王小輝

（廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216）

預(yù)先危險(xiǎn)分析法與道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法在涂料生產(chǎn)與儲(chǔ)存安全管理中的應(yīng)用

王小輝

（廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，廣東 佛山 528216）

針對(duì)某涂料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)和儲(chǔ)存單元分別進(jìn)行預(yù)先危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)(PHA)和道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)(F&EI)評(píng)價(jià)，逐步找出中毒、窒息以及火災(zāi)、爆炸事故的原因，并提出安全對(duì)策措施與建議。

涂料；生產(chǎn)；儲(chǔ)存；預(yù)先危險(xiǎn)性分析；化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)；安全評(píng)價(jià)；對(duì)策

Author’s address: Guangdong Vocational College of Environmental Protection Engineering, Foshan 528216, China

在涂料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、廢棄處理等環(huán)節(jié)中，存在大量的危險(xiǎn)化學(xué)品，易發(fā)生中毒窒息和火災(zāi)爆炸事故，造成嚴(yán)重的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。通過對(duì)生產(chǎn)場所和儲(chǔ)存?zhèn)}庫進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，可以提高企業(yè)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品的安全管理和控制水平，降低事故發(fā)生的頻率和損失。常用的安全評(píng)價(jià)方法有道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法、安全檢查表法、事件樹分析法、故障樹分析法、預(yù)先危險(xiǎn)性分析法等[1-2]。道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法(簡稱DOW法)可量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失，確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的裝置，使有關(guān)人員及工程技術(shù)人員了解到各工藝部門可能造成的損失，以此確定減輕事故嚴(yán)重性和總損失的有效、經(jīng)濟(jì)的途徑，是化工企業(yè)安全評(píng)價(jià)中最常用的定量評(píng)價(jià)方法。預(yù)先危險(xiǎn)分析法(PHA)能大體識(shí)別與系統(tǒng)有關(guān)的主要危險(xiǎn)，鑒別產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因，預(yù)測事故發(fā)生對(duì)人員和系統(tǒng)的影響，判別危險(xiǎn)等級(jí)，并提出消除或控制危險(xiǎn)性的對(duì)策措施，是常用的定性評(píng)價(jià)方法[1-2]。

本文以某普通涂料生產(chǎn)企業(yè)為例，對(duì)其生產(chǎn)場所和甲類[3]儲(chǔ)存?zhèn)}庫分別進(jìn)行預(yù)先危險(xiǎn)性分析和道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法分析，并提出安全對(duì)策措施。

1 評(píng)價(jià)單元的基本情況

該涂料生產(chǎn)企業(yè)中含危險(xiǎn)化學(xué)品的產(chǎn)品主要為含易燃溶劑的合成樹脂、油漆、輔助材料、涂料等制品，其閉杯閃點(diǎn)均不高于60 °C。生產(chǎn)和儲(chǔ)存場所涉及到的主要原輔料中，屬于危險(xiǎn)化學(xué)品[1-2,4]的有石腦油、甲苯、2?丁酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、酚醛樹脂、環(huán)己酮、過氧化二苯甲酰[質(zhì)量分?jǐn)?shù)35% ～ 52%，惰性固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥48%]等。

1. 1 儲(chǔ)存區(qū)

儲(chǔ)存區(qū)危險(xiǎn)性較大的為溶劑倉庫及埋地儲(chǔ)罐區(qū)。溶劑倉庫主要儲(chǔ)存易燃液體類原料；埋地儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)3個(gè)60 m3的儲(chǔ)罐，其中1個(gè)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存甲苯，1個(gè)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存石腦油，1個(gè)設(shè)有內(nèi)擋板，一側(cè)儲(chǔ)存石腦油，另一側(cè)儲(chǔ)存2?丁酮。

1. 2 生產(chǎn)工藝線

1. 2. 1 膠粘劑生產(chǎn)工藝線

用電熱棒加熱至90 °C左右，主要由原料混合、煉膠、剪膠、攪拌、檢驗(yàn)、成品包裝等工藝過程組成，均在常壓下進(jìn)行。

1. 2. 2 稀釋劑生產(chǎn)工藝線

該生產(chǎn)工藝比較簡單，在常溫、常壓下進(jìn)行，苯類、酮類、酯類原料經(jīng)混合、攪拌即得產(chǎn)品。

2 生產(chǎn)場所的安全評(píng)價(jià)

針對(duì)可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸、中毒、窒息等危險(xiǎn)化學(xué)品事故，依據(jù)PHA法[3,5-7]分析該公司在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)化學(xué)品事故、危險(xiǎn)等級(jí)及后果，并針對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)化學(xué)品事故，制定相應(yīng)的安全對(duì)策措施，具體見表1和表2。

表1 分析可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸事故Table 1 Analysis on possible fire and explosion accidents

續(xù)表1 分析可能發(fā)生的火災(zāi)、爆炸事故Table 1 (continued) Analysis on possible fire and explosion accidents

表2 分析可能發(fā)生的中毒、窒息事故Table 2 Analysis on possible intoxication and suffocation accidents

3 危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)存場所的安全評(píng)價(jià)

道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)法是針對(duì)系統(tǒng)工藝過程中使用的物質(zhì)、設(shè)備，作業(yè)、貯運(yùn)以及泄漏等環(huán)節(jié)引發(fā)火災(zāi)、爆炸及中毒的危險(xiǎn)性和有害性，通過逐步推算的方法，求出其火災(zāi)、爆炸等潛在危險(xiǎn)及其等級(jí)的一種方法[3]，其評(píng)價(jià)程序見圖1。

甲類溶劑倉庫中存在多種甲類易燃液體，發(fā)生火災(zāi)的可能性較大，被確定為評(píng)價(jià)單元。甲類溶劑倉庫儲(chǔ)存的主要危險(xiǎn)化學(xué)品有甲苯、2?丁酮、乙酸乙酯等甲類原料，其中乙酸乙酯的閃點(diǎn)較低(?4 °C)，發(fā)生火災(zāi)爆炸的可能性較大。因此以乙酸乙酯作為代表物質(zhì)(即假設(shè)倉庫全部放置乙酸乙酯)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。在正常生產(chǎn)的情況下，甲類溶劑倉庫中日常甲、乙類易燃液體的總量約9 t。

圖1 道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法的評(píng)價(jià)程序[1-2]Figure 1 Procedure of Dow Chemical Company’s fire and explosion index assessment

3. 1 確定物質(zhì)系數(shù)MF

乙酸乙酯的物質(zhì)系數(shù)MF = 16，物質(zhì)毒性系數(shù)NH= 1，物質(zhì)燃燒性NF= 3，物質(zhì)化學(xué)活性NR= 0。

3. 2 確定單元的一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1

單元的一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)是基本系數(shù)與6項(xiàng)工藝危險(xiǎn)系數(shù)的總和，具體見表3。

表3 一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1Table 3 General process hazards factor F1

本評(píng)價(jià)單元的一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)取值為F1= 1.00 + 0.85 + 0.50 = 2.35。

3. 3 確定單元的特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2

特殊工藝過程的危險(xiǎn)性是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要因素，F(xiàn)2包括基本系數(shù)和12項(xiàng)工藝危險(xiǎn)系數(shù))，具體見表4。

本評(píng)價(jià)單元的特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)取值為F2= 1.00 + 0.20 + 0.50 + 0.20 + 0.10 + 0.10 = 2.10。

3. 4 確定單元的危險(xiǎn)系數(shù)F3

單元的危險(xiǎn)系數(shù)F3為一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1與特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2的乘積，即F3= F1× F2= 2.35 × 2.10 = 4.935。

表4 特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2Table 4 Special process hazards factor F2

3. 5 確定火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)系數(shù)F&EI

F&EI = MF × F3= 16 × 4.935 = 78.96。

F&EI被用來估計(jì)工藝單元潛在的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性大小，不同的F&EI值對(duì)應(yīng)不同的危險(xiǎn)等級(jí)，具體見表5。

表5 F&EI與危險(xiǎn)等級(jí)的關(guān)系Table 5 Degree of hazard for F&EI

該單元的危險(xiǎn)等級(jí)為“較輕”。

3. 6 確定安全措施補(bǔ)償系數(shù)C

安全措施的采用在一定程度上能降低火災(zāi)爆炸事故的概率并減輕事故的危害。安全措施可分為工藝控制(C1)、物質(zhì)隔離(C2)和防火措施(C3)3類，系數(shù)取值分別見表6?8。

C1= 0.95 × 0.98 = 0.931。

C2= 1。

C3= 0.98 × 0.94 × 0.94 × 0.97 = 0.84。

綜合得到C = C1× C2× C3= 0.931 × 1 × 0.84 ≈ 0.782。

3. 7 補(bǔ)償后的火災(zāi)爆炸系數(shù)指數(shù)F&EI′[8]

F&EI′ = F&EI × C = 78.96 × 0.782 ≈ 61.75。

表6 工藝控制補(bǔ)償系數(shù)C1Table 6 Process control credit factor C1

表7 物質(zhì)隔離補(bǔ)償系數(shù)C2Table 7 Material isolation credit factor C2

表8 防火措施補(bǔ)償系數(shù)C3Table 8 Fire protection credit factor C3

3. 8 確定暴露面積[8]

暴露半徑R = 0.256 × F&EI = 0.256 × 78.96 ≈ 20.2(m)。

暴露面積A = πR2= 3.141 6 × 20.22≈ 1 282(m2)。

3. 9 確定基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)

當(dāng)MF = 16，F(xiàn)3= 4.935時(shí)，查單元危害系數(shù)計(jì)算圖[8]，得DF = 0.58。

基本MPPD = MC× DF，式中MC為暴露區(qū)域內(nèi)的財(cái)產(chǎn)價(jià)值.

本單元的基本MPPD = MC× 0.58 = 0.58MC(萬元)。

3. 10 確定實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)

實(shí)際MPPD = 基本MPPD × C = 0.58MC× 0.782 ≈ 0.454MC(萬元)。

3. 11 關(guān)于最大可能工作日損失(MPDO)和停工損失(BI)

當(dāng)前物價(jià)與第7版DOW法[8]制定時(shí)的物價(jià)相差較大，因此計(jì)算最大可能工作日損失(MPDO)和停工損失(BI)已無意義。

3. 12 單元的危險(xiǎn)性評(píng)估

經(jīng)過對(duì)該甲類倉庫火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)得知：其火災(zāi)爆炸指數(shù)為78.96，危險(xiǎn)等級(jí)屬于“較輕”，其影響半徑是20.2 m，面積是1 282 m2；采取安全補(bǔ)償措施后，火災(zāi)爆炸指數(shù)為61.75，危險(xiǎn)等級(jí)仍為“較輕”，但危險(xiǎn)程度明顯降低，暴露半徑縮小為15.8 m，暴露面積減小為784.3 m2。顯然，有效的安全補(bǔ)償措施能顯著降低儲(chǔ)存區(qū)的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)程度及其影響范圍[9-11]。

4 結(jié)論

從預(yù)先危險(xiǎn)性分析法和道化學(xué)火災(zāi)爆炸指數(shù)法分別對(duì)某涂料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)場所和甲類儲(chǔ)存?zhèn)}庫進(jìn)行的安全評(píng)價(jià)中可知，生產(chǎn)場所存在中毒窒息和火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)，甲類儲(chǔ)存?zhèn)}庫存在火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)，為企業(yè)的安全防護(hù)與管理提供了科學(xué)依據(jù)。

經(jīng)安全評(píng)價(jià)后，認(rèn)為該企業(yè)生產(chǎn)場所和甲類儲(chǔ)存?zhèn)}庫需加強(qiáng)安全管理，重視危險(xiǎn)源的監(jiān)控，采取有效的安全管理制度和防護(hù)措施。該單位的安全措施還存在一些不足，如缺乏排放系統(tǒng)、連鎖裝置、噴灑消防系統(tǒng)，消防用水總量也不夠，需加大安全投入，改善安全設(shè)施。

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[ 編輯：溫靖邦 ]

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Application of preliminary hazard analysis and DOW’s fire and explosion index assessment to safety management of paint production and storage

WANG Xiao-hui

The production and storage units of a paint manufacturer were evaluated by PHA (preliminary hazard analysis) and DOW’s F&EI (fire and explosion index) assessment, respectively. The causes of intoxication, suffocation, fire and explosion accidents were found out. Some countermeasures and advices for safety management were given.

paint; production; storage; preliminary hazard analysis; fire and explosion index; safety assessment; countermeasure

10.19289/j.1004-227x.2017.14.007

TQ630.8; X941

：B

：1004 – 227X (2017) 14 – 0757 – 07

2017–06–12

2017–07–11

2015年廣東省質(zhì)量工程項(xiàng)目──專兼結(jié)合理實(shí)互補(bǔ)的工業(yè)環(huán)保與安全技術(shù)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)（J260117061806）。

王小輝（1980–），女，湖南新化人，碩士，注冊(cè)安全工程師，廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院安全健康與環(huán)保教研室主任、安全技術(shù)與管理專業(yè)帶頭人，主要研究方向?yàn)榛ぐ踩夹g(shù)操作與管理。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) 1092720617@qq. com。