摘 要:采用美國(guó)DOW (道)化學(xué)公司火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)的原理和方法確定液氨儲(chǔ)罐的火災(zāi)危險(xiǎn)性，并對(duì)其可能導(dǎo)致的危害進(jìn)行了預(yù)測(cè)，提出了火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案和防火安全對(duì)策，完善了液氨儲(chǔ)罐防火安全體系。
關(guān)鍵詞:液氨儲(chǔ)罐、火災(zāi)危險(xiǎn)性、安全對(duì)策、評(píng)價(jià)
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氨氣，是一種有刺激臭味的無(wú)色有毒氣體，極易溶于水，水溶液呈堿性，易液化，一般液氨可作致冷劑，接觸液氨可引起嚴(yán)重凍傷。液氨一般儲(chǔ)存于鋼瓶或儲(chǔ)罐中，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用等環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)采取必要的防火措施，防止發(fā)生泄漏爆炸事故。氨氣能侵蝕皮膚、粘膜和眼睛，可引起嚴(yán)重咳嗽、支氣管痙攣、急性肺水腫，甚至?xí)斐墒骱椭舷⑺劳?。氨氣爆炸極限為15.7～27.4%，其火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于乙類(lèi)2項(xiàng)物品。氨氣是一種火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的可燃?xì)怏w，存儲(chǔ)過(guò)程中稍有不慎，漏氣就會(huì)逸散到空氣中，達(dá)到爆炸極限，遇到火源就可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，甚至造成重大傷亡。因此，必須加強(qiáng)對(duì)天然氣供應(yīng)過(guò)程中的消防安全管理工作。本文將對(duì)液氨儲(chǔ)罐的危險(xiǎn)性作出評(píng)價(jià)，并探討其安全對(duì)策。
1 評(píng)價(jià)方法
1. 1 方法選擇
通常的化工評(píng)價(jià)方法有兩類(lèi)，一類(lèi)是以故障發(fā)生概率為基礎(chǔ)，如故障類(lèi)型和影響分析( FMEA) 、事件樹(shù)( ETA) 、故障樹(shù)( FTA)等。這些方法都是用已積累的故障數(shù)據(jù)，計(jì)算其概率，進(jìn)而算出風(fēng)險(xiǎn)度，得到以量表示的安全程度。另一類(lèi)方法是指數(shù)法，如道化學(xué)公司法(DOW) 、蒙德法(MOND) 、日本勞動(dòng)省六階段法、單元危險(xiǎn)性快速排序法等。在具體項(xiàng)目實(shí)施中，方法選取是很靈活的，但從目前的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，分階段綜合使用是一種比較好的方法。
1. 2 方法介紹
道氏火災(zāi)爆炸指數(shù)評(píng)價(jià)道化法(DOW )是最早美國(guó)道(DOW) 化學(xué)公司1964 年提出的“火災(zāi)爆炸指數(shù)”評(píng)價(jià)法。該評(píng)價(jià)法是以能代表重要物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的火災(zāi)、爆炸或放出能量的危險(xiǎn)性潛在能量的“物質(zhì)系數(shù)”為基礎(chǔ)，同時(shí)把引起火災(zāi)或爆炸時(shí)特殊物質(zhì)危險(xiǎn)性、取決于裝置操作方式的一般工藝過(guò)程危險(xiǎn)性以及操作條件和化學(xué)反應(yīng)的特殊過(guò)程危險(xiǎn)性等作為追加系數(shù)加以修正，計(jì)算出“火災(zāi)爆炸指數(shù)”，并根據(jù)指數(shù)的大小對(duì)石油化工裝置的危險(xiǎn)性程度進(jìn)行分組，再根據(jù)不同的等級(jí)提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施。
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?該評(píng)價(jià)法主要依據(jù)以往的事故統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行的安全措施情況，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中或操作過(guò)程的固有或潛在的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)，以及對(duì)這些危險(xiǎn)可能造成的后果的嚴(yán)重性進(jìn)行識(shí)別、分析和評(píng)估，并以設(shè)定的指數(shù)、級(jí)別或概率，對(duì)所評(píng)估的系統(tǒng)數(shù)或某項(xiàng)操作的危險(xiǎn)性給以量化處理，確定其發(fā)生的概率和危險(xiǎn)性程度，以便采取最經(jīng)濟(jì)、合理及有效的安全對(duì)策。
1. 3 評(píng)價(jià)程序及計(jì)算公式
(1)根據(jù)相關(guān)表格確定物質(zhì)系數(shù)MF。
(2)計(jì)算一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1 和特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2 (分別等于基本系數(shù)1.00與各項(xiàng)修正系數(shù)之和) 。
(3)單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)F3 = F1 ×F2。
(4)火災(zāi)爆炸指數(shù)F&E I = F3 ×MF。
(5)暴露區(qū)域內(nèi)基本最大可能損失(Base MPPD) :
①暴露區(qū)域半徑R = F&E I ×0. 267;
②暴露區(qū)域面積S = 3. 14·R2 ;
③由F3、MF值用圖表查出單元危害系數(shù);
④暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)損失A
A =原投資×0. 82 ×物價(jià)系數(shù)(萬(wàn)元) ;
⑤基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)
基本MPPD =A ×DF。
(6)實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(Actual MPPD) :
①安全補(bǔ)償措施系數(shù)C
C =C1 ×C2 ×C3
式中: C1 ———工藝控制措施補(bǔ)償系數(shù);
C2 ———物質(zhì)隔離措施補(bǔ)償系數(shù);
C3 ———防火措施補(bǔ)償系數(shù)。
②實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失
實(shí)際MPPD =基本MPPD ×C
(7)最大可能工作日損失MPDO。
將最大可能財(cái)產(chǎn)損失MPPD代入評(píng)估方法提供的圖表中，就可以得出最大可能工作日損失MPDO。
(8)停產(chǎn)損失B I。
B I = (MPDO /30) ×VPM ×0. 07 (萬(wàn)元)
式中:VM P———每月產(chǎn)值;
0. 07———固定成本和利潤(rùn)系數(shù)。
2 儲(chǔ)罐的安全評(píng)價(jià)
2. 1 評(píng)價(jià)對(duì)象簡(jiǎn)介
氣保站有2個(gè)液氨儲(chǔ)罐，1個(gè)50m3 ，1個(gè)25m3，罐區(qū)內(nèi)設(shè)有1個(gè)消防栓及6臺(tái)臥罐噴霧，自動(dòng)噴淋裝置等消防設(shè)施。從歷年來(lái)的防火檢查以及下發(fā)的責(zé)令改正通知書(shū)可以明確看出儲(chǔ)罐存在如下火災(zāi)隱患: ①安全距離問(wèn)題?！冻擎?zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50028—93、5. 4. 7明確規(guī)定與民用建筑的防火間距為25m，而廠區(qū)與其鄰近的一所新落成小學(xué)最大距離僅為10m。②器材維護(hù)問(wèn)題?！断婪ā返诙碌谑龡l(五)明確規(guī)定，機(jī)關(guān)、團(tuán)體、企業(yè)、事業(yè)單位應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定配置消防設(shè)施和器材、設(shè)置安全標(biāo)志，并定期組織檢驗(yàn)、維修，確保消防設(shè)施和器材完好、有效。但該廠連續(xù)兩年被責(zé)令對(duì)其已有消防器材進(jìn)行維護(hù)。③區(qū)內(nèi)管理問(wèn)題?！兑兹家妆瘜W(xué)品監(jiān)督管理辦法》第三章第十四條規(guī)定經(jīng)營(yíng)易燃易爆化學(xué)物品的單位和個(gè)人，必須有消防安全管理制度。該廠管理卻存在諸如機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)入庫(kù)區(qū)排氣管未安裝阻火器、靜電導(dǎo)除(管線(xiàn)上每20m及90度彎頭處設(shè)置倒除靜電設(shè)施，液化氣輸送管線(xiàn)法蘭連接處按每相鄰兩法蘭之間均設(shè)置倒除靜電設(shè)施)等漏洞。因此有必要對(duì)此儲(chǔ)罐進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，采用相應(yīng)的防火措施，以保障儲(chǔ)罐的安全性。
2. 2 火災(zāi)爆炸指數(shù)的計(jì)算
2. 2. 1 一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)( F1 )的計(jì)算(見(jiàn)表1)
2. 2. 2 特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)( F2 )的計(jì)算(見(jiàn)表2)
表1 一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)( F1 )的計(jì)算
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一般工藝危險(xiǎn) | 危險(xiǎn)系數(shù) | 采用危險(xiǎn)系數(shù) | 選取原因 |
基本系數(shù) | 1. 00 | 1. 00 | ? |
物料處理與運(yùn)輸 | 0. 2～1. 05 | 0. 85 | 對(duì)NF = 3或NF = 4的易燃?xì)怏w，系數(shù)為0. 85 |
通道 | 0. 2～0. 35 | 0. 20 | 庫(kù)區(qū)面積小于2312m2 通道不符合要求，影響消防活動(dòng)，系數(shù)取0. 20 |
排放和泄漏控制 | 0. 2～0. 50 | 0. 50 | 設(shè)有堤防已防止泄露液流到其他區(qū)域，但堤防內(nèi)所有設(shè)備露天放置 時(shí)，系數(shù)為0. 50 |
一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)( F1 ) | ? | 2. 55 ? | ? |
F1 = 1. 00 + 0. 85 + 0. 20 + 0. 50 = 2. 55
表2 特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)( F2 )的計(jì)算
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特殊工藝危險(xiǎn) | 危險(xiǎn)系數(shù) | 采用危險(xiǎn)系數(shù) | 選取原因 |
基本系數(shù) | 1. 00 | 1. 00 | ? |
毒性物質(zhì) | 0. 20～0. 80 | 0. 20 | 毒性物質(zhì)的危險(xiǎn)系數(shù)為0. 2NH |
儲(chǔ)存中的液體及氣體 | ? | 0. 50 ? | 計(jì)算的總能量為2. 0 ×109Btu，查表“儲(chǔ)存中的液體和氣體”得到系數(shù) |
腐蝕與磨蝕 | 0. 10～0. 75 | 0. 10 | 腐蝕速率小于0. 127mm / a時(shí)取0. 10 |
泄漏 | 0. 10～1. 50 | 0. 10 | 壓縮密封處可能出現(xiàn)輕微泄露時(shí)，系數(shù)為0. 10 |
特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)( F2 ) | ? | 1. 90 | ? |
F2 = 0. 20 + 0. 50 + 0. 10 + 0. 10 = 0. 90
2. 2. 3 工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)( F3 )的計(jì)算
F3 = F1 ×F2 = 2. 55 ×0. 90 = 4. 845
2. 3 物質(zhì)系數(shù)(MF)的計(jì)算
物質(zhì)系數(shù)是計(jì)算火災(zāi)爆炸指數(shù)的一個(gè)基本數(shù)據(jù)，表示物質(zhì)在火災(zāi)爆炸事故中所釋放能量大小的特征。按物質(zhì)系數(shù)MF查表得MF = 21
2. 4 火災(zāi)爆炸指數(shù)F&E I的計(jì)算
F&EI = F
3 ×MF = 4. 845 ×21 = 101. 745
