示單元中危險物質能量釋放造成火災或爆炸事故的綜合效應。單元危害系數(shù)DF是F和MF的非線性函數(shù),可查圖獲得。
?、抻绊懛秶ㄓ绊憛^(qū)域) 是表示在所評價的單元內發(fā)生火災,爆炸往往產(chǎn)生立體上的同心圓柱型破壞,因此,在考慮影響區(qū)域時,一般是計算影響區(qū)域半徑R。
計算公式為:R=0.256×F&E(米) (3)
?、呋咀畲罂赡茇敭a(chǎn)損失(基本MPPD)和實際最大可能財產(chǎn)損失(實際MPPD) 分別表示影響區(qū)域內有關設備的價值基本損失值和實際損失值。
基本MPPD=原成本×0.82×升級系數(shù) (4)
實際MPPD=基本MPPD×安全修正系數(shù) (5)
原成本×0.82是根據(jù)大量統(tǒng)計得出的基本MPPD的一個期望值,如影響區(qū)域內設備很新或很舊,設備參加保險等,基本MPPD就會偏離這個期望值。故在式(4)中乘以一個升級系數(shù)加以修正。安全措施修正系數(shù)是工藝控制系數(shù)C,危險物質隔離系數(shù)C、防火設施系數(shù)C三者的乘積,其值范圍在0—1之間,它反映了安全措施的好壞對事故可能造成的損失的影響。
?、嘧畲罂赡芄ぷ魅論p失MPDO 表示事故引起的業(yè)務中斷天數(shù),其值可根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)估算,也可查圖獲取。
上述計算公式是根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)歸納出的經(jīng)驗公式,實際應用時按具體情況予以修正。
3 道氏火災爆炸指數(shù)評價法的應用實例
道氏火災爆炸指數(shù)評價法的應用很廣,筆者以哈爾濱工業(yè)大學運輸部汽油庫為例,說明其評價應用過程。
1)汽油庫概況
哈爾濱工業(yè)大學運輸部汽油庫位于工大運輸部汽車庫院內,東南角,為半地下建筑形式,占地面積300平方米,周圍500平方米內無居民居住,也沒有工業(yè)性建筑。汽油庫內有儲油罐6個,其中每罐裝汽油20噸的有4個,裝柴油8噸的1個,裝柴油4噸的1個。
2)火災爆炸指數(shù)的計算
?、貴的計算:根據(jù)該汽油庫的具體情況,參照道氏法第六版有關系數(shù)的選擇及確定標準,得到基本系數(shù)為1,物質處理和輸送的危險系數(shù)為1.05,封閉式結構單元的危險系數(shù)為0.90,通道修正系數(shù)為0.35,其它修正系數(shù)為0,則:
F=1+1.05+0.90+0.35=3.30
?、贔的計算:根據(jù)該汽油庫的具體條件及道氏法第六版的有關規(guī)定:得基本系數(shù)為1,負壓操作的修正系數(shù)為0.50,低溫的危險系數(shù)為0.30,罐裝可燃性液體的修正系數(shù)為0.50,腐蝕與磨損危險系數(shù)為0.40,其余修正系數(shù)為0,則:
F=1+0.50+0.30+0.50+0.40=2.70
?、跢的計算:根據(jù)式(1)得:
F=3.30×2.70=8.91
根據(jù)道氏第六版F最高值為8,故這里的F的值只能取8。
?、躆F的計算:按汽油物質系數(shù)MF值查道氏法第六版附錄A:得MF=16。柴油的MF值為10,取最高值MF=16。
?、軫&E的計算:根據(jù)式(2)得:
F&E=8×16=128
3)影響區(qū)域半徑R的計算,由式(3)得:
R=0.256×128=32.77(米)
影響區(qū)域的面積為3372平方米。
4)單元危險系數(shù)DF的計算
根據(jù)DF與F和MF的關系曲線,查得DF=0.68
5)基本MPPD和實際MPPD的計算
經(jīng)財務核算和估算,影響區(qū)域內設備財產(chǎn)的價值約450萬元,升級系數(shù)取值為1,安全措施修正系數(shù)經(jīng)計算得0.45,根據(jù)式(4)和式(5)得到:
基本MPPD=450×0.82×1=369(萬元)
實際MPPD=369×0.45=166(萬元)
按1美元約等于8元人民幣計算:
166÷8=20.75(萬美元)
6)MPDO損失日的確定
根據(jù)MPPD的值,查出MPDO曲線圖,知MPDO損失日為(4—15)天。
7)計算結果分析
根據(jù)F&E、R、DF、MPPD及停產(chǎn)損失的計算結果可知,在半徑為R=32.77米的園形影響區(qū)域內遭70%破壞,停產(chǎn)的直接損失約282萬元人民幣。
由于F&E值達到128,高于一級危險點標準值120(注),所以該汽油庫被確定為一級危險點,應按一級危險點的要求實行安全管理。
注:危險點等級表根據(jù)參考文獻《危險點控制與管理》。