第六章  單元火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法評(píng)價(jià)

6.1道化學(xué)公司的 “火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法”

道化學(xué)公司的 “火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法”（第七版）是針對(duì)工藝過(guò)程中的物質(zhì)、設(shè)備、數(shù)量、工藝參數(shù)、泄漏、儲(chǔ)運(yùn)等火災(zāi)、爆炸及毒性的危險(xiǎn)性、有害性，通過(guò)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。

該法首先確定單元固有的火災(zāi)、爆炸指數(shù)（F&EI）及危險(xiǎn)等級(jí)，詳見(jiàn)表6-1。

表6-1 F&EI危險(xiǎn)等級(jí)

然后，進(jìn)一步確定單元危險(xiǎn)區(qū)域的平面分布和影響體積，據(jù)此，定量計(jì)算單元危險(xiǎn)系數(shù)和最大可能財(cái)產(chǎn)損失，以表征單元危險(xiǎn)性的風(fēng)險(xiǎn)程度。具體評(píng)價(jià)步驟見(jiàn)圖6-1。

6.2評(píng)價(jià)單元的確定

6.2.1評(píng)價(jià)單元的確定

根據(jù)生產(chǎn)裝置的工藝條件，工藝單元中的危險(xiǎn)物料及其數(shù)量，評(píng)價(jià)方法中確定評(píng)價(jià)單元的原則，以及各單元的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)結(jié)果：危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)屬Ⅱ級(jí)（中度危險(xiǎn)）以上的單元共4個(gè)，由于發(fā)酵罐單元物質(zhì)（發(fā)酵醪）的物質(zhì)系數(shù)較低，屬Ⅱ級(jí)（中度危險(xiǎn)）的主要因素是體積較大，因此，選擇生產(chǎn)裝置蒸餾單元、產(chǎn)品乙醇儲(chǔ)罐單元及污水副產(chǎn)沼氣槽單元進(jìn)行道化法評(píng)價(jià)。

6.2.2評(píng)價(jià)單元基本情況(1)生產(chǎn)裝置乙醇蒸餾單元：

蒸餾塔：2臺(tái)（粗餾塔及精餾塔）：

規(guī)格：Φ2800×16970及Φ4000×31175

操作溫度：最高約110℃

操作壓力：不大于0.044MPa

主要物料：乙醇等

（2）產(chǎn)品乙醇儲(chǔ)罐單元

最大儲(chǔ)存量：2000T

儲(chǔ)罐規(guī)格：500m3兩只，300m3兩只，其余計(jì)量罐。

操作溫度：常溫

操作壓力：常壓

主要物料：乙醇

（3）沼氣儲(chǔ)槽

最大儲(chǔ)存量：2500m3

操作溫度：常溫

操作壓力：常壓（水封槽）

主要物料：沼氣

6.3評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)系數(shù)的求取及火災(zāi)、爆炸指數(shù)計(jì)算

6.3.1評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)物質(zhì)的物質(zhì)系數(shù)確定

物質(zhì)系數(shù)MF是表達(dá)由燃燒或化學(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸過(guò)程中潛在能量釋放的尺度，由美國(guó)防火協(xié)會(huì)（NFPA）確定的物質(zhì)可燃性Nf和化學(xué)活潑性Nr求得。

根據(jù)道化學(xué)公司《火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法》物質(zhì)系數(shù)的確定原則，選取乙醇為蒸餾單元及乙醇儲(chǔ)罐單元危險(xiǎn)物質(zhì)；選取甲烷為污水沼氣儲(chǔ)槽單元危險(xiǎn)物質(zhì)，其物質(zhì)系數(shù)由道化學(xué)《火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法》附錄A中查得。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表6-2。

表6-2評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)物質(zhì)系數(shù)及危險(xiǎn)特性

評(píng)價(jià)單元	危險(xiǎn)物質(zhì)	物質(zhì) 系數(shù)	燃燒熱HC BuT/Ib×103	NFPA			閃點(diǎn) (℃)	沸點(diǎn) (℃)
				N(h)	N(f)	N®
乙醇蒸餾單元	乙醇	16	115	0	3	0	13	78.5
乙醇儲(chǔ)罐單元	乙醇	16	11.5	0	3	0	13	78.5
沼氣儲(chǔ)槽單元	甲烷	21	21.5	1	4	0	氣	-160

6.3.2單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)的求取及火災(zāi)、爆炸指數(shù)計(jì)算

按道化學(xué)公司《火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法》，對(duì)評(píng)價(jià)單元求取一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F1）和特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F2），并按F3=F1×F2計(jì)算出工藝危險(xiǎn)系數(shù)（F3），然后再按火災(zāi)、爆炸指數(shù)F&EI=F3×MF計(jì)算出火災(zāi)、爆炸指數(shù)。詳見(jiàn)表6-3。

表6-3各單元火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)（F&EI）計(jì)算（1）

表6-3各單元火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)（F&EI）計(jì)算（2）

表6-3各單元火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)（F&EI）計(jì)算（3）

6.4各單元火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)匯總

（1）火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)（F&EI）及其危險(xiǎn)等級(jí)

乙醇蒸餾單元：    F&EI1=114.88    危險(xiǎn)等級(jí)為“中等”；

乙醇儲(chǔ)罐單元：    F&EI2=116.32    危險(xiǎn)等級(jí)為“中等”；

沼氣儲(chǔ)槽單元：    F&EI3=127.05    危險(xiǎn)等級(jí)為“中等”；

（2）暴露半徑

乙醇蒸餾單元：暴露半徑R1= F&EI1×0.84×0.3048M

                      = 114.88×0.84×0.3048M=29.4M；

乙醇儲(chǔ)罐單元：暴露半徑R2= F&EI2×0.84×0.3048M

=116.32×0.84×0.3048M=29.8M；

沼氣儲(chǔ)槽單元：暴露半徑R3= F&EI3×0.84×0.3048M

                      = 127.05×0.84×0.3048M=32.5M；

（3）火災(zāi)、爆炸時(shí)暴露區(qū)域

暴露區(qū)域面積S=πR2

式中：R=暴露半徑

乙醇蒸餾單元：暴露區(qū)域面積S1=π×R12=π×29.42=2714M2；

乙醇儲(chǔ)罐單元：暴露區(qū)域面積S2=π×R22=π×29.82=2788M2；

沼氣儲(chǔ)槽單元：暴露區(qū)域面積S3=π×R12=π×32.52=3317M2；

火災(zāi)、爆炸時(shí)影響體積為一個(gè)圍繞著工藝單元的圓柱體體積，其面積是暴露區(qū)域面積S、高度相當(dāng)于暴露半徑R（有時(shí)也可以用球體體積表示）。

（4）火災(zāi)、爆炸時(shí)暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值

為了進(jìn)一步計(jì)算的方便，設(shè)定單元暴露區(qū)域的財(cái)產(chǎn)更換價(jià)值為A1、A2、A3。

（5）危害系數(shù)的確定

危害系數(shù)是由圖或方程式根據(jù)工藝單元危險(xiǎn)系數(shù)（F3）和物質(zhì)系數(shù)（MF）來(lái)確定的，對(duì)各單元的危害系數(shù)（y）求取如下：

乙醇蒸餾單元：由F1=7.18，MF=16，求得：Y1=0.64；

乙醇儲(chǔ)罐單元：由F2=7.27，MF=16，求得：Y2=0.66；

沼氣儲(chǔ)槽單元：由F3=6.05，MF=21，求得：Y1=0.78；

（6）基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失（基本MPPD）

乙醇蒸餾單元：0.64A1；

乙醇儲(chǔ)罐單元：0.66A2；

沼氣儲(chǔ)槽單元：0.78A3；

不再進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算。

火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)分析計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表6-4

表6-4  分析結(jié)果匯總表

單元	火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F&EI	危險(xiǎn)等級(jí)	暴露半徑（R）	暴露區(qū)域 （M2）	暴露區(qū)域內(nèi)財(cái)產(chǎn)更換價(jià)值	危害系數(shù)	基本MPPD
乙醇蒸餾單元	114.88	中等	29.4	2714	A1	0.64	0.64A1
乙醇儲(chǔ)罐單元	116.32	中等	29.8	2788	A2	0.66	0.66A2
沼氣儲(chǔ)槽單元	127.05	中等	32.5	3317	A3	0.78	0.78A3