道化学火灾、爆炸危险指数法在加油站风险管理中的应用

陈建国

(河南省鹤壁市安全生产监察支队，河南 鹤壁453030)

0 引言

汽油属于轻组分油。轻组分油具有易燃、易爆、易挥发、易泄漏、毒性等危险特性。倘若发生事故，不易控制，同时造成的后果也相当严重。轻油储罐是加油站主要装置，且其储罐区通常会构成重大危险源。因此，对其安全状况进行科学、客观的评价，历来都是油库安全管理的重要工作内容［1-4］。

道化学火灾、爆炸危险指数法［5-6］是化工领域最早应用于实际的安全评价方法，目前已发展到第七版，其通过工艺单元危险物质的辨识、决定物质的选取和危险系数的计算来确定初始的火灾爆炸危险指数等级，然后针对生产或工艺过程所采取的各种安全装置与措施，计算安全措施补偿系数，进行危险分析，得出安全补偿后的实际危险性等级并用于指导生产［7-8］。

某加油站的油罐区设置了4 个容积均为5 m3的埋地油罐，其中2 个为汽油罐，2 个为柴油罐，即最大的汽油储量为10 m3，0#柴油储量为，属三级加油站，且未超过GB18218 -2009《危险化学品重大危险源辨识》中汽油临界量200 t 的规定，未构成危险化学品重大危险源。

本文采用1993 年推出的美国道化学公司(DOW)“道化学火灾、爆炸危险指数评价法”(第七版)，对该站的火灾、爆炸危险性进行定量评价。

1 计算程序(图1)

图1 火灾、爆炸风险性评价的程序图

2 危险分析

2.1 火灾、爆炸指数

表1 加油站埋地油罐火灾、爆炸指数表

表2 安全措施补偿系数表

表3 加油站埋地储存危险分析汇总表

表1 填写说明:

1)物质系数MF，查道化学火灾、爆炸危险指数评价方法(第七版)附表A，汽油的物质系数MF=16，柴油的MF=10。

2)一般工艺系数F1。

(1)汽油有严重火灾、爆炸危险，系数取1.00，柴油只有轻微火灾、爆炸危险，取系数0.30。

(2)无吸热反应，系数取0.00。

(3)所有1 类易燃液体或液化石油气类在连接或未连接的管线上装卸时，系数为0.50，柴油罐操作温度小于柴油闪点，系数为0.25。

将基本系数和A -F 各项系数相加得汽油的一般工艺危险系数为2.50，柴油的一般工艺系数为1.55。

3)特殊工艺危险系数F2。

(1)毒性物质子:自《道指数评价法》附录A 查得汽油健康危害级别NH =1，毒性物质系数为0.2 ×1 =0.2，柴油的毒性物质系数为0.00。

(2)该站采用油气回收系统，油罐内气相空气进入量很少，油罐内气相空间氧含量低于10%，油气浓度超过爆炸范围，没有爆炸危险，所以系数可取0.00;柴油储罐储存温度低于柴油闪点，没有爆炸危险，系数取0.00。

(3)汽油和柴油储罐常压操作，查得压力系数为0.16。

(4)本项三种情况只能选取一个系数，第3 种情况在加油站不存在，第2 种情况中，储存在埋地储罐中的易燃和可燃液体不会全部流淌出来或烧光，汽油和柴油即使在罐内燃烧，火势也比较小，易于扑灭，不会造成大的危害，故不宜采用第2 种情况。第1 种情况工艺中的液体及气体，指10 min 内从储罐中或相连的管道中可能泄露出来的可燃物的量，发生这种事故的可能性是存在的，而且这种事故的危害性也较大，故本次评分采用第1 种情况确定G 项系数。10 min 内从储罐中或相连的管道中可能泄露出来的汽油和柴油量保守估算为5 m3。5 m3汽油质量为3 650 kg，查得系数为0.25，5 m3柴油质量为4 200 kg，查得系数为0.30。

(5)埋地汽油和柴油罐一般只采用加强级防腐，腐蚀速率可能大于0.127 mm/年，但小于0.254 mm/年，系数取0.20。

(6)法兰密封处可能产生轻微泄漏时，系数为0.10。

(7)汽油的泄漏温度高于其闪点，系数取0.10，柴油的泄漏温度低于其闪点，即使加油站内有明火设备，系数仍为0.00。

将基本系数和A-L 各项 相加得汽油的特殊工艺危险系数为2.01;柴油的特殊工艺危险系数为1.76。

2.2 安全措施补偿系数

在加油站采取一定的安全措施可降低事故发生的概率和危害。采取了一定的安全措施，即可对火灾、爆炸指数做一定的补偿。

表2 填写说明:

1)工艺控制安全补偿系数(C1)。

(1)该站采用汽油回收系统，油罐内气相空气进入量很少，油罐内气相空间氧含量低于10%，油气浓度超过爆炸范围，没有爆炸危险，所以系数可取0.90。

(2)正规的加油站都有完整的操作规程，鉴于管理水平参差不齐，补偿系数取0.91～0.99 的中间值0.95。

(3)一般加油站对所经营的危险品的性质和工艺过程都有一定的了解，并按有关设计规范和管理规定采取相应的安全措施，此项补偿系数取0.95。

将a-1 各项补偿系数相乘即得汽油和柴油的工艺控制安全补偿系数C1=0.81。

2)物质隔离安全补偿系数(C2)。加油站一般都没有a-d 的隔离安全措施，故系数均为1.00。将a-d 各项补偿系数相乘得汽油和柴油的工艺控制补偿系数C2=1.00。

3)防火设施补偿系数(C3)。

(1)按规范要求，加油站配备有手提式或移动式干粉灭火器、灭火毯、灭火沙，补偿系数可取0.98。

(2)加油站的电缆埋在地下，补偿系数可取0.94。

将a-i 各项补偿系数相乘得汽油和柴油的防火安全补偿系数C3=0.92。

2.3 工艺单元危险分析汇总

表3 填写说明:

1)火灾爆炸指数，被用来估计生产事故可能造成的破坏。《道指数评价法》给出了不同的F＆EI 值划分危险等级的规定，见表4。

表4 F＆EI 危险等级

2)暴露半径。它是一个以工艺设备的关键部位(可能的泄漏点)为中心，以暴露半径为半径的圆。

3)危害系数是由单元危险系数和物质系数按图确定的，查得5 m3汽油的HF=0.58，5 m3柴油的HF=0.14。

4)安全措施补偿系数在前面已经说明。

5)火灾爆炸综合指数，表示了可能的危险程度。

6)实际暴露半径，表明考虑了危害系数和安全措施补偿系数后的生产单元实际危险范围。

定量计算结果，该站汽油的实际暴露半径为8.8 m，柴油的实际暴露半径为0.8 m。

通过现场实地测量，该加油站油罐区与相邻小区间的距离为10.7 m，符合《汽油加油站气站设计与施工规范》GB50160 -2012 要求(详见表5)。

表5 该站与相邻小区距离表

此外，该加油站系有资质的单位设计和施工的，手续齐全;装设了油气回收系统;防雷、防静电设施完善，且做到定期检查，结果符合要求(小于4Ω);消防器材配备规范齐全完好有效;有健全组织机构，并配备有专职的安全生产管理人员，且该站主要负责人和安全生产管理人员均持有相应的资质证书，所有从业人员均经过培训考核合格后，持证上岗;编制有健全的岗位责任制、安全管理制度和操作规程;编制有事故应急救援预案，并能定期进行救援演练。

3 结语

综上所述，本文认为，该加油站与相邻民房安全距离符合规范要求，且在火灾、爆炸危险区域之外，应是安全的。参考文献:

［1］ 郑瑞文. 危险品防火［M］. 北京:化学工业出版社，2003.［2］ 任秀丽. 大型石油罐区安全控制技术及其应用研究［J］.安全与环境学报，2005，5 (1):113 -115.

［3］ 廖文胜，詹少卿. 裂解炉单元火灾爆炸危险性分析［J］.乙烯工业，2004，16 (4):47 -51.

［4］ 崔克清，陶刚. 化工工艺及安全化学［M］. 北京:工业出版社，2004.

［5］ 国家安全生产监督管理局. 安全评价［M］. 北京:煤炭工业出版社，2005.

［6］ 杜瑞兵，曹雄，胡双启. 道化学法在安全评价中的应用［J］. 科技情报开发与经济，2005，15 (9):166 -167.

［7］ J ai P Gupta，G Khemani，M Sam Mannan. Calculation of Fire and Explosion Index (F＆E I)value for the Dow Guide taking credit for the loss control measures［J］. Journal of Loss Prevention in the Process Industries，2003，16:235 -241.

［8］ 方兴龙，周梁. 基于道化学法的大型合成氨装置安全评价［J］. 工业安全与环保，2007，33 (2):30 -32.