《道化学评价法》PPT课件.ppt

道化学评价法PPT课件一、概述 （Dow Chemical Company，Fire and Explosion Index）1、名称 道化学火灾、爆炸危险指数法2、创立时间 1964年（第1版）1993年（第7版）3、定量依据 已往事故的统计资料、物质的潜在能量和现行安全防火措施的状况，定量地对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反应危险性。生产装置危险分析汇总表国家地区部门场所位置生产单元操作类型评价人生产单元总替评价值日期工艺单元主要物质物质系数火灾、爆炸指数F&EI基本MPPD实际停工天数MPDO停产损失BI二、评价目的及适用范围1、评价目的客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失；找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备；向有关部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；使有关人员了解各工艺部门可能造成的损失，以此确定减轻事故严重性和总损失的有效、经济的途径。2、适用范围储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程污水处理设备（设施）、公用工程系统、管道系统、变压器、发电设备、锅炉、热氧化器等工艺单元三、评价程序计算安全措施补偿系数C1C2 C3确定暴露区域内财产更换价值确定工艺单元危险系数F3=F1F2计算一般工艺危险系数F1计算特殊工艺危险系数F2确定基本最大可能财产损失确定实际最大可能财产损失确定停工天数确定停产损失确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF确定暴露面积选取工艺单元确定物质系数MF确定危害系数评价程序 十大步骤1.确定评价的工艺单元。2.求取单元内的物质系数MF。3.按单元的工艺条件，选用适当的危险系数；得出一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数。4.用一般工艺危险系数和特殊工艺危险系数相乘，求出工艺单元危险系数。5.将工艺单元危险物质系数相乘，求出火灾、爆炸危险指数（F&EI).评价程序（续）6、用火灾、爆炸指数查出单元的暴露区域半径，并计算暴露面积。7、查出单元暴露区域内的所有设备的更换价值，并确定破坏系数，求出基本最大可能财产损失MPPD。8、应用安全措施补偿系数乘以基本MPPD，确定实际MPPD。9、根据实际最大可能财产损失，确定最大可能工作日损失（停工天数）（MPDO）。10、用停产损失工作日MPDO确定停产损失。四、所需资料准确的装置（生产单元）设计方案；工艺流程图；有关工艺设备及安装成本表；道氏7版火灾、爆炸指数（F&EI)评价表；道氏7版火灾、爆炸指数计算表；p198，表9-3安全措施补偿系数表；表9-4工艺单元风险分析汇总表；表9-5生产单元风险分析汇总表。表9-6一、生产单元与工艺单元（1）生产单元 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。（2）工艺单元工艺装置的任一主要单元。（3）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影响的工艺单元。二、选择恰当工艺单元的重要参数物质的潜在的化学能（物质系数）；工艺单元中危险物质的数量；资金密度；操作压力与操作温度；导致火灾、爆炸事故的历史资料；对装置操作起关键作用的单元。此外还应考虑：（1）物质的数量。对于工艺单元，其易燃、易爆或化学活性物质的最低处理量为2268kg或2.27m3。对于小规模实验在厂，处理易燃、易爆或化学活性物质的数量至少为454或0.454m3。低于该数量，评价的结果可能比实际的危险性增大，出现评价结果的失真；（2）合理划分工艺单元当设备串联布置且相互间未有效隔离，要仔细考虑工艺单元划分的合理性。（3）仔细考虑操作状态和操作时间，以及对F&EI有影响的异常状况。一、有关概念物质系数 MF表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量的大小的内在特性。MF由NF和NR确定。NF物质燃烧性 NR化学活性（不稳定性）直接查“物质系数和特性”表（p227附表）物质名称物质系数MF燃烧数HC（10JKg)NFPA闪点（C）沸点（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114.2340-3046二、课堂练习给出下列物质的物质系数MF：1、乙炔 2、苯甲醛 3、环丁烷4、柴油 5、乙烯 6、硫化氢7、甲基环已烷 8、萘 9、硝酸钾三、表外物质的物质系数求取表9-7物质系数取值表 p202物质NFPA325M及NFPA49反应性分级VR01234液体、气体（包括挥发固体）的易燃性或可燃性暴露在816的热空气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可燃性粉尘或烟雾Si-1（Kst200barm.s)1616242940Si-2(Kst=201-300barm.s)2121242940Si-3(Kst300barm.s)2424242940可燃性固体厚度40mm的密实物质NF=1414242940厚度40mm的疏松物质NF=21014242940多孔物质、纤维、粉状物等NF=31616242940NR=0 在燃烧条件下仍能保持稳定的物质。1）不与水反应的物质；2）在温度300 -500 时用差示扫描量热（DSC）测定不 显 示 温 升的物质。NR=1 自身通常稳定但在加温加压条件下就变得不稳定的物质。1）接触空气、受光照射或受潮发生变化或分解的物质；2）在150 至300 间显示温升的物质。NR=2 在加温加压下易于发生剧烈化学变化的物质。1）用DSC试验在温度小于150显示温升的物质；2）与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。NR=3 本身能发生爆炸分解或爆炸反应，但须要强引发源或引发前必需在 密闭状态下加热的物质。1）加温加热时机械冲击敏感的物质；2）不需要加热或密闭，即与水发生爆炸反应的物质。NR=4 在常温压下自身易于引起爆炸分解或爆炸反应的物质。若为氧化剂，则NR再加1，但不超过4；对冲击敏感性物质，NR为3或4四、课堂练习 一未知可燃液体A的闪点为35，其中DTA/DSC温升的最低峰值温度为200，试求出该物质的物质系数MF。五、混合物的物质系数求取如果存在由多种物质组成的混合物，当这些物质的含量基本相同，但物质系数不同时，如果其中物质系数最大的物质浓度在5%以上（质量浓度）、可将最大物质系数作为工艺单元的物质系数。在工艺单元中，虽然存在由多种物质组成的混合物物，但其中鞭种物质的浓度足够高，一旦发生泄漏、引起火灾、爆炸事故，工艺单元中混合物的性质与高浓度物质的性质十分相似，这时可以用该高浓度物质的物质系数作为工艺单元的物质系数。单元中虽然存在由多种危险反应物和一种生成物组成 的危险性混合物，但由于发生化学反应且反应速度很快，危险性反应物存在的时间足够短，单元危险主要来自生成物时，可把生成物的物质系数作为工艺单元的物质系数。六、物质系数的温度修正 如果工艺单元温度60或高于闪点，则物质可燃性NF值加1，但不超过4；如果工艺单元温度大于物质自燃点或放热起始温度，则物质反应性NR值加1，但不超过4；根据修正后的NF和NR从表中查取物质系数MF。若工艺单元是反应器，则不必考虑温度修正。七、课堂练习七、课堂练习 右图为一聚合装置，原料为苯乙和乙苯，反应为间歇反应，反应时间为5小时/釜，试确定该单元的物质系数。聚合釜苯乙烯1吨/次乙苯1吨/次七、课堂练习乙烯和氯气在反应器中生成二氯乙烷氯化氢合成反应器，氯和氢连续加入电解生产氯一、工艺单元危险系数F3 F3=F1F2F1一般工艺危险系数；共6项，是确定事故损害大小的主要 因素；F2特殊工艺危险系数；共12项，是影响事故发生概率的主要因素；二、一般工艺危险系数F1放热反应F11吸热反应F12物料处理与输送F13封闭单元或室内单元F14通道F15排放和泄漏控制F162、吸热反应F12反应器中的吸热反应系数0.2;当吸热反应的能量由固体、液体或气体燃料提供时，系数为0.4煅烧系数0.4；电解系数0.2；热解或裂化：用电或高温气体间接加热系数0.2；直接加热系数0.4。3、物料处理与输送F131)所有I类易燃（闪点37.8)或液化石油气类物料,在管线上装卸时,F13=0.5.2)采用人工加料,且空气可随加料过程进入设备内,有引起燃烧或发生反应的危险,F13=0.5.3)可燃性物质存放于库房或露天场所时:对NF=3或NF=4的易燃液体或气体,F13=0.85,包括桶装、罐装、可移动式挠性容器等；NF=3的可燃性固体，F13=0.65NF=2的可燃性固体，F13=0.4037.8 闪点60 的可燃性液体,F13=0.25若上述物质存放于货架上且未安设洒水装置.系数加0.2 试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送系数.试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与输送系数.4、封闭单元或室内操作F141)粉尘过滤器或捕集器安装在封闭区域，F14=0.5。2)2）在封闭区域内，闪点以上处理易燃液体，F14=0.3；3)如果易燃液体的量大于4540kg，F14=0.45。4)3）在封闭区域内，沸点以上处理液化石油气或任何易燃液体，F14=0.6；5)如果易燃液体量大于4540kg，F14=0.9。6)如果已安装了合理的通风装置，1）、3）两项系数减少50%。某车间内，反应器单元内反应器中氢气的量为1吨，反应温度为100，且该车间已安装了防爆的机械通风装置，试确定该单元的封闭单元或室内操作系数。5、通道F15操作区域面积925，且通道不符合要求时，F15=0.35。库区面积2312，且通道不符合要求时，F15=0.35。面积小于上述数值时，如通道不符合要求，影响消防活动时，F15=0.2。6、排放与泄漏控制F16 该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60或操作温度大于其闪点的场合。评价排放和泄漏控制是否合理，必须估算易燃、可燃物总量及消防水能否在事故时得到及时排放；排放量的确定原则：工艺和贮存设备：取单元中最大贮罐的贮量加上第二大贮罐10%的贮量；30分钟的消防水量。6、排放和泄漏控制F161)设有堤坝，防止泄漏液体流到其他区域，但堤坝内所有设备露天放置，F16=0.5。2)单元周围为可排放泄漏液体的平坦地，一旦失火，会引起火灾，F16=0.5。3)单元三面有堤坝，能将泄漏液体引至蓄液池或封闭地沟，如果并满足以下条件，F16=0；只部分满足，F16=0.25；地面斜度：地质2%，硬质1%；蓄液池或地沟最外缘与设备间距离至少数为15m，如设有防火墙，可以减少其间距离；蓄液能力前述排放总量。4）蓄液池或地沟处设有公用工程管线，或者管线的距离不符合要求者，F16=0.5。表9-3 火灾、爆炸指数（F&EI)表 p1981.一般工艺危险危险系数范围采用危险系数基本系数1.00(1)放热化学反应F110.3-1.25(2)吸热反应F120.20-0.40(3)物料处理与输送F130.25-1.05(4)密闭式或室内工艺单元F140.25-0.90(5)通道F150.20-0.35(6)排放和泄漏控制F160.25-0.50一般工艺危险系数(F1)F1=1+F1i6i=1式中:1基本系数；F1i单项一般工艺危险的修正系数。1、毒性物质F21=0.2NHNFPA704中对物质的毒性系数的分类NH物质对人的危害情况0火灾时除一般可燃物的危险外,短期接触没有其他危险的物质。1短期接触可引起刺激，致人轻微伤害的物质，包括要求使用适当的空气净化呼吸器的物质。2高浓度或短期接触可致人严重或残留伤害的物质，包括要求使用单独供给空气呼吸器的物质。3短期接触可致人严重的暂时或残留伤害的物质，包括要求全身防护的物质。4短期接触也能致人死亡或严重伤害的物质。2、负压操作F22 本项内容只适用于空气泄入系统会引起危险的场合。且绝对压力500Hg，F22=0.5。需要注意的是，如果选取了本项修正系数，就不要再采用下面“燃烧范围或其附近的操作”和“释放压力”修正系数了，以免重复。3、燃烧范围或其附近的操作F231）NF=3或NF=4的易燃液体储罐储罐泵出物料或者突然冷却时可能吸入空气，F23=0.5。打开放气阀或负压操作中未采用惰性气体保护，F23=0.5。温度在闪点以上，且无情气体保护，F23=0.5。如果用了惰性化密闭蒸气回收系统，且能保证其气密性，则F23=0。2）仅当仪表或装置失灵时，工艺设备或储罐才处于燃烧范围内或其附近，F23=0.3。3）任何靠惰性气体吹扫，使其处于爆炸极限范围之外的操作，F23=0.3。4）惰性气体吹扫系统不实用或未采用惰性气体吹扫，使操作环境总是处于燃烧范围内或其附近，F23=0.84、粉尘爆炸F24 本项系数用于含有粉尘处理的单元，如粉体输送混合、粉碎和包装粉尘10%粒径（pm）泰勒筛（目）粉尘爆炸危险系数F24在非惰性气体中操作在惰性气体中操作17560-800.250.13150-17580-1000.500.25100-150100-1500.750.3875-100150-2001.250.63752002.001.005、释放压力、释放压力F 25本项系数用于操作压力高于大气压，由于高压可能会引起高速率的泄漏的场合。压力0-6895KPa，查图9-3 P208表9-11压力（表压）（Kpa）危险系数F25压力（表压）（Kpa）危险系数F2568950.86172380.98103430.9220685-689501.00137900.96689501.50试确定在下述两种情况下的释放压力危险系数:操作压力为800磅/英寸2(表压)的单元;振作压力为15000KPa(表压)的单元。压力系数修正1)高粘性物质（如焦油、沥青、重润滑油、柏油等）；2)危险系数=初始系数0.73)2)单独使用压缩气体或利用气体使易燃液体压力增至103KPa(表压)以上时:4)危险系数=初始系数1.25)3)液化的易燃气体(包括所有在其沸点以上贮存的易燃物料)危险系数=初始系数1.3 6)实际压力系数确定:7)实际压力系数=操作压力系数实际压力调整系数8)9)=操作压力系数操作压力系数释放装置设定压力系数7、易燃物质和不稳定物质的数量F27本项主要讨论单元中易燃物质和不稳定物质的数量与危险性关系。1)工艺过程中的液体或气体；（p210 图9-4）2)储存中的液体或气体（图9-5）3)储存中的可燃固体和工艺中的粉尘（图9-6）4)5)6)注意不稳定物质（NR2）的特殊性9、泄漏连接头和填料处F29 本项系数适用于垫片、接头或轴的密封处及填料处可能是易燃、可燃物质的泄漏源，尤其是在热和压力周期性变化的场所。泵、压盖密封处可能产生轻微泄漏，F29=0.1；泵、压缩机和法兰连接处产生一般的正常泄漏，F29=0.3；承受热和压力周期性变化场所，F29=0.3；工艺物料有渗透性或腐蚀性的浆液，可能引起密封失效，或者工艺单元使用转动轴封或填料函，F29=0.4；单元中有玻璃视镜、波纹管或膨胀节，F29=1.5。11、热油交换系统F211 大多数交换介质可燃且操作温度经常在闪点火沸点以上，因此增加了危险性。（查表9-12 P215）热交换介质的使用温度；热交换介质的数量。热交换介质不为可燃物或虽为可燃物但使用温度总是低于闪点时，不取系数。某热油交换系统的热交换介质热油的油量为38m3，其操作温度大于闪点，试确定该单元的热油交换系统危险系数。12、转动设备F212 评价单元中使用或单元本身就是如下转动设备时，转动设备修正系数F212=0.5:600马力的压缩机;75马力的泵;发生故障后因混合不均、冷却不足或终止等原因引起反应温度升高的搅拌器和循环泵；其它曾发和过事故的大型高转动设备，如离心机等。一、概述 F&EI表述了工艺单元的危险程度，用来估计生产过程中的事故可能造成的破坏。F&EI=MFF3MF物质系数；F3工艺单元危险系数。二、F&EI及危险等级表9-13 及危险等级 P216火灾、爆炸危险指数F&EI危险等级1-60最轻61-96较轻97-127中等128-15很大159非常大一、安全措施的分类及单元补偿系数的确定工艺控制补偿系数（C1）物质隔离补偿系数（C2）防火措施补偿系数（C3）C=C1 C2 C3二、工艺控制补偿系数（C1）项目补偿系数范围采用补偿系数（1）应急电源0.98（2）冷却装置0.97-0.99（3）抑爆装置0.84-0.98（4）紧急停车装置0.96-0.99（5）计算机控制0.93-0.99（6）惰性气体保护0.94-0.96（7）操作规程（程序）0.91-0.99（8）化学活性物质检查0.91-0.98（9）其它工艺危险分析0.91-0.98工艺控制安全补偿系数（C1）三、物质隔离补偿系数（C2）项目补偿系数范围采用补偿系数（1）遥控阀0.96-0.98（2）卸料（排空）装置0.96-0.98（3）排放装置 0.91-0.97（4）联锁装置 0.98物质隔离安全补偿系数（C2）四、防火措施补偿系数（C3）项目补偿系数范围采用补偿系数（1）泄漏检测装置0.94-0.98（2）结构钢0.95-0.98（3）消防水供应系统0.94-0.97（4）特殊系统0.91（5）喷洒系统0.74-0.97（6）水幕0.97-0.98（7）泡沫灭火装置0.92-0.97（8）手提式灭火器0.93-0.98（9）电缆防护0.94-0.98防火设施安全补偿系数（C3）安全措施补偿系数(C=C1C2 C3)一、暴露半径 R=0.256 F&EIR暴露半径，单位：米。二、暴露区域 暴露区域 面积 S=R2暴露区域体积 V=SR=R3三、暴露区域内财产价值 更换价值=0.82 原来成本增长系数四、破坏系数 破坏系数是由单元危险系数F3和物质系数MF给出的，它代表了单元中物料或反应能量释放所引起的火灾、爆炸事故的综合效应。（查图9-9 P223）五、基本最大可能财产损失（Base MPPD）Base MPPD=暴露区域财产价值破坏系数六、实际最大可能财产损失（Actual MPPD）Actual MPPD=Base MPPD C八、停产损失（BI）BI=MPDO/30VPM 0.7VPM每月产值；0.7代表固定成本和利润.九、工艺单元危险分析汇总表9-5 工艺单元危险分析汇总 P200项目获得数值单位火灾爆炸指数（F&EI)暴露半径米暴露面积平方米暴露区内财产价值危害系数基本最大可能财产损失（基本MPPD）安全措施补偿系数（C=C1 C2 C3）实际最大可能财产损失（实际MPPD）最大可能停产天数（MPDO）天停产损失（BI）确定停产损失选取工艺单元确定物质系数MF计算一般工艺危险系数F1确定工艺单元危险系数F3=F1F2确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF确定暴露面积确定暴露区域内财产更换价值确定基本最大可能财产损失计算特殊工艺危险系数F2确定实际最大可能财产损失确定停工天数确定危害系数计算安全措施补偿系数C1C2C3选取工艺单元确定物质系数MF计算一般工艺危险系数F1确定工艺单元危险系数F3=F1F2确定火灾、爆炸指数F&EI=F3MF确定补偿后的F&EI计算安全措施补偿系数C1C2C3火灾、爆炸危险指数F&EI危险等级1-60最轻61-96较轻97-127中等128-158很大159非常大计算特殊工艺危险系数F2教学资料整理仅供参考，