③正常操作条件——0.5; ④低负荷操作条件——力.5;
⑤备用装置启动条件(单元循环或全回流)——0.5; ⑥超负荷操作条件——1.0;
⑦短时间停车后再开车规程——1.0; ⑧检修后的重新开车——1.0;
⑨检修程序(批准手续、清除污物、隔离、系统清扫)——1.5; ⑩紧急停车——1.5;
⑩设备、管线的更换和增加——2.0; ⑩发生故障时的应急方案——3.0。
将已经具备的操作规程各项的分值相加作为下式中的X,并按下式计算补偿系数:
1.0? 如果上面列出的操作规程均已具备,则补偿系数为:
X150
1.0? 此外,也可以根据操作规程的完善程度,在0.91~0.99的范围内确定补偿系数。
(8)活性化学物质检查——0.91,0.98。用活性化学物质大纲检查现行工艺和新工艺(包括工艺条件的改变、化学物质的贮存和处理等),是一项重要的安全措施。如果按大纲进行检查是整个操作的一部分,系数为0.91;如果只是在需要时才进行检查,系数为0.98。采用此项补偿系数的最低要求是至少每年操作人员应获得1份应用于本职工作的活性化学物质指南,如不能定期地提供则不能选取补偿系数。
(9)其他工艺过程危险分析——0.91~0.98。几种其他的工艺过程危险分析工具也可用来评价火灾、爆炸危险。这些方法是:定量风险评价(QRA),详尽的后果分析,故障树分析(FTA),危险和可操作性研究(HAZOP),故障类型和影响分析(FMEA),环境、健康、安全和损失预防审查,故障假设分析,检查表评价以及工艺、物质等变更的审查管理。 相应的补偿系数如下:
定量风险评价 0.91 详尽的后果分析 0.93 故障树分析(FTA) 0.93 危险和可操作性研究(HAZOP) 0.94 故障类型和影响分析(FMEA) 0.94 环境、健康、安全和损失预防审查 0.96
13.5?0.91150
故障假设 0.96 检查表评价 0.98 工艺、物质等变更的审查管理 0.98
定期开展上面所列的任一危险分析时,均可按规定取相应的补偿系数。如果只是在必要时才进行一些危险分析,可他细斟酌后取较高一些的补偿系数。若总补偿系数确切,人皆可利用。
2)物质隔离补偿系数(C2)
(1)远距离控制阀——0.96,0.98。如果单元备有遥控的切断阀以便在紧急情况下迅速地将贮罐、容器及主要输送管线隔离时,系数为0.98;如果阀门至少每年更换一次,则系数为0.96。
(2)备用泄料装置——0.96,0.98。如果备用贮槽能安全地(有适当的冷却和通风)直接接受单元内的物料时,补偿系数为0.98;如果备用贮槽安置在单元外,则系数为0.96;对于应急通风系统,如果应急通风管能将气体、蒸气排放至火炬系统或密闭的受槽,系数为0.96。正常的排气系统减少了周围设备暴露于泄漏出的气体、液体中的可能性,因而也给予补偿。与火炬系统或受槽连接的正常排气系统的补偿系数为0.98。连接聚苯乙烯反应器和贮槽的排风系统即为一例。
(3)排放系络——0.91,0.95,0.97。为了自生产和贮存单元中移走大量的泄漏物,地面斜度至少要保持2%(硬质地面1%),以便使泄漏物流至尺寸合适的排放沟。排放沟应能容纳最大贮罐内所有的物料再加上第二大贮罐10%的物料以及消防水1h的喷洒量。满足上述条件时,补偿系数为0.91。 只要排放设施完善,能把贮罐和设备下以及附近的泄漏物排净,就可采用补偿系数0.91。
如果排放装置能汇集大量泄漏物料,但只能处理少量物料(约为最大贮罐容量的一半)时,系数为0.97;许多排放装置能处理中等数量的物料时,则系数为0.95。
贮罐四周有防护堤以容纳泄漏物时不予补偿。倘若能将泄漏物引至一蓄液池,蓄液池的距离至少要大于15m;蓄液池的蓄液能力要能容纳区域内时最大贮罐的所有物料再加上第二大贮罐盛装物料的10%以及消防水,此时补偿系数取0.95。倘若地面斜度不理想或蓄液池距离小于15m时不予补偿。 (4)连锁装置——0.98。装有连锁系统以避免出现错误的物料流向以及由此而引起的不需要的反应时,系数为0.98。此系数也能适用于符合标准的燃烧器。
3)防火措施补偿系数(C3)
(1)泄漏检测装——0.94,0.98。安装了可燃气体检测器,但只能报警和确定危险范围时,系数为0.98;若它既能报警又能在达到燃烧下限之前使保护系统动作,此时系数为0.94。
(2)钢质结构——0.95,0.97,0.98。防火涂层应达到的耐火时间取决于可燃物的数量及排放装置的设计情况。 如果采用防火涂层,则所有的承重钢结构都要涂覆,且涂覆高度至少为5m,这时取补偿系数为0.98;涂覆高度大于5m而小于10m时,系数为0.97;如果有必要,涂覆高度大于10m时,系数为0.95。防火涂层必须及时维护,否则不能取补偿系数。
钢筋混凝土结构采用和防火涂层一样的系数。从防火角度出发,应优先考虑钢筋混凝土结构。另外的防火措施是单独安装大容量水喷洒系统来冷却
钢结构,这时取补偿系数为0.98,而不是按照“喷洒系统”一节的规定取0.97。
(3)消防水供应——0.94,0.97。消防水压力为690kPa(表压)或更高时,补偿系数为0.94;压力低于690kPa(表压)时系数为0.97。 工厂消防水的供应要保证按计算的最大需水量连续供应4h。对危险不大的装置,供水时间少于4h可能是合适的。满足上述条件的话,补偿系数为0.97。 在保证消防水的供应上,除非有独立正常电源之外的其他能源且能提供最大水量(按计算结果),否则不取补偿系数。柴油机驱动的消防水泵即为一例。 (4)特殊系——0.910特殊系统包括二氧化碳、卤代烷灭火及烟火探测器、防爆墙或防爆小层等。由于对环境存在潜在的危害,不推荐安装新的卤代烷灭火设施。对现有的卤代烷灭火设施,如认为它适合于某些特定的场所或有助于保障生命安全,可以取补偿系数。 重要的是要确保为评价单元选择的安全措施适合于该单元的具体情况。特殊系统的补偿系数为0.910
地上贮罐如果设计成夹层壁结构,当内壁发生泄漏时外壁能承受所有的负荷,此时采用0.91的补偿系数。可是,双层壁结构常常不是最为有效的,减小风险的最好办法是设法加固内壁。
以往,地下埋藏贮罐和夹层贮罐都给予补偿系数,从防火的观点看,地下贮罐更安全一些是毫无疑问。可是,更为重要的一点是地下贮罐可能泄漏,而且对泄漏的检测和控制都有困难。出于这种保护环境的考虑,不推荐设置新的地下贮罐。
(5)喷洒系统——0.74~0.97。洒水灭火系统的补偿系数为0.97。对洒水灭火系统给予最小的补偿是由于它由许多部件组成,其中任一部件的故障都可能完全或部分地影响整个系统的功能。喷洒水灭火系统常与其他损失预防措施结合起来应用于较危险的场合,这就意味着单独的喷洒水灭火系统的效果欠佳。
室内生产区和仓库使用的湿管、干管喷洒灭火系统的补偿系数按表12选取。
湿管、干管自动喷水灭火系统(闭式喷头)的可靠性高达99.996以上,易发生故障的调节阀很少采用。
可能的着火面积增大时(如仓库),面积修正系数增大,这使补偿系数增加,从而增大了最大可能财产损失。这是因为面积增大时会有更多的财产暴露在燃烧环境中。
(6)水幕——0.97,0.98。在点火源和可能泄漏的气体之间设置自动喷水幕,可以有效地减少点燃可燃气体的危险。为保证良好的效果,水幕到泄漏源之间的距离至少要为23m,以便有充裕的时间检测并自动启动水幕。最大高度为5m的单排喷嘴,补偿系数为0.98;在第一层喷嘴之上2m内设置第二层喷嘴的双排喷嘴,其补偿系数为0.97。
(7)泡沫装置——0.92~0.97。如果设置了远距离手动控制的将泡沫注入标准喷洒系统的装置,补偿系数为0.94,这个系数是对喷洒灭火系统补偿系数的补充;全自动泡沫喷射系统的补偿系数为0.92,所谓全自动意味着当检测到着火后泡沫阀自动地开启。
为保护浮顶罐的密封圈设置的手动泡沫灭火系统的补偿系数为0.97,当采用火焰探测器控制泡沫系统时,补偿系数为0.94。
锥形顶罐配备有地下泡沫系统和泡沫室时,补偿系数为0.95;可燃液体贮罐的外壁配有泡沫灭火系统时,如为手动其补偿系数为0.97,如为自动控制则系数为0.94。
(8)手提式灭火器/水枪——0.93~0.980如果配备了与火灾危险相适应的手提式或移动式灭火器,补偿系数为0.98。如果单元内有大量泄漏可燃物的可能,而手提式灭火器又不可能有效地控制,这时不取补偿系数。
如果安装了水枪,补偿系数为0.97;如果能在安全地点远距离控制它,则系数为0.95;带有泡沫喷射能力的水枪,其补偿系数为0.93。
(9)电缆保护——0.94,0.98。仪表和电缆支架均为火灾时非常容易现遭受损坏的部位。如采用带有喷水装置,其下有14~16号钢板金属罩加以保护时,系数为0.98;如金属罩上涂以耐火涂料以取代喷水装置时,其系数也是0.98。若电缆管埋在地下的电缆沟内(不管沟内是否干燥),补偿系数为0.94。
4.6 工艺单元危险分析汇总
工艺单元危险分析汇总表汇集了所有的重要的单元危险分析的资料。它首先列出了F&EI及由F&EI确定的数据、单元的安全补偿系数、暴露区域、危害系数及类计生产总值等。
工艺单元危险分析汇总表以及F&EI是用来制定生产单元风险管理程序的有效的工具。
本评价法另外的作用是提供了一种识别单元中其他危险因素的方法,这可使所有单元的危险因素都能被发现。
1)火灾、爆炸指数(F&EI)
火灾、爆炸指数被用来估计生产事故可能造成的破坏。有关火灾、爆炸指数的内容已在前面给出,表11中还给出了按不同的火灾、爆炸指数值计划分危险等级的规定。
2)暴露半径
对业已计算出来的F&EI,可以用它乘以0.84或转换成暴露半径。它的单元可以是英尺或米。这个暴露半径表明了生产单元危险区域的平面分布,它是一个以工艺设备的关键部位为中心,以暴露半径为半径的圆。每一个被评价的生产单元都可画出这样一个圆。暴露半径的值填入工艺单元危险分析汇总表的第3行。
如果被评价工艺单元是一个小设备,就可以该设备的中心为圆心,以暴露半径为半径画圆。如果设备较大,则应从设备表面向外量取暴露半径,暴露区域加上评价单元的面积才是实际暴露区域的面积。在实际情况下,暴露区域的中心常常是泄漏点,经常发生泄漏的点是排气口、膨胀节和装卸料连接处等部位,它们均可作为暴露区域的圆心。
3)暴露区域
暴露半径决定了暴露区域的大小,按下式计算暴露区域的面积(单位:m2):
暴露区域面积=πR2
暴露区域的数值填入工艺单元危险分析汇总表的第4行。
暴露区域意味着其内的设备将会暴露在本单元发生的火灾或爆炸环境中。为了评价这些设备在火灾、爆炸中遭受的损坏,要考虑实际影响的体积。该体积是--+围绕着工艺单元的圆柱体的体积,其面积是暴露区域,高度相当于暴露半径。有时用球体的体积来表示也是合理的,该体积表征了发生火灾、爆炸事故时生产单元所承受风险的大小。
如图7所示,单元是立式贮罐,图中显示了暴露半径、暴露区域及影响体积。
图7
众所周知,火灾、爆炸的蔓延并不是一个理想的圆,故不会在所有各个方向造成同等的破坏。实际破坏情况受设备位置、风向及排放装置情况的影响。这些都是影响损失预防设计的重要因素。不管怎样,“圆”提供了计算的基本依据。
火灾、爆炸指数=100 暴露区域半径=25.6m 暴露区域面积=2060m2 圆柱体高度=25.6m
有趣的是在早期的F&EI研究中,计算暴露半径时要考虑各种易燃物泄漏量达8cm深时可能造成的后果以及爆炸性气体混合物和火灾的影响,同时