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道化学火灾、爆炸指数评价法1、目的美国道化学公司自1964年开发“火灾、爆炸危险指数评价法”(第一版)以来，历经29年，不断修改完善；在1993年推出了第七版，以已往的事故统计资料及物质的潜在能量和现行安全措施为依据，定量地对工艺装置及所含物料的实际潜在火灾、爆炸和反应危险性行分析评价，可以说更趋完善、更趋成熟。其目的是：(1)量化潜在火灾、爆炸和反应性事故的预期损失；(2)确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置；(3)向有关部门通报潜在的火灾、爆炸危险性；(4)使有关人员及工程技术人员了解到各工艺部门可能造成的损失，以此确定减轻事故严重性和总损失的有效、经济的途径。2、评价计算程序评价计算程序如下：火灾、爆炸危险指数评价法风险分析计算程序如下图所示选取工艺单元确定物质系数计算特殊工艺危险系数F2计算一般工艺危险系数F1确定工艺单元危险系数(F3=F1×F2)确定火宅、爆炸指数F&EI=F3×MF计算安全措施补偿系数(C=C1×C2×C3)确定暴率面积确定暴露区域内财产的更换价值确定基本MPPD确定实际MPPD确定MPDO确定BI确定危害系数3、火灾、爆炸危险指数及补偿系数火灾、爆炸危险指数及补偿系数见表1、表2、表3及表4。表1：火灾、爆炸指数(F＆EI)表地区/国家：部门：场所：日期：位置：生产单元：工艺单元：评价人：审定人（负责人）：建筑物：检查人：（管理部）检查人：（技术中心）检查人：（安全和损失预防）工艺设备中的物料：操作状态：设计-开车-正常操作-停车确定MF的物质：操作温度：物质系数：1.一般工艺危险危险系数范围采用危险系数*基本系数1.001.00A.放热化学反应0.30~1.25B.吸热化学反应0.20~0.40C.物料处理与输送0.25~1.05D.密闭式或室内工艺单元0.25~0.90E.通道0.20~0.35F.排放和泄露控制0.20~0.50一般工艺危险系数（F1）2.特殊工艺危险系数基本系数1.001.00A.毒性物质0.20~0.80B.负压500mmHg=66661Pa0.50C.接近易燃范围的操作：惰性化、未惰性化a.罐装易燃液体0.50b.过程失常和吹扫故障0.30c.一直在燃烧范围内0.80D.压力：操作压力/kPa（绝对）释放压力/kPa（绝对）E.低温0.20~0.30F.易燃及不稳定物质量/kg物质燃烧热Hc/(J·kg-1)a.工艺中的液体及气体b.贮存中的液体及气体c.贮存中的可燃固体及工艺的粉尘G.腐蚀与磨损0.10~0.75H.泄露—接头和填料0.10~0.15I.使用明火设备J.热油、热交换系统0.15~1.15K.转动设备0.50特殊工艺危险系数（F2）3.工艺单元危险系数（F3=F1×F2）4.火灾、爆炸指数（F&EI=F3×MF）*无危险系数时用0.00表2：安全措施补偿系数表项目补偿系数范围采用补偿系数*1.工艺控制a.应急电源0.98b.冷却装置0.97~0.99c.抑爆装置0.84~0.98d.紧急切断装置0.96~0.99e.计算机控制0.93~0.99f.惰性气体保护0.94~0.96g.操作规程/程序0.91~0.99h.化学活泼性检查0.91~0.98i.其他工艺危险分析0.91~0.98工艺控制安全补偿系数C1**2.物质隔离a.遥控阀0.96~0.98b.卸料/排空装置0.96~0.98c.排放系统0.91~0.97d.连锁装置0.98物质隔离安全补偿系数C2**3.防火设施a.泄露检验装置0.94~0.98b.钢结构0.95~0.98c.消防水供应系统0.94~0.97d.特殊灭火系统0.91e.洒水灭火系统0.74~0.97f.水幕0.97~0.98g.泡沫灭火装置0.92~0.97h.手提式灭火器和喷水枪0.93~0.98i.电缆防护0.94~0.98防火设施安全补偿系数C3**安全补偿系数=C1×C2×C3。*无安全补偿系数时，填入1.00；**是所采用的各项补偿系数之积。表3：工艺单元危险分析汇总表序号内容工艺单元1火灾、爆炸危险指数（F&EI）2危险等级3暴露区域半径m4暴露区域面积m25暴露区域内财产价值6破坏系数7基本昀大可能财产损失（基本MPPD）8安全措施补偿系数9实际昀大可能财产损失（实际MPPD）10昀大可能停工天数（MPDO）d11停产损失（BI）表4：生产单元危险分析汇总表地区/国家：部门：场所：位置：生产单元：操作类型：评价人：生产单元总替换价值：日期：工艺单元主要物质物质系数火灾、爆炸指数F&EI影响区内财产价值基本MPPD实际MPPD停工天数MPDO停工损失BI4、DOW方法计算说明4.1、选择工艺单元确定评价单元：进行危险指数评价的第一步是确定评价单元，单元是装置的一个独立部分，与其他部分保持一定的距离，或用防火墙。定义：工艺单元——工艺装置的任一主要单元。生产单元——包括化学工艺、机械加工、仓库、包装线等在内的整个生产设施。恰当工艺单元——在计算火灾、爆炸危险指数时，只评价从预防损失角度考虑对工艺有影响的工艺单元，简称工艺单元。选择恰当工艺单元的重要参数有下列6个。一般，参数值越大，则该工艺单元就越需要评价。(1)潜在化学能(物质系数)；(2)工艺单元中危险物质的数量；(3)资金密度(每平方米美元数)；(4)操作压力和操作温度；(5)导致火灾、爆炸事故的历史资料；(6)对装置起关键作用的单元。选择恰当工艺单元时，还应注意以下几个要点：(1)由于火灾、爆炸危险指数体系是假定工艺单元中所处理的易燃、可燃或化学活性物质的昀低量为2268kg或2.27m3，因此，若单元内物料量较少，则评价结果就有可能被夸大。一般，所处理的易燃、可燃或化学活性物质的量至少为454kg或0.454m3，评价结果才有意义。(2)当设备串联布置且相互间未有效隔离，要仔细考虑如何划分单元。(3)要仔细考虑操作状态(如开车、正常生产、停车、装料、卸料、填加触媒等)及操作时间，对F&EI有影响的异常状况，判别选择一个操作阶段还是几个阶段来确定重大危险。(4)在决定哪些设备具有昀大潜在火灾、爆炸危险时，可以请教设备、工艺、安全等方面有经验的工程技术人员或专家。4.2、物质系数(MF)的确定物质系数(MF)是表述物质在燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性，是一个昀基础的数值。物质系数是由美国消防协会规定的NF、NR(分别代表物质的燃烧性和化学活性)决定的。通常，NF和NR是针对正常温度环境而言的。物质发生燃烧和反应的危险性随着温度的升高而急剧加大，如在闪点之上的可燃液体引起火灾的危险性就比正常环境温度下的易燃液体大得多，反应的速度也随着温度的升高而急剧加大，所以当温度超过60℃，物质系数要修正，其内容见物质系数修正表。附表中提供了大量的化学物质系数，它能用于大多数场合。附表中未列出的物质，其NF、NR可以根据NFPA325M或NFPA49加以确定，并依照温度修正后，由表9-7确定其物质系数。对于可燃性粉尘而言，确定其物质系数时用粉尘危险分级值(Sc)而不是NF。4.2.1、表外的物质系数在求取附表、NFPA49和NFPA325中未列出的物质、混合物或化合物的物质系数时，必须确定其可燃性等级(NF)或可燃性粉尘等级(St)，必须首先确定有表5左栏中的参数，液体和气体的NF由闪点求得，粉尘或尘雾的St值由粉尘爆炸试验确定。可燃固体的NF值则依其性质不同在表5左栏中分类标示。表5：物质系数取值表反应性或不稳定性挥发性固体、液体、气体的易燃性或可燃性NFPA325M或NFPA49NR=0NR=1NR=2NR=3NR=4备注不燃物NF=0114242940暴露在816℃的热空气中5min不燃烧F.P.93.3℃NF=1414242940F.P.为闭杯闪点37.8℃F.P.≤93.3℃NF=2101424294022.8℃≤F.P.37.8℃或F.P.22.8℃且B.P.≥37.8℃NF=31616242940B.P.为标准温度和压力下的沸点F.P.22.8℃且B.P.37.8℃NF=42121242940可燃性粉尘或烟雾St-1(Kd≤200bar·m/s)*1616242940St-2(Kd=201~300bar·m/s)2121242940St-3(Kd300bar·m/s)2424242940Kd值是用带强点火源的16L或更大的密闭实验容器测定的，见NFPA68可燃性固体厚度40mm，紧密的NF=1414242940包括50.8mm厚的木板、镁锭、紧密的固体堆积物、紧密的纸张或废料薄膜卷厚度40mm，疏松的NF=21014242940包括塑料颗粒、支架、木材平板架之类粗粒状材料，以及聚苯乙烯类不起尘的粉尘物料等泡沫材料、纤维、粉状物NF=31616242940包括轮胎、胶靴类橡胶制品等*1bar=105Pa物质、混合物或化合物的反应性等级NR根据其在环境温度条件下的不稳定性(或与水反应的剧烈程度)，按NFPA704确定。NR=0：在燃烧条件下仍保持稳定的物质，通常包括以下物质：①不与水反应的物质；②在温度＞300～500℃时用差热扫描量热计(DSC)测量显示温升的物质；③用DSC试验时，在温度≤500℃时不显示温升的物质。NR=1：稳定，但在加温加压条件下成为不稳定的物质，一般包括如下物质：①接触空气、受光照射或受潮时发生变化或分解的物质；②在＞150～300℃时显示温升的物质。NR=2：在加温加压条件下发生剧烈化学变化的物质：①用DSC做试验，在温度≤150℃时显示温升的物质；②与水剧烈反应或与水形成潜在爆炸性混合物的物质。NR=3：本身能发生爆炸分解或爆炸反应，但需要强引发源或引发前必须在密闭状态下加热的物质：①加温加热时对热机械冲击敏感的物质；②加温加热时或密闭，即与水发生爆炸反应的物质NR=4：在常温常压下易于引爆分解或发生爆炸反应的物质。注意：反应性包括自身反应性(不稳定性)和与水反应性。物质的NR指标由差热分析仪(DTA)或差示扫描量热计(DSC)分析其温升的昀低峰值温度来判断，按表6分类：表6：温升与NF关系表温升/℃NR300~5000150~3001≤1502，3，4几个附加限制条件是：(1)若该物质为氧化剂，则NR再加1(但不超过4)；(2)对冲击敏感性物质，NR为3或4；(3)如得出的NR值与物质的特性不相符，则应补做化学品反应性试验。一旦求出并确定NF、NR，就可以用表5确定物质系数。4.2.2、混合物工艺单元内混合物物质应按“在实际操作过程中所存在的昀危险物质”原则来确定。发生剧烈反应的物质，如氢气和氯气在人工条件下混合、反应，反应持续而快速，生成物为非燃烧性、稳定的产物，则其物质系数应根据初始混合状态来确定。混合溶剂或含有反应性物质溶剂的物质系数，可通过反应性化学试验数据求得；若无法取得时，则应取组分中昀大的MF作为混合物MF的近似值(昀大组分浓度≥5％)。对由可燃粉尘和易燃气体在空气中能形成爆炸性的混合物，其物质系数必须用反应性化学品试验数据来确定。4.2.3、烟雾易燃或可燃液体的微粒悬浮于空气中能形成易燃的混合物，它具有易燃气体—空气混合物的一些特性。易燃或可燃液体的雾滴在远远低于其闪点的温度下，能像易燃蒸汽—空气混合物那样具有爆炸性。因此，防止烟雾爆炸的昀佳有效防护措施是避免烟雾的形成，特别是不要在封闭的工艺单元内使可燃液体形成烟雾。如果会形成烟雾，则需将物质系数提高1级，并请教有关专家。4.2.4、物质系数的温度修正如果物质闪点小于60℃或反应活性温度低于60℃，则该物质系数不需要修正；若工艺单元温度超过60℃，则对MF应作修正，见表7。表7：物质温度系数修正表MF温度修正NFStNR1.填入NF(粉尘为St)、NR2.若稳定60℃，则转至“c”项3.若温度高于闪点，或60℃，则在“NF”栏内填“1”4.若温度大于放热起始温度或自燃点，则在“NR”栏内填“1”5.各竖行数字相加，当总数≥5时，填“4”6.用“5”栏数和表5确定MF1.贮存物由于层叠放置和阳