1、易燃液体气体TNT当量计算For personal use only in study and research; not for commercial use 易燃、易爆、有毒重大危险源评价法应用实例 罿 通过对某公司原料罐区的评价，简要说明易燃、易爆、有毒重 羇大危险源评价法的评价过程。 羆 1 原料罐区基本情况 薄 原料罐区共计8个化学危险品储罐，基本情况如表33所示。 聿 莈 表33 储罐基本情况 蒄 编号莃螆莁蒂 芀芈肃蚁 T-100 腿 T-102 蝿易发性系数肅 T-202 膆 a i T-104 膂 T-105 艿 T-213 袆10 膁 T-223 蚃 直径袀m 2 荿 2
2、芆危险系数蒅化学活泼系数 6 2莅Ca G i ij K 9 2羃 29 荿蒆 9 2蚇1053=53 012 6 螃 容积蚂3 m肃 30 葿丁二烯的物质事故易发性 30 肈肀 80 薅B111 80 蒁 （1）ij 80 薈53（1+0 80 葿袃12）63 200 羃6 储存物蒄 质名称袇 氨水蚈 丙烯腈薆 丙烯腈蚅 丁二烯 芃芀 丁二烯 螈 苯乙烯羇 苯乙烯 莇 最大量肂3 m薅袂 24 袈 5 25莈 68 袅 64 袁 64 羈 68 蝿 68 薆 袄 罐区平面图如图所示。7羈 羅 7 图罐区平面示意图肄 蚂 5-34所示。物质的主要物理化学特性如表肈 莆 评价 原料罐区的事故易发
3、性B2 11 原料罐区事故易发性B包含物质事故易发性B和工艺事故易发性B两方面及其11211111 耦合。 螇 B 21 物质事故易发性膄111 选取丁二烯、丙烯腈和苯乙烯作为物质易发性评价的对象。蒄 列表计算，以丁二烯为例，如表35所示。 薁 膈 表35 丁二烯事故易发生B计算表 羆111 得分 性质 分级莄蚁蕿 10 0 9114 最大安全缝隙芅肇蚁 11 2%爆炸极限 12% 薃薄蚆爆炸气体特膃 性10 0最小点燃电流 86A 羁螄肆 14 031mJ 最小点燃能 袈袁螁 8 450引燃温度 蚃蒈螁 总G 分53 肁芁 丙烯腈是二级易燃液体，物质事故易发性B50。 111 苯乙烯是三级易
4、燃液体，物质事故易发性B40。 111 工艺过程事故易发性B22 112 从21种工艺影响因素中找出罐区工艺过程实际存在的危险，在以下几方面有特殊表 现，构成工艺过程事故易发性。 所示。36物质事故易发性与工艺事故易发性之间的相关性用相关系数W 表示，如表ij 。二者耦合成为事故易发性B11 表36 工艺过程事故易发性B相关系数W 莀 ij112 影响因素虿 内容与参数螅 B蚄112 相关系数蒀 B-10高压 螆112 死亡半径螇 108MPa 0蒇 重伤半径 羁 30 蒃 破坏半径 轻伤半径羇袈 W219 薀10 ijj 腐蚀B-12 膇112 617 薅 10mm5速率为0羄 年 7 15
5、1肁 20 芁 2717 虿艿 W219 蚀12 ijj 2183 B-13泄漏薇112 设备泄漏蚆 20 羀 W219 螀13 ijj -21B静电 羈112 液体流动 肄 30 肃 W219 袀21j ij 膅 23 事故易发性B 袆11 计算为：事故易发性B螂11 衿 薆 原料罐区的伤害模型及伤害一破坏半径3 芄 原料罐区最大的火灾爆炸风险是丁二烯罐的燃烧爆炸，其伤害模型有两种：(1)蒸气云薁模型。前者属于爆炸型，后者属于火灾沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)爆炸(VCE)模型；(2) 型。 不同的伤害模型有不同的伤害一破坏半径，不同伤害一破坏半径所包围的封闭面积 罿内，人员多少、财产价
6、值多少将影响事故严重度大小。伤害一破坏半径划分为死亡半径、 )半径及财产破坏半径。半径、轻伤(一度烧伤重伤(二度烧伤) 羇 (VCE) 丁二烯蒸气云爆炸1 3羆 3悬(T-105罐64m罐(悬挂圆柱立罐，最大贮存量)和丁二烯有两个储罐，分别是T-104薄3 。因此，最大贮存质量为：)挂圆柱立罐，最大贮存量64m kg）8（16464）62179500（W 聿f 当量计算公式为：TNT莈 Q 18aW Q W蒄TNTfTNTf 地面爆炸系数；18式中 莃 ；040a蒸气云当量系数，取a 腿 Q 丁二烯的爆热，取Q =469777 kJkg； 蝿f f QTNT的爆热，取Q4520kJkg。 蒈T
7、NTTNT 因此：蒄 4520 78469771800479500W薁TNT kg）594918（膈 死亡半径R为： 袆1 036R136(W1000)617（m） 膃TNT1 重伤半径R由下列方程式求解： 薁2 蕿 解得： 蚈 7m 151R芆2 轻伤半径R由下列方程组求解： 蚁3 羀 解得： 肆 R2717m 羅3 对于爆炸性破坏，财产损失半径R的计算公式为： 螁财 莁 式中K二级破坏系数，K=56。 螈 计算得： 螄 218R3m 袁财 将上述结果列入表37。 螂 ）m丁二烯蒸气云爆炸破坏半径（ 37 表芅 莄 伤害区域如图5-8所示。 膁 蚀 膇 (BLEVE) 丁二烯扩展蒸气爆炸2
8、3肃 8=55 65079 5007W=0丁二烯用两罐储存，取6kg。膀 按以下公式进行计算： 肁 衿 2 m0Wq27956膆1 （2）二度烧伤（重伤）： 芀 芈 （3）一度烧伤（轻伤）： 莇 袅 （4）财产损失： 莀 虿 按上述q、q、q、q热辐射通量值计算伤害一破坏半径，由热辐射通量公式计算： 聿4321 蚄 式中 R火球半径，R1107m； 螄 。 q 一对圆柱罐取q =270 000W 肀OO 此方程难以手算解出，用计算机求解。 蒇 R R，伤害一破坏半径应有 已知火球半径R1107 m蚇i 2 ，计算扩展蒸气爆炸的死亡半径R为： (5) 按死亡热通量q27 9560Wm袄11 5m
9、 247R蒁1 2二度烧(热通量二度烧伤按重伤(6) ()q，计算扩展蒸气爆炸的重伤m6W=18 515膈2伤)半径R为： 2 R3164m 蒆2 2)(m一度烧伤，计算扩展蒸气爆炸的轻伤(一度烧伤)热通量8 1417W(7) 由轻伤袄 为：半径R3 0m R491袁3 由上述同样办法计算得到扩展蒸气爆炸的m2，由财产烧毁热通量q260912W(8)蚆4 财产破坏半径R为：4 5m 258R芄4 38所示。综合各项，得扩展蒸气爆炸伤害一破坏半径如表羄 羈 ） 丁二烯扩展蒸气爆炸伤害一破坏半径（m表38 莈 死亡半径 肃羆薄莃莈螈莃 重伤半径（二度烧肄 伤） 轻伤半径（一度烧伤）荿 财产破坏半径
10、袆 5 247肆 3164 膃表41 4910 螀 安全生产教育 2585 薈 袅 所示。9伤害区域如图芃 膁 沸腾液体扩展蒸气爆炸伤害区域图9 显然，如果丁二烯罐发生扩展蒸气爆炸，火球半径R1107m，使整个原料罐区成，使2m2585m，财产损失半径R为一片火海，全部被吞没；由于死亡半径R24741 得罐区一旦发生扩展蒸气爆炸，厂区内的人员难以幸免，而且会殃及四邻。 事故严重度B的估计4 12 表示，反映发生事故造成的经济损失大小。它包括人员伤害S事故严重度B用符号 12 。万元)和财产损失两个方面，并把人的伤害也折算成财产损失( 用下式表示总损失值：蒃 ）05N105N6000（SC20蝿
11、321 财产破坏价值，万元；C 式中膆N，N，N事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。 321事故严重度B取决于伤害催坏半径构成圆面积中财产价值和死伤人数。由于丁二烯罐12区爆炸伤害模型是两个，即蒸气云爆炸和扩展蒸气爆炸，并可能同时发生，则储罐爆炸故严重度应是两种严重度加权求和： SAS（1A）S 21式中 S，S分别为两种爆炸事故后果； 21 A，1A分别为两种爆炸的发生概率，A09，1A01。蒸气云爆炸的可能性远大于扩展蒸气爆炸，蒸气云爆炸是主要的。 事故严重度的计算结果为： 所示。39原料罐区爆炸事故严重度计算如表 原料罐区爆炸事故严重度表39 5 固有危险性B及危险性等级 1原料罐区的固有危
12、险性为： BBB 121117602443923 3339202152 危险性等级为： 5)252 10Alg(B1 25A35属于二级重大危险源。 6 抵消因子B及单元控制等级估计 2抵消因子的取值根据抵消因子关联算法实例的结果。 61安全管理评价 安全管理评价的主要目的是评价企业的安全行政管理绩效。安全管理评价指标体系共10个项目，72个指标，总分1000分。安全管理评价如表40表49所示。 序号评价内容及标准 是 否 应得分 实得分21 新工人上岗前三级安全教育 100 80 22 特殊工种工人专业培训 23 对采用新技术、新工艺、新设备、 新材料的工人进行安全技术教育 4 2对复工工人
13、进行安全教育 25 对调换新工种的工人进行安全教育 26 中层干部安全教育 27 班组长安全教育 28 全员安全教育 安全技术措施计划42 序号 评价内容及标准是 否 应得分 实得分31 财务计划技术、企业在编制生产、 时，必须同时编制安技措施计划 100 100 2 3专款专按规定提取安技措施费用， 用 3 3安全技术措施计划有明确的期限 和负责人 34 企业年度工作计划中有安全目标 值 表43 安全生产检查 序号 评价内容及标准 是 否 应得分 实得分 41 定期组织全面安全检查 100 80 42 车间、班组进行经常性检查 3 4安全管理人员进行专门的安全检 查 44 每年要按规定进行专
14、业性的安全 检查 45 季节性安全检查 46 节假日检查 7 4 要害部门重点检查 表44 安全生产规章制度 序号 评价内容及标准 是 否 应得分 实得分 51 安全生产奖励制度 100 70 2 5安全值班制度 53 各工种安全技术操作规程 54 特种作业设备管理制度 55 危险作业管理审批制度 6 5易燃、易爆、剧毒、放射性、腐蚀性等危险物品的生产、使用、储运、 管理制度 57 防护用品发放和使用制度 58 安全用电制度 59 加班加点审批制度 10 5危险场所动火审批制度 511 危险岗位巡回检查制度 表48应急计划与措施 12 5 防止物料泄漏、跑损管理制度 513 安全标志管理制度
15、序号 评价内容及标准 是 否 应得分 实得分 91 有应急指挥和组织机构 100 100 92 有场内应急计划、事故应急处理程序和措施 3 9有场外应急计划和向外报警程序 94 有安全装置、报警装置、疏散口装置、避难场所位置图 5 9安全进、出口路线畅通无阻，数量、 规格符合要求 96 担架、氧气瓶、防护用品(急救设备 等)符合规定要求 7 9 通讯联络与报警系统可靠 8 9建立联)(与应急服务机构医院、消防 系 99 每年进行一次事故应急训练和演习 消防安全管理49表序号 评价内容及标准 是 否应得分 实得分 101 有防火安全委员会 100 70 102 有领导负责的逐级防火责任制 3 1
16、0并有专职或兼职的防火安全人员， 按规定时间路线进行巡道 104 有健全的三级火灾隐患管理制度， 并建立了隐患治理台账 105 防火区设有防火安全标志 6 10灭火计划有重点防火部位分布图、 平面图 107 设有消防站或消消防条例根据干(消防艇、消防栓、灭火器防车、等，且符合消防安)粉、泡沫、水 全规定 108 消防用水、干粉等灭火剂充足 9 10火灾通讯系统完备可靠 1010 每年进行一次消防演习 安全管理评价的实得分为： 1008010080701001007510070875(分) 62 危险岗位操作人员素质评价 基于对系统中人的行为特征的分析，从操作人员的合格性、熟练性、稳定性及工作负
17、荷量四个方面对工业设施危险岗位操作人员的群体素质进行评估。 原料罐区有5名操作工，均是持证上岗，岗位工龄为6年，无事故工作时间为6年，每天平均工作8小时。 人员的合格性为： R1 1人员的熟练性为： 11?1?0R?1?.9808 2t6k(?1)4(?1) 2T0.5 2 人员的操作稳定性为：11?0.9?966R?1?1 36?t21?()221(k)? 350.?T? 3操作人员的负荷因子为： t822?1R?)1?k()?1?1?k(1 4448T 4RRR RR98080 单个人员的可靠性为： 41S2309966109775 指定岗位人员素质的可靠性为： 单元人员素质的可靠性为：
18、工艺设备、建筑物抵消因子评价63 50计算：工艺设备、建筑物抵消因子用表 工艺设备、建筑物抵消因子表50 项目 子项目内容 得分是否 B or21-18）设备维修保养（严格按照计划对设备检1 查、维修、保养8 基本按照计划对设备检2 查、维修、保养6 Band21-235）（抑爆装置1处理粉尘或蒸气的设备有抑爆装置或设备本身有 抑爆作用24 设备上有防爆膜或泄爆2 口11 B 15(or)21-3惰性气体保护盛装易燃气体设备有连1 续的惰性气体保护13 惰性气体系统量足够并2 自动吹扫整个单元15 B or1221-4）（紧急冷却冷却系统能保证在出现1故障时维持正常冷却10min 以上10 备
19、用冷却系统冷却能力2倍，5为正常需要量的110min 且至少维持12 B or1221-5）（应急电源单元中设有双电源等多1 路电源12 单元中备有柴油发电机2 组12 Bor721-6）电气防爆（电气设备为隔爆型1 75 2电气设备为增安型5 7 电气设备为本质安全型3 5 7 4电气设备为正压型5 7 电气设备为充油型5 5 7 电气设备为充砂型 65 7 电气设备为无火花型7 5 7 8 电气设备为防爆特殊型5 7 电气设备为粉尘防爆型9 5 7 单元的防爆区域等级10) (在备注栏内填写 Band21-77）防静电（生产过程中尽量少产生1 静电荷5 7 泄漏和导走静电荷25 7 3中和
20、物体上聚集着的静 电荷75 4屏蔽带静电的物体 5 7 5使物体内外表面光滑和 无棱角5 7 B and21-835）避雷（1防雷接地电阻小于10 75 2避雷针、避雷带与接地 线采用焊接连接5 7 3独立的避雷针及接地装置不设在行人经常通过的与道路或建筑物出入地方，口及其他接地体的距离大3m 于5 7 4装有避雷针或避电线的构架上不架设低压或通讯 线75 5系统的定期检查，保证 接地处于完好状态75 Band21-936）阴火装置（ 使用阻火器112 液封212 其他阻火材料312 Bor21-1311）工艺参数控制（1同一参数有一套仪表监 测7 11 2同一参数有并行两套或( 仪表监控，手
21、动控制以上)7 11 (3同一参数有并行两套或 以上)仪表监控，自动控制7 11 B21-14泄漏检测装置与响应 15(or)气体或蒸气泄漏检测装1 置能报警和确定危险带11 该装置既能报警又能在2达到燃烧极限之前使保护 系统动作15 B21-15故障报警及控制装置 and35）（设有某一种流体管线发1生故障时能可靠切断另一 种流体的连锁装置11 在容器或泵的吸入侧设2 有远距离控制阀11 压缩机、透平、鼓风机3振动能等装有振动测定仪， 报警10 上述振动仪能使设备自4 动停车13 5其他装置10 B6221-16事故排放与处理备用贮槽能安全地直接111 and）（接受单元内的物料 备用贮槽安
22、置在单元外213 应急通风管能将全部安3紧急排放阀及其他气全阀、蒸气物料捧至火炬或密体、 闭受槽13 装有易燃性液体和液化4 气的管道，容器有双层夹套14 易燃性液体的贮罐区域5 设有防护堤11 B621-17厂房通内处理易燃性液体的单元以熟化及及研磨、喷涂树脂、敞口罐的单元安装在室内， 但厂房有充分换气6 Bor21-188）建筑物泄压（1危险操作隔离厂房设有压力升高时能自动打开的 窗8 隔离厂房设有安全孔28 其他泄压设施38 Band4021-19）装置监控（1操作人员能用无线电或 类似设备同控制室联系10 2重要项目能用计算机或 闭路电视监视12 在线计算机有故障时的3 应急停车或故障
23、排除功能18 B and2521-120）（厂房结构1合理划分生产的火灾危 险分类5 厂房的耐火等级、层数2 及占地面积符合规定5 合适的厂房防火阀距 35 厂房的防爆措施适当45 5厂房的安全疏散口符合 要求5 B1021-121工业下水道 and）（舍有易燃可燃物的工业1 下水道符合要求5 2 隔油池符合规范5 工艺设备、建筑物抵消因子评价的应得分为： 835127735111562402510267 实得分为： 81110772711112422255168 64 抵消因子的关联算法 对于原料罐区： 综合抵消因子为： 级。 C 原料罐区控制程度等级是级。控制能力没有和危险等级相匹C原料罐
24、区的危险等级是二级，而控制能力等级是 配，控制能力未能达到危险等级所要求的B级，说明原料罐区的安全措施和安全管理还未达到较理想的状况。 7 现实危险性A 原料罐区发生爆炸的现实危险性由于抵消因子的抵消和控制作用，已经较固有危险性大大降低。 罐区发生爆炸的现实危险性为： 现实危险性A值是固有危险性B1值的222，可见有效的安全技术装备和管理会使系统的危险性大大降低。 8 原料罐区评价单元结论 原料罐区的安危关系到工厂的存亡，原料罐区的安全装备、安全管理至关重要。 原料罐区的丁二烯火灾爆炸事故是极小概率事件，是可以预防的，但是丁二烯爆炸的后果是严重的。用数学模型计算分析测算表明：原料罐区是二级重大危险源，一旦发生爆炸，将是毁灭性的，可能导致全厂绝大多数人员死亡或重伤，基地大部分财产毁于一旦。 原料罐区的爆炸，在上述分析中都是以两个丁二烯罐作为研究对象，它的严重后果足以说明问题，已不必再考虑整个罐区同时爆炸的严重后果，当然情况会更严重。 以下无正文 仅供个人用于学习、研究；不得
