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1、危害、危险辨识与评价之危害、危险辨识与评价之危险性分析评价法之危险性分析评价法之帝国化学危险度评帝国化学危险度评价法价法一、帝国化学公司(一、帝国化学公司(IDIIDI)危险度评价法)危险度评价法1974 年英国帝国化学公司(IDI)蒙德(Mond)部门对道化学公司方法的主要补充如下:(1) 可对较广范围内的工程及贮存设备进行评价:(2) 包括具有爆炸性的化学物质的使用管理;(3)采用补偿办法以便能够区别给定的燃料与别的反应物 (如氢气与空气、 氯气或氧气) ;(4) 根据事故案例的研究,考虑了对危险性水平有相当影响的几个特殊工程类型的危险性;(5) 评价中采用了毒性的观点;该方法为装置的良好
2、设计及管理、安全仪表控制系统,重新确定了某些补偿系数,对处于各种安全项目水平之下的装置,可以进行单元设备现实危险性水平的评价。二、帝国化学公司(二、帝国化学公司(ICIICI)危险度评价法蒙德法安全评价程序(一)危险度评价法蒙德法安全评价程序(一)1974 年英国帝国化学公司(ICI)蒙德部在对现有装置及设计建设中装置的危险性研究中,既肯定了道化学公司的火灾爆炸指数法,又在其定量评价基础上作了重要的改进和扩充,其要点是: 引进了毒性概念和计算; 发展了某些补偿系数。运用这种方法先进行初期评价,再在采取了安全措施后进行最终评价,从而从理论上判断装置的安全水平,这就是蒙德(Mond)法。Mond
3、法评价的基本程序如图 1。图 1 ICI 蒙德法安全评价程序此法是分阶段进行的,先进行初期危险性评价,然后再作出危险度最终评价。三、帝国化学公司(三、帝国化学公司(ICIICI )危险度评价法初期危险度评价:因素(二)危险度评价法初期危险度评价:因素(二)初期危险度评价就是在没有实施任何安全措施时,单元所固有的潜在危险性评价。评价因素包括物质系数 (B) ,特殊物质危险性 (M) ,一般工艺危险性 (P) ,特殊工艺危险性 (S) ,物量的危险性(Q) ,配置危险性(L) ,毒性危险性(T) 。各项因素取值见表1。表 1 火灾、爆炸、毒性指标场所装置c低温a) (炭钢-1010)b )( 炭
4、钢-10以下)1530100单元物质反应物质系数物质系数c)其他物质d高温:a)引火性b) 构造物质工程温度(K)=te腐蚀与浸蚀f接头与垫圈泄漏采用系数采用系数采用系数采用系数g振动负荷、循环等h难控制的工程或反应i在燃烧范围或其附近条件下爆炸j平均爆炸危险以上k粉尘或烟雾的危险性l强氧化剂m工程着火敏感度n静电危险性物殊工艺危险性合计物殊工艺危险性合计 S S量的危险性物质合计物质合计(密度=)建议系数1050050106007507510100量系数 Q配置危险性配置危险性单元详细配置高度 H通常作业区域a构造设计b多米诺效应c地下建议系数01000150建议系数d地面排水沟e其他配置危
5、险性合计配置危险性合计 L Ld皮肤吸收01000400250150060燃烧热Hc/(kJ/kg)物质系数 B(B Hc1.81000)建议系数020030-6060302502575-7515012515020015000150特殊物质危险性特殊物质危险性a氧化性物质b与水反应生成可燃气体c混合及扩散特性d自燃发热性e自然聚合性f着火敏感度g爆炸的分解性h气体的爆炸性i凝缩层爆炸性j其他性质特殊物质危险性合计特殊物质危险性合计 MM一般工艺危险性一般工艺危险性a使用与仅物理变化b单一连续反应c单一间断反应d同一装置内的重复反应e物质移动f可能输送的容器一般工艺危险性合计一般工艺危险性合计
6、P P特殊工艺危险性特殊工艺危险性a低压(103kPa 绝对压力)b高压 p毒性危险性毒性危险性05020300015040100307003000750200建议系数采用系数m3103kg1100建议系数02000250015001000250采用系数mm20300aTLV值b物质类型c短期暴露危险性253002520010050e物理性因素毒性危险性合计毒性危险性合计 T T050DOW/ICI 全体指标 D(或 D1)计算值:DOW/ICI 总指标 D 表示的危险性其危险程度见表2。表 2 D 与危险程度DOW/ICI 全部指标 D 的范围0202040406060757590全体危险性
7、程度缓和的轻度的中等的稍重的重的DOW/ICI全部指标D的范围90115115150150200200 以上全体危险性程度极端的非常极端的潜在灾难性的高度灾难性的计算总危险性 R 值考虑了总指标 D 受火灾负荷(F) 、单元毒性指标(U) 、爆炸指标(E) 、主毒性事故指标(C) 、气体爆炸指标(A)的影响较大,为评价这些因素,开发了总危险性评分R。式中 F火灾负荷;U毒性指标;E装置内部爆炸指标;A地区爆炸指标。对应于 R 的危险程度如表 3。表 3R 与危险程度总危险性系数 R020201001005005001100总危险性范畴缓和低中等高(1 类)总危险性系数 R11002500250
8、012500125006500065000总危险性范畴高(2 类)非常高极端非常极端四、帝国化学公司(四、帝国化学公司(ICIICI )危险度评价法初期危险度评价:火灾潜在性的评价(三)危险度评价法初期危险度评价:火灾潜在性的评价(三)评价火灾潜在性的适当方法是以计划面积一平方米的单位燃烧热值为基础计算式:式中 B物质系数:K物质总量,t;N实际面积,m2;表 4 火灾负荷范畴火灾负荷 F/(102kJ/m2) (通常作业区)实际值0510451041105110521052105410541051106范畴轻低中等高非常高预计火灾继续时间/备注h1/41/21/211224410110621
9、062106510651061107强的极端的非常极端的1020205050100五、帝国化学公司(五、帝国化学公司(ICIICI)危险度评价法初期危险度评价:爆炸潜在的评价(四)危险度评价法初期危险度评价:爆炸潜在的评价(四)按 DOW/ICI 制订的总指标范畴的水准, 火灾负荷范围有些情况过低, 有必要改为爆炸性危险性,有两个指标,即内部装置爆炸指标E、地区爆炸指标 A(气体爆炸指标) 。由 E 值决定的范畴如表 5内部单元爆炸指标 E012.54466A 值对应的范畴如表 6。地区爆炸指标 A010103030100100500500范畴轻低中等高非常高范畴轻微低中等高非常高六、帝国化学
10、公司(六、帝国化学公司(ICIICI)危险度评价法初期危险度评价:毒性危险性评价(五)危险度评价法初期危险度评价:毒性危险性评价(五)单元毒性指标 U,用以表示毒性的影响,并综合考察装置、 单元的控制和管理,计算式为:范畴的决定如表 7。单元的毒性指标 U01133661010范畴轻低中等高非常高主毒性事故指标 C,由单元毒性指标U 和量系数 Q 结合起来即可得出。C=UQ主毒性事故范畴如表 8。主毒性事故指标 C020205050200200500500范畴轻低中等高非常高在算出 R 以后,得出的总危险性范畴,为未采取任何措施时的初期评价,表示了评价单元的固有危险性。七、帝国化学公司(七、帝
11、国化学公司(ICIICI )危险度评价法危险度最终评价(六)危险度评价法危险度最终评价(六)初期危险度的评价值一般都较高,但籍此可以清楚地看出潜在危险的程度,说明了必须采取安全预防措施,以降低初期评价的危险程度,达到人们可以接受的水平。Mond 法从降低事故频率和降低事故规模的潜在性两个方面考虑采取措施和对策,给予补偿,从而降低R 值。减少事故频率的安全预防手段含有容器系统、工艺管理和安全态度三个方面。减少事故规模的预防手段也有三个方面,即防火、物质隔离、消防活动三项。对这6 个方面的各项内容分别根据需要和实际情况给予补偿,分别取补偿系数K1、K2、K3、K4、K5、K6,具体内容见表 1。K
12、1 K6 的数值均小于 1,所以经补偿以后R1=RK1K2K3K4K5K6容器危险性a压力容器b非压力立式贮罐c输送配管:a)设计应变b)接头与垫圈d附加的容器及防护堤e泄漏检测与响应f排放物质的废弃容器系数相乘积的合计 K1=工艺管理a警报系统b紧急用力供给c工程冷却系统d惰性气体系统e危险性研究活动f安全停止系统g计算机管理h爆炸及不正常反应的预防i操作指南j装置监督工艺管理积的合计 K2=安全态度a管理者参加用的系数b安全训练c维修及安全程序安全态度积的合计 K3=防火a检测结构的防火b防火墙、障壁等c装置火灾的预防防火系数积的合计 K4=物质隔离a阀门系统b通风物质隔离系数积的合计 K
13、5=灭火活动a火灾警报b手动灭火器c防火用水d洒水器及水枪系统e泡沫及惰性化设备f消防队g灭火启动的地域合作h排烟换气装置灭火活动系数积的合计 K6=用的系数则 R1R,这是由于采取了安全对策,进行了补偿,使实际危险得到了降低。可以反复地评价,使实际危险降到人们可以接受的水平。例如,经第一次安全措施补偿后,安全水平仍达不到要求,必须增加安全措施,并进行再评价。最终评价结果计算:R2=R1K1K2K3K4K5K6F2=F 1K1K4K5E2=E1K2K3A2=A1K1K5K6对评价时取用 K1 K6 补偿系数所涉及的安全措施在设计、施工和运转过程中必须给予落实,否则不能达到预期的安全水平。ICI
14、ICI 蒙德法(详细)蒙德法(详细)1 1蒙德法的评价程序蒙德法的评价程序ICI 公司蒙德部门对火灾、爆炸、毒性指标的评价法编制了技术守则,其方法如下。1)评价要点蒙德部门对火灾、爆炸、毒性指标的评价要点如图1 所示。图图 1 11CI1CI 蒙德火灾、爆炸、毒性指标评价要点蒙德火灾、爆炸、毒性指标评价要点2)火灾、爆炸、毒性指标计算蒙德部门关于火灾、爆炸、毒性指标计算的公式和用表见表1。表表 1 1ICIICI 蒙德火灾、爆炸、毒性指标计算用表蒙德火灾、爆炸、毒性指标计算用表2 2蒙德法特殊说明和考虑蒙德法特殊说明和考虑1)装置单元的划分方面对于特定的单元划分, 其判断标准可以从设备与相邻设
15、备之间设置的隔离屏障(墙、地板或空间)来确定。 这种隔离屏障能够把装置分隔为相当多的单元, 这样做就可以把各工程、贮存和输送操作与其他操作分别开来进行评价,因此在不增加危险性潜能的情况下,常把具有类似危险性潜能的单元也可归并为一个比较大的单元。2)单元内的重要物质的性质重要物质危险性潜能和该物质在大气中混合扩散的状态有关,氢气泄漏时在很多情况下只有很小的危险性,这是由于氢气相当轻,容易扩散的缘故,具有可燃性且粘度高的物质,比很多可燃性气体及蒸气的危险性小,因此,关于混合及扩散特性的系数,可以用来补偿氢气及其他几种燃料的过高评分。引起火灾及其他事故的重要物质的着火特性,可由危险区域的电气设备分类
16、中给出的系数加以改善。(最后为了更明确爆炸分解及气体爆炸的定义, 对凝缩性爆炸性物质加了附加系数。)3)一般工艺危险性在这部分作了两点改进:一是根据单元内反应的类型,分别考虑使用装卸配管时及液体敞开输送的危险性;二是考虑使用输送用的容器、车辆等有关的危险性,在调查火灾爆炸事故时得知,多数与单元的输送液体和气体充填和卸载作业有关,说明单元中的装卸操作危险性较高。4)特殊工艺的危险性(1)高压操作。它提出了标准设计之外压力以上的装置设计应增加危险性。(2)高温操作。对物质的可燃性的特性作了扩充,增加了对结构(管子、容器)高温影响危险性系数的评价。(3)腐蚀及侵蚀效果。特别考虑到了小腐蚀速度以及中等
17、腐蚀速度和高速的腐蚀,加上应力腐蚀裂纹以及塑料膨润等关键因素造成的腐蚀及侵蚀影响。(4)接头及填料泄漏。 配管的接头和泵、 压缩机、 阀门的底座常成为系统潜在的泄漏源,减少接头和填料密封部位可使危险性降至最小限度,凡是在有可能泄漏的地方,应加上系数。(5)振动或支持物的摇动。在管接头处由于热变形诱发的问题,震动或反复的负荷循环会使容器系统产生疲劳破损。(6)强氧化剂的使用。在道化学方法中没有考虑到使用强氧化剂的问题,实际工艺生产中使用强氧化剂的地方很多,因此应作为特殊的工艺危险性加以考虑。(7)着火灵敏度。在特殊物质系数中对着火灵敏度的处理与泄漏物质着火发生火灾的,问题有关。由于工艺中用了强氧
18、化剂,对于工艺装置内着火的潜在性大大增加,考虑系数时,增加考虑。(8)静电的危险性。由于处理粉尘、粒状物质、液体及气体时有产生着火的可能性,增加了危险,系数要考虑。5)数量的危险性蒙德法的数量系数和数量的关系, 在 200t 的范围内与道化学公司方法是相同的, 把根据经验系数扩大到 5000t 也是有必要的,数量在500t 以上范围,比道化学公司有了很大的变化。6)布置上的考虑装置在布置上时,如果考虑不周,往往带来危险性(破损和多米诺效应等),计算中也要考虑布置上的系数。设计时如果一些储罐的出口和排水沟设计不好,可能要使有毒有害气体积聚,增加危险性。7)毒性的考虑这是蒙德法对道化学方法的最大改
19、进,在此暂不详谈。8)蒙德法指标的计算和分析(1)火灾负荷。单元内的基本物质系数和物质的数量结合起来能得出火灾的尺度,固体可燃物及其各种类型的建筑物的火灾负荷通常归为类,划入一定的范围,根据防火隔离和消防活动提出的不同要求, 火灾负荷公式是以涉及火灾单元内可燃性物质的10和计算区域的详细资料为依据推导的。(2)装置内部爆炸的危险性。 将火灾潜在危险性从DOWICI 的总指标中分离出来对爆炸危险性潜能做单独的考虑,内部爆炸指标与火灾符合一起,可以对高DOWICI 总指标的单元进行重要的区域的分析。(3)气体爆炸的危险性。石油化工生产中,蒸气云爆炸的危险性常常会发生,因此在蒙德法的评价中能够反映出
20、,为此增加了气体爆炸指标,依据的是物质泄漏造成的气体爆炸或单纯火灾有关的成分系数进行计算。蒙德法与道化法区别在于蒙德法更适用于运行阶段的工程项目评价,可以比道化法更为详尽,当然此法掌握起来较道化法更为困难。3 3蒙德法技术守则蒙德法技术守则ICI 公司蒙德火灾、爆炸、毒性指标法是在美国道化学公司(DOW)的火灾、爆炸防数法的基础上补充发展的,所考虑的问题更为全面,并编写了“技术守则”指导评价,其主要内容分述于后。1)装置划分为单元“单元”是装置的个独立部分。而不与装置在一起的其余部分,如有一定间距、挡火墙、防护堤等隔开的装置的一部分设施, 也可作为单元。 在选择装置的部分作为单元时,要注意邻近
21、的其他单元的特征及是否存在有不同的特别工艺和有危险性物质的区域。装置中具有代表性的单元类型有:a、原料贮区;b、供应区域;c、反应区域;d、产品蒸馏区域;e、吸收或洗涤区域;f、半成品贮区;g、产品贮区;h、运输装卸区;i、催化剂处理区;j、副产品处理区;k、废液处理区;l、通入装置区的主要配管桥区。此外,还有过滤、干燥、固体处理、气体压缩等,合适时也可将装置划分为适当的单元。将装置划分为不同类型的一些单元就能对装置不同单元的危险特性进行评价。否则,整个装置或装置的大部分就会带有其中最危险单元的特征。此外,通过单元划分,可对装置中最危险的单元向其他投资多的单元发生事故蔓延时的界限加以考虑。评价
22、贮存区时,单元通常由个堤坝和共同堤坝内的全部贮罐等组成。其他用堤坝分开的区域,如液化气、高着火性液体、可燃性液体和有自聚危险性、可能产生过氧化物、有凝聚相爆炸危险等特殊危险性物质, 可作不同单元处理, 以便能正确识别其相对危险性。装置区中主要配管桥不同于装置工艺或贮存单元,应作为个单元来考虑,其危险性主要是支柱或架设在架台间的管桥长度及在其上支撑的钢管。2)编制装置、单元物质表查明物料、催化剂、中间体、副产品和溶剂在单元内进行的反应及其工艺操作,记入表中。再根据单元内每个表中记载的物质的易燃性和数量选出单元内以危险数量存在的一种物质。在某些情况下,也可以考虑以数量和潜在的爆炸能量结合来表示其主
23、要危险性。作为评价单元危险性所选出的物质,必须具备能达到产生危险程度的数量。若装置、单元中存在一种以上的重要物质时,必须对各重要物质作不同评价,并选用最危险的那个作为该单元危险性的代表为最终评价的依据。若装置内的物质是混合物且组成保持一定,在装置内具有主要火灾、爆炸、反应或毒性的潜在危险性时,亦可取混合物作为重要物质。3)物质系数(MF)的确定物质系数是指重要物质在标准状态(25,01MPa)下的火灾、爆炸或放出能量的危险性潜能的尺度。进行总效果计算时物质系数(MF)用符号月表示。(1)一般可燃性物质。其物质系数是重要物质在标准状态下由空气中的燃烧热决定的,可按下式计算:MF=Hc184186
24、1000式中,Hc 为重要物质的燃烧热,kJmol。(2)边缘可燃性物质。边缘可燃性重要物质或在输送条件下不燃的重要物质的物质系数,因可由反应的燃烧热计算,故不能为零,其值可由重要物质的生成热和气相燃烧生成物的生成热的差计算而得,物质系数可由燃烧热计算值按下式计算:MF=HR184186M式中HR燃烧热计算值,kJmol;M重要物质的分子量。边缘可燃性物质有三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、过氯乙烷、氯仿、二氯甲烷等。(3)不燃性物质。这种物质是与氧气不会发生放热反应的物质,如水、砂、氮气、氦、四氯化碳、二氧化碳、六氯乙烷等。为维持方法的有效性,对物质系数为零的物质,给出MF01。(4)加入稀释
25、剂的可燃性物质混合物。 若在可燃性物质混合物中加入了组分一定的稀释剂,可用可燃性强或爆炸性强的这种成分的物质系数;可以用非活性成分的MF01 及组分中的成分比求出混合物的物质系数。对于边缘可燃陛物质,采用比非活性物质的物质系数要适当高的值。(5)可燃性固体和粉尘。多数固体求不出恰当的燃烧热。如在单元内被选作重要物质的木块和大体积的金属固体等,只有这种固体在微粒状、粒状或粉尘状态其危险性比大体积状态高得多时才可以用 MF=01。在粉状等高危险性时,必须用燃烧热作为物质系数。(6)组成不明物质。燃料气、特殊用途的物质、医药品等的混合粉末、面粉及煤等各种粉尘类物质,要经实验测定其燃烧值。在某些情况下
26、,若能得到该物质在密封容器中的爆炸压力数据,即可按下式求出物质系数:PT 6.89103MF 2886.2式中P在常压下爆炸时的最大爆炸压力,MPa;T初始温度,K。上式是近似式,但不会对物质系数给得过小。(7)物质的混合危险。当物质混合时,大量氧化剂和还原剂在装置内混合所放出的反应热比可燃性物质的燃烧值大,如铝热反应、金属粉末和卤化碳反应、硝化反应、磺化反应等,则计算的反应热必须按下式变换为物质系数:MF 1.84.186HRM式中HR1mol 某一成分的反应热,kJmol;M计算HR 反应物的分子量和与其反应的其他物质的分子量之和,如铝和氧化铁的铝热反应,计算为:2Al+Fe2O3=2Fe
27、+Al2O3+246094186kJMF 246.091.84.18653.96159.69(8)具有凝聚相爆炸或分解的潜在危险性物质。这类物质(如硝基甲烷、二基苯、乙炔、硝化丙烷、浓过氧化氢、有机过氧化物、四氟乙烯等)在使用时应了解其燃烧值是否比爆炸值或分解热大,要采用大的值计算物质系数。重要物质暴露在空气中或在其他条件下可变为具有凝聚相爆炸或分解的潜在危险性的混合物或生成物时,由于在操作单元中变化的物质任何时候都不会存在,因此在计算物质系数时可忽略不计。4)潜在的预防措施处理在特殊工艺危险多的情况下,为补偿特定的特殊工艺危险性,预想采取某种预防措施时,会出现所给予的评价系数是否正确的问题。
28、若对最简单的单元控制系统或设计标准不仔细研究,就会作出不切实际的过高危险性评价;若假定所有的安全及控制系统任何时候都能正确动作,不考虑操作人员及装置的失误率,则会作出过低的危险性评价。因此,需要进行详细的危险性研究及可靠性评价;但在进行火灾、爆炸、毒性指标评价时,需尽早确定必须慎重研究的领域。对特殊工艺危险性及类似问题进一步研究时应该注意:假定装置、单元的工艺操作中都有适当的控制系统,应使其效率达到最佳化;或出于安全控制的考虑,有时应加精密控制系统,有时则不加,仅保持基本控制系统的水平。同样,这个单元是假定按照电气有关规定中对所存物质和地点区域的要求划分的。在装置、单元的初始评价中不应考虑特殊
29、连锁系统、 爆炸控制装置、 排空或排出系统、可燃性气体监测或连续气体分析、固定惰性化系统、过剩流体排放或远距离操作阀以及许多类似的安全装置。初始评价的目的是假定所有安全系统和其他特殊系统不工作时,评价结果确能代表潜在的危险性水平。至于单元中是否存在潜在事故及事故的大小和性质可以经过周密的危险性考察,在以后进行特别系统研究时一起作出决定。使用蒙德火灾、爆炸、毒性指标评价方法的特点之一是并不是所有领域都需要进行精密的危险性研究,但是要能确定几个研究对象。评价的后阶段对最初选用的危险性系数应再作研究,用补偿系数对采取的预防措施进行进一步评价。5)特殊物质的危险性决定特殊物质危险性时,对重要物质的特殊
30、性质、重要物质在单元内与催化剂等其他物质混合的情况要重新进行评价。要根据该单元内重要物质的数量、在火灾或可能出现火灾的条件下对其特定性质所产生的影响来决定特殊物质危险性系数的标准。危险性系数是所研究的特定单元内重要物质在具体使用环境中的一个函数,不能用孤立的重要物质的性质来定义。由此可见,不同单元中某一物质危险性系数可强可弱,如单元不同,即使是同样的重要物质也需要对特殊物质危险性系数加以改变。(1)氧化剂。单元中使用氧化剂时,在火灾条件下会放出氧气。在本节中给出了各种运输规则中列为氧化剂的物质的危险性系数。使用危险性系数在 020 间,氧化剂对重要物质的数量与其氧化能力有关。属于这一类的物质有
31、液氧、氯酸盐、硝酸盐、过氯酸盐、过氧化物等。决定物质危险性系数时,作为特殊反应性组合一部分的氧化剂,不能使用该氧化剂的危险性系数。 控制氧化剂或氯化剂的供给量, 使其即使在火灾条件下也不会大量放出氧气,在这样的条件下进行氧化反应或氯化反应时,不能使用氧化剂的危险性系数。(2)与水反应产生可燃性气体的物质。在普通状态或火灾高温条件下,与水反应放出可燃性气体的物质,其危险性系数可如下确定:存在的反应性物质数量少,只产生小火焰,几乎不会助长火灾强度时,系数量大可定到5;反应性物质本身有可燃性时,不需要系数;物质与水反应对火灾危险性影响大时,系数最大可选至30,此类物质有电石、钠、镁、碱金属、铵盐、氢
32、化物等。(3)混合及扩散特性。这种重要物质所代表的危险性程度与其性质有一定函数关系,如轻质气体、重质气体、可燃性液体、液化可燃性气体、黏性物质等,它们的物质危险性系数相当稳定。排出物及泄漏物的混合及扩散的危险性系数M 按表 2 选取。(4)自然发热性物质。有些有机氧化物、煤、木炭、干草、牧草、硝酸铵等在贮存或使用中发热的物质,危险性系数取 30;硫化铁、反应性金属、磷等自燃着火性固体,危险性系数取50250,其值与固体的粒度、有无惰性物质抑制自燃着火性有关;自燃着火性的液体,危险性系数取100。(5)自然聚合性物质。聚合性物质有环氧乙烷、苯乙烯、丁二烯、氢氰酸、甲基丙烯酸甲酯等。这些物质在贮存
33、或工艺过程中力队了足量的阻聚剂或稳定剂时,危险性系数取 25;若加入量不足或在长期贮存中及在火灾条件下效果不好时,危险性系数取 50;若在普通贮存条件下,由于火灾而过热,或混入了杂质而开始自然聚合发热,危险性系数取 75。(6)着火灵敏度。这里指的是空气作为氧化剂引起重要物质的般着火的着火灵敏度。电气装置和设备可根据可燃性物质提出安全设计要求, 分为几个级或组。 在电气设计方面只要稍有一点变化即可从危险性水准的差别表示出来,为此,需将物质分为很多类。选择着火灵敏度危险性系数的一般原则是根据各种国家级的气体及蒸气的电气装置分类标准。 与着火灵敏度有关的各种电气分类规则的危险性系数见表3。是否采用
34、最严格的着火灵敏度危险性系数可由爆炸危险性专家确定。(7)发生爆炸分解的物质。爆炸分解是指反应时有高速放出的大量高温气体,观察者可确定这种反应速度很快,是高速反应或爆炸反应。高压乙烯、气化的高浓度过氧化物、环氧乙烷蒸气、分压为138kPa 以下的乙烯、硝化丙烷蒸气、非活性吸收剂和乙炔气瓶的乙炔等,危险性系数取125。(8)气体爆轰性物质。某些物质在下列条件下可发生气体爆轰:通常的工艺条件下;包含特殊装置时;需要设备防止爆轰,使物质处于某个温度范围和压力范围之外。如分压在 138kPa 以上的乙炔、加压四氟乙烯、浓过氧化氢等物质的危险性系数取150。但 150 不适用于与空气及其他助燃物质混合时
35、发生爆轰的燃料。(9)具有凝聚相爆炸性的物质。这里包括凝聚相发射药及爆轰性物质。物质具有爆燃性或推进作用时, 危险性系数取 200400;物质有爆轰性时的危险性系数取5001000;物质在气体或蒸气相爆炸会引起凝聚相爆炸时,危险性系数要再加500。物质在凝聚相的性质和当时的物质数量、 污染物及惰性物质呈函数关系。 若对爆炸性有疑问时应听取爆炸危险性专家的意见。(10)具有其他异常性质的物质。能够自燃直到发生爆炸的物质(如含有质量分数在 20以上烷基铝的乙烷等)是特别危险的物质,这类混合物接触空气就会自燃,危险性系数取 0150。遇到特别危险的物质,应与爆炸危险性专家商谈。6)一般工艺流程危险性
36、这类危险性与单元内进行的工艺及其操作的基本类型有关,详见表4。7)特殊工艺危险性在重要物质或基本的工艺和操作所评价的评分基础上, 会使总体危险性增加的工艺操作、 贮存、输送等特性而决定下列危险性系数。(1)低压。低于大气压或减压下进行的工艺,空气及污染物(如含氟里昂或氯氟甲烷冷冻剂的单元、氯气压缩单元、水冷凝系统等中的气体与液体)有可能漏入工艺系统,可用低压危险性系数;若空气或水蒸气混入后无危险性,则不必用此危险性系数;若空气或其他混入物与系统内存在的物质反应可能产生危险时,用危险性系数50。在大气压状态附近(35kPa)或减压下(压差在 80kPa 内),如氢气回收系统、可燃性液体或减压蒸馏
37、等操作工艺中,空气一旦混入系统,就会加大爆炸危险性,此时危险性系数取100。高真空(压差在 80kPa 以上)操作的可燃性物质工艺中,危险性比上述情况小,危险性系数用75。(2)高压。装置、单元在高于大气压的压力条件下操作时,需要对火灾及内部爆炸性的增大给予补偿,其高压系数 P 可从图 2 求出。图图 2 2高压系数高压系数 P P(3)低温。其危险性系数的选取参照表5。(4)高温。当操作温度高时,装置、单元设备会产生可燃性物质的危险性增大和装置强度下降两个问题。高温对存在主要物质的危险性影响以主要物质是易燃性液体时最大。 当主要物质是可燃性气体或蒸气时, 对危险性的影响也相当大。在单元内含有
38、液体或固体的主要物质时,对高温下的易燃性的评价见表6。(5)腐蚀和侵蚀的危险物。使用表 7 中的危险性系数评价时,必须从内部和外部腐蚀考虑。工艺使用的液体中所含少量杂质对腐蚀、侵蚀产生的影响,涂层剥落引起的外部腐蚀, 混入绝热材料后蒸发浓缩的液体造成外部腐蚀等应予考虑。装置所用的塑料、砖、橡胶、金属等包覆层保护衬里时亦应考虑气孔、水泥接头、玷污的焊接部位等对包覆物的破坏。当所希望的反应发生偏离或变化时,所产生的副产物的腐蚀作用也必须重新评价。(6)接头和填料的危险性。大部分接头焊接结构、 已知没有问题的十字法兰盘接头、 泵及伸缩管或带双重机械密封的密封性良好的阀门填料盖,危险性系数为零。有微量
39、泄漏的法兰接头,危险性系数取30。有可能微量泄漏的泵、填料密封,危险性系数取20。渗透性工艺中使用的液体、有磨损的淤浆等,危险性系数取60。(7)振动及循环负荷疲劳危险性以及基础或支持吊架的破损。压缩机等使相连的装置和管路产生振动, 及温度和压力在一定周期内变动时会引起较长周期的振动, 由此增大了装置的疲劳,此时危险性系数最大可到50。汽车槽车或火车槽车在装料作业时,或在构筑物上进行起吊等作业时,因腐蚀、磨损、基座设计不良、不适当的支柱交叉而造成基础及配管桥固定结构的支柱减弱时, 根据破坏后引起的危险结果, 危险性系数最大可到30。装在支架或类似装置上的容器因横向振动造成容器不稳定时,危险性系
40、数取50。(8)难控制的工艺或反应。在放热反应(如硝化反应、 某些聚合反应等)中需要避免放热的副反应, 不能控制的可能性大。 在一般情况下,安全温度界限在 20以下的常温工艺操作中,危险性系数取100。其他控制困难的反应,危险性系数在20300内确定(系数大小由杂质、催化剂量、影响发生急剧反应能力的灵敏度决定)。评价使用的危险性系数,需考虑单元内物质变化的惯性作用。在液液、气液反应中,由于评价一种物质比例的变化会起到阻聚剂的作用并产生缓冲量,此时考虑的危险性系数选取 2075。而气相或蒸气的比例,停留时间很短,一种物质的比例发生变化影响显著,此时估计控制困难的程度,危险性系数取100300。(
41、9)在燃烧极限附近操作。用无排气孔的密闭容器贮存可燃性液体时, 由于蒸气挥发,容器空间内可能偶然会达到燃烧极限, 危险性系数取 25。装可燃性物质的空罐及其他容器未进行彻底清洗或置换时,危险性系数取150。在通常或平衡条件下,蒸气空间虽在燃烧极限外,但充填或放空时 (次数不一定频繁),在有可能达到燃烧极限的条件下贮存可燃性液体时,危险性系数取50,如汽油及原油贮存。在闪点(用闭杯)以下温度贮存的可燃性液体,因高温液体的注入产生喷溅和雾滴成为可燃性蒸气空间,此时进行喷射加料操作时,危险性系数取500在燃烧极限附近进行工艺反应和其他操作,只能靠装置保持燃烧极限以外的可靠性,危险性系数取100。(1
42、0)比平均爆炸危险性大的情况。可燃性液体从装置排出后急速气化, 能在建筑物及周围大气的大部分区域内形成可燃性浓度, 在该温度压力下采用使用可燃性液体和液化可燃性气体的工艺,危险性系数用40。采用会发生蒸气爆炸的工艺(如冷却水与融熔盐的线路连接使用时),危险性系数用 60。易发生由混入物的积聚而引起爆炸的工艺(如空分装置、环氧乙烷贮槽等工艺),危险性系数用 100。按比例放大已有操作条件的规模会影响反应性,并增大单元操作的危险性(如大量使用压缩乙烯、乙炔、环氧乙烷等敏感性物质,或从管式反应器变为用釜式反应器时),危险性系数至少为 60。单元中产生的副产物、腐蚀性物质或残渣,对工艺中物质稳定性产生
43、影响直至发生分解时, 危险性系数最小限度为 50。贮存可液化的可燃性气体、使用冷冻机或低温贮存可燃性液体和氧化剂时,危险性系数用80。(11)粉尘或雾滴爆炸的危险性。在某些限定条件或条件变化的情况下,如果已知工艺不会发生粉尘危险(例如按规定搬运、使用聚乙烯颗粒),不需要危险性系数。由于操作失误或装置破裂可能产生粉尘或雾滴的爆炸危险性(如高压水压油、氧化苯醚、熔融硫磺、熔融萘等),危险性系数可取 30。某些工艺或操作中,在液体着火、爆炸的温度下,装置内部采用有可能生成雾滴的方法时,危险性系数可取 50,如导热油传热系统水压油、矿物油、溶剂油的热油泵等。随时都可能产生粉尘、雾滴危险的工艺,危险性系
44、数取5070。(12)使用强气相氧化剂的工艺。使用氧气、氧气空气混合物、过氧化物及氯气的工艺,其潜在能量比在同温、 同压下用空气进行氧化的工艺要大得多, 对此必须用非燃料标准的评价加上装置中有最高浓度的助燃剂的标准进行修正,见表 8。表表 8 8强气相氧化剂工艺危险性系数表强气相氧化剂工艺危险性系数表(13)工艺着火的灵敏度。与上述潜在能量释放的效果一样,为了调节若干工艺中有较大的着火灵敏度的混合物,对与空气相同的物质使用独立系数。 该系数也可用于有可能形成自燃着火性副产物及不稳定的过氧化物, 它们都能起着火源的作用,其危险性系数按下列原则选取。以高浓度的 O2、N2O 或 NO 作氧化剂,危
45、险性系数取50。以高浓度的 Cl2及 NO2为氧化剂,危险性系数取75。氧化剂的浓度低时,如氧化剂含量为(体积分数)21的 O2、21的 N2O、26的 NO、21的 NO2或 39的 O2,危险性系数为 0,并由比例关系式计算出系数。该工艺的气体空间能对生成的自燃着火物质点火时, 或者可能生成少量的不稳定物质如过氧化物时, 危险性系数取 25。(14)静电的危险性。粉尘及粒状流动物质、高电阻的纯液体、包含两相的液体、包含两相的气体放出而装置被绝缘或有绝缘层(如塑料和橡胶)时,会产生静电。电阻大的粉尘和粒状物质在流入装置、 输送管道、 贮仓内时都会产生静电, 其危险性一般蕴藏于大量物质内,只有
46、粒子上的电荷不能向大地泄漏时其危险性才会增大。 如果装置本身在绝缘物上时危险性会更大, 此时危险性系数取 2575;若装置由绝缘物构成并覆盖绝缘膜(包括桶罐的可更换聚乙烯膜罩),危险睦系数加 50。凡是用泵高速输送高电阻有机液体, 而且在容器内自由落于液面上, 或是通过过滤器或类似设备, 都会产生静电。相当纯的没有受到水及微粒状物质污染的液体, 在通常的液体流动操作中, 发生静电的危险性与该液体的电阻有关。使用电阻在 1011cm 以下的纯液体时发生静电的危险性小;使用含有杂质的该液体,或在操作温度下电阻会升高时,认为电阻在1010cm 以下时危险性才会小。液体的电阻是纯度及杂质性质的函数。有
47、静电危险性的燃料有汽油、石脑油、烷烃、苯、甲苯、二甲苯等。从静电危险性看,醇类、酮类、醛类及酯类的电阻一般较小。水溶液的电阻小于107cm,生成的电荷迅速漏入地面,故一般电荷不会累积;高纯度烃本质上是非导电性的,有非常高的电阻。预计有静电危险的液体,危险性系数取10100。存在微粒物质及不溶第二相液体的两相体系时,危险性系数用50200 为宜,最好与专家商讨。某些气体,如 CO2、水蒸气、微粒状固体等在高速排放时可能产生静电,其危险性系数可取 1050,但最好与专家商定。8)数量的危险性处理大量的可燃性、着火性和分解性物质时,要给予附加的危险性系数。计算所研究的单元中物质总量应考虑反应器、管道
48、、供料槽、塔等设备内的全部物料数量。可以根据物质质量直接计算,也可以根据体积和密度计算。根据气体、固体、液体及其混合物的质量,可以进行危险性的比较。物质的数量包括总质量,量系数(Q)是以吨(t)为单位的质量标准,可从图 3 求出。曲线的最大值为 105t,可根据要求的精确度读出中间值。100kg 以下的系数为 1。图图 3 3量系数量系数9)布置上的危险性单元布置引起的危险性系数所考察的重要项目是大量可燃性物质在单元内存在的高度。单元的高度是指装置工艺单元和输送物质配管顶部从地面开始的高度, 排气管、 梁式升降机的横梁构造物不能用于决定高度;但一定要考虑蒸馏塔和反应塔的主配管位置、生成物塔顶冷
49、凝器、上部供料容器等。在全效果计算中,高度用 H(m)表示。工艺单元的通常作业区域是指和单元有关的构造物的计划区域。 需要包括上述作业区域以外的泵、 配管、装置等时可予以扩大。由周围单元的构造物以及有关的辅助设施用最小限度长度的墙围起来的领域可视为作业区域,用 N(m2)表示。评价主管桥单元的通常作业区系指管桥的最大宽度与支架或架台中心的间距相乘所得面积。评价带堤坝的贮罐单元的通常作业区系指贮罐自身的实际计划区域与单元内的泵及有关配管所占的区域, 堤坝内总的区域不能算作通常作业区。地下贮罐的通常作业区由地下贮罐所处位置决定,在更深处贮藏洞的通常作业区是指地表或地下10m 以上的入孔及配管连接部
50、的位置。(1)结构设计。装置、单元的布置在初期危险性评价中虽不涉及容许程度,但也和许多因素有关,根据表 9设计,可决定结构设计危险性系数。(2)多米诺效应。工艺单元或者建筑物布置互相接近时,由于多米诺效应,个单元发生事故,相邻单元有可能卷入。 应考虑火灾、 爆炸、 基础破坏等会使建筑物强度减弱; 原则上要确认下落物是否会落到相邻单元之上;要考虑由于燃烧液体或气体的流动或燃烧过程中可能将邻近的单元卷入,以及由于其他原因影响到相邻单元。为避免多米诺效应,有关部门和人员,如消防当局、安全监察部门、保险公司、工厂安技保卫部门等应对装置、布置提出要求和建议,对火灾、爆炸的控制以及安全避难等问题的考虑应能