預先危險分析法與道化學火災爆炸指數法在涂料生產與儲存安全管理中的應用

王小輝

（廣東環(huán)境保護工程職業(yè)學院，廣東 佛山 528216）

預先危險分析法與道化學火災爆炸指數法在涂料生產與儲存安全管理中的應用

王小輝

（廣東環(huán)境保護工程職業(yè)學院，廣東 佛山 528216）

針對某涂料生產企業(yè)的生產和儲存單元分別進行預先危險性評價(PHA)和道化學火災爆炸指數(F&EI)評價，逐步找出中毒、窒息以及火災、爆炸事故的原因，并提出安全對策措施與建議。

涂料；生產；儲存；預先危險性分析；化學火災爆炸指數；安全評價；對策

Author’s address: Guangdong Vocational College of Environmental Protection Engineering, Foshan 528216, China

在涂料生產企業(yè)的生產、儲存、運輸、廢棄處理等環(huán)節(jié)中，存在大量的危險化學品，易發(fā)生中毒窒息和火災爆炸事故，造成嚴重的人身傷亡和財產損失。通過對生產場所和儲存?zhèn)}庫進行安全評價，可以提高企業(yè)對危險化學品的安全管理和控制水平，降低事故發(fā)生的頻率和損失。常用的安全評價方法有道化學火災爆炸指數法、安全檢查表法、事件樹分析法、故障樹分析法、預先危險性分析法等[1-2]。道化學火災爆炸指數法(簡稱DOW法)可量化潛在火災、爆炸和反應性事故的預期損失，確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴大的裝置，使有關人員及工程技術人員了解到各工藝部門可能造成的損失，以此確定減輕事故嚴重性和總損失的有效、經濟的途徑，是化工企業(yè)安全評價中最常用的定量評價方法。預先危險分析法(PHA)能大體識別與系統(tǒng)有關的主要危險，鑒別產生危險的原因，預測事故發(fā)生對人員和系統(tǒng)的影響，判別危險等級，并提出消除或控制危險性的對策措施，是常用的定性評價方法[1-2]。

本文以某普通涂料生產企業(yè)為例，對其生產場所和甲類[3]儲存?zhèn)}庫分別進行預先危險性分析和道化學火災爆炸指數法分析，并提出安全對策措施。

1 評價單元的基本情況

該涂料生產企業(yè)中含危險化學品的產品主要為含易燃溶劑的合成樹脂、油漆、輔助材料、涂料等制品，其閉杯閃點均不高于60 °C。生產和儲存場所涉及到的主要原輔料中，屬于危險化學品[1-2,4]的有石腦油、甲苯、2?丁酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、酚醛樹脂、環(huán)己酮、過氧化二苯甲酰[質量分數35% ～ 52%，惰性固體質量分數≥48%]等。

1. 1 儲存區(qū)

儲存區(qū)危險性較大的為溶劑倉庫及埋地儲罐區(qū)。溶劑倉庫主要儲存易燃液體類原料；埋地儲罐區(qū)設3個60 m3的儲罐，其中1個儲罐儲存甲苯，1個儲罐儲存石腦油，1個設有內擋板，一側儲存石腦油，另一側儲存2?丁酮。

1. 2 生產工藝線

1. 2. 1 膠粘劑生產工藝線

用電熱棒加熱至90 °C左右，主要由原料混合、煉膠、剪膠、攪拌、檢驗、成品包裝等工藝過程組成，均在常壓下進行。

1. 2. 2 稀釋劑生產工藝線

該生產工藝比較簡單，在常溫、常壓下進行，苯類、酮類、酯類原料經混合、攪拌即得產品。

2 生產場所的安全評價

針對可能發(fā)生的火災、爆炸、中毒、窒息等危險化學品事故，依據PHA法[3,5-7]分析該公司在運行過程中可能出現的危險化學品事故、危險等級及后果，并針對可能出現的危險化學品事故，制定相應的安全對策措施，具體見表1和表2。

表1 分析可能發(fā)生的火災、爆炸事故Table 1 Analysis on possible fire and explosion accidents

續(xù)表1 分析可能發(fā)生的火災、爆炸事故Table 1 (continued) Analysis on possible fire and explosion accidents

表2 分析可能發(fā)生的中毒、窒息事故Table 2 Analysis on possible intoxication and suffocation accidents

3 危險化學品儲存場所的安全評價

道化學火災爆炸指數評價法是針對系統(tǒng)工藝過程中使用的物質、設備，作業(yè)、貯運以及泄漏等環(huán)節(jié)引發(fā)火災、爆炸及中毒的危險性和有害性，通過逐步推算的方法，求出其火災、爆炸等潛在危險及其等級的一種方法[3]，其評價程序見圖1。

甲類溶劑倉庫中存在多種甲類易燃液體，發(fā)生火災的可能性較大，被確定為評價單元。甲類溶劑倉庫儲存的主要危險化學品有甲苯、2?丁酮、乙酸乙酯等甲類原料，其中乙酸乙酯的閃點較低(?4 °C)，發(fā)生火災爆炸的可能性較大。因此以乙酸乙酯作為代表物質(即假設倉庫全部放置乙酸乙酯)進行安全評價。在正常生產的情況下，甲類溶劑倉庫中日常甲、乙類易燃液體的總量約9 t。

圖1 道化學火災爆炸指數法的評價程序[1-2]Figure 1 Procedure of Dow Chemical Company’s fire and explosion index assessment

3. 1 確定物質系數MF

乙酸乙酯的物質系數MF = 16，物質毒性系數NH= 1，物質燃燒性NF= 3，物質化學活性NR= 0。

3. 2 確定單元的一般工藝危險系數F1

單元的一般工藝危險系數是基本系數與6項工藝危險系數的總和，具體見表3。

表3 一般工藝危險系數F1Table 3 General process hazards factor F1

本評價單元的一般工藝危險系數取值為F1= 1.00 + 0.85 + 0.50 = 2.35。

3. 3 確定單元的特殊工藝危險系數F2

特殊工藝過程的危險性是導致事故發(fā)生的主要因素，F2包括基本系數和12項工藝危險系數)，具體見表4。

本評價單元的特殊工藝危險系數取值為F2= 1.00 + 0.20 + 0.50 + 0.20 + 0.10 + 0.10 = 2.10。

3. 4 確定單元的危險系數F3

單元的危險系數F3為一般工藝危險系數F1與特殊工藝危險系數F2的乘積，即F3= F1× F2= 2.35 × 2.10 = 4.935。

表4 特殊工藝危險系數F2Table 4 Special process hazards factor F2

3. 5 確定火災爆炸危險系數F&EI

F&EI = MF × F3= 16 × 4.935 = 78.96。

F&EI被用來估計工藝單元潛在的火災爆炸危險性大小，不同的F&EI值對應不同的危險等級，具體見表5。

表5 F&EI與危險等級的關系Table 5 Degree of hazard for F&EI

該單元的危險等級為“較輕”。

3. 6 確定安全措施補償系數C

安全措施的采用在一定程度上能降低火災爆炸事故的概率并減輕事故的危害。安全措施可分為工藝控制(C1)、物質隔離(C2)和防火措施(C3)3類，系數取值分別見表6?8。

C1= 0.95 × 0.98 = 0.931。

C2= 1。

C3= 0.98 × 0.94 × 0.94 × 0.97 = 0.84。

綜合得到C = C1× C2× C3= 0.931 × 1 × 0.84 ≈ 0.782。

3. 7 補償后的火災爆炸系數指數F&EI′[8]

F&EI′ = F&EI × C = 78.96 × 0.782 ≈ 61.75。

表6 工藝控制補償系數C1Table 6 Process control credit factor C1

表7 物質隔離補償系數C2Table 7 Material isolation credit factor C2

表8 防火措施補償系數C3Table 8 Fire protection credit factor C3

3. 8 確定暴露面積[8]

暴露半徑R = 0.256 × F&EI = 0.256 × 78.96 ≈ 20.2(m)。

暴露面積A = πR2= 3.141 6 × 20.22≈ 1 282(m2)。

3. 9 確定基本最大可能財產損失(基本MPPD)

當MF = 16，F3= 4.935時，查單元危害系數計算圖[8]，得DF = 0.58。

基本MPPD = MC× DF，式中MC為暴露區(qū)域內的財產價值.

本單元的基本MPPD = MC× 0.58 = 0.58MC(萬元)。

3. 10 確定實際最大可能財產損失(實際MPPD)

實際MPPD = 基本MPPD × C = 0.58MC× 0.782 ≈ 0.454MC(萬元)。

3. 11 關于最大可能工作日損失(MPDO)和停工損失(BI)

當前物價與第7版DOW法[8]制定時的物價相差較大，因此計算最大可能工作日損失(MPDO)和停工損失(BI)已無意義。

3. 12 單元的危險性評估

經過對該甲類倉庫火災爆炸危險指數評價得知：其火災爆炸指數為78.96，危險等級屬于“較輕”，其影響半徑是20.2 m，面積是1 282 m2；采取安全補償措施后，火災爆炸指數為61.75，危險等級仍為“較輕”，但危險程度明顯降低，暴露半徑縮小為15.8 m，暴露面積減小為784.3 m2。顯然，有效的安全補償措施能顯著降低儲存區(qū)的火災爆炸危險程度及其影響范圍[9-11]。

4 結論

從預先危險性分析法和道化學火災爆炸指數法分別對某涂料生產企業(yè)的生產場所和甲類儲存?zhèn)}庫進行的安全評價中可知，生產場所存在中毒窒息和火災爆炸的危險，甲類儲存?zhèn)}庫存在火災爆炸的危險，為企業(yè)的安全防護與管理提供了科學依據。

經安全評價后，認為該企業(yè)生產場所和甲類儲存?zhèn)}庫需加強安全管理，重視危險源的監(jiān)控，采取有效的安全管理制度和防護措施。該單位的安全措施還存在一些不足，如缺乏排放系統(tǒng)、連鎖裝置、噴灑消防系統(tǒng)，消防用水總量也不夠，需加大安全投入，改善安全設施。

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[ 編輯：溫靖邦 ]

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Application of preliminary hazard analysis and DOW’s fire and explosion index assessment to safety management of paint production and storage

WANG Xiao-hui

The production and storage units of a paint manufacturer were evaluated by PHA (preliminary hazard analysis) and DOW’s F&EI (fire and explosion index) assessment, respectively. The causes of intoxication, suffocation, fire and explosion accidents were found out. Some countermeasures and advices for safety management were given.

paint; production; storage; preliminary hazard analysis; fire and explosion index; safety assessment; countermeasure

10.19289/j.1004-227x.2017.14.007

TQ630.8; X941

：B

：1004 – 227X (2017) 14 – 0757 – 07

2017–06–12

2017–07–11

2015年廣東省質量工程項目──專兼結合理實互補的工業(yè)環(huán)保與安全技術專業(yè)教學團隊（J260117061806）。

王小輝（1980–），女，湖南新化人，碩士，注冊安全工程師，廣東環(huán)境保護工程職業(yè)學院安全健康與環(huán)保教研室主任、安全技術與管理專業(yè)帶頭人，主要研究方向為化工安全技術操作與管理。

作者聯系方式：(E-mail) 1092720617@qq. com。