生产装置HSE火灾爆炸指数评价
1 火灾爆炸指数评价简介
火灾爆炸危险性分析系统是一个按步进行的工艺设备及组件的实际火灾、爆炸和反应
潜能的目标评价。
1.1评价依据
《DOW,s火灾与爆炸指数危险分级指南》（第七版）
1.2火灾爆炸指数评价的目的
1） 定量潜在的火灾、爆炸级反应事故的危害。
2） 辨别可以发生事故或使其升级的设备。
3） 通知管理部门火灾爆炸指数危险潜能。
除了提供所有相关数据和图表，火灾爆炸系统最重要的目的是让工程师了解每个工艺区域潜在的损失并帮助他们有效、合理地选择降低事故严重性及财产损失的方法。
1.3装置危险性分级表
装置危险性分级见表1。
表1 装置危险性分级
|
装置危险性（T或H） |
危险级别 |
|
≥159 |
A（极不安全） |
|
128—158 |
B（不安全） |
|
97—127 |
C（临界安全） |
|
61—96 |
D（一般安全） |
|
≤60 |
E（本质安全） |
1.4评价程序
评价程序见图1。
图1 评价程序
2 装置简介
生产已二酸和尼龙66盐的中间装置，它由3个工段组成，即100#氨回收工段，200#反应、洗涤工段，300#精制工段。
本装置所需要的水、电、汽、气均来自厂区系统管线，废液、废渣送94#装置统一处理。
本装置为框架结构，占地面积为2698.6m3。
每年生产纯已二腈2万t。
3火灾爆炸指数评价内容
3.1划分的原则
工艺单元就是工艺设备的主要部分，是生产装置中相对独立部分。
3.2选取相关的工艺单元
火灾爆炸指数计算可以确定某一单元最大潜在损失区域。也可以帮助预测事故发生时的实际危害和停产损失。
火灾爆炸指数计算的第一步就是有效合理地确定需评价的工艺单元。工艺单元就是工艺设备的主要部分。选择工艺单元时需考虑的重要因素。
1） 化学潜能（物质系数）
2） 工艺单元中危险物料的量；
3） 资金密度（单位面积的财产价值）；
4） 工艺压力与温度；
5） 以往发生的火灾爆炸事故情况；
6） 对工厂操作重要的单元，即热氧化器。
一般说来，上述任何因素的度越大，就越需对单元进行安全评价。因此对85#装置选
取了闪蒸罐S551、液环压缩机C101、腈化反应器K201、分离塔D201、拔顶塔D302、脱尾塔D303等6个单元。首先对闪蒸罐进行评价。
3.3物质系数的确定
物质系数（MF）是火灾爆炸指数计算及其它危险性分析中最基本的数据。物质系数表
示物质从燃烧或化学反应导致的火灾。爆炸中释放潜能的速率。物质系数从NF和NR得出。NF、NR是NEPA参数，分别表示燃烧性和反应性。
由于闪蒸罐中的物质为DO油（脱蜡油），在表中无法查到，因此根据它的闪点（
120℃）、NF=1及NR=3查表得到MF=29。
3.4工艺单元危险系数
确定了合适的物质系数后，下一步就要计算工艺单元的危险系数，与物质系数相乘得到火灾爆炸指数F&EI表中的一般工艺危险系数与特殊工艺危险系数。
3.5一般工艺危险Fg
一般工艺危险是决定事故损失大小的主要因素。
1） 放热的化学反应，无，取0。
2） 吸热的工艺反应，无，取0。
3） 物料处理与输送，无，取0。
4） 封闭或室内工艺单元，无，取0。
5） 入口、通道、无，取0。
6） 排放与泄漏控制，无，取0。
因此，一般工艺危险为Fg=1。
3.6特殊工艺危险Fs
特殊工艺危险是影响事故可能性的主要因素。
（1） 毒性物质
DO油的NH=2，因此，0.20×NH=0.4。
（2） 负压操作，无，取0。
（3） 在爆炸极限内或附近操作，可燃液体贮罐温度高于其闪点，又无惰气填充。取
0.50。
（4） 粉尘爆炸，无，取0。
（5） 释放压力，无，取0。释放压力=0.16MPa，设计压力=0.37MPa，
（6） 低温
（7） 物料的量
工艺中的液体或气体，计算工艺中物料的重量，补偿系数是基于10分钟内从工艺单元
或相连管道中释放的可燃物料的量，X=1646kg/10min，logY=0.17179+0.42988（logX）-0.37244（logX）2+0.17712（logX）3-0.029984（logX）4，Y=2.84。
（8） 侵蚀与腐蚀
腐蚀速率小于0.127mm/a的点状或局部腐蚀，系数取0.10。
（9） 泄漏——接头与密封
机泵、压缩机与法兰接头和产生的常规泄漏，取0.30。
（10）使用明火，无，取0。
（11）热油热交集系统。
质量=9500kg，密度=0.76kg/dm3，得到体积为12.5m3，查表得到补偿系数为0.15。
（12）转动设备，无，取0。
因此，特殊工艺危险系数为Fs=5.68。
3.7确定工艺单元危险系数F
工艺单元危险系数是一般工艺危险系数与特殊工艺危险系数的乘积，得到
F=Fg×Fs=1×5.68=5.68。
3.8确定火灾爆炸指数H
H=F×MF=5.68×29=165
3.9损失控制修正系数
一、 工艺控制修正系数
1. 应急动力，取0.98
2. 冷却，取0.99
3. 爆炸控制，取0.98
4. 紧急停车，取0.98
5. 计算机控制，取0.98
6. 惰气保护，取0.94
7. 操作指南/工艺规程，取0.91
8. 活性化学物质评价，取0
9. 其他工艺危险评价，取0.98
因此，=0.773
二、 物质隔离
1. 远程控制阀门，年检查或年更换，取0.96
2. 排放/放空，取0.96
3. 排流，取0
4. 联锁，取0.98
因此，=0.903
三、 防火
1. 泄漏检测，取0
2. 钢质结构，取0.97
3. 消防水供应，取0.94
4. 特殊灭火系统，取0
5. 喷水灭火系统，取0
6. 水幕，取0.98
7. 泡沫，取0
8. 手提灭火器/水枪，取0.98
9. 电缆防护，取0
因此=0.876
得出损失控制修正系数C=××=0.61
3.10现实危险系数
=165×0.66=109
3.11以上计算列表如下：
表2 闪蒸罐单元固有危险性取值表
单位名称：闪蒸罐 主要物质：DO油 物质系数（MF）：29
|
1.一般工艺危险 |
取值范围 |
取用值 |
|
基本系数 |
1.00 |
1.00 |
|
A放热工艺 |
0.3—1.25 |
0 |
|
B吸热工艺 |
0.2—0.4 |
0 |
|
C物料储存 |
0.25—0.50 |
0 |
|
D封闭操作 |
0.3—0.9 |
0 |
|
E入口通道 |
0.2—0.35 |
0 |
|
F排放与泄漏控制 |
0.5 |
0 |
|
一般工艺危险系数：Fg=1 | ||
|
2.特殊工艺危险 |
取值范围 |
取用值 |
|
基本系数 |
1.00 |
1.00 |
|
A毒性 |
0.20NH |
0.4 |
|
B负压操作 |
0.5 |
0 |
|
C在爆炸范围内操作 |
0.3—0.8 |
0.5 |
|
D释放系统 |
|
0.39 |
|
E粉尘爆炸 |
|
0 |
|
F低温 |
0.2—0.3 |
0 |
|
G物料的量 |
|
2.84 |
|
H腐蚀侵蚀 |
|
0.10 |
|
I接头泄漏 |
|
0.30 |
|
特殊工艺危险系数（Fs）=5.68 单元的工艺危险性F=Dg×Fs=5.68 单元固有危险性H=F×MF=165 | ||
|
说明：1.无系数取0。 2.Fg、Fs分别为取表中各系数项之和 3.工艺危险性F的结果一般在1～8之间，如超过8则按8计算。 | ||
表3 闪蒸罐单元损失控制修正系数取值表
单元名称：闪蒸罐 主要物质：DO油 物质系数（MF）：29
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分类 |
取值项 |
取值范围 |
取用值 |
|
工 艺 控 制 修 正 系 数 |
A应急动力 B冷却 C抑爆泄爆 D紧急停车 E微机控制 F惰气保护 G操作指南 H活性物质 I其他评价 |
0.98 0.97—0.99 0.84—0.98 0.96—0.99 0.93—0.99 0.94—0.96 0.91—0.99 0.91—0.98 0.91—0.98 |
0.98 0.99 0.98 0.98 0.99 0.94 0.91 0 0.98 |
|
工艺控制修正 | |||
|
物 质 隔 离 |
A远程控制 B排放排空 C排流 D联锁 |
0.96—0.98 0.96—0.98 0.91—0.97 0.98 |
0.96 0.96 0 0.98 |
|
物质隔离修正系数 | |||
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防 火 修 正 系 数 |
A泄漏检测 B钢质结构 C消防水 D特殊系统 E喷水系统
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