DOW火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法(第七版)

1、dow 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法,第2頁,第一部分 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)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(xiǎn)系數(shù) 第五部分 火災(zāi)爆炸指數(shù) 第六部分 安全措施補(bǔ)償系數(shù) 第七部分 工藝單元危險(xiǎn)分析匯總,第3頁,第一部分 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)程序,第4頁,一、概述,1、名稱 道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法 （dow chemical company, fire and explosion index,2、創(chuàng)立時(shí)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(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全防災(zāi)措施的狀況,第5頁,二、評(píng)價(jià)目的及適用范圍,1、評(píng)價(jià)目的 客

2、觀地量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失； 找出可能導(dǎo)致事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的設(shè)備； 向管理部門通報(bào)潛在的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性； 使工程技術(shù)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(chǔ)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(shè)備（設(shè)施）、公用工程系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、變壓 器、發(fā)電設(shè)備、熱氧化器等工藝單元,十大步驟,第6頁,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(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)系數(shù)。 4、用一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)和特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)相乘求出工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)。 5、將工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)與物質(zhì)系數(shù)相乘，求出火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)（f&ei）。 6、用火災(zāi)、

3、爆炸指數(shù)查出單元的暴露區(qū)域半徑，并計(jì)算暴露面積。 7、查出單元暴露區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備的更換價(jià)值，并確定破壞系數(shù)，求出基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失mppd。 8、應(yīng)用安全措施補(bǔ)償系數(shù)乘以基本mppd，確定實(shí)際mppd。 9、根據(jù)實(shí)際最大可能財(cái)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(píng)價(jià)程序,火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù) 評(píng)價(jià)程序框圖,第7頁,四、所需資料,第8頁,準(zhǔn)確的裝置（生產(chǎn)單元）設(shè)計(jì)方案； 工藝流程圖； 工藝設(shè)備及安裝成本表。 道氏7版火災(zāi)、爆炸指數(shù)（f&ei）評(píng)價(jià)法； 道氏7版火災(zāi)、爆炸指數(shù)計(jì)算表； 安全措施補(bǔ)償系數(shù)表； 工藝單元風(fēng)險(xiǎn)分析匯總表； 生產(chǎn)裝置風(fēng)

4、險(xiǎn)分析匯總表,第9頁,第二部分 工藝單元選擇,第10頁,一、工藝單元及恰當(dāng)工藝單元,1、工藝單元 工藝裝置的任一主要單元工藝單元,2、恰當(dāng)工藝單元（簡(jiǎn)稱工藝單元） 從損失預(yù)防角度來看對(duì)工藝有影響的工藝單元,物質(zhì)的潛在的化學(xué)能（物質(zhì)系數(shù)）； 工藝單元中危險(xiǎn)物質(zhì)的數(shù)量； 資金密度； 操作壓力與操作溫度； 導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的歷史資料； 對(duì)裝置操作起關(guān)鍵作用的設(shè)備,二、選擇恰當(dāng)工藝單元的重要參數(shù),第11頁,工藝單元的可燃、易燃或化學(xué)活性物質(zhì)的最低量 為 2268 kg或 2.27m3。 當(dāng)設(shè)備串聯(lián)布置且中間未相互有效隔開，應(yīng)認(rèn)真 考慮單元?jiǎng)澐值暮侠硇浴?仔細(xì)考慮操作狀態(tài)和操作時(shí)間也很重要,三、選擇工

5、藝單元的幾項(xiàng)要點(diǎn),第12頁,第13頁,第三部分 物質(zhì)系數(shù)確定,第14頁,一、有關(guān)概念,物質(zhì)系數(shù) mf表述物質(zhì)由燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、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(xué)活潑性（不穩(wěn)定性,nr=0 在燃燒條件下仍能保持穩(wěn)定的物質(zhì)。 不與水反應(yīng)的物質(zhì)；在溫度300 以下時(shí)用差示掃描量熱（dsc）測(cè)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),nr=2 在加溫加壓下易于發(fā)生劇烈化學(xué)變化的物質(zhì)。 用dsc試驗(yàn)在溫度小于15

6、0 顯示溫升的物質(zhì)；與水劇烈反應(yīng)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(yīng)，但須要強(qiáng)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(shí)對(duì)熱或機(jī)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(yīng)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(yīng)的物質(zhì),第17頁,二、課堂練習(xí),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,第18頁,三、表外物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)求取,第19頁,四、課堂練習(xí),一未知可燃液體a的閃點(diǎn)為35，其dta/dsc溫升的最低峰值溫度為200，試求出該

7、物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)mf,第20頁,五、混合物的物質(zhì)系數(shù)求取,如果存在由多種物質(zhì)組成的混合物，當(dāng)這些物質(zhì)的含量基本相同，但物質(zhì)系數(shù)不同時(shí)，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(zāi)、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(shí)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(xiǎn)性反應(yīng)物和一種生成物組成的危險(xiǎn)性混合物，但由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)且反應(yīng)速度很快，危險(xiǎn)性反應(yīng)物存在的時(shí)間足夠短，單元危險(xiǎn)主要來自生成物時(shí)，可

8、把生成物的物質(zhì)系數(shù)作為工藝單元的物質(zhì)系數(shù),第21頁,六、課堂練習(xí),聚合釜,苯乙烯 1噸/次,乙苯 1噸/次,右圖為一聚合裝置，原料為苯乙烯和乙苯，反應(yīng)為間歇反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)/釜，試確定該單元的物質(zhì)系數(shù),第22頁,第四部分 工藝單元危險(xiǎn)系數(shù),第23頁,一、工藝單元危險(xiǎn)系數(shù) f3,f3 = f1 f2 f1 一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)； f2 特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù),第24頁,二、一般工藝危險(xiǎn)系數(shù) f1,放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 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,第25頁,1、 放熱反應(yīng),苯乙烯與乙苯反應(yīng)生成聚苯乙烯，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，試確定該反應(yīng)的放熱反應(yīng)系數(shù)。 硝酸與二甲苯反應(yīng)生成硝基

9、二甲苯，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，試確定該反應(yīng)的放熱反應(yīng)系數(shù),第26頁,2、 吸熱反應(yīng),反應(yīng)器中的吸熱反應(yīng) 系數(shù)0.2； 煅燒 系數(shù)0.4； 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,第27頁,3、 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?jī)?chǔ)存單元的物料處理與輸送系數(shù),第28頁,4、 封閉單元或室內(nèi)操作,某車間內(nèi)，反應(yīng)器單元內(nèi)反應(yīng)器中氫氣的量為1噸，反應(yīng)溫度為100，且該車間已安裝了防爆的機(jī)械通風(fēng)裝置，試確定該單元的封閉單元或室內(nèi)操作系數(shù),第29頁,5、 通道,某車間內(nèi)，反應(yīng)器單元的操作區(qū)面積為1000m2

10、，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),第30頁,6、 排放和泄漏控制,該項(xiàng)系數(shù)只適用于工藝單元內(nèi)物料閃點(diǎn)小于60或操作溫度大于其閃點(diǎn)的場(chǎng)合。 苯乙烯與乙苯的預(yù)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),第32頁,三、特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù) f2,毒性物質(zhì) 負(fù)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(shè)備的使用 熱油交換系統(tǒng) 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備,第33頁,1、 毒性物質(zhì),毒性物質(zhì)的危險(xiǎn)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(xiǎn)系數(shù)： 乙炔 苯 二甲胺 汽油 氫

11、 硫化氫,第34頁,2、 負(fù)壓操作,本項(xiàng)內(nèi)容只適用于空氣泄入系統(tǒng)會(huì)引起危險(xiǎn)的場(chǎng)合。 某一真空精餾單元中的主要危險(xiǎn)物質(zhì)為汽油，試確定該單元的負(fù)壓操作系數(shù),第35頁,3、 爆炸極限范圍內(nèi)或其附近的操作,本項(xiàng)內(nèi)容適用于某些操作導(dǎo)致空氣引入并夾帶進(jìn)入系統(tǒng)，空氣的進(jìn)入會(huì)形成易燃混合物，進(jìn)而導(dǎo)致危險(xiǎn)的場(chǎng)合。 某一反應(yīng)單元，在加入物料前應(yīng)進(jìn)行氮?dú)獯祾?，最近發(fā)現(xiàn)氮?dú)庀到y(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(xiǎn)系數(shù),第36頁,4、 粉塵爆炸,本項(xiàng)系數(shù)用于含有粉塵處理的單元，如粉體輸送、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

12、在這種情況下該單元的粉塵爆炸危險(xiǎn)系數(shù),第37頁,5、 壓力釋放,本項(xiàng)系數(shù)用于操作壓力高于大氣壓，由于高壓可能會(huì)引起高速率的泄漏的場(chǎng)合。 試確定在下述兩種情況下的壓力釋放危險(xiǎn)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,第38頁,6、 低溫,本項(xiàng)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(shí)可能存在的脆性問題。 某低溫冷凍單元裝置結(jié)構(gòu)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(xiǎn)系數(shù),第39頁,7、 易燃物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量,本項(xiàng)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(xiǎn)性的關(guān)系,工藝過程中的液體或氣體； 儲(chǔ)存中的液

13、體或氣體（工藝操作場(chǎng)所之外）； 儲(chǔ)存中的可燃固體和工藝中的粉塵,工藝過程中的液體或氣體,1,3-丁二烯聚合單元中1,3-丁二烯的最大單體量為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(xiǎn)系數(shù),儲(chǔ)存中的液體或氣體（工藝操作場(chǎng)所之外,露天儲(chǔ)存的1,3-丁二烯儲(chǔ)罐中1,3-丁二烯的最大量為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(xiǎn)系數(shù),第42頁,8、 腐蝕,腐蝕速率外部腐蝕速率和內(nèi)部腐蝕速率之和,某儲(chǔ)存液化石油氣的儲(chǔ)罐，其儲(chǔ)罐的腐蝕速率為0.3mm/年，試確定該單元的腐蝕危險(xiǎn)系數(shù),第43頁,9、 泄漏連接頭和填料處,本項(xiàng)系數(shù)適用于墊片、接頭或軸的密封處及填料處可能是易

14、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(chǎng)所,某反應(yīng)器中的物料在反應(yīng)過程中，壓力都要從常壓逐漸增加到5 kgf，且其反應(yīng)為間歇反應(yīng)，試確定該單元的泄漏危險(xiǎn)系數(shù),第44頁,10、 明火設(shè)備的使用,當(dāng)易燃液體、蒸氣或可燃性粉塵泄漏時(shí)，工藝中明火設(shè)備的存在額外增加了引起引燃的可能性,明火設(shè)備設(shè)置在工藝單元中； 明火設(shè)備附近有各種工藝單元,第45頁,11、 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(diǎn)火沸點(diǎn)以上，因此增加了危險(xiǎn)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，其操作溫度大于閃點(diǎn)，試確定該單元的熱油交換系統(tǒng)危險(xiǎn)系數(shù),第46頁,

15、12、 轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備,某氫氣壓縮單元中，壓縮機(jī)的功率為700馬力，試確定該單元的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備危險(xiǎn)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(dòng)設(shè)備危險(xiǎn)系數(shù),第49頁,第五部分 火災(zāi)爆炸指數(shù)f&ei,第50頁,一、概述,f&ei = mf f3 mf 物質(zhì)系數(shù)； f3 工藝單元危險(xiǎn)系數(shù),f&ei是被用來估計(jì)生產(chǎn)過程中的事故可能造成的破壞,第51頁,二、f&ei及危險(xiǎn)等級(jí),第52頁,第六部分 安全措施補(bǔ)償系數(shù),一、安全措施的分類及單元補(bǔ)償系數(shù)的確定,工藝控制補(bǔ)償系數(shù)（c1） 物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)（c2） 防火措施補(bǔ)償系數(shù)（c3） c = c1 c2 c3,二、工藝控制補(bǔ)償系數(shù)（c1,三、

16、物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)（c2,四、防火措施補(bǔ)償系數(shù)（c3,第57頁,第七部分 工藝單元危險(xiǎn)分析匯總,一、暴露半徑,r = 0.256 f&ei r 暴露半徑，單位：米,二、暴露區(qū)域,暴露區(qū)域面積 s=r2 暴露區(qū)域體積 v=sr= r3,三、暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值,更換價(jià)值 = 0.82原來成本增長(zhǎng)系數(shù),四、破壞系數(shù),危害系數(shù)是由單元危險(xiǎn)系數(shù)f3和物質(zhì)系數(shù)mf給出的，它代表了單元中物料泄漏或反應(yīng)能量釋放所引起的火災(zāi)、爆炸事故的綜合效應(yīng),五、基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失（base mppd,base mppd = 更換價(jià)值破壞系數(shù),六、實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失（actual mppd,actual mppd = base