貯油區(qū)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法

葉云弟

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興 334224)

貯油區(qū)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法

葉云弟

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興 334224)

德興銅礦露天采區(qū)電動(dòng)輪汽車(chē)所用的柴油貯油區(qū)存在火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)，采用火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法對(duì)露天采區(qū)柴油貯油區(qū)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，以確定露天采區(qū)柴油貯油區(qū)的安全情況，加強(qiáng)安全檢查和安全管理，采取保障設(shè)備設(shè)施的可靠性并避免人為失誤等安全措施。

露天礦山;貯油區(qū);火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法;安全評(píng)價(jià)

1 前言

德興銅礦露天采區(qū)貯油區(qū)地處采礦場(chǎng)銅廠采區(qū)，右邊為170工業(yè)場(chǎng)地，左邊為養(yǎng)防工段，山下為炸藥廠、爆破工段及祝家村，正前面為采區(qū)工作面，正后面為山丘和通往祝家排土場(chǎng)的南山巷道(見(jiàn)圖1油庫(kù)地區(qū)平面示意圖)。

圖1 油庫(kù)地區(qū)平面示意圖

銅廠采區(qū)每天柴油用量為60～80t。柴油從5km以外的供銷(xiāo)部油庫(kù)經(jīng)礦運(yùn)輸公路運(yùn)至油庫(kù)貯油區(qū)，日均運(yùn)送大約50t柴油。貯油區(qū)有二排油罐，靠近山坡一排為7個(gè)油罐，另一排為3個(gè)油罐，共10個(gè)油罐組成，每個(gè)油罐的長(zhǎng)度為7m，寬為2.6m，高為2.7m，每個(gè)油罐容積50m3。油罐的間距實(shí)際為1.5m，按照《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，當(dāng)消防采用固定式時(shí)，油罐的間距應(yīng)為0.6D，即為0.6×2.6=1.56m。顯然，油罐的間距不能符合要求。為確保油罐間距符合要求，靠近山坡一排的7個(gè)油罐需要間隔停用3個(gè)油罐，另一排3個(gè)油罐中間1個(gè)油罐停用［1］。

油罐的最大貯油量為42t，考慮安全等因素，每個(gè)油罐的實(shí)際貯油量為35t。

因此理論上油庫(kù)貯油量為:

實(shí)際貯油量為:

每個(gè)油罐都有一個(gè)出油口和一個(gè)排污口，每個(gè)油罐間采用法蘭或螺栓等連接件固定，出油口通過(guò)輸油管線到達(dá)加油區(qū)，再采用泵送向電動(dòng)輪汽車(chē)等機(jī)動(dòng)設(shè)備加油;排污口通過(guò)排污管線到達(dá)加油區(qū)的排污油罐(貯油量為42t)，根據(jù)電動(dòng)輪汽車(chē)駕駛員反映柴油質(zhì)量情況以及工段領(lǐng)導(dǎo)指示對(duì)油罐進(jìn)行不定期排污。

2 火災(zāi)危險(xiǎn)爆炸指數(shù)分析

貯油區(qū)具有許多潛在的危險(xiǎn)性和破壞性，分析貯油區(qū)普遍存在的安全隱患及進(jìn)行安全評(píng)價(jià)對(duì)減少事故發(fā)生的可能性具有極其重要的意義。通常對(duì)貯油區(qū)安全評(píng)價(jià)可以采用定性或定量分析方法。定性評(píng)價(jià)方法主要是對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝設(shè)備、人員管理等方面的狀況進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。這類(lèi)方法簡(jiǎn)單、便于操作、評(píng)價(jià)過(guò)程及結(jié)果直觀，但帶有一定的局限性，對(duì)系統(tǒng)危險(xiǎn)性的描述缺乏深度。定量評(píng)價(jià)方法主要有美國(guó)道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法(F＆EI)，英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司蒙德評(píng)價(jià)法(ICI)，日本的六段安全評(píng)價(jià)法等。目前我國(guó)貯油區(qū)安全評(píng)價(jià)中廣泛采用的是美國(guó)道化學(xué)公司的火災(zāi)、爆炸指數(shù)法［2］。

1964年道化學(xué)公司火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)方法第一版發(fā)行，經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)際運(yùn)用，火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F＆El)評(píng)價(jià)法已經(jīng)發(fā)展為一種能給出單一工藝單元潛在火災(zāi)、爆炸損失相對(duì)值的綜合指數(shù)。F＆EI的最初目的是作為選擇火災(zāi)預(yù)防方法的指南，目前其更多的用途是針對(duì)裝置的關(guān)鍵特征，提供一種給單一工藝單元進(jìn)行相對(duì)分級(jí)的方法。

火災(zāi)、爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析是對(duì)工藝裝置及所含物料的實(shí)際潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性危險(xiǎn)進(jìn)行按步推算的客觀評(píng)價(jià)。分析中定量的依據(jù)是以往的事故統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全措施的狀況。

F＆EI系統(tǒng)的目的是:(1)真實(shí)地量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失;(2)確定可能引起事故發(fā)生或使事故擴(kuò)大的裝置;(3)向管理部門(mén)通報(bào)潛在的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性［3］。

本文應(yīng)用“道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法”(第七版)對(duì)露天采區(qū)貯油區(qū)中的6個(gè)柴油罐為1個(gè)評(píng)價(jià)分析對(duì)象，進(jìn)行火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)分析。

2.1 物質(zhì)系數(shù)MF

物質(zhì)系數(shù)是表述物質(zhì)在燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)引起火災(zāi)、爆炸時(shí)釋放能量大小的內(nèi)在特性，是評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)性的基本數(shù)據(jù)。道化學(xué)公司提出的物質(zhì)系數(shù)MF的定量方法是根據(jù)全美消防協(xié)會(huì)(NFPA)的易燃性等級(jí)及物質(zhì)穩(wěn)定性狀況確定的;查道化法(第七版)附錄之表2得柴油物質(zhì)系數(shù)MF=10。

2.2 一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)F1

一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)是確定事故損害大小的主要因素，包括放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)、物料處理與運(yùn)輸、封閉單元或室內(nèi)單元、通道以及排放和泄漏控制等6項(xiàng)，經(jīng)計(jì)算取F1=1.85(見(jiàn)表1)。因此儲(chǔ)存、加油、卸油等的工藝不涉及放熱或吸熱反應(yīng)，而油料儲(chǔ)藏在室外儲(chǔ)罐，罐區(qū)面積較小，周?chē)O(shè)有符合要求的消防通道，因此這些系數(shù)為0。

表1 單元火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F＆E)計(jì)算表

續(xù)表

表2 單元F＆EI值及危險(xiǎn)等級(jí)

2.3 特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)F2

工藝條件是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的主要原因之一，也是影響事故發(fā)生概率的主要因素。特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)包括毒性物質(zhì)壓力釋放等12個(gè)取值項(xiàng)。經(jīng)計(jì)算取F2=2.32(見(jiàn)表1)。因柴油為NH=1的毒性物質(zhì)，故A項(xiàng)取值0.2;柴油蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，NF=3，故C項(xiàng)取值0.5;易燃及化學(xué)活潑性物質(zhì)總能量為1.16×109英熱單位，柴油其閃點(diǎn)不低于65℃，故G項(xiàng)取值0.42;柴油腐蝕較小，故H項(xiàng)取值0.1;由于泵、法蘭等處存在輕微泄漏，故I項(xiàng)取值0.1;加基礎(chǔ)系數(shù)1，合計(jì)為2.82［4］。

2.4 單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3)的計(jì)算

單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3)=一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)(F1) ×特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)(F2)=5.217。

2.5 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F＆EI)的計(jì)算

火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)是用來(lái)估計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的事故可能造成的破壞?；馂?zāi)，爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(F＆EI)=物質(zhì)系數(shù)(MF)×單元危險(xiǎn)系數(shù)(F3) =10×5.217=52.17。指數(shù)小于61～96，屬輕微級(jí)危害。

3 安全措施補(bǔ)償系數(shù)C

安全措施補(bǔ)償系數(shù)是對(duì)所采取的措施在減少和抑制火災(zāi)爆炸事故方面的評(píng)定。安全措施包括工藝控制、物質(zhì)隔離、防火3個(gè)方面。加油站在這3個(gè)方面綜合采取措施即可降低事故發(fā)生的概率和危害。經(jīng)計(jì)算取C=0.855。計(jì)算依據(jù)見(jiàn)表3。

續(xù)表

補(bǔ)償后的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F＆EI=安全措施補(bǔ)償前的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F＆EI×安全措施補(bǔ)償系數(shù)C=52.17×0.855=44.61。補(bǔ)償后指數(shù)介于1～60之間，屬最輕微級(jí)。可見(jiàn)措施能明顯降低事故的嚴(yán)重等級(jí)，顯著提高系統(tǒng)的本質(zhì)安全化水平［5］。

4 計(jì)算暴露半徑和暴露區(qū)域及損失

4.1 暴露半徑R和暴露面積D

暴露半徑?jīng)Q定于火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)F＆EI，其值計(jì)算如下式:

4.2 確定破壞系數(shù)(DF)

破壞系數(shù)由評(píng)價(jià)單元危險(xiǎn)系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)(MF)確定，通過(guò)查單元破壞系數(shù)計(jì)算圖得到。它表示單元中的物料或反映能量釋放所引起的火災(zāi)、爆炸事故綜合效應(yīng)。

本評(píng)價(jià)單元的F3=5.217，物質(zhì)系數(shù)MF=10，查得單元破壞系數(shù)DF=0.15。

4.3 估算基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失(基本MPPD)

基本MPPD=單元破壞系數(shù)DF×MC=0.15× 80=40.8萬(wàn)元

其中:MC為暴露區(qū)財(cái)產(chǎn)價(jià)值=0.82×影響區(qū)域財(cái)產(chǎn)值×價(jià)格上漲因素，估計(jì)為80萬(wàn)元。

式中0.82是指道路、地下管線、基礎(chǔ)等扣除后的價(jià)值。

4.4 估算實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失(實(shí)際MPPD)

實(shí)際MPPD=基本MPPD×安全設(shè)施補(bǔ)償系數(shù)C=40.8×0.855=34.88萬(wàn)元

4.5 最大可能停工天數(shù)(MPDO)和停產(chǎn)損失(BI)

MPDO可根據(jù)實(shí)際MPPD查圖獲得。在實(shí)際MPPD為34.88萬(wàn)元時(shí)，最大可能停工天數(shù)MPDO可取為28天。

停產(chǎn)損失BI=VPM×(MPDO/30)×0.70= 65.3萬(wàn)元

式中VPM為月產(chǎn)值100萬(wàn)元;0.07代表固定成本和利潤(rùn)。

5 結(jié)論

柴油屬第3.1類(lèi)易燃液體，其蒸汽能與空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱、強(qiáng)氧化劑有引起燃燒的危險(xiǎn)，爆炸極限1.4%～7.6%，柴油儲(chǔ)罐存在火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)。采用道化學(xué)公司“火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法”(第七版)取值、計(jì)算，柴油貯油區(qū)未采取安全措施補(bǔ)償時(shí)，F(xiàn)＆EI=52.17，屬較輕級(jí)危害等級(jí);采取安全措施補(bǔ)償后，F(xiàn)＆EI=44.61，屬最輕級(jí)危害等級(jí)，安全性有很大改善，但并不是絕對(duì)安全。如果由于安全措施失效及人為操作失誤，仍有可能引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)爆炸事故，因此應(yīng)加強(qiáng)安全檢查和安全管理，保障設(shè)備設(shè)施的可靠性并避免人為失誤［6］。

［1］葉云弟，露天礦山存在的職業(yè)危害及治理措施.銅業(yè)工程，2009，(3).

［2］劉康，等.安全評(píng)價(jià)師(基礎(chǔ)知識(shí)).北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

［3］劉康，等.安全評(píng)價(jià)師(國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)).北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

［4］GB18218－2007，危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辯識(shí).

［5］郭繼坤，王豐.油庫(kù)安全管理.北京:中國(guó)石化出版社，2000.

［6］郭繼坤，王豐.油庫(kù)安全技術(shù).北京:中國(guó)石化出版社，2000.

Evaluation Method on Danger Index of Fire and Explosion in Oil Storage Area

YE Yun－di

(JCC Dexing Copper Mine，Dexing，Jiangxi，China 334224)

Since the danger of fire and explosion is existed for diesel oil which used for electric truck in Open Pit of Dexing Copper Mine，so we adopt the danger index method of fire and explosion to evaluate the safety of open pit diesel area，to confirm the safety situation and strengthen safety inspection and safety management，and provide reliable safety facilities and safety measures to avoid man－made error.

Open Pit;oil storage area;danger index method of fire and explosion;safety evaluation

X932

A

1009－3842(2011)01－0016－04

2010－11－10

葉云弟(1965－)，男，江西南昌縣人，采礦工程師，主要從事露天礦山采礦與安全技術(shù)管理工作，E－mail:yydys9310@sina.com