1964年,美國道化學(xué)公司首創(chuàng)了火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法,后經(jīng)過不斷修改,目前已發(fā)展到了第7版。道化學(xué)公司方法推出以后,各國競相研究,提出了類似的指數(shù)評價(jià)方法,其中尤以英國ICI公司蒙德分部方法最具特色。蒙德分部根據(jù)化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn),在火災(zāi)、爆炸指數(shù)基礎(chǔ)上,擴(kuò)充了毒性指標(biāo),并對所采取的安全措施引進(jìn)了補(bǔ)償系數(shù)的概念。道化學(xué)公司又在吸收蒙德方法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步把單元的危險(xiǎn)度轉(zhuǎn)化為最大財(cái)產(chǎn)損失。美國道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)方法(第七版)(以下簡稱《道七版》),通過計(jì)算火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù),劃分危險(xiǎn)等級,并進(jìn)行采取安全對策措施加以補(bǔ)償?shù)淖罱K評價(jià),把單元的危險(xiǎn)度轉(zhuǎn)化為最大財(cái)產(chǎn)損失。
(一)評價(jià)程序
(1)《道七版》“火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法”計(jì)算程序見圖9—15。
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(2)分析、計(jì)算、評價(jià)需要填寫火災(zāi)、爆炸指數(shù)計(jì)算表(表9—16)、安全措施補(bǔ)償系數(shù)表(表9—17)、工藝單元危險(xiǎn)分析匯總表(表9—18)、生產(chǎn)單元風(fēng)險(xiǎn)分析匯總表(表9—19)。
(3)《道七版》對工藝單元進(jìn)行危險(xiǎn)分析時(shí),除計(jì)算火災(zāi)、爆炸指數(shù)和暴露半徑、暴露區(qū)域外,還計(jì)算暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)損失、工作日損失,停產(chǎn)損失等。由于項(xiàng)目預(yù)評價(jià)時(shí)工程尚處于可行性研究階段,有關(guān)設(shè)備、物質(zhì)的價(jià)值等不能一一準(zhǔn)確確定,要進(jìn)行這方面的精確計(jì)算較為困難,故預(yù)評價(jià)經(jīng)常是確定火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)等級、暴露區(qū)域半徑、暴露區(qū)域面積,提出相應(yīng)的評價(jià)結(jié)論和降低危險(xiǎn)程度的安全對策措施。
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注:①安全措施補(bǔ)償系數(shù)=ClxC2xC3。
②無安全補(bǔ)償系數(shù)時(shí),填人1.00。
?、凼撬捎玫母黜?xiàng)補(bǔ)償系數(shù)之積。
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(二)確定評價(jià)單元
進(jìn)行危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)的第一步是確定評價(jià)單元。單元是裝置的一個(gè)獨(dú)立部分,與其他部分保持一定的距離,或用防火墻、防爆墻、防護(hù)堤等與其他部分隔開。通常,在不增加危險(xiǎn)性潛能的情況下,可把危險(xiǎn)性潛能類似的單元?dú)w并為一個(gè)較大的單元。
(三)單元危險(xiǎn)度的初期評價(jià)
1.計(jì)算火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)
火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&E1)按下式計(jì)算:
F&EI=F3X MF
式中F3——工藝單元危險(xiǎn)系數(shù),F(xiàn)3=F1F2;
(F3值的正常范圍為1~8,若大于8,也按最大值8計(jì))
MF——物質(zhì)系數(shù);
Fl——一般工藝危險(xiǎn)系數(shù);
F2——特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)。
2.確定暴露區(qū)域半徑
暴露區(qū)域半徑:及:0.84X0.3048X(F&E1)(m)
該暴露半徑表明了單元危險(xiǎn)區(qū)域的平面分布,它是一個(gè)以工藝設(shè)備的關(guān)鍵部位為中心,以暴露半徑為半徑的圓。如果被評價(jià)工藝單元是一個(gè)小設(shè)備,就以該設(shè)備的中心為圓心,以暴露半徑為半徑畫圓。如果設(shè)備較大,則應(yīng)從設(shè)備表面向外量取暴露半徑。
3.確定暴露區(qū)域面積
暴露半徑?jīng)Q定了暴露區(qū)域的大小。
暴露區(qū)域面積:S=πR2(m2)
實(shí)際暴露區(qū)域面積:暴露區(qū)域面積十評價(jià)單元面積
暴露區(qū)域表示其內(nèi)的設(shè)備將會暴露在本單元發(fā)生的火災(zāi)或爆炸環(huán)境中。因此,必須采取相應(yīng)的對策措施。在實(shí)際情況下,暴露區(qū)域的中心常常是泄漏點(diǎn),經(jīng)常發(fā)生泄漏的點(diǎn)是排氣(液)口、膨脹節(jié)、裝卸料連接處等部位,它們均可作為暴露區(qū)域的圓心,要加強(qiáng)重點(diǎn)防范。
4。確定暴露區(qū)域財(cái)產(chǎn)價(jià)值
暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值可由區(qū)域內(nèi)含有的財(cái)產(chǎn)(包括在存物料)的更換價(jià)值來確定:
更換價(jià)值:原來成本X0.82X增長系數(shù)
式中,0。82是考慮了場地平整、道路、地下管線、地基等在事故發(fā)生時(shí)不會遭到損失或無須更換的系數(shù);增長系數(shù)由工程預(yù)算專家確定。
更換價(jià)值可按以下幾種方法計(jì)算:
(1)采用暴露區(qū)域內(nèi)設(shè)備的更換價(jià)值;
(2)用現(xiàn)行的工程成本來估算暴露區(qū)域內(nèi)所有財(cái)產(chǎn)的更換價(jià)值(地基和其他一些不會遭受損失的項(xiàng)目除外);
(3)從整個(gè)裝置的更換價(jià)值推算每平方米的設(shè)備費(fèi),再乘上暴露區(qū)域的面積,即為更換價(jià)值。對老廠最適用,其精確度差。
在計(jì)算暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)的更換價(jià)值時(shí),需計(jì)算在存物料及設(shè)備的價(jià)值。儲罐的物料量可按其容量的80%計(jì)算;塔器、泵、反應(yīng)器等計(jì)算在存量或與之相連的物料儲罐物料量,亦可用15分鐘物流量或具有效容積計(jì)。
物料的價(jià)值要根據(jù)制造成本、可銷售產(chǎn)品的銷售價(jià)及廢料的損失等來確定,要將暴露區(qū)內(nèi)的所有物料包括在內(nèi)。
在計(jì)算時(shí),不重復(fù)計(jì)算二個(gè)暴露區(qū)域相交疊的部分。
5.確定破壞系數(shù)
破壞系數(shù)由單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3)和物質(zhì)系數(shù)MF按《道七版》給定的圖確定。它表示單元中的物料或反應(yīng)能量釋放所引起的火災(zāi)、爆炸事故的綜合效應(yīng)。
6.計(jì)算基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)
基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失二暴露區(qū)域面積X暴露區(qū)域財(cái)產(chǎn)價(jià)值
它是假定沒有任何一種安全措施來降低損失。
(四)單元危險(xiǎn)度的最終評價(jià)
單元危險(xiǎn)度的初期評價(jià)結(jié)果表示的是不考慮任何預(yù)防措施時(shí)單元所固有的危險(xiǎn)性。《道七版》從降低單元的實(shí)際危險(xiǎn)度出發(fā),通過變更設(shè)計(jì)、采取減少事故頻率和潛在事故規(guī)模的安全對策措施和各種預(yù)防手段來修正、降低其危險(xiǎn)性。
安全預(yù)防措施分工藝控制、物質(zhì)隔離、防火措施3個(gè)方面。其中,工藝控制補(bǔ)償系數(shù)包括應(yīng)急電源等9項(xiàng)措施,物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)包括遙控閥等4項(xiàng)措施,防火措施補(bǔ)償系數(shù)包括泄漏檢測裝置等9項(xiàng)措施。
1.計(jì)算補(bǔ)償火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(該指數(shù)為作者參照道公司前幾版評價(jià)方法而修訂的)補(bǔ)償火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F&E1)’,按下式計(jì)算:
(F&E1)’=F&EIX C
式中C——安全措施總補(bǔ)償系數(shù),C=ClxC2xC3?;
Cl---工藝控制補(bǔ)償系數(shù);
C2一物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù);
C3——防火措施補(bǔ)償系數(shù)。
補(bǔ)償系數(shù)的取值分別按《道七版》所確定的原則選取。無任何安全措施時(shí),上述補(bǔ)償系數(shù)為1。0。
2.確定危險(xiǎn)等級
求出F&EI和(F&E1)’后,按表9—20確定其火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)等級。
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3.計(jì)算實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)
實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失:基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失X安全措施補(bǔ)償系數(shù)
它表示在采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施后,事故造成的財(cái)產(chǎn)損失。
4.計(jì)算最大可能工作日損失(MPDO)
估算最大可能工作日損失是評價(jià)停產(chǎn)損失(B1)的必經(jīng)步驟,根據(jù)物料儲量和產(chǎn)品需求的不同狀況停產(chǎn)損失往往等于或超過財(cái)產(chǎn)損失。
最大可能工作日損失可以根據(jù)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失按《道七版》給定的圖查取。
5.計(jì)算停產(chǎn)損失(B1)
停產(chǎn)損失(以美元計(jì))按下式計(jì)算:
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式中VPM為每月產(chǎn)值。
(五)應(yīng)用示例
表9—21、表9—22為某煉油廠延遲焦化裝置安全預(yù)評價(jià)中加熱爐區(qū)單元《道七版》指數(shù)評價(jià)的實(shí)例。