火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法是安全評價專業(yè)人員和企業(yè)安全工程人員在安全評價過程中經(jīng)常用到的評價方法。但是有些企業(yè)安全工程人員在實際應(yīng)用該方法對自身企業(yè)評價時，因為對該評價方法的理解不準(zhǔn)確或在系數(shù)選擇時參雜自身感情因素導(dǎo)致評價結(jié)果失真。下面對該評價方法使用中容易出現(xiàn)失誤或不準(zhǔn)確的幾點進(jìn)行研究與探討。
一、評價方法介紹
火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法是對工藝裝置及所含物料潛在的火災(zāi)、爆炸危險性和反應(yīng)的危險性以逐步推算的方法進(jìn)行客觀評價。評價過程中定量的依據(jù)是用以往事故的統(tǒng)計資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全防災(zāi)措施的狀況。其最主要的目的在于使企業(yè)安全工程人員了解各工藝部分可能造成的損失，并幫助確定其減少潛在事故嚴(yán)重性和總損失的有效而經(jīng)濟(jì)的途徑。
二、評價程序介紹
火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法一般按照確定評價單元、資料收集、確定物質(zhì)系數(shù)、評價單元固有的火災(zāi)爆炸危險度評價、評價單元安全補償措施評價、評價單元火災(zāi)、爆炸危險程度評價結(jié)果分析六大步驟進(jìn)行。
當(dāng)然，在評價單元固有的火災(zāi)爆炸危險度評價中包括一般工藝危險系數(shù)F1的確定、特殊工藝危險系數(shù)F2的確定、評價單元危險系數(shù)F3的確定、火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)F＆EI的計算、危害系數(shù)Y的確定、基本最大可能財產(chǎn)損失的估計；在評價單元安全補償措施評價中包括工藝控制安全補償系數(shù)C1的確定、物質(zhì)隔離補償系數(shù)C2的確定、防火措施補償系數(shù)C3的確定、單元的安全補償系數(shù)C的確定、實際最大可能財產(chǎn)損失的估算等各個具體細(xì)致的步驟。
三、應(yīng)用中容易出現(xiàn)失誤的環(huán)節(jié)
我們在應(yīng)用火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法進(jìn)行評價時容易疏忽或失誤主要為以下幾點：
1、評價單元的選擇模糊。這主要表現(xiàn)在企業(yè)工程人員在評價時面對自身企業(yè)復(fù)雜的工藝布局面前無從下手，或只是根據(jù)企業(yè)工藝分區(qū)簡單的定位為評價單元。
2、特定參數(shù)或環(huán)境考慮不全面。這主要表現(xiàn)在疏忽評價工藝單元所處理的易燃或化學(xué)活潑性物質(zhì)的量和疏忽了物質(zhì)系數(shù)(MF)的溫度修正上。
3、各種評價系數(shù)選擇不準(zhǔn)確。這主要表現(xiàn)在評價單元固有的火災(zāi)爆炸危險度評價、評價單元安全補償措施評價中具體系數(shù)選擇存在誤差。
四、評價實例簡介與說明
如何避免或減少以上幾個容易疏忽或容易出現(xiàn)誤差的環(huán)節(jié)，為了有個比較直觀的認(rèn)識，現(xiàn)結(jié)合對某企業(yè)精對苯二甲酸(PTA)工程中氧化反應(yīng)器單元火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價實例進(jìn)行簡要說明。
1、評價單元的確定。
精對苯二甲酸(PTA)工程中氧化反應(yīng)器單元。
這里所要說明的是，多數(shù)工廠、企業(yè)往往是由多個單元組成，但我們在應(yīng)用火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法進(jìn)行評價時，只選擇從預(yù)防角度來看對工藝有影響的工藝單元進(jìn)行評價。工藝單元被定義為工藝裝置的任一主要單元，它既可以是一個工序或一個工藝分區(qū)，也可以是某個主要設(shè)備。
2、物質(zhì)系數(shù)MF的確定。
物質(zhì)系數(shù)MF是表述單元內(nèi)物質(zhì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故過程中釋放能量大小的內(nèi)在特征的參數(shù)。查道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價方法第七版的附錄A，單元的MF為16。
這里所要注意的是物質(zhì)系數(shù)MF代表的是正常環(huán)境溫度和壓力下物質(zhì)的危險性，但如果工藝單元溫度超過60℃，則MF本身應(yīng)作修正。其修正方法可參照道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價方法進(jìn)行，此處不在贅述。但是如果工藝單元是反應(yīng)器，如我們選取的氧化反應(yīng)器，那么對因反應(yīng)引起的溫升不用考慮溫度修正，因為各個反應(yīng)系統(tǒng)已將這一因素考慮在內(nèi)了。
3、固有的火災(zāi)爆炸危險度評價。
(1)一般工藝危險系數(shù)F1的確定
一般工藝危險系數(shù)是確定事故損害大小的主要因素F1是基本系數(shù)1.00和評價單元有關(guān)內(nèi)容所取系數(shù)的代數(shù)和。
評價方法列出的六項內(nèi)容適用于大多數(shù)作業(yè)場合，但須根據(jù)單元的具體情況選用。該企業(yè)氧化反應(yīng)器有關(guān)的內(nèi)容取系數(shù)情況分述如下。
①放熱化學(xué)反應(yīng)
放熱反應(yīng)在該評價方法中被分為三類，輕微放熱反應(yīng)、中等放熱反應(yīng)、劇烈放熱反應(yīng)，其危險系數(shù)為0.3～1.25不等。該反應(yīng)屬中等放熱反應(yīng)，故系數(shù)選取為0.50。
②封閉或室內(nèi)單元
該危險系數(shù)為0.25～0.95不等，反應(yīng)溫度高于對二甲苯、乙酸的閃點，但低于沸點，反應(yīng)器三面為防爆墻，上面有頂，且處理量大于4540kg，故系數(shù)選取為0.45。
這里需要說明的是我們選取的單元中所處理的易燃或化學(xué)活潑性物質(zhì)的量是大于2268kg的，如果我們選擇的單元內(nèi)物料量較少，該評價方法會夸大其危險性。這也是我們在選擇評價單元時應(yīng)該注意的。
③排放與泄漏控制
該危險系數(shù)為0.25～0.50不等，單元周圍為平坦地，一旦失火，會引起火災(zāi)，取系數(shù)為0.50。
④一般工藝危險系數(shù)F1的計算
該單元的一般工藝危險系數(shù)為
F1＝1.00+0.50+0.45+0.50＝2.45。
(2)特殊工藝危險系數(shù)F2的確定
特殊工藝危險系數(shù)是影響事故發(fā)生概率的主要因素。F2是基本系數(shù)1.00和評價單元有關(guān)內(nèi)容所取系數(shù)的代數(shù)和。
評價方法共考慮了12項內(nèi)容，亦須根據(jù)單元的具體情況選用。該企業(yè)氧化反應(yīng)器有關(guān)的內(nèi)容取系數(shù)情況分述如下。
①毒性物質(zhì)
該危險系數(shù)為0.20～0.80不等，按評價方法的規(guī)定，毒性物質(zhì)系數(shù)為0.2×Nh。單元內(nèi)有多種物質(zhì)時，取其中最高的Nh值。對二甲苯、醋酸的健康危害指數(shù)Nh分別為2和3。最高Nh值是3。系數(shù)取為0.2×Nh＝0.2×3＝0.60。
我們這里需要注意健康危害指數(shù)Nh的確定是很關(guān)鍵的，我們是選擇其中最高的健康危害指數(shù)Nh，不然就會引起較大的誤差。
②燃燒范圍或附近的操作
當(dāng)儀表或裝置失靈時，設(shè)備才處于燃燒范圍或其附近，系數(shù)為0.30。
③釋放壓力
氧化反應(yīng)器反應(yīng)壓力約為1620kPa，用該評價方法規(guī)定的算式計算得到系數(shù)0.47。
④易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量
假設(shè)氧化反應(yīng)器內(nèi)主要物質(zhì)按對二甲苯75000kg、醋酸75000kg計(因涉及保密內(nèi)容，具體比例未注明，以上僅為假設(shè))，氧化反應(yīng)器內(nèi)對二甲苯總能量為2.827×109kJ，相當(dāng)于2.680×109Btu；醋酸總能量為1.091×109kJ，相當(dāng)于1.034×109Btu(Btu為非計量單位，但因計算較為簡便，故采用之)。
氧化反應(yīng)器單元總能量3.704×109Btu。應(yīng)用評價方法中生產(chǎn)過程液體的方程，計算得本項系數(shù)為2.11。
此處需要說明的是，評價方法中將易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量分為工藝過程中的液體或氣體、儲存中的液體或氣體、儲存中的可燃固體和工藝中的粉塵三種類型，每種類型均有其特定的計算方式，我們在應(yīng)用中應(yīng)明確類型后方可進(jìn)行計算。另需說明的是對每個單元來說，只能選取一個系數(shù)。
⑤腐蝕
該企業(yè)所在場所環(huán)境中有海風(fēng)、醋酸等腐蝕性物質(zhì)，但該單元已采取防腐蝕措施。故單元系數(shù)取為0.10。
⑥轉(zhuǎn)動設(shè)備
單元系數(shù)取為0.50。
⑦特殊工藝危險系數(shù)F2的計算
氧化反應(yīng)器的特殊工藝危險系數(shù)F2＝1.00+0.60+0.30+0.47+2.11+0.10+0.50＝5.08。
(3)工藝單元危險系數(shù)F3的確定
工藝單元危險系數(shù)F3是一般工藝危險系數(shù)F1和特殊工藝危險系數(shù)F2的乘積。工藝單元危險系數(shù)F3反映了有關(guān)危險因素之間的相互合成效應(yīng)。
氧化反應(yīng)器單元F3＝F1×F2＝2.45×5.08＝12.446
此處需要說明的是，該評價方法中工藝單元危險系數(shù)F3范圍為1～8，故計算火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)應(yīng)選取最大值8。如果我們這里沒有注意的話，將引起很大的誤差。
(4)火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)F＆EI的計算
火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)F＆EI是工藝單元危險系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF的乘積，它被用來估計生產(chǎn)過程中的事故可能造成的破壞。
氧化反應(yīng)器的火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)F＆EI＝F3×MF＝8×16＝128。由評價方法危險等級表可知，該單元的固有潛在火災(zāi)、爆炸危險等級為“很大”級。
這里需要強調(diào)的是我們在一次評價中只分析一種危險，使分析結(jié)果與特定的最危險狀況相對應(yīng)。也就是說，如果該單元同時存在兩種或以上危險，我們在分析一種危險的時候不考慮另外一種危險與其的聯(lián)系，待每個危險分析過后，我們選取其中最大的危險作為最終危險進(jìn)行計算。
(5)危害系數(shù)Y的確定
危害系數(shù)Y是用單元危險系數(shù)F3和物質(zhì)系數(shù)MF，按《道化學(xué)公司(DOW)火災(zāi)、爆炸危險性評價法》(第七版)的附錄E的方程式計算確定的。它代表了單元內(nèi)物料發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的綜合效應(yīng)，即在事故影響區(qū)域內(nèi)可能遭到破壞的百分?jǐn)?shù)。
對二甲苯的物質(zhì)系數(shù)MF＝16，氧化反應(yīng)器的F3＝8。按評價方法規(guī)定的物質(zhì)系數(shù)16的方程式，計算得危害系數(shù)：
Y＝0.256741+0.019886×8+0.011055×82-0.00088×83＝0.673。
3.3.6基本最大可能財產(chǎn)損失的估計
根據(jù)評價方法規(guī)定的原則，工藝單元危害系數(shù)Y乘以0.82，就是在事故影響區(qū)域內(nèi)財產(chǎn)基本最大可能損失百分?jǐn)?shù)。0.82是考慮事故發(fā)生時有些成本不會遭受損失或不需更換所取的修正系數(shù)。
因此，反應(yīng)器的基本最大可能財產(chǎn)損失為0.673×0.82＝0.552。
4、安全補償措施評價
道化學(xué)公司火災(zāi)、爆炸危險性評價法把安全措施分為工藝控制、物質(zhì)隔離和防火措施三類。每一類安全措施都有若干項內(nèi)容，合適的安全措施的補償系數(shù)均小于1，沒有采取的安全措施系數(shù)為1。每一類安全措施的補償系數(shù)是該類別中所有選取系數(shù)的乘積。
(1)安全補償措施評價
安全補償措施需評價涉及內(nèi)容較多，這里不在贅述，只作簡要說明。
我們的例子中假設(shè)氧化反應(yīng)器單元的工藝控制安全補償系數(shù)C1＝ПC1i＝0.815。氧化反應(yīng)器的物質(zhì)隔離補償系數(shù)C2＝ПC2i＝0.960。氧化反應(yīng)器的防火措施補償系數(shù)C3＝ПC3i＝0.741。
那么氧化反應(yīng)器單元的安全補償系數(shù)C＝C1×C2×C3＝0.815×0.960×0.741＝0.580。
這里需要說明的是該評價方法為“手提式滅火器/水槍”一節(jié)中，如果滅火器和水槍同時存在，我們將同時取系數(shù)，兩系數(shù)相乘計為該項系數(shù)。另外，由于安全補償措施評價是檢查與考證我們采取安全補償措施后達(dá)到效果的量化指標(biāo)，在企業(yè)安全工程人員自己內(nèi)部評價時往往會參雜個人感情因素，使其產(chǎn)生誤差，故我們建議不同企業(yè)安全工程人員進(jìn)行互評，或采取多人評價綜合平均的方式，以便使誤差降低。
(2)實際最大可能財產(chǎn)損失百分?jǐn)?shù)的估算
根據(jù)評價方法規(guī)定的原則，單元的基本最大可能財產(chǎn)損失與其單元的安全補償系數(shù)C的乘積，就是在事故影響區(qū)域內(nèi)財產(chǎn)實際最大可能損失百分?jǐn)?shù)。它表示在采取適當(dāng)(但不一定完全理想)的安全措施后，事故可能造成的財產(chǎn)損失風(fēng)險的大小。
氧化反應(yīng)器發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的影響區(qū)域內(nèi)實際最大可能財產(chǎn)損失百分?jǐn)?shù)為0.552×0.580＝32.0%。
雖然影響區(qū)域內(nèi)實際最大可能財產(chǎn)損失百分?jǐn)?shù)為32.0%，相對量較小，但是實際中一處發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故可能會波及附近場所，造成更多的財產(chǎn)損失，企業(yè)安全工程人員不能掉以輕心。
5、火災(zāi)、爆炸固有危險程度評價結(jié)果分析
我們可以看出氧化反應(yīng)器固有的潛在火災(zāi)、爆炸危險程度為“很大”，發(fā)生事故時影響區(qū)域內(nèi)的基本最大財產(chǎn)損失可達(dá)到55.2%。但該單元采取必要的安全措施以后，事故影響區(qū)域內(nèi)實際最大可能財產(chǎn)損失企業(yè)降低到32.0%。說明該單元所采取的防火、防爆安全技術(shù)措施是有成效的。
以上是對火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法應(yīng)用實例所作的簡要說明。
五、結(jié)束語
通過對評價方法、評價基本程序、評價實例的簡要介紹和評價實例中對易出現(xiàn)失誤的幾個環(huán)節(jié)的說明，我們不僅可以看出火災(zāi)、爆炸危險指數(shù)評價法對工藝裝置及所含物料的潛在火災(zāi)、爆炸及采取的安全控制措施進(jìn)行了較為客觀的評價，而且企業(yè)安全工程人員通過評價可以認(rèn)清該企業(yè)在采取安全控制措施后評價單元現(xiàn)實的危險危害等級和規(guī)模。但是作為企業(yè)安全工程人員更應(yīng)在評價過程中注意并避免上述的幾個易失誤環(huán)節(jié)，并認(rèn)識到企業(yè)尚未采取的安全控制措施，提出更多更為合理的安全控制措施、方案，這樣才可以使得企業(yè)安全更上一個臺階。