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安全评价在危险化学品生产企业中的应用分析

陈校忠
  
科学与财富
2023年23期
上海尊理检测技术有限公司 上海 201112

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摘 要:危险化学品生产企业根据法规要求必须进行安全评价,本文对某涂料生产企业应用“道化学火灾、爆炸指数评价法”、“安全检查表法”进行定性定量评价;通过评价确定了事故影响范围,提出了需要整改落实的事故隐患;可以作为同类企业进行事故风险分析、安全条件改善参考。

关键词:安全评价;危险化学品;安全检查表;道化学火灾、爆炸指数评价法

1.引言

危险化学品因其具有易燃易爆、有毒有害以及其它显著危险性而受到人们及行政主管部门的关注。危险化学品生产企业作为危险化学品的源头,预防危险化学品事故愈来愈成为安全生产工作的重中之重。

2.安全评价对危化品企业的重要性

危险化学品生产企业不仅直接生产危险化学品,同时生产过程往往也涉及危险化学品的厂内运输、装卸、储存以及现场使用等环节,如在某一环节对危化品的危险、有害因素辨识、分析不到位以及管控措施不力,可能会引致火灾、爆炸、中毒等事故,造成严重的人员伤亡、财产损失等影响。通过安全评价,积极辨识危险化学品全生命周期可能存在的危险、有害因素,分析、预测事故的可能性及严重性,进而提出相应的安全对策措施,以切实预防危险化学品事故,是践行“安全第一、预防为主、综合治理”安全生产方针,由控制事故改为控制风险,落实关口前移的重要举措。此外,危险化学品生产企业定期进行安全评价也是履行法律法规义务的要求。

3.安全评价的应用分析

3.1项目概况

某涂料公司系危险化学品生产单位,生产的“环氧树脂涂料、聚氨酯树脂涂料、丙烯酸酯类树脂涂料、涂料用稀释剂”等属于危险化学品目录中的“含易燃溶剂的合成树脂、油漆、辅助材料、涂料等制品[闭杯闪点≤60℃]”,生产能力逾2万吨/年。该公司危险化学品生产、储存场所包括甲类厂房、甲类仓库各1幢,甲类罐区1座;公司危险化学品生产规模较大,易燃液体物料使用量较多,如在危险化学品物料短驳、投料、搅拌、研磨、包装、储存等环节安全生产工作稍有疏忽极易发生因易燃物料泄漏进而引发火灾爆炸等事故。

3.2安全评价方法

根据该公司实际生产过程中存在的危险、有害因素情况,评价报告选取道化学火灾、爆炸指数评价法(第七版)和安全检查表法进行评价。

3.3定性定量评价

3.3.1道化学火灾、爆炸指数评价法

根据评价单元划分原则,将该公司的生产场所单元(甲类厂房)和储存场所单元(甲类仓库和甲类罐区)作为评价单元。

(1)单元中的重要物质及其物质系数

甲类厂房单元涉及的物质包括乙酸正丁酯、二甲苯、正丁醇等;甲类仓库单元储存的物质主要包括涂料用稀释剂、丙烯酸树脂、环氧树脂等;甲类储罐单元储存的物质为二甲苯、乙酸正丁酯、环己酮等;各单元物质系数和特性见表1-1。

(2)工艺单元危险系数(F3)的求取

工艺单元危险系数F3的值是一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2的乘积,即F3=F1×F2[2]。

1)一般工艺危险系数F1的求取

①放热化学反应

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均无化学反应过程,故不取值。

②吸热反应

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均无吸热化学反应过程,故不取值。

③物料处理与输送

甲类厂房单元和甲类罐区单元均属于易燃类物料在连接或未连接的管线上装卸,故系数取0.50。

甲类仓库单元内储存的物料NF为3,故系数取0.85。

④封闭单元或室内单元

甲类厂房单元在封闭区域内,在闪点以上处理易燃液体,系数取0.30。

甲类仓库单元和甲类罐区单元不处理易燃液体,故系数不取值。

⑤通道

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均在两个方向上设有通道,故不取值。

⑥排放与泄漏控制

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元周围均有可排放泄漏液的平坦地,一旦失火,会引起火灾,系数均取0.5。

由上可得:

甲类厂房单元一般工艺危险系数:F1甲类厂房=1.00+0.50+0.30+0.50=2.30

甲类仓库单元一般工艺危险系数:F1甲类仓库=1.00+0.85+0.50=2.35

甲类罐区单元一般工艺危险系数:F1甲类罐区=1.00+0.50+0.50=2.00

2)特殊工艺危险系数F2的求取

①毒性物质

毒性物质的危险系数=0.2NH。

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元的毒性物质系数均为0.40。

②负压操作

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均无负压操作,故不取值。

③燃烧范围或其附近的操作:

甲类厂房单元、甲类仓库单元均无在燃烧范围或其附近的操作,故不取值。

甲类罐区单元NF=3,系数取0.5。

④粉尘爆炸

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均不涉及粉尘爆炸,故不取值。

⑤压力释放

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均为常压操作,取值0.16。

⑥低温

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均无低温操作,故不取值。

⑦易燃和不稳定物质的数量

根据对应单元中可燃液体的量并通过“工艺中的液体和气体”或“储存中的液体和气体”查得。

a.甲类厂房单元:

易燃液体219.1吨,

总能量约为219.1×1000×2.2×17.6×103=8.5×109 Btu;

查工艺中总能量与危险系数关系图,得系数为2.1。

b.甲类仓库单元:

甲类仓库单元内储存的易燃液体物料总量约为522吨。

总能量约为522×1000×2.2×17.6×103=20.2×109 Btu;

查贮存中总能量与危险系数关系图,得系数为0.9。

c.甲类罐区单元:

甲类罐区内储存各类物料240.2吨。

总能量约为240.2×1000×2.2×17.6×103=9.3×109 Btu;

查贮存中总能量与危险系数关系图,得系数为0.8。

⑧腐蚀

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元的设备均有点腐蚀和局部腐蚀的可能,故系数为0.20。

⑨泄漏

甲类厂房单元和甲类罐区单元的泵或法兰处可能产生泄漏,系数取0.30;

甲类仓库单元的包装容器压盖密封处可能产生泄漏,取系数0.10。

⑩明火设备的使用

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元内均无明火设备,故不取值。

⑪热油交换系统

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元内均无该设备,故不取值。

⑫转动设备

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元内均无大容量的转动设备,故不取值。

由上可得:

甲类厂房单元特殊工艺危险系数:F2甲类厂房=1.00+0.40+0.16+2.1+0.20+0.30=4.16

甲类仓库单元特殊工艺危险系数:F2甲类仓库=1.00+0.40+0.16+0.9+0.20+0.10=2.76

甲类罐区单元特殊工艺危险系数:F2甲类罐区=1.00+0.40+0.50+0.16+0.8+0.20+0.30=3.36

3)工艺单元危险系数

根据上文分析数据可得:

甲类厂房单元危险系数:F3甲类厂房=F1甲类厂房×F2甲类厂房=2.30×4.16=9.57>8,按8计

甲类仓库单元危险系数:F3甲类仓库=F1甲类仓库×F2甲类仓库=2.35×2.76=6.49

甲类罐区单元危险系数:F3甲类罐区=F1甲类罐区×F2甲类罐区=2.00×3.36=6.72

(3)工艺单元危险分析

1)单元火灾、爆炸危险指数(F&EI)及其危险等级F&EI=F3×MF

甲类厂房单元F&EI=F3×MF=8×16=128;危险等级属于“很大”;

甲类仓库单元F&EI=F3×MF=6.49×16=103.8;危险等级属于“中等”;甲类罐区单元F&EI=F3×MF=6.72×16=107.5;危险等级属于“中等”;

(4)火灾、爆炸事故时的暴露半径及暴露区域

1)暴露半径

暴露半径表明了评价单元危险区域的平面分布。

暴露半径R= F&EI×0.84(英尺)=F&EI×0.84×0.3048(m)

2)暴露区域

暴露区域意味着区域设备/设施可能会暴露在单元发生火灾或爆炸波及范围内而受到不同程度的破坏。

暴露区域面积=π×R2(㎡)

甲类厂房单元:暴露半径R=128×0.84×0.3048=32.8(m)

暴露区域面积=π×32.82=3378(m2)

甲类仓库单元:暴露半径R=103.8×0.84×0.3048=26.6(m)

暴露区域面积=π×26.62=2222(m2)

甲类罐区单元:暴露半径R=107.5×0.84×0.3048=27.5(m)

暴露区域面积=π×27.52=2375(m2)

3)暴露区域内财产更换价值

由于各单元费用较难估算,暴露区域内财产更换价值采用假设法进行计算。现假设:①甲类厂房单元的财产更换价值为A1;②甲类仓库单元的财产更换价值为A2;③甲类罐区单元的财产更换价值为A3[3]。

(5)危害系数的确定

通过单元危害系数计算图,甲类厂房单元的危害系数为0.78;甲类仓库单元的危害系数为0.71;甲类罐区单元的危害系数为0.71。

(6)基本最大可能财产损失

甲类厂房单元基本最大可能财产损失的值为0.78A1;

甲类仓库单元基本最大可能财产损失的值为0.71A2;

甲类罐区单元基本最大可能财产损失的值为0.71A3。

(7)安全措施修正系数

由以上计算结果可知,甲类厂房单元的火灾、爆炸危险等级为“很大”,甲类仓库单元和甲类罐区单元的火灾、爆炸危险等级则为“中等”,因此有必要进行安全措施修正系数计算,使实际危险等级进一步降低。

1)工艺控制补偿系数(C1)

①冷却。甲类厂房单元和甲类仓库单元不取补偿系数;甲类罐区单元设水喷淋,取补偿系数0.98。

②公司编制相应的生产工艺及各岗位操作规程,当操作规程中的各项要求均能有效落实时,甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元均取补偿系数0.93。

甲类厂房单元和甲类仓库单元C1=0.93;

甲类罐区单元C1=0.98×0.93=0.91。

2)物质隔离安全修正系数(C2)

对照“道7版”物质隔离的补偿系数取值要求,甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元没有符合物质隔离补偿系数条件的措施。则各单元补偿系数C2=1。

3)防火措施补偿系数(C3)

①泄漏检测装置

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元有可燃气体泄漏检测报警装置,均取补偿系数0.98。

②消防水供应

设有消防给水系统,各单元均取补偿系数0.97。

③手提式灭火器/水枪

各单元配备相应的手提式或移动式灭火器,各单元均取补偿系数0.98。

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元C3=0.98×0.97×0.98=0.93。

甲类厂房单元和甲类仓库单元安全措施补偿C=C1×C2×C3=0.93×1×0.93=0.86;

甲类罐区单元安全措施补偿C=C1×C2×C3=0.91×1×0.93=0.85。

(9)评价结果及分析

将单元的评价结果及危险等级汇总表1-2。

甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元采取安全措施补偿前和补偿后的火灾、爆炸指数划分危险等级的结果汇总于表1-3。

由上述评价结果可见,甲类厂房单元的火灾、爆炸危险等级为“很大”,甲类仓库单元和甲类罐区单元的火灾、爆炸危险等级则为“中等”,说明在没有采取任何安全措施的情况下,甲类厂房单元、甲类仓库单元和甲类罐区单元潜在的火灾爆炸危险性比较大。经采取安全措施补偿之后,甲类厂房单元的危险等级降低至“中等”,甲类仓库单元和甲类罐区单元的危险等级降低至“较轻”的范畴,这是在采取了综合的安全措施并且得到落实的情况下实现的。当事故发生时的影响区域:甲类厂房单元以该单元为中心,半径为28.2m的区域(体积),即暴露区域面积为2497m2 的圆柱体、高度为28.2m的影响范围;甲类仓库单元以该单元为中心,半径为22.9m的区域(体积),即暴露区域面积分别为1647m2的圆柱体、高度为22.9m的影响范围;甲类罐区单元以该单元为中心,半径为23.4m的区域(体积),即暴露区域面积为1719m2的圆柱体、高度为23.4m的影响范围。

3.3.2安全检查表法

安全检查表法是安全评价最常用的评价方法之一,其形式见表1-4。

4.结论

本文基于危险化学品生产企业须进行安全评价的要求,对某涂料公司危化品生产、储存场所安全条件进行分析,应用“道化学火灾、爆炸指数评价法”、“安全检查表法”进行定性定量评价;通过评价并对评价过程中提出的问题进行整改,消除了事故隐患,切实降低了事故风险,有效提升了企业本质安全性;为该公司顺利通过危险化学品安全生产许可证延期申请行政审查提供了有力的技术支撑。

参考文献:

[1]王华,杨帅.液化石油气站的火灾爆炸危险性分析[J].广东化工,2016,43(11):87-89.

[2]戴澐.异丙苯制苯酚丙酮工艺安全分析与评价[D].华东理工大学,2015.

[3]张峰.转化气制甲醇的系统安全分析[D].华东理工大学,2011.

作者简介:陈校忠,男,1974.07-,浙江诸暨人,本科,工程师,研究方向:化工安全

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