攀鋼熱電廠運用火災爆炸危險指數評價法對鍋爐車間燃燒爆炸危險性進行,確定可能引起事故發生或使事故擴大的設備,客觀地量化鍋爐車間潛在的燃燒爆炸的危險性,向管理部門通報并提出相應的預防對策和措施,確保了熱電廠的安全運作。
評價方法
火災爆炸危險指數評價法是對工藝裝置及所含物科的潛在火災爆炸和反應性危險按逐步推算的方法進行客觀的評價。該法主要用于評價儲存、處理、生產易燃、可燃、活性物質的操作過程。熱電廠鍋爐車間危險介質主要有煤粉、煤氣、柴油和高壓蒸汽,易發生火災、爆炸,因此采用火災爆炸危險指數評價法(DOW7版)進行評價。
評價程序及內容
依照火災爆炸危險指數評價程序圖進行:
◇確定評價單元;
◇求取評價單元的物質系數;
◇按單元的工藝條件,計算危險系數;
◇根據評價單元的物質系數和危險系數,求取火災爆炸指數;
◇根據火災爆炸指數和影響區域對鍋爐車間危險性進行評價,并提出安全措施。
物質系數的確定
物質系數MF是最基礎的數值,它由物質的可然性Nf和化學活潑性(不穩定性)Nr,確定。對于混合物質,原則上取最大的物質系數作為該混合物的物質系數。
(1)儲油罐單元:一期、二期儲油罐儲存的物質為柴油,其物質系數由《物質系數特性表》查得為10。
(2)制粉系統單元:一期、二期制粉系統主要為鍋爐提供煤粉,根據DOW7版確定物質系數的方法,危險介質為煤粉,其物質系數查得為21,由于混入熱風的溫度為340℃,高于60℃,按要求進行溫度修正,修正后的物質系數為24。
(3)煤氣管道單元:一期、二期煤氣管道都有高爐煤氣管道和焦爐煤氣管道,危險物為高爐煤氣和焦爐煤氣,高爐、焦爐煤氣成份主要有CO、CH4、H 2、N2、CO2,從火災爆炸指數評價角度主要考慮CO、CH4、H2三種物質,查物質系數均為21,煤氣設計溫度為35℃,不必進行溫度修正。
(4)鍋爐單元:一期、二期共8臺鍋爐,主要考慮爐膛燃燒爆炸,爐膛的危險物質有高爐煤氣、焦爐煤氣、煤粉和氧氣,根據DOW7版確定物質系數的方法,物質系數取為21,由于爐膛燃燒溫度為700℃~980℃,按要求進行溫度修正后鍋爐爐膛的混合物物質系數仍取為21。
將鍋爐車間14個評價單元的物質系數填入表2中。
評價單元危險系數的確定
確定評價單元危險系數的數值F3,首先要確定一般工藝危險系數F1和特殊工藝危險系數F2,然后將二者相乘即F3=F1×F2。
F3的正常值范圍為1~8,如果F3大于8.0時,仍按8.0計。
火災爆炸指數(F&EI)的計算
火災爆炸危險指數被用來估計生產過程中的事故可能造成的破壞,根據易燃物泄漏并點燃后引起的火災或燃料混合物爆炸的破壞情況分為以下四類:
(1)沖擊波或燃爆;
(2)初始泄漏引起的火災暴露;
(3)容器爆炸引起的對管道與設備的撞擊;
(4)引起二次事故。
隨著評價單元危險系數和物質系數的增大,二次事故變得愈加嚴重。
火災爆炸危險指數(F&EI)系評價單元的物質系數和危險系數的乘積,即F&EI=MF×F3。
F&EI值與危險等級表使人們對火災爆炸的嚴重程度有一個相對的認識,見表1。
表1 F&EI與危險等級表
F&EI |
危險等級 |
1~60 |
最輕 |
61~96 |
較輕 |
97~127 |
中等 |
128~158 |
很大 |
>159 |
非常大 |
安全措施補償系數
鍋爐車間的設計、運行過程中考慮了工藝控制(C1)、物質隔離(C2,)和防火設施(C3、)三類安全措施,其中工藝控制(C1,)包括緊急動力源、冷卻、抑爆裝置、緊急聯鎖停車裝置、計算機控制系統、惰性氣體保護、操作規程/程序、化學活潑性物質的評價、其他工藝危險分析。物質隔離(C2,)包括遠距離控制閥、備用泄料、排放系統、聯鎖;防火設施(C3、)包括泄漏檢測裝置、鋼結構、消防水系統、特殊系統灑水系統、水幕、泡沫裝置、手提式滅火器/水槍、電纜保護。根據DOW7版要求,將C=C1×C2×C3作為安全措施補償系數列入表2中。
評價單元 |
主要物質 |
MF |
F1 |
F2 |
F3 |
F&EI |
C |
H |
R/S(m/m2) |
一期儲 油罐 |
柴油 |
10 |
2.45 |
3.20 |
7.84 |
78.40 |
.094 |
0.28 |
20/1256 |
二期儲 油罐 |
柴油 |
10 |
2.20 |
3.15 |
6.93 |
69.30 |
0.96 |
0.26 |
18/1017 |
一期制 粉系統 |
煤粉 |
24 |
2.00 |
2.50 |
5.00 |
120.0 |
0.62 |
0.79 |
31/3018 |
二期制 粉系統 |
煤粉 |
24 |
2.10 |
2.30 |
4083 |
15.92 |
0.65 |
0.78 |
30/2826 |
一期煤 氣管道 |
CH4、CO、H2 |
21 |
2.45 |
2.60 |
6.37 |
133.77 |
0.90 |
0.80 |
34/3630 |
二期煤 氣管道 |
CH4、CO
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