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DOW火灾、爆炸危险指数法(3)
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6、 低温
本项主要考虑碳钢或其他金属在其展延或脆化转变 温度以下时可能存在的脆性问题。 某低温冷冻单元装置结构为碳钢,其操作温度为 -10℃,试确定在该情况下本单元的低温危险系数。
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7、 易燃物质和不稳定物质的数量
本项主要讨论单元中易燃物质和不稳定物质的数量 与危险性的关系。 • 工艺过程中的液体或气体; • 储存中的液体或气体(工艺操作场所之外); • 储存中的可燃固体和工艺中的粉尘。
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2、 吸热反应
• 反应器中的吸热反应 —— 系数0.2; • 煅烧 —— 系数0.4; • 电解 —— 系数0.2; • 热解或裂化:间 接 加 热 —— 系数0.2; 直接火加热 —— 系数0.4。
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3、 物料处理与输送
试确定液化气灌瓶间的加气单元的物料处理与输送 系数。 试确定某露天存放的氢气瓶储存单元的物料处理与 输送系数。
2、适用范围
•储存、处理、生产易燃易爆、可燃、活性物质的操作过程 •污水处理设备(设施)、公用工程系统、管道系统、变压 器、锅发电设备、热氧化器等工艺单元
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三、评价程序
火灾、爆炸危险指数 评价程序框图 十大步骤*
计算安全措施 补偿系数? ?×C2×C3 =C 1 计算一般工艺 危险系数F1
选取工艺单元
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10、 明火设备的使用
当易燃液体、蒸气或可燃性粉尘泄漏时,工艺中明 火设备的存在额外增加了引起引燃的可能性。 • 明火设备设置在评价单元中; • 明火设备附近有各种工艺单元。
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11、 热油交换系统
大多数交换介质可燃且操作温度经常在闪点火沸点 以上,因此增加了危险性。 • 热交换介质的使用温度; • 热交换介质的数量。 某热油交换系统的热交换介质热油的油量为 38m3,其操作温度大于闪点,试确定该单元的热油 交换系统危险系数。
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• 工艺过程中的液体或气体 1,3-丁二烯聚合单元中1,3-丁二烯的最大单体量 为106 lb,试确定该单元的易燃物质和不稳定物质的 数量的危险系数。
• 储存中的液体或气体(工艺操作场所之外) 露天储存的乙烷储罐中乙烷的最大量为106 lb, 试确定该单元的易燃物质和不稳定物质的数量的危 险系数。
确定物质系数
计算特殊工艺 危险系数F2
确定工艺单元危险系数 F3 = F1 × F 2 确定火灾、爆炸指数 F&EI = F 3 × 物质系数 确定暴露面积 确定暴露区域内财产的更换价值 确定基本MPPD 确定实际MPPD 确定BI 确定危害系数
确定MPDO
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四、所需资料
• 准确的装置(生产单元)设计方案; • 工艺流程图; • 道氏7版火灾、爆炸指数(F&EI)评价法; • 道氏7版火灾、爆炸指数计算表; • 安全措施补偿系数表; • 工艺单元风险分析汇总表; • 生产装置风险分析汇总表; • 工艺设备及安装成本表。
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二、一般工艺危险系数 F1 • 放热反应 • 吸热反应 • 物料处理与输送 • 封闭单元或室内单元 • 通道 • 排放和泄漏控制
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1、 放热反应
苯乙烯与乙苯反应生成聚苯乙烯,该反应为放热 反应,试确定该反应的放热反应系数。 硝酸与二甲苯反应生成硝基二甲苯,该反应为放 热反应,试确定该反应的放热反应系数。
物质名称 乙醛 乙炔 乙酰基乙醇氨 苯 一硫化碳 物质系数 MF 24 29 14 16 1 燃烧热Hc (106J/kg) 24.4 48.1 21.9 20.2 14.2 NFPA NH 3 0 1 2 3 NF 4 3 1 3 4 NR 2 3 1 0 0 179 -11 -30 闪点 (℃ ) -38 沸点 (℃ ) 21 -83 151~153 80 46
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12、 转动设备
某氢气压缩单元中,压缩机的功率为700马力, 试确定该单元的转动设备危险系数。 某汽油输送单元中,输送泵的功率为60马力, 试确定该单元的转动设备危险系数。
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2.特殊工艺危险 基本系数 (1)毒性物质 (2)负压(<500mmHg, 66.66kPa) (3)易燃范围及接近易燃范围的 操作(惰化性、未惰化性) 1)罐装易燃液体 2)过程失常或吹扫故障 3)一直在燃烧范围内 (4)粉尘爆炸
本项系数用于含有粉尘处理的单元,如粉体输送、 混合、粉碎和包装等。 某面粉厂的面粉包装单元的环境中存在着大量面粉 粉尘,其细粒子的平均粒径为110μm,试确定在这种 情况下该单元的粉尘爆炸危险系数。
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5、 压力释放
本项系数用于操作压力高于大气压,由于高压可能 会引起高速率的泄漏的场合。 试确定在下述两种情况下的压力释放危险系数: • 操作压力为800 磅/英寸2(表压)的单元; • 操作压力为15 000 kPa(表压)的单元。
8、 腐蚀
腐蚀速率——外部腐蚀速率和内部腐蚀速率之和。
某储存液化石油气的储罐,其储罐的腐蚀速 率为0.3mm/年,试确定该单元的腐蚀危险系 数。
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9、 泄漏——连接头和填料处
本项系数适用于垫片、接头或轴的密封处及填料处 可能是易燃、可燃物质的泄漏源,尤其是在热和压力 周期性变化的场所。 某反应器中的物料在反应过程中,压力都要从 常压逐渐增加到5 kgf,且其反应为间歇反应,试确 定该单元的泄漏危险系数。
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六、课堂练习
右图为一聚合 装置,原料为苯乙 烯和乙苯,反应为 间歇反应,反应时 间为5小时/釜,试 确定该单元的物质 系数。 苯乙烯 1吨/次
1 吨 次
乙 苯
/ 聚 合 釜
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第四部分
工艺单元危险系数
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一、工艺单元危险系数 F3 F 3 = F 1 × F2 F1 —— 一般工艺危险系数; F2 —— 特殊工艺危险系数。
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6、 排放和泄漏控制
该项系数只适用于工艺单元内物料闪点小于60℃或 操作温度大于其闪点的场合。 苯乙烯与乙苯的预聚合单元周围无堤坝,试确定该 单元的排放和泄漏控制系数。
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1. 一般工艺危险 基本系数 (1)放热化学反应 (2)吸热反应 (3)物料处理与输送 (4)密闭式或室内工艺单元 (5)通道 (6)排放和泄漏控制 一般工艺危险系数(F1)
2、创立时间
1964年(第1版) 1989年(第7版)
3、定量依据
以往事故的统计资料资料、物质的潜在能量和现行安全防 灾措施的状况。
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二、评价目的及适用范围
1、评价目的
• 客观地量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失; • 找出可能导致事故发生或使事故扩大的设备; • 向管理部门通报潜在的火灾、爆炸危险性。
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3、 爆炸极限范围内或其附近的操作
本项内容适用于某些操作导致空气引入并夹带进入 系统,空气的进入会形成易燃混合物,进而导致危险 的场合。 某一反应单元,在加入物料前应进行氮气吹扫,最 近发现氮气系统不正常,试确定在这种情况下该单元 的爆炸极限范围内或其附近的操作危险系数。
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4、 粉尘爆炸
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第二部分
工艺单元选择
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一、工艺单元及恰当工艺单元
1、工艺单元
工艺装置的任一主要单元——工艺单元
2、恰当工艺单元(简称工艺单元)
从损失预防角度来看对工艺有影响的工艺单元
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二、选择恰当工艺单元的重要参数
• 物质的潜在的化学能(物质系数); • 工艺单元中危险物质的数量; • 资金密度(每平方米美元数); • 操作压力与操作温度; • 导致火灾、爆炸事故的历史资料; • 对装置操作起关键作用的设备。
HIPS 配料 橡苯矿 胶乙物 烯油 单 体
冷凝
引发剂
预热
预聚合
聚合
预热
脱挥
GPPS 配料
苯 矿 乙 物 烯 油 单 体
冷 油 罐
热 油 罐
包 装
切 粒
冷却 固化
挤 条
冷却器
热 油 炉
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第三部分
物质系数确定
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一、有关概念
物质系数 MF——表述物质由燃烧或其他化学反应引起的火灾 、爆炸过程中释放能量大小的内在特性。 MF由NF和NR求得。 NF —— 物质可燃性 NR —— 化学活泼性(不稳定性)
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4、 封闭单元或室内操作
某车间内,反应器单元内反应器中氢气的量为1 吨,反应温度为100℃,且该车间已安装了防爆的机械 通风装置,试确定该单元的封闭单元或室内操作系 数。
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5、 通道
某车间内,反应器单元的操作区面积为1000m2, 其旁边有一条紧急救援车辆的通道,试确定该单元的 通道系数。
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二、课堂练习
给出下列物质的物质系数MF: 1、苯甲醛 4、乙烷 7、甲基环己烷 2、环丁烷 5、乙烯 8、萘 3、柴取
物质 暴露在816℃的热空气5min不 燃燃烧的不燃物 液体、气体 (包括挥发固 体)的易燃性 或可燃性 FP>93.3℃ 37.8℃<FP≤93.3℃ 22.8℃≤FP<37.8℃ 或FP<22.8℃且BP≥37.8℃ FP<22.8℃且BP<37.8℃ 可燃性粉尘 或烟雾 St-1(Kst≤200m/s) St-2(Kst=201~300m/s) St-3(Kst>300m/s) 厚度>40mm的密实物质 可燃性固体 厚度<40mm的疏松物质 多孔物质、纤维、粉状物等 NF=1 NF=2 NF=3 NFPA325M 及NFPA49 NF=0 NF=1 NF=2 NF=3 NF=4 反应性分级NR 0 1 4 10 16 21 16 21 24 4 10 16 1 14 14 14 16 21 16 21 24 14 14 16 2 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 3 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 4 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40