摘 要:為了實現(xiàn)對危險化學品的安全管理,本課題對某港務公司汽油罐區(qū)進行安全評價。旨在細解道化學火災、爆炸危險指數(shù)評價方法的使用,提出在危險化學品儲存、管理中存在的問題,并提出相應的解決措施,以提高安全管理水平。
關鍵詞:道化學火災 爆炸危險指數(shù)評價法 汽油罐區(qū) 安全評價
中圖分類號:X937文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0065-02
1 安全評價的定義、目的
安全性評價也稱危險性評價或風險評價,它是綜合運用安全系統(tǒng)工程的方法對系統(tǒng)的安全性進行預測和度量的一種科學方法。
進行安全評價的目的,是為使安全工作逐步實現(xiàn)標準化、科學化、系統(tǒng)化,以事故預測、預防來代替事后處理,達到控制事故發(fā)生的目的。
火災、爆炸指數(shù)評價法是美國道化學公司于1964年首次提出的一種安全評價方法??捎糜谠u價生產(chǎn)、貯存、處理具有可燃、爆炸、化學活潑性物質的化工過程及其供、排水(氣)系統(tǒng)等。
2 安全評價
以某港務公司為例,該公司主要是石油、石油產(chǎn)品及其部分液體化工品為主的大型綜合性港口。擁有1000~20000方的儲罐16座,實際儲存容量為41萬方。本文利用道化學火災、爆炸指數(shù)評價法對汽油罐區(qū)進行安全評價。
2.1 工藝單元危險系數(shù)
(1)一般工藝危險系數(shù)F1
一般工藝危險系數(shù)是確定事故損害大小的主要因素。
①物料處理與輸送:本項用于評價工藝單元在處理、輸送和貯存物料時潛在的火災危險性。對于NF=3或NF=4的易燃液體或氣體(包括桶裝、罐裝、可移動式撓性容器和氣溶膠罐裝)危險系數(shù)為0.85。汽油的NF=3,所以在此取0.85。
②通道:汽油罐區(qū)面積45000平米,大于2312平米,消防通道符合要求,不必選取危險系數(shù)。
③排放和泄露控制:汽油罐區(qū)三面有堤壩,能將泄漏液引至蓄液池,但是蓄液池貯液能力小于排放量確定的兩個原則之和,選取危險系數(shù)為0.25。
(2)特殊工藝危險系數(shù)F2
特殊工藝危險是影響事故發(fā)生概率的主要因素,特定的工藝條件是導致火災、爆炸事故的主要原因。
①毒性物質:汽油的物質毒性系數(shù)為NH=1,其危險系數(shù)為0.2NH=0.2。
②爆炸極限范圍內或其附近的操作:某些操作導致空氣進入系統(tǒng),形成易燃混全物。貯有的汽油其溫度在閉杯閃點(-45℃)以上且無惰性氣體保護,其危險系數(shù)為0.5。
③易燃物質和不穩(wěn)定物質的數(shù)量:罐區(qū)汽油儲量為40萬立方,取密度為0.71T/m3,物料總熱量值X為:40*104*0.71*18.8*103/0.454=11.76GBTU。由lgY=-0.403115+ 0.378703(lgX)-0.046402(lgX)2-0.015379(lgX)3得出其危險系數(shù)Y為:0.85。
④腐蝕:汽油罐按其由OCr18Ni9Ti制作,其腐蝕速率為0.9~1.82g/m2·h,即最大0.21mm/a,由指南:“腐蝕速率大于0.127mm/a,并小于0.254mm/a,其危險系數(shù)為0.20?!边x取危險系數(shù)為0.20。
⑤泄漏——連接頭和填料處:墊片、接頭或軸的密封及填料處可能是易燃、可燃物質的泄漏源,汽油在法蘭連接處可能產(chǎn)生正常的一般泄漏,其危險系數(shù)為0.30。
(3)工藝單元危險系數(shù)F3
工藝單元危險系數(shù)(F3)是一般工藝危險系數(shù)(F1)和特殊工藝危險系數(shù)(F2)的乘積,用來確定FEI值以及計算危害系數(shù)。
(4)火災、爆炸指數(shù)
火災、爆炸危險指數(shù)(FEI)是工藝單元危險系數(shù)(F3)和物質系數(shù)(MF)的乘積。用來估計生產(chǎn)過程中的事故可能造成的破壞。汽油罐區(qū)F&EI=F3*MF=102.48,屬于中等危險等級。
2.2 安全措施補償系數(shù)
安全措施可分為三類:
C1——工藝控制;C2——危險物質隔離;C3——防火設施。
(1)工藝控制補償系數(shù)C1
①操作指南或操作規(guī)程:
a.正常操作條件——0.5
b.檢修程序(批準手續(xù)、清除污物、隔離、系統(tǒng)清掃)——1.5
c.設備、管線的更換和增加——2.0
綜上可選取補償系數(shù)為:
1.0-(0.5+1.5+2.0)/150≈0.97。
②活性化學物質檢查:對于汽油罐區(qū),檢查只是在需要的時候才進行,因此補償系數(shù)為0.98。
③其他工藝過程危險分析:汽油罐區(qū)可選取的補償系數(shù)的情況為工藝、物質等變更的審查管理——0.98。
(2)物質距離補償系數(shù)C2
排放系統(tǒng):汽油罐區(qū)四周有堤壩以容納泄漏物,此時不予補償。
(3)防火措施補償系數(shù)C3
①鋼質結構:采用防火涂層,且涂層高度大于10m,補償系數(shù)為0.95。
②消防水供應:在保證消防水的供應上,有獨立于正常電源之外的其它電源且能提供最大水量,而且,消防水的供應能保證按最大需水量連續(xù)供應6小時。所以選取補償系數(shù)為0.97。
③泡沫裝置:汽油罐設置了遠距離手動控制的將泡沫注入標準噴灑系統(tǒng)的裝置,補償系數(shù)為0.94。
④手提式滅火器材/水槍:安裝了帶有泡沫噴射能力的水槍,其補償系數(shù)為0.93。
⑤電纜保護:電纜管埋在地下的電纜溝內,補償系數(shù)為0.94。
2.3 工藝單元危險分析匯總
(1)火災、爆炸指數(shù)。
火災、爆炸指數(shù)F&EI被用來估計生產(chǎn)事故可能造成的破壞。
(2)暴露半徑:
暴露半徑表明了生產(chǎn)裝置危險區(qū)域的平面分布,在此暴露半徑為:
Y=0.84*102.48*0.3048=26.24(m)
(3)暴露區(qū)域:
暴露區(qū)域為:3.14*26.242=2162(m2)
(4)暴露區(qū)域內財產(chǎn)價值:
對于汽油罐區(qū)其更換價值按5000萬元人民幣即6.02百萬美元計。
(5)危害系數(shù)的確定:
對于物質系數(shù)MF=16的汽油其單元危害系數(shù)的計算公式為:Y=0.256741+0.019886(X)+0.011055(X2)-0.00088(X3),(X:單元危險系數(shù)F3),在此,Y=0.64。
(6)基本最大可能財產(chǎn)損失:
基本最大可能財產(chǎn)損失是由暴露區(qū)內財產(chǎn)價值和危害系數(shù)相乘得到的?;咀畲罂赡茇敭a(chǎn)損失(Base MPPD)為:6.02*0.64= 3.85(百萬美元)
(7)實際最大可能財產(chǎn)損失:
實際最大可能財產(chǎn)損失(Actual MPDO)為:Actual MPPD=3.85*0.71=2.73(百萬美元)
(8)最大可能工作日損失:
估計最大可能工作日損失(MPDO)是評價停產(chǎn)損失(BI)必需的一個步驟。Actual MPPD(X)與MPDO(Y)之間的方程式按正常值為lgY=1.325132+0.592471(lgX),MPDO =38天
停產(chǎn)損失:
停產(chǎn)損失(BI)按下式計算:
BI=(MPDO/30)*VPM*0.70
VPM——每月產(chǎn)值
汽油罐區(qū)每月產(chǎn)值為:600萬元,所以其停產(chǎn)損失
BI=(38/30)*600*0.70=532(萬元)=0.64(百萬美元)
裝置危險分析匯總
火災、爆炸指數(shù)(F&EI)
(只顯示需采用“危險系數(shù)”項)
物料處理與輸送采用危險系數(shù)0.85, 排放和泄露控制采用危險系數(shù)0.25,則一般工藝危險系數(shù)(F1)為2.10。
毒性物質采用危險系數(shù)0.20,罐裝易燃液體采用危險系數(shù)0.50,貯存中的液體及氣體采用危險系數(shù)0.85,腐蝕及磨蝕采用危險系數(shù)0.20,泄漏——接頭和填料采用危險系數(shù)0.30,則特殊工藝危險系數(shù)(F2)為3.05。
工藝單元危險系數(shù)(F3=F1*F2)為6.405,火災、爆炸指數(shù)(F&EI=F3*MF)為102.48。
安全措施補償系數(shù)
(只顯示需采用“補償系數(shù)”項)
工藝控制安全補償系數(shù)(C1)
操作規(guī)程、程序整改后采用補償系數(shù)0.95,化學活潑性物質:整改后采用補償系數(shù)0.91,其他工藝危險分析:整改后采用補償系數(shù)0.91。工藝控制安全補償系數(shù)(C1):整改前0.93,整改后0.79。
物質隔離安全補償系數(shù)(C2)
遙控閥:整改后采用補償系數(shù)0.96,排放系統(tǒng):整改后采用補償系數(shù)0.91。物質隔離安全補償系數(shù)(C2):整改前1.00,整改后0.87。
防火設施安全補償系數(shù)(C3)
泄漏檢測裝置:整改后采用補償系數(shù)0.98,結構鋼:整改后采用補償系數(shù):0.95,消防水供應系統(tǒng):整改后采用補償系數(shù):0.97,特殊滅火系統(tǒng):整改后采用補償系數(shù):0.91,泡沫滅火系統(tǒng):整改后采用補償系數(shù):0.92,手提式滅火器材、噴水槍:整改后采用補償系數(shù):0.93,電纜防護:整改后采用補償系數(shù):0.94。防火設施安全補償系數(shù)(C3):整改前0.76,整改后0.66。
工藝單元風險分析匯總
火災、爆炸指數(shù)(F&EI):102.48,暴露半徑:26.24m,暴露面積:2162m2,暴露區(qū)域內財產(chǎn)價值:6.02百萬美元,危害系數(shù):0.64,基本最大可能財產(chǎn)損失——基本MPPD:3.85百萬美元,安全措施補償系數(shù)=C1*C2*C3:0.71,實際最大可能財產(chǎn)損失——實際MPPD:2.73百萬美元,最大可能停工天數(shù)——MPDO:38天,停產(chǎn)損失——BI:0.64百萬美元。
生產(chǎn)裝置風險分析匯總
工藝單元主要物質:汽油,火災、爆炸指數(shù)F&EI:102.48,影響區(qū)內財產(chǎn)價值:6.02百萬美元,基本MPPD:3.85百萬美元,實際MPPD:2.73百萬美元,停工天數(shù)MPPD:38天,停產(chǎn)損失BI:0.64百萬美元。
3 評價結論及整改意見
3.1 評價結論
潛在的火災、爆炸事故的預期損失為基本最大可能財產(chǎn)損失為3.85百萬美元,實際最大可能財產(chǎn)損失為2.73百萬美元,最大可能停工天數(shù)為38天,停產(chǎn)損失為0.64百萬美元。
潛在的火災、爆炸的危險性為中等程度危險。
3.2 建議整改意見
(1)針對汽油罐區(qū)可能發(fā)生的事故建立事故應急救援預案;(2)對所儲存的汽油按大綱進行檢查,并把這項檢查作為整個操作的一部分;(3)定期對汽油罐區(qū)開展定量風險評價;(4)為儲罐配置遙控的切斷閥,以便在緊急情況下迅速將儲罐與管線隔離,且閥門至少每年更換一次;(5)蓄液池能容納最大儲罐內所有物料再加上第二大儲罐10%的物料以及消防水一小時的噴灑量;(6)按裝可燃氣體檢測器,能報警和確定危險范圍;(7)儲罐設計成夾層壁結構,當內壁發(fā)生泄露時外壁能承受所有的負荷;(8)設置全自動泡沫噴灑系統(tǒng)。
整改后的情況
安全措施補償系數(shù):0.45,實際最大可能財產(chǎn)損失——Actual MPPD/百萬美元:1.73,最大可能停工天數(shù)——MPDO/天: 29,停產(chǎn)損失——BI/百萬美元:0.49。
實際最大可能財產(chǎn)損失減少1百萬美元,最大可能停工天數(shù)減少9天,停產(chǎn)損失降低0.15百萬美元。
4 結語
本文詳細敘述了對某汽油罐用道化學火災、爆炸危險指數(shù)評價法進行安全評價的整個過程,一方面力求使得該評價方法的實際應用具體化、更加可操作化,另一方面,也希望通過各種數(shù)據(jù)的分析,加強危險化學品的儲存與管理企業(yè)的安全意識,提高安全管理水平。
參考文獻
[1]化工設備設計全書編輯委員會.大型貯罐設計.上??茖W技術出版社,1986.
[2]胡建華主編.油品儲運技術.中國石化出版社,2000.
[3]郭振龍等編.工業(yè)裝置安全衛(wèi)生預評價方法.化學工業(yè)出版社,1999.
[4]田蘭,蔣永明,王樹藩編.化工安全技術.化學工業(yè)出版社,1988.
[5]吳宗之,高進東,魏利軍編著.危險評價方法及其應用.冶金工業(yè)出版社,2001.
[6]楊泗霖主編.防火防爆.首都經(jīng)濟貿易大學出版社,2000.