液氨罐区蒙德法安全评价分析.pdf
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3662010消防科技与工程学术会议论文集火灾危险评价液氨罐区蒙德法安全评价分析龚振国(广东省潮州市公安消防支队)摘要采用蒙德法火灾爆炸毒性危险指数评价法,对液氨罐区火灾爆炸事故的危险性进行定量安全评价,并通过安全补偿措施,得出经安全补偿后罐区的火灾、爆炸和毒性的安全等级。
关键词液氨罐区;蒙德法;安全评价1引言液氨,又称为无水氨,是一种无色液体,自燃点65111,爆炸极限1625。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。
液氨在工业上应用广泛,有强烈刺激性气味,极易汽化为气氨,而且具有腐蚀性,且容易挥发,所以其化学事故发生率相当高。
液氨是低温下压缩而成,高温下液氨容易蒸发导致压强变大,继而发生爆炸。
氨气见光易分解,常温下散发得很快,一旦氨气与空气接触,就会产生大量雾状的白色气体。
液氨一旦泄漏,将在空气中迅速扩散。
如果1t液氨发生泄漏,即使有雨天影响,也会形成直径至少500m的死亡覆盖圈。
一旦接触氨气,皮肤、眼睛和鼻孔被灼伤,重者死亡。
因此,对液氨罐改善工艺流程D、F、队E、A的变更及带D群E筛戊铆,L1+(EU。
4)“n3区进行安全评价时非常必要的。
本文采用蒙德火灾爆炸毒性指数评价法对液氨罐区进行安全评价。
英国帝国化学公司蒙德分部在现有装置及计划建设装置的危险性研究中,对道化学公司火灾、爆炸危险性指数评价法在必要的几方面做了重要改进和补充。
主要改进如下:
第一,引进了毒性的概念,将道化学公司的“火灾爆炸指数”扩展到包括物质毒性在内的“火灾、爆炸、毒性指标”的初期评价,使表示装置潜在危险性的初期评价更加切合实际;第二,发展了某些补偿系数(补偿系数小于1),进行装置现实危险性水平再评价,即进行采取安全对策措施加以补偿后的最终评价,从而使评价较为恰当,也使预测定量化更具有实用意义。
其评价程序如图1所示。
评价对象、装置将装置翅分成单元l广=-_r一H物质系数曰DOWtCI全体指标计算D2B(I+MA00)(I+P100)【l+(抖伊上)100+T400】火灾负荷系数凡单元毒性指数u主毒性事故指数c,爆炸指数E,气体爆炸指教4总危险度尺-D1+(FEA)“r7103修正危险指数R2胡1XKlXK2K3K4民K6图1蒙德法评价程序-数量危险性Qi。
根据保护和预防手l重新估计总危险度容器危险性五工艺管理恐1安全态l自tK3防火也物质隔离肠灭火活动心一一一一一一一一|謇液氨罐区蒙德法安全评价分析3672评价单元的确定储罐区评价单元的划分一般要考虑两个方面的因素,一是在布置上的相对独立性,即与装置的其他部分具有一定的安全距离,或由防火墙、防火堤等屏障相隔开;二是工艺上的不同性,即一个单元一般情况下是一种工艺。
为此将某化肥厂液氨罐区同一防火堤内的4个液氨储罐划分为一个评价单元。
评价单元主要参数见表l。
表1评价单元参数表评价单元主要物质总储量储罐压力液氨罐区液氨50t216MPa储罐温度储罐高度区域面积507m500m23单元危险性初期评价31物质系数的确定查常用危险化学品安全手册,氨物质系数B=MF=AHc181000=3832314186181000=28932特殊物质系数的确定危险性系数是所研究单元内主要物质在具体使用环境的一个函数,不能用孤立的性质来定义,其危险物质危险值选取情况如下:
(1)混合及扩散特性。
氨的临界温度为1325。
C,沸点为一335。
C,可见氨属于临界温度在一10以上、沸点为30以下的可燃性物质,所以危险性系数选m=30。
(2)着火灵敏度。
本项是空气作为氧化剂引起重要物质的一般着火的着火灵敏度。
电气装置和设备可根据可燃性物质提出安全设计要求,分为几个级或组。
在电气设计方面只要稍有一点变化即可从危险性水准的差别表示出来,为此,须将物质分为很多类。
选择着火灵敏度危险性系数的一般原则是根据各种国家级的气体及蒸气的电气装置分类标准。
经查表,可得液氨的着火灵敏度危险性系数为一25。
(3)发生爆炸分解物质性。
评价单元贮存的液氨属于发生爆炸分解的物质。
反应时有高速放出的大量高温气体,属高速反应或爆炸反应,因此,危险性系数选125。
综上可得,液氨特殊物质危险性系数合计肘=130。
33一般工艺流程危险性这类危险性与单元内进行的工艺及其操作的基本类型有关。
(1)工艺过程只使用单纯物理变化。
评价单元的工艺流程属于有完整的堤坝、与装卸作业隔离的可燃性物质的储存,所以,危险性系数选10。
(2)操作过程为物质输送。
评价单元使用弯曲管路进行输送转移操作,同时为了用惰性气体置换,需连接管路,故危险系数选50。
综上可得,液氨一般工艺流程危险性系数P=85。
34特殊工艺危险性
(1)高压。
液氨储罐压力216MPa,属高压装置,由图可查,危险系数选50。
(2)低温。
使用低温用钢材,一般操作温度在t=10以下,危险性系数选30。
(3)腐蚀和侵蚀危险性。
腐蚀速度在05mma以下,有可能出现蚀凹,系数选10。
(4)接头和填料的危险性。
可能有微量泄漏的泵及填料密封,系数为20。
综上可得,评价单元的特殊工艺危险系数S=110。
35数量的危险性评价单元液氨总量为K=50t,查量系数图可得,Q=70。
36布置上的危险性
(1)结构设计。
评价单元属于开放式工艺构筑物,罐的高度为H=7m,每个防护堤设在高的容器下,装有50t可燃物,危险性系数选15。
(2)其他。
评价单元占地面积N=500m2,周围只有一面具有8m宽的道路,所以系数为75。
综上可得,布置危险系数L=90。
37毒性危险性
(1)TLv。
查相关资料,丙烷的rILV值为24,IILV系数选50。
(2)物质的类型。
液氨在正常工艺操作条件下以液体存在,危险系数为50。
(3)短时间暴露。
考虑相对15min暴露的容许浓度,可导致短期致病死亡,修正系数3682010消防科技与工程学术会议论文集选20。
(4)皮肤吸收。
液氨可被皮肤吸收,用附加系数,选50。
综上可得,毒性危险系数T=170。
4初期评价结果计算41DOWICI总指标DD值表示火灾、爆炸危险性潜能的大小。
D=(1+11100)(1+P100)1+(S+Q+L)100+T400=507242火灾负荷FF是单位面积内的燃烧热值,表示火灾的潜在危险性。
F=(BKN)X20500=59245kJm243装置内部爆炸指标EE值表示装置内部的爆炸危险性,与装置内部物料的危险陛和工艺条件有关。
E=1+(M+P+S)100=42544单元毒性指标Uu值是毒性危险性与装置内部爆炸指标E结合的评价指标。
U=盯1100=722545主毒性事故指标CC值是单元毒性指标U和量系数Q结合起来的评价指标。
C=QU=5057546环境气体爆炸指标AA值表示气体爆炸对环境的危害程度。
A=B(1+m100)QHE(t300)(1+P)1000=2018647全体危险性评分足R值是以DOWICI总指标D为主,并考虑了火灾负荷F,单元毒性指标u、装置内部爆炸指标E和环境气体爆炸指标A的评价指标。
R=DX(1+厅i而丽1000)=358085单元补偿评价在实际生产过程中,采取了各种安全措施,降低了事故的发生率,减小了事故发生后的影响程度。
主要的安全措施补偿评价内容,如表2所示。
表2单元安全措施补偿评价表项目选用系数压力容器O9输送管线09容器系统防护堤08泄漏检测系统与响应O85气体、液体和废料排放O9容器系统补偿系数K10496报警系统095过程冷却系统O9计算机管理096工艺管理预防爆炸和异常反应O85操作指南O89装置的监督097工艺管理补偿系数屹O602管理者参与安全管理09安全态度安全训练O88保养维修和安全次序O9安全态度补偿系数K,0713结构物防火098防火防火墙、障壁和类似装置09装置防火O97防火补偿系数髓0856阀门系统O85物质隔离通风09物质隔离补偿系数蚝0765火灾报警O95手动灭火器095灭火供水085灭火活动消防队09洒水器及水枪系统O9灭火活动的地区协作O,85灭火活动补偿系数K0528最终补偿系数计算:
补偿火灾负荷F2=FK,墨K5=192428kJm2补偿爆炸指标E,=EK2K3=1824补偿气体爆炸指标A:
=AK。
K5K6=4044补偿全体危险性评分R:
=RK。
如墨KK5K6=26366结论与讨论
(1)从评价结果看出:
DOWICI全体指标D属“中等”范畴,火灾负荷F属“轻”的范畴,液氨罐区蒙德法安全评价分析369、装置内部爆炸指标E属“高”范畴,单元毒性指标u属“高”范畴,主毒性事故指标C属“非常高”范畴,气体爆炸指标A属“高”范畴,全体危险性评分尺属“中等”范畴。
因此,液氨罐区的固有爆炸、中毒危险性较大。
(2)评价单元的装置内部爆炸指标E为425,属“高”范畴,经工艺管理补偿系数疋和安全态度补偿系数K的补偿后降为1824,属“低”范畴。
因此,严格的管理制度可以较好的较低液氨罐区的爆炸危险。
(3)评价单元气体爆炸指标A为20186,属“高”范畴,通过容器系统补偿系数墨、物质隔离补偿系数毯和灭火活动补偿系数瓦的补偿,降为4044,属“中等”范畴。
所以,设备系统、消防安全设施的完好率和有效性对于单元气体爆炸的危险性有很大影响。
应按照规定对罐区设施进行全面的评估、检测和维护,确保设备系统和消防设施的完好。
(4)评价单元的全体危险性评分R为35808,属“中等”范畴。
采取了容器系统、工艺管理、安全态度、防火、物质隔离、灭火活动等多项安全措施补偿,可以使全体危险性评分尺降为2636,属“低”范畴,大大降低了火灾、爆炸、中毒全体危险性。
在实际生产过程中,必须切实保证这些安全措施的实施,从而达到安全、稳定、持续生产的目的。
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中国石化出版社,1996液氨罐区蒙德法安全评价分析液氨罐区蒙德法安全评价分析作者:
龚振国作者单位:
广东省潮州市公安消防支队引用本文格式:
龚振国液氨罐区蒙德法安全评价分析会议论文2010
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