道化学公司火灾爆炸危险指数评价方法
第四节 道化学公司火灾爆炸危险指数评价方法
自1964年道化学公司评价方法第一版发行以来，经过数次改进，火灾爆炸危险指数已发展成为能够给出单一工艺单元潜在火灾、爆炸损失相对值的综合指数。道化学公司评价方法是以物质系数为基础，加上一般和特殊工艺的危险附加系数，计算出装置的火灾爆炸指数。1987年道化学公司推出了化工装置危险评价方法第六版，调整了物质系数，增加了毒性补充内容，简化了附加系数和补偿系数的计算方法。1995年又推出了第七版，更新了物质系数，增添了几个图的曲线方程。这一节将简单介绍上述第七版的内容。
一、物质系数
道化学公司提出的物质系数MF 的定量方法不是采用理论方法计算，而是由全美消防协会(NFPA)的易燃性等级(见第二章) 及物质稳定性状况确定的。物质的MF 值如表9—9所示。
表9—9 物质的MF 值
有些物质上表中未列出，可按表9—10所列方法求出。在该方法中，易燃气体和液体的物质系数根据全美消防协会易燃性等级N f 及物质稳定性指数Nr 确定；易燃性粉尘或烟雾则根据全美消防协会爆炸指数St 及物质稳定性指数Nr 确定。物质稳定性指数Nr 表示的是：Nr ＝0，燃烧条件下仍保持稳定；Nr ＝1，加温加压条件下稳定性较差；Nr ＝2，非加温条件下不稳定；Nr ＝3，非封闭状态下能发生爆炸；Nr ＝4，敞开环境能发生爆炸。
表9—10 不同物质的MF 值
注：FF 为闭杯闪点；BP 为常压沸点；Kst 值是带强点火源的16 L或更大密闭容器测定
的(见NFPA 泄漏指南) 。
二、单元工艺危险系数
将单元的工艺条件进行分类，分别归入一般工艺危险和特殊工艺危险栏目，求出相应的危险系数。进而由一般工艺危险系数和特殊工艺系数，可计算出单元工艺危险系数。一般工艺和特殊工艺危险系数分别列于表9—11和表9—12。
表9—11 一般工艺危险系数F 1
把评价单元的工艺过程与表9—11对照，即可得到相应项的一般工艺危险附加系数。把这些附加系数相加，再加上基本系数1，即可得到评价单元的一般工艺危险系数F 1。
表9—12 特殊工艺危险系数F 2
与一般工艺危险系数计算类似，把评价单元的工艺过程与表8—12对照，即可得到相应项的特殊工艺危险附加系数。把这些附加系数相加，再加上基本系数1，即可得到评价单元的特殊工艺危险系数F 2。
一般工艺危险系数F 1与特殊工艺危险系数F 2相乘，便可得到评价单元工艺危险系数F 3，即
F 3=F1×F 2 (9—4)
三、安全设施补偿系数
设计时除了按照有关规范标准的安全要求设计外，还应考虑一些专用的安全设施或冗长设计以增进工艺的安全性。有了这些，工艺危险性可以得到补偿而降低。由此引入了补偿系数的概念。补偿系数与附加系数不同，后者反应危险性的增加，而前者是为了抵消危险性。不同安全设施的补偿系数如表9—13所示。
把评价单元的安全设施与表9—13对照，即可得到相应设施的补偿系数。把这些补偿系数相乘，即为评价单元的补偿系数C=C1×C 2×C 3。
表9—13 安全设施的补偿系数
四、单元危险与损失评价
在“一”中介绍了物质系数MF 的确定，在“二”和“三”中分别提出了单元工艺危险系数几及安全设施补偿系数C 的计算方法。至此，单元评价的架构已基本形成。为便于循序计算，首先给出单元评价程序框图，如图9—3所示。
图9—3 单元评价程序框图
由图9—3可见，火灾爆炸指数、单元损害系数及其以下各项尚待计算出。下面逐一说明它们的计算方法。
1．火灾爆炸指数和影响区域的确定
单元工艺危险系数几与物质系数MF 相乘便可得到单元火灾爆炸指数FEI ，即
FEI ＝F 3×MF (9—5)
火灾和爆炸影响区域与事故设备的位置、风向、排污系统的布置等因素有关。但当评价单元内设备尺寸不是很大时，影响半径可以从设备中心算起。图9—4绘出了影响半径—火灾爆炸指数曲线。应用图9—4，由火灾爆炸指数可查出影响半径，从而可以确定影响区域。
图9—4 影响半径-火灾爆炸指数图
2．单元损害系数的确定
单元损害系数由单元工艺危险系数几和物质系数MF 确定，它表示出了工艺单元中危险物质的能量释放造成的火灾爆炸事故的全部效应。图9—5为单元损害系数—物质系数图。对于几值超过8．0时，几按最大系数8．0计算。
3．各种损失计算
图9—5 单元损害系数—物质系数图
(1)基本最大可能财产损失(Base MPPD)
确定了火灾爆炸影响区域，即可应用该区域的设备(包括建筑物) 价值及单元损害系数，计算出基本最大可能财产损失(基本MPPD) 。计算公式为
基本MPPD ＝0．82×单元损害系数×影响区域财产值×价格上涨因素 (9—6) 式中 0．82是指道路、地下管线、基础等扣除后的价值。
(2)实际最大可能财产损失(实际MPPD)
基本MPPD 与安全设施补偿系数相乘，即可计算出实际MPPD ，即
实际MPPD ＝基本MPPD ×安全设施补偿系数 (9—7)
(3)最大可能工作日损失(MPDO)和停产损失
最大可能工作日损失MPDO 可应用实际MPPD 由图9—6查出。由最大可能工作日损失可以估算出停产损失(B1)。BI 为
BI ＝VPM ×(MPDO／30) ×0．70 (9—8)
式中 VPM 为月产值；0．70代表固定成本和利润。
图9—6 最大可能停工天数(MPDO)计算图
图9—6中有三条斜线，最下面斜线为最大可能停工天数(MPDO)在70％可能范围的下限，其值为：lg(MPDO)＝1．045515+0．610426×lg(实际MPPD) ；最上面斜线为最大可能停工天数(NIPDO)在70％可能范围的上限，其值为：lg(MPDO)=1．550233+0．598416×lg(实际MPPD) ；中间斜线为最大可能停工天数(MPDO)在70％可能范围的正常值，为：lg(MPDO)=1．325132+0，592471×1g(实际MPPD) 。
可根据实际最大可能财产损失和最大可能工作日损失，结合本企业的实际情况进行安全状况的评定。
道化学公 司 (
D O W )火灾
、
爆炸危 险指 数评价
法 (第
7 版 ) 根据 以 往 的事 故 统计资料
、
物 质 的潜
在能量和现行 的安全 措施情 况
,
利用 系统 工 艺过
程 中的物质
、
设 备
、
物量 等数 据
,
通过 逐 步推 算 的
公式
,
对系统 工 艺装置 及所 含 物料 的实 际 潜 在