氯乙酸甲酯、甲醇、甲苯、多聚甲醛、甲醇钠-甲醇溶液、二恶氯乙烷火灾、爆炸危险指数法评价与衡量

5.6火灾、爆炸危险指数法评价

5.6.1评价对象

公司仓库内储存的物质大多为易燃物质,其中原料仓库甲类物品储存量最大约31.5吨，因此选取原料仓库作为评价对象。在原料仓库中，储存了氯乙酸甲酯、甲醇、甲苯、多聚甲醛、甲醇钠-甲醇溶液、二恶氯乙烷，其中甲醇溶液闪点较小，储存量也较大，因此，选取甲醇溶液作为代表性物质，采用道化（Dow’s）火灾爆炸指数法（第七版），对原料仓进行火灾爆炸危险性评价。

罐区储存的三乙胺为甲类易燃物质，DMF为乙类易燃物质，火灾危险性较大，储罐区建议采用埋地罐，即使泄漏，往往会渗到罐壁间的沙土里，一般不会造成大面积火灾。选取容积共40m³（折算为29.12t）的两个三乙胺储罐作为评价对象。在罐区，储存了双氧水、三乙胺和DMF，其中三乙胺的闪点相对较低，因此，选取三乙胺作为代表性物质，采用道化（Dow’s）火灾爆炸指数法（第七版），对罐区进行火灾爆炸危险性评价。 5.6.2火灾爆炸指数法评价过程

1）确定评价单元

甲类原料仓库储存的易燃物质最大量约为31.5吨，从甲类易燃物质中选取最具有代表性的物质甲醇（3.5t）作为评价单元。罐区选取40m³（折算为29.12t）的三乙胺储罐作为评价单元。

2）物质系数MF

物质系数MF是计算火灾爆炸指数和进行事故损失评价的一个基本数据，它表示物质在因燃烧或其他化学反应而引发的火灾爆炸中释放能量大小的内在特性。

仓内甲醇的量较大，闪点低，因此，选甲醇作为评价单元的代表性物质，甲醇的物质系

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数MF为16。罐区选三乙胺作为评价单元的代表性物质，物质系数MF为16。 3）确定一般工艺危险系数F1

一般工艺危险系数是确定事故危险程度的主要因素，包括：放热反应、吸热反应、物料处理与输送、封闭单元及室内单元、通道、排放和泄漏控制六项内容。一般工艺危险性考虑那些和事故相关的最基本的影响因素。本评价工艺单元的一般工艺危险系数取值如下：

1.放热反应：无 2.吸热反应：无

3.物质处理与输送：桶装易燃液体存放于库房，系数取0.85。三乙胺在连接的管线上装卸，系数取0.5。

4.封闭或室内单元：仓库为封密区域，在闪点以上处理液体量大于40Kg，系数取0.45。罐区为敞开区域，不取系数。

5.通道：仓库通道符合消防要求，系数取0。槽车只在一个方向有通道，且操作区面积小于925m2，系数取0.2。

6.排放和泄漏控制（平坦地面）：系数取0.5。 F1系数等于基本系数与所有选取系数之和，即： 库区：F1=1+0.85+0.45+0.5=2.8 罐区：F1=1+0.5+0.2+0.5=2.2 4）确定特殊工艺危险系数F2

特殊工艺危险系数是影响事故发生的主要因素，特定的工艺条件是导致火灾爆炸事故的主要原因。本评价单元特殊工艺危险系数取值如下：

1.毒性物质：甲醇Nh=1，系数取0.2。三乙胺Nh=3，系数取0.6。 2.负压操作：无

3.爆炸极限范围内或其附近的操作（操作温度在闪点以上，且无惰性气体保护）：系数

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取0.5

4.粉尘爆炸：无 5.压力释放：无 6.低温：无

7.易燃物质和不稳定物质的数量：

危化品仓内易燃物质总储存量为36.7吨，其热量计算如下： (36.7×103/0.4)×8.6×103=0.695×109Btu 查图，取系数0.35。

三乙胺贮罐易燃物质总储存量为32×0.728=23.3吨，其热量计算如下： (23.3×103/0.4)×17.8×103=0.9134×109Btu 查图，取系数0.38。

8.腐蚀（腐蚀速度小于0.127mm/a）：取系数0.1。

9.泄漏-连接头和填料处（压盖密封处可能产生轻微的泄漏）：取系数0.1。 10.明火设备的使用：无 11.热油交换系统：无 12.转动设备：无

仓库：F2=1+0.2+0.5+0.35+0.1+0.1=2.25 罐区：F2=1+0.6+0.5+0.38+0.1+0.1=2.68 5）计算单元的工艺危险系数F3 仓库：F3=F1×F2=2.8×2.25=6.3 罐区：F3=F1×F2=2.2×2.68=5.6 6）计算单元的火灾爆炸指数F&EI 仓库：F&EI=F3×MF=6.3×16=100.8

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罐区：F&EI=F3×MF=5.6×16=94.336

F&EI是用来估计工艺单元潜在的火灾爆炸危险性大小的。不同的F&EI值，对应不同的危险等级，参见表5-13。

表5-13火灾爆炸指数F&EI与危险等级的对应关系

F&EI危险等级划分 1～60 61～96 97～127 128～158 ＞159 轻微 较轻 中等 严重 很严重 因此，根据表5-13火灾爆炸指数F&EI与危险等级的对应关系可知，甲类原料仓库F&EI的危险等级为“中等”，罐区F&EI的危险等级为“较轻”。 7）确定安全措施补偿系数

仓库和罐区在运行过程中，采取了一系列安全措施，这些措施在一定程度上降低了火灾爆炸发生的概率，并减轻了事故的危害程度。安全措施分工艺控制（C1）、物质隔离（C2）和防火措施（C3）三个方面，总安全补偿系数C为所有被选取的安全补偿系数的乘积。

（1）工艺控制C1 1.应急电源：无 2.冷却：无冷却系统 3.抑爆装置：无 4.紧急停车装置：无 5.计算机控制：无 6.惰性气体保护：无

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7.操作指南或操作规程：有完善的操作指南或操作规程，系数取0.95 8.活性化学物质检查,系数取0.98

9.其他工艺过程危险分析:能够开展安全检查活动等，系数取0.98 C1＝0.95×0.98×0.98=0.912 （2）物质隔离补偿系数C2 1.远距离控制阀：无

2.备用泄料装置：罐区内储罐在有适当冷却时能安全接受单元内的物料，取系数0.98。 3.排放系统：无 4.连锁装置：无 仓库：C2＝1 罐区：C2＝0.98

（3）防火措施补偿系数C3 1.检测装置：无

2.钢质结构：储罐附近的消防栓能冷却钢结构，取系数0.98 3.消防水供应：系数取0.97 4.特殊系统：无 5.喷洒系统：无 6.水幕：无 7.泡沫装置：无

8.手提式灭火器／水：系数取0.98 9.电缆保护：系数取0.94 仓库：C3＝0.97×0.98×0.94=0. 罐区：C3＝0.98×0.97×0.98×0.94=0.87

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总的安全补偿系数：

仓库：Ｃ＝C1×C2×C3＝0.912×1×0.=0.81 罐区：Ｃ＝C1×C2×C3＝0.912×0.98×0.87=0.78 8）确定暴露半径、面积

在火灾、爆炸事故中，暴露区域内的设备、设施将会暴露在火灾或爆炸的环境之中，并可能遭受破坏。考虑评价单元内设备在火灾、爆炸事故中遭受的损坏的实际影响，用一个围绕着评价单元的圆柱体的体积来表征该范围内设备所承受的风险的大小，其底面积是暴露区域面积，高度相当于暴露半径。暴露半径(R)可以用下式计算：

仓库：暴露半径Ｒ＝0.256×F&EI=0.256×100.8=25.805（m）

暴露区域面积S =π×R2=3.14×25.805×25.805=2090.（m2） 罐区：暴露半径Ｒ＝0.256×F&EI=0.256×94.336=24.15（m）

暴露区域面积S =π×R2=3.14×25.805×25.805=1831.32（m2）

9）计算补偿后的火灾爆炸指数F&EI’

火灾爆炸危险指数与安全措施补偿系数的乘积，即为补偿后的火灾爆炸指数F&EI’： 仓库：F&EI’=C×F&EI =100.8×0.81=81.8 罐区：F&EI’=C×F&EI =94.336×0.78=73.582

表5–14为未采取安全补偿的火灾爆炸危险等级的计算情况，表5-15为采取安全补偿的火灾爆炸危险等级的计算情况。

表5–14未采取安全补偿的火灾爆炸危险等级计算情况表

评价单元： 代表性物质： １.物质系数（ＭＦ）： ２.一般工艺危险（Ｆ１） 危险系数范围 仓库 甲醇 16 采用危险系数 储罐区 三乙胺 16 采用危险系数 标准文档

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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）封闭及室内结构 ５）通道 ６）排放和泄漏控制 一般工艺指数Ｆ１ ３.特殊操作危险性（Ｆ２） 基本系数 １）毒性物质 ２）负压操作 ３）爆炸极限范围内或附近操作 ４）可燃性粉尘 ５）压力释放 ６）低温 ７）易燃物质和不稳定物质的数量 ８）腐蚀与磨损 ９）泄漏 10）明火设备 11）油热交换系统 12）转动设备 1.00 0.3～1.25 0.20～0.40 0.25～1.05 0.25～0.90 0.20～0.35 0.25～0.50 1.00 0.20～0.80 0.50 0.50 0.25～2.00 100/100 0.20～0.30 0.10～0.75 0.10～1.50 0.15～1.15 0.50 1.0 0 0 0.85 0.45 0 0.5 2.8 1.0 0.2 0 0.5 0 0 0 0.35 0.1 0.1 0 0 0 1.0 0 0 0.5 0 0.2 0.5 2.2 1.0 0.6 0 0.5 0 0 0 0.38 0.1 0.1 0 0 0 标准文档

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特殊工艺指数（Ｆ２） ４.单元工艺危险系数Ｆ３＝Ｆ１×Ｆ２ ５.火灾爆炸指数Ｆ&ＥＩ＝F3×MF 6.影响区域半径（米）Ｒ＝0.256×F&EI ７.暴露区域面积（平方米）S =π×R×R 8.潜在火灾爆炸危险等级 2.25 6.3 100.8 25.805 2090. 中等 2.68 5.6 94.336 24.15 1831.32 较轻 表5-15采取安全补偿的火灾爆炸危险等级的计算情况表 评价单元 代表性物质 １.工艺控制安全补偿系数 １）应急电源 ２）冷却装置 ３）抑爆装置 ４）紧急切断装置 ５）计算机控制 ６）惰性气体保护 ７）操作规程／程序 ８）化学活泼性物质检查 ９）其他工艺危险分析 Ｃ１＝（１）～（９）各系数的乘积 ２.物质隔离安全补偿系数Ｃ２ １）遥控阀 ２）泄料／排空装置 ３）排放系统 补偿系数范围 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 0.96～0.98 0.96～0.98 0.91～0.97 仓库 甲醇 1 1 1 1 1 1 0.95 0.98 0.98 0.912 1 1 1 储罐 三乙胺 1 1 1 1 1 1 0.95 0.98 0.98 0.912 1 0.98 1 标准文档

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４）连锁装置 Ｃ２＝（１）～（４）各系数的乘积 ３.防火设施安全补偿系数Ｃ３ １）泄漏检测装置 ２）钢质结构 ３）消防水供应系统 ４）特殊灭火系统 ５）洒水灭火系统. ６）水幕 ７）泡沫灭火装置 ８）手提式灭火器材／喷水 ９）电缆防护 Ｃ３＝（１）～（９）各系数的乘积 ４.安全措施补偿系数Ｃ＝Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３ ５.采取安全措施后的指数F&EI'=F&EI×Ｃ 6．补偿后火灾爆炸危险等级 5.6.3 火灾爆炸指数法评价结论

0.98 0.94～0.98 0.95～0.98 0.94～0.97 0.91 0.74～0.97 0.97～0.98 0.92～0.97 0.93～0.98 0.94～0.98 1 1 1 1 0.97 1 1 1 1 0.98 0.94 0. 0.81 81.8 较轻 1 0.98 1 0.98 0.97 1 1 1 1 0.98 0.94 0.87 0.78 73.582 较轻 1）通过用道化法（第七版）对仓库的甲醇和贮罐区的三乙胺储罐评价后，结果见下表5-16

评价单元 代表性物质 物质系数 火灾爆炸危险指数F&EI 暴露半径R（补偿前） 标准文档

仓库 甲醇 16 100.8 25.805 罐区 三乙胺 16 94.336 24.15 实用文案

暴露区域面积S 补偿前的 F&EI危险等级 安全措施补偿系数 补偿后的 F&EI' 实际火灾爆炸危险等级 2090. 中等 0.81 81.8 较轻 1831.32 较轻 0.78 73.582 较轻 2）从上表中评价的单元火灾爆炸指数F&EI来看，原料仓库内桶装易燃液体和贮罐区三乙胺储罐的火灾爆炸危险等级分别处于“中等”、“较轻”程度，其影响半径分别为25.805m和24.15m。从公司平面图上看，一旦原料仓库发生火灾，可能波及107原料仓库（甲类）、209冷冻站（乙类）、201变配电间（丙类）、108A罐区（甲类）和108B泵房（甲类）。此库存有甲类、乙类和丙类原料，建议将甲类原料分区设在仓库的中间部位，这样，此仓库最易发生火灾爆炸的部位与107原料仓库（甲类）、201变配电间（丙类）、108A罐区（甲类）和108B泵房（甲类）之间的距离均大于26m，即使此区发生火灾爆炸，也不会对周边建筑产生太大的影响，而一旦三乙胺储罐发生火灾，可能波及108B泵房（甲类）。

3）就评价单元补偿后的火灾爆炸指数F&EI'分析，原料仓库和贮罐区三乙胺储罐的火灾爆炸危险性处于“较轻”程度，说明评价单元在现有的安全技术措施条件下，火灾爆炸危险性是可以接受的。

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