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摘要:《石油化工企业设计防火规范》的制定旨在提高石油化工企业的安全防范意识,防止因为火灾而造成巨大损失,这一规范确切地说明了石油化工企业的设计,同时对相应的量化标准进行了规定。然而在实际运用时还存在一定的问题,所以加强对《石油化工企业设计防火规范》运用的研究十分必要。
关键词:石油化工企业;运用;防火规范
在进行石油化工企业相关设计时,必须严格遵守《石油化工企业设计防火规范》(以下,简称:《石化规》),这一规定颁布之后经过了两次较大的修订,能够在很大程度减少石油化工企业发生火灾,避免人民生命财产遭受迫害。然而在实际运用过程中怎样真正发挥出其积极作用是值得人们关注和探讨的。
1相关术语的定义
1.1闪点
闪点是指规定的实验条件下,当可燃液体或固体表面的蒸汽与空气相结合形成混合物,遇到火源出现闪燃,这种情况下液体或固体的最低温度。
1.2装置区
装置区指一个或多个独立石油化工装置或者联合装置共同组成的区域。
1.3爆炸下限
爆炸下限指那些可燃的蒸汽、气体成分在空气中形成的混合物,在与火源相遇后产生爆炸的最低浓度。其中可燃蒸汽、气体的爆炸下限是其在与空气形成的混合物中的比重。
2相关设备的火灾危险性类别
2.1物质
2.1.1可燃气体
在《石化规》中以可燃气体与空气混合物的爆炸下限为分类指标,把可燃气体划分成甲类和乙类。甲类爆炸下限<10%,乙类爆炸下限≥10%。
2.1.2液化烃及可燃液体
在《石化规》中明确规定了液化烃及可燃液体的火灾危险性类别。其中液化烃呈液态并具有可燃性。在这一规定中把液化烃与其他可燃液体合到一起,对其火灾危险性统一分类。蒸气压是判定可燃液体火灾危险性最有效的指标,当蒸气压较高时它的火灾危险性也越高。与其他可燃液体相比,液化烃的蒸气压相对较大,在《石化规》中通过蒸气压来判定它的火灾危险性,同时通过液化烃这一名称将其与其他可燃液体进行有效区分,它在火灾危险性中为甲A类。液化烃之外的可燃性液体的蒸汽压都相对较低,测量存在一定难度,因此大多国家都通过闪点来判定其火灾危险性,他们的闪点越低表明火灾危险性也越大。我国对可燃性液体的火灾危险性予以统一分类。其中乙、丙类可燃性液体的火灾危险性类别要受到操作温度的影响。这是由于这两类可燃性液体的操作温度比闪点高时,它们的气体挥发量较多,与此相应的火灾危险性也就增加。
2.1.3可燃固体
《石化规》规定要根据《建筑设计防火规范》的相关标准对固体的火灾危险性分类,其中依据的是《建筑设计防火规范》的分类原则。
2.2设备
《石化规》中规定对于设备的火灾危险类别要根据他们的处理、存储、输送介质的火灾危险性类别予以进行。例如把汽油及汽油泵的火灾危险性类别都规定为甲B类。
3混合物的火灾危险性类别
3.1物质
对于那些在石油化工企业中经常见到的而且自身的火灾危险性类别已经有确切规定的物质,可以在《石化规》中有效查询自身的火灾危险性类别。例如液化丙烯为甲A类,而原油则为甲B类。
3.2混合物
石油化工企业在实际生产过程中,常常需要有明确火灾危险性类别物质相结合成的混合物,例如甲、乙两类可燃气体等共同组成的混合物,其中各个可燃性气体在混合物中所占的比例在不同的生产工序中是不同的,当前这些混合物的火灾危险性类别在《石化规》中的相关规定仍未确切标出。
4装置区内部道路
相关参数设置厂内道路与装置内道路是装置区内部道路的重要组成部分,其中独立装置之间、联合装置之间以及这两者之间的道路为厂内道路,而独立装置与联合装置这两者内部的道路则是装置内道路。
4.1厂内道路
《石化规》中明确规定,应该在不同装置或者联合装置之间设置环形消防车道,其路面宽度应该≥6m,路面内缘转弯处的半径要≥12m,而路面上净空高度要≥5m,这些规定只有一个层次。在对这一规范进行实际运用的时候,应该按照工程经验,装置或者联合装置的火灾危险性、占地面积、石油化工企业消防车辆的型号、外形尺寸等,在大于等于相关规定的前提下,对厂内道路的参数进行分层。
4.2装置内道路
相关参数设置《石化规》把联合装置视为同一装置,所以应该将联合装置与独立装置进行同等对待,明确规定对于装置内消防道路的设置,其路面宽度应该≥4m,路面上净空高度应该大于等于4.5m,而路面内缘转弯处半径应该≥6m。对于那些占地面积在10000m2到20000m2范围内的设备及建筑物,它们周围的环形道路宽度应该≥6m,它们自身的宽度应该≤120m,彼此之间也应该>15m。
5《石油化工企业设计防火规范》的运用及建议
要想有效运用《石化规》必须对这一规范的内容进行确切理解,并与项目特点、风险评估、模拟计算等相结合运用。
5.1混合物
对于那些由已有明确火灾危险性类别的物质共同构成的混合物的火灾危险性类别的判定,可以先进行相关实验获取有关数据,在此基础上再进行判定。然而在石油化工企业的生产过程中,要想在实验中获取相关的数据具有一定的困难,所以当前在混合物的火灾危险性类别判定上还需要不断探索。对此可以有效参考《道化学公司火灾、爆炸危险指数评价方法》中混合物的物质系数被明确规定的做法,如果获取数据存在一定困难时,可依据混合物中浓度≥5%同时火灾危险性等级最高的成分对混合物的火灾危险性类别进行有效确定。
5.2分层次设置
装置区道路相关参数消防、设备安装、检修主要通过装置区内部道路展开。当前石油化工企业的重大火灾事故时有发生,在公安部消防部门对其进行救援过程中,发现厂内道路路面应当拓宽,同时要在装置的周围把适当的消防作业场地留出来,因为如果没有足够的场地就可能会阻碍灭火救援阵地的设置以及大型消防车的工作。所以在运用《石化规》的过程中,如装置区内存在很大火灾危险或者占地面积很大的大型独立装置或者联合装置,应该以消防扑救的难度、以道路分割的设备、建筑物区块占地面积为依据,对装置区道路的相关参数进行分层次设置。例如不能统一把装置区道路宽度规定为6m,而应该设置为<4、6、8、10m等多个等级。
6结语
当前能源安全已经提升到国家战略的高度,石油在能源中占有重要地位,因此其安全性尤为重要。有效防护石油化工企业的火灾对企业的生产发展与人员的生命安全都有着积极地作用。大家在遵守《石化规》的过程中,要不断地对其进行完善和创新,只有这样才能真正增强防火设计质量。
参考文献
[1]张云波.石油化工企业设计防火规范若干问题的探讨[J].江西化工,2011(2):166-167.
[2]张晋峰.《石油化工企业设计防火规范》的灵活应用及建议(Ⅰ)[J].炼油技术与工程,2016(8):61-64.
(昊华工程有限公司,北京100143)
[摘要]在化工设计中《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》是常用的设计规范,在设计中合理选用至关重要。本文针对如何正确使用两种规范,提出了应从八个方面作统筹考虑的建议,以期做到合理使用规范。
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关键词 ]建规;石化规:化工设计[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.35.193
1引言
《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》是在化工设计中常用的设计规范,《建筑设计防火规范》(GB50016)简称“建规”,《石油化工企业设计防火规范》(GB50160)简称“石化规”。“建规”和“石化规”在设计中合理选用至关重要。
2如何正确使用两种规范
化工设计中正确应用规范的责任重于泰山,化工企业新建、改建、扩建项目设计如何正确应用两种规范一直以来备受关注。两种规范使用一直以来有如下几种说法:一是根据规范条文的严格程度选用规范,即哪个规范严格就按哪个规范设计;二是根据设计中的介质是否属于石化企业的原料、中间产品、副产品、产品,属于的就按“石化规”设计,不属于的就按“建规”设计;三是相当多的时候,设计院经常按哪个规范的不严格就用哪个规范进行设计;四是按项目所在地用哪本规范验收,就用哪个规范设计。到底如何正确使用两种规范,我们需从以下几点全面考虑。
(1)根据国家安监总管三〔2013〕76号文的第十五条要求:“具有爆炸危险性的建设项目,其防火间距应至少满足《石油化工企业设计防火规范》(GB50160)的要求,当国家标准规范没有明确要求时,可根据相关标准采用定量风险分析计算并确定装置或设施之间的安全距离。”随后在国家安监总厅管三函〔2014〕5号文中对爆炸危险性的建设项目进行定义说明,“危险化学品建设项目所涉及的物料(原料、中间产品、副产品、产品)有下列情形之一的,该建设项目应当认定为《国家安全监管总局 住房城乡建设部关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知》(安监总管三〔2013〕76号)第十五条中的“具有爆炸危险性的建设项目”:一是爆炸品或本身具有爆炸危险性,或者在遇湿、受热、接触明火、受到摩擦、震动撞击时可发生爆炸;二是在生产过程中具有爆炸危险性,包括可燃气体、可燃液体泄漏后与空气形成爆炸性混合物的情况”。因此具有爆炸危险性的建设项目的设计必须采用“石化规”。
(2)适用范围。“建规”总则第1.0.2条规定:“本规范适用于下列新建、扩建和改建的建筑:厂房;仓库;民用建筑;甲、乙、丙类液体储罐(区);可燃、助燃气体储罐(区);可燃材料堆场;城市交通隧道。人民防空工程、石油和天然气工程、石油化工工程和火力发电厂与变电站等的建筑防火设计,当有专门标准时,宜从其规定。”第1.0.3条规定:“本规范不适用于火药、炸药及其制品厂房(仓库)、花炮厂房(仓库)的建筑防火设计。”“石化规”总则第1.0.2条规定:“本规范适用于石油化工企业新建、扩建,或改建工程的防火设计。”虽然两个规范中适用范围划定的很清楚,但是根据国家安监总管三〔2013〕76号文的第十五条的要求,“石化规”的适用范围明显比规定的范围要大得多。只有对于不具有爆炸危险性的建设项目,根据两个规范的适用范围进行合理选用才是有效的。
(3)火灾危险性分类。“建规”与“石化规”在火灾危险性分类方面共同点是都是以物质的安全特性为主要依据进行分类的。“建规”火灾危险性分类分为生产的火灾危险性分类和储存物品的火灾危险性分类两大类,并分别分为甲、乙、丙、丁、戊5类。“石化规”火灾危险性分类分为甲、乙、丙3类。其中可燃气体分为甲、乙2类,在甲、乙、丙3类中又细分为甲A、甲B、乙A、乙B、丙A、丙B六类。这里可以明显看到“建规”火灾危险性分类涉及的危险物质范围类型广一些,而“石化规”涉及的危险物质范围小一些,仅限于石油化工企业常见物质范围内,一般化工生产企业许多物质在“石化规”里是找不到分类标准的,毫无疑问,在火灾危险性分类问题上一般化工生产企业应参照“建规”执行,石油化工生产企业应参照“石化规”执行。
(4)根据“安全第一,预防为主,防消结合”的安全生产方针,预防事故发生的措施是最重要的。“建规”侧重的是“消”而非“防”,基本是事故发生后防止事故蔓延扩大和事故后果加重的措施(如耐火等级、防火分区、防火间距、防爆泄压、安全疏散、消防等),主要偏重火灾时怎么“保护建筑物”,几乎没有预防事故发生的规定。而“石化规”是综合性的防火规范,既有“消”也有“防”,既有预防事故发生的规定(即“工艺”上怎么预防火灾),也有防止事故蔓延扩大和事故后果加重的规定。
(5)“建规”只规定了建筑物(如厂房、仓库)和构筑物(如堆场、罐区)应采取的防火措施,而对于建构筑物内的生产、储存、辅助设备设施本身及生产工艺过程应该采取什么安全措施则基本无规定。“石化规”是综合性的规范,既有对建构筑物的规定,又有对生产、储存、辅助设备设施本身及生产工艺过程应该采取的安全措施的规定。“建规”仅仅是一个建筑防火规范,建设项目中涉及的许多其他防火安全问题,诸如规划设计、平面布置、工艺设置、管道布置、仓库管理、清污分流、环境绿化等内容在“建规”中是没有具体要求的,但在“石化规”中却有比较具体明确的要求,而这些内容应该或者可以作为一般化工生产企业建设过程作为安全设施设计的依据。
(6)在防火间距经过对比,除罐区外,其他方面的防火间距,“石化规”比“建规”要大得多(如:“石化规”甲类装置间防火间距要求30m,“建规”甲类厂房间防火间距要求12m等)。“建规”规定的一个罐区的容量较小(甲、乙类5000m3,丙类25000m3),如果要储存的物料数量超过一个罐区的规定容量,则应布置成两个罐区,两个罐区之间的防火间距要求很大。“石化规”在一个罐区的容量方面无规定,只规定了一个罐组的容量,而多个罐组可以布置在一起构成一个罐区,这方面“石化规”在防火间距方面低于“建规”。且“石化规”对于装置储罐(中间储罐)与装置的间距要求较低。
(7)对于规模为中、大型的企业,如果生产装置是露天框架布置的,不管其是否属石化、炼油、化纤企业,也不管其是否在“石化规”4.2.12条文解释表5、表6、表7中出现,防火间距均应执行石化规,因为建规没有规定这种露天装置之间的间距,而且对露天框架装置的安全疏散、消防等方面,建规也没有规定,只能执行“石化规”。
(8)在一个企业或项目中,防火间距必须执行同一个规范,不能这个区块执行“建规”而另一个区块执行“石化规”。规范之间是有关联的,是相互引用的,例如,防火间距执行“石化规”的企业,在涉及建筑物间(如仓库之间、办公楼等民用建筑之间、空压机房等辅助厂房之间)的防火间距时,因“石化规”无规定或指明执行相应规范,这部分防火间距就要执行“建规”了。这种情况仍然符合一个企业在防火间距方面只能执行一个规范的原则——统一执行的是“石化规”,只不过“石化规”在建筑物防火间距方面指明引用其他规范,而未列出具体数据,我们按其他规范规定的数据要求,也是遵从“石化规”的要求。但对于“两重点一重大(重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品和重大危险源的监管)”的建设项目应注意,根据国家安监总管三〔2013〕76号文第14条规定,至少还应满足下列现行标准规范的要求,并以最严格的安全条款为准:《工业企业总平面设计规范》(GB 50187);《化工企业总图运输设计规范》(GB 50489);《石油化工企业设计防火规范》(GB 50160);《石油天然气工程设计防火规范》(GB 50183);《建筑设计防火规范》(GB 50016);《石油库设计规范》(GB 50074);《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB 50493);《化工建设项目安全设计管理导则》(AQ/T 3033)。
3结论
综上所述,根据以上几条统筹考虑,应能很好地解决“建规”和“石化规”在化工设计中的选用问题,做到合理使用规范。
参考文献:
上面提到过变配电室包括高压配电室、低压配电室、发电站、总变电所等。确定变配电室的火灾危险性类别是给建筑物定性,为进行下一步设计提供重要的依据。《石油化工生产建筑设计规范》SH3017-1999(以下简称《油规》)附录A中高低压配电室、变电站火灾危险性分类为丁、戊类,总变电所火灾危险性分类为丙类,如何根据电气专业提出的具体要求认定其变配电室的火灾危险性类别,关键要看该建筑物自身的使用功能。根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229-2006表11.1.1建(构)筑物的火灾危险性分类及耐火极限(见附表1)可看出,如单一功能房间的建筑物,无论大小都可在表中对号入座确定其火灾危险性类别和耐火极限。但一个建筑物内含有多个功能房间时,如何认定呢?
实例一:某单个装置变电所,一层为电缆夹层以及配件库等辅助用房,二层为高低压配电室(无含油电气设备,含四台干式变压器)、干式电容器室等。该变电所主角是配电室,所以查附表一高低压配电室(无含油电气设备)火灾危险性类别为戊类,干式变压器室、干式电容器室为丁类,有人认为即便按危险性较大的设计,此变电所火灾危险性类别也只能定为丁类,认定为丁类在建筑设计上会省掉很多麻烦,这样的图纸我也看到过,但他忘了电缆夹层可是丙类,而且一般变电所电缆夹层上方或下方即是配电室,《建筑设计防火规范》GB50016-2006(以下简称《建规》)第3.1.2条1规定“火灾危险性较大的生产部分占本层或防火分区面积的比例小于5%且发生火灾事故时不足以蔓延到其他部位或火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施,才能按火灾危险性较小的部分确定”,显然电缆夹层没采取任何有效的防火措施,且所占防火分区面积的比例也远远大于5%,所以该变电所火灾危险性类别应定为丙类而不是丁类。实例二:某罐区配电室,包括两个油浸变压器室、一个配电室含十台配电柜(每台配电柜油量均在60kg以下)、一个电容器室及辅助用房,带十台配电柜的配电室查附表一火灾危险性类别为丁类,油浸变压器室为丙类,所以电容器室无论有无可燃介质,该整体配电室应定为丙类,但事实还是有把它定为丁类的,原因也与例一类似。
从上面两个例子可以看出变配电室火灾危险性分类是经常遇到并容易混淆的。我给大家一个简单判定的方法,如果遇到变配电室内含电缆夹层或油浸变压器室的多功能建筑如无特殊情况或前提条件与上述例子比较相似可判定该变配电室为丙类,其他可视具体情况定为丁类或戊类。
2防火分区的划分
防火分区的划分在石油化工建筑设计中是常见而棘手的问题,也是非常容易混淆的问题。有的建筑只因设计人对规范的理解不到位或曲解了规范的用意而做了错误判定,不是采取了多余的措施造成不必要的浪费,就是考虑不够周全,没有满足规范的要求。下面举个常见的实例说明一下:某酮苯真空过滤机厂房,生产类别为甲类,底层建筑面积为1546m2,二层建筑面积为1513m2,总建筑面积合计为3059m2,建筑总高度为23.6m。本建筑物适用于《建规》,故查该规范表3.3.1(见附表2)确定其防火分区。因为二层,所以按多层厂房查表可得“厂房的耐火等级为一级时每个防火分区的最大允许建筑面积3000m2,厂房的耐火等级为二级时每个防火分区的最大允许建筑面积2000m2”。
正确的做法是把厂房的耐火等级定为一级,要么将一层与二层中间的耐火极限不小于1.5h不燃烧体的钢筋混凝土楼板上必须设的吊装孔在平时不生产时封闭形成两个防火分区;要么将其中一个62m2的室内楼梯封闭在生产区和封闭楼梯间形成两个防火分区,吊装孔不用封闭,从楼梯间每层进入生产区的防火墙上应设甲级防火门。上述两种做法均可满足《建规》防火分区划分的要求,后者对面积超限不多更经济实惠、方便操作。但我看到过真实的错误做法,设计人或将每个防火分区的最大允许面积理解为每层防火的最大允许面积(按多层考虑)或认为有吊装孔而按单层厂房考虑,但无论如何他把将该厂房的耐火等级定为二级是错误的,故石化综合大检查时该建筑没有通过消防检查。况且二层钢筋混凝土楼板仅开了一个很小的吊装孔,不足以认定为单层建筑。
3厂房或泵房在何种情况下不能设地沟或地坑
厂房或泵房能否设地沟或地坑,这个问题一直是石油化工建筑设计纠结的问题,工艺安装或储运等上序专业经常为了这个问题与接委托的建筑专业设计人员产生分歧,为什么有的厂房或泵房能设,有的厂房或泵房不能设,什么原因不能设等等,下面就详细地论述一下。设地沟或地坑的目的是为了平时方便清理地面或开停工、检修时清洗设备或泵以及排空设备、泵、管道中的残液或进线用。那么什么样的厂房或泵房不能设地沟或地坑,《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第5.3.1条6规定“比空气重的可燃气体压缩机厂房的地面不宜设地坑或地沟;厂房内应有防止可燃气体积聚的措施”和第5.3.3条3规定“甲、乙A类液体泵房地面不宜设地坑或地沟,泵房内应有防止可燃气体积聚的措施”。《油规》第2.4.25条规定“散发较空气重的可燃气体的甲、乙类压缩机厂房,其物料管线和电缆宜架空敷设,当设地沟时,沟内应用非燃烧体材料填塞密封,沟盖板应固定密闭,地沟应密封至本厂房外出口1m处”和第2.6.9条规定“甲、乙A类泵房的地面不应设地坑或地沟,并宜在侧墙下部采取通风措施”、第2.8.9条2规定“散发较空气重的易燃、易爆气体的甲类厂房,应采用不发火花楼地面。地下不宜设地沟,当必须设置时,其盖板应严密,并用非燃烧体材料填塞紧密填实。《建规》第3.6.6条规定“厂房内不宜设置地沟,必须设置时,其盖板应严密,地沟应采取防止可燃气体、可燃蒸汽及粉尘、纤维在地沟积聚的有效措施,且与相邻厂房连通处应采用防火材料密封”。什么原因不能设地沟或地坑呢?其主要原因就是防止可燃气体、可燃蒸汽及粉尘、纤维在地沟或地坑中积聚,避免爆炸危险。
4结束语
关键词:石油化工安全评价技术研究企业发展
中图分类号:TU276.7文献标识码: A 文章编号:
引言
安全是企业发展的基础,安全生产是企业生存的必备条件。石油化工生产的原料和产品多为易燃、易爆、有毒及有腐蚀性,其生产特点多是高温、高压或深冷、真空,化工生产过程多是连续化、集中化、自动化、大型化,化工生产中安全事故主要源自于泄漏、燃烧、爆炸、毒害等,因此,石油化工行业已成为危险源高度集中的行业。一旦发生事故,危险性和危害性大,后果严重。所以,石油化工生产的管理人员、技术人员及操作人员均必须熟悉和掌握相关的安全知识和事故防范技术,并具备一定的安全事故处理技能。
表1近十年我国重要石油化工事故案例
安全评价技术方法是伴随着石化工业的事故而发展的。随着行业的发展,其风险的种类越来越多,风险的程度也越来越大;另一方面,由于科学技术水平的提高和社会的进步,人们的安全意识观念也日益增强。
石油化工企业安全评价的基础
在生产评价中,首先要预测一旦发生事故时会给人员生命、财产和自然环境造成多少损失,人们的生命安全造成多大的威胁,这也是在行业中人们最关心的问题。所以,这些事故一旦发生,也往往与一定的经济损失联系起来。
主要危险性分析
石油化工企业使用的最基本原料是原油和天然气,要经过许多的工序和复杂的加工单元并通过多次化学反应和物理处理过程来完成,它们之间还存在着很多中间产品和催化剂,这些产品大多具有易燃性、毒害性。这些物质大多储存于各种油罐或出现在反应装置中。而反应装置又具有工艺连续性、复杂性等特点,对操作的条件和生产工艺参数的要求都比较苛刻,往往需要在高温高压下或深冷负压的条件下进行操作,而这种操作极易损坏设备材料,爆炸的概率大幅增加,给安全生产也带来了很大的困难。这些危险物质在正常运行条件下是不会产生危险的,但是如果存在操作失误、自动控制系统参数发生偏差、自动化控制系统失效或者设备出现裂缝等现象时,会导致大量的危险物质泄漏,一旦遇到火源会导致严重的火灾及爆炸事故,其泄漏及残留的物质还会导致人员中毒、环境污染等后果,例如表1中所示。这些事故都给企业和社会造成了严重的后果和影响。
指标介绍及选取
在事故后果的研究中,根据风险及损失的类型评价指标分为以下几类:人员伤亡、经济损失、环境损失及多种风险损失后果综合方法,根据实际情况和评价目的选择其中一个或多个作为指标。
2.1人员伤亡指标
人员伤亡指标一般从两方面给予描述,一 是系统失效造成单个人员的风险,用个人风险来表示。二是系统失效给一定区域范围全体人员造成风险的大小,用社会风险来表示。
2.2经济损失指标
评估经济损失的大小一般使用货币单位将造成的损失转化为经济损失,包括直接经济损失和间接经济损失两部分。直接经济损失是指与事故直接联系、能用货币直接估价的损失;间接经济损失主要是指与事故间接相联系的,能用货币间接估价的损失,计算范围无明显界限,如事故导致的处理费用、罚款、时间损失等。
2.3环境损失指标
环境损失是指事故对生态环境造成的破坏,常采用事故发生的概率与环境损失后果的乘积作为评价指标。一般采用NORSOK(挪威石油工业技术法规)提出的评价方法----生态系统从破坏中恢复所需要时间的超越概率作为衡量环境的损失:
I-FT(x)=P(T>X)=∫fT (x)dx
2.4多种风险损失后果的综合方法
为了综合评估系统失效后导致的人员伤亡、经济损失及环境损失情况,可利用一种表达方式或者一种框架体系来考虑多种类型的风险损失,即将三种损失表示成同一个函数C=f(L,M,E)的输入值,L,M,E分别为生命损失、经济损失和环境损失。
石油化工安全评价研究的内容及方法
1.石油化工安全评价的内容:石油化工生产的特点是易燃、易爆,所以在石油化工安全评价中,安全对策的基本思路也是防止、减少火灾的发生,提出控制和扑灭火灾的相应对策措施。具体评价重点内容包括:
首先对总图布置进行评价时,要考虑风向、地形标高、平面布局与安全防火的关系,明火与油气源的关系,重要设施的重点保护,同时还要考虑总体布局要满足应急救援的要求。
其次对生产工艺装置进行安全评价应包括对石油化工生产过程中危险源的识别、危险物料的识别、危险化学反应的识别和危险单元的识别;按生产单元对工艺生产装置的危险进行定性、定量评价,以确定单元的危险度和需要的安全防护措施;采用HAZOP或对设备RBI分析方法对整个工艺流程系统进行危险性分析。
2.石油化工安全评价的方法:石油化工生产的特点体现现代的工业化生产,自动化程度高,具有连续性,装置高度密集,所以选择合理、科学、有效的安全评价方法和安全评价软件是必不可少的工作之一。在石油化工安全评价中,可以根据不同的评价对象、不同生产装置的寿命期和不同的评价目的,选择安全评价方法。如对装置中单个设备的故障分析,采用故障类型及影响分析可以取得较好的效果;对于石油化工生产装置和工艺过程的安全分析,选择HAZOP分析方法较为合适,可以把流程分析得透彻。
三、石化企业安全评价的注意事项
1.高温重质油品事故几率较高。重油含腐蚀性物质多,在生产过程中容易导致设备、管道穿孔,造成物料泄漏,例如中石化目前炼制的高硫、高酸油。
2. 反应危险性参数必须考虑全面,不仅包括物的一面,还要包括人的一面。如操作人员素质不同,给安全性带来很大影响。社会、家庭又会影响人的心理,评价时不能忽略这点。
3.危险有害因素辨识应全面、客观的分析危险有害因素的种类、程度,产生的原因及出现危害的条件及其后果,为安全评价提供可靠的依据。
4.评价结果,应该用综合单一数字表达。由于评价时要考虑多方面因素,才能真正反映安全性的实际情况,但评价时又不能把因素逐个进行比较,只能进行综合性评价,所以必须用单一的数值表示综合危险性。
5.计算的方法力求简单,由于评价需反复计算,如太复杂则增大工作量,加大评价成本,完全满足评价的各项要求是比较困难的,这是因为每项要求均有不同程度的难点,但应尽力满足其要求。
总结:
【关键词】石化;建设;安全评价;实践
石油化工产业是我国的支柱性产业,每年为我国的GDP增长做出了重大贡献。然而,石油化工产业也是我国高危产业之一。尤其是上世纪的70、80年代,世界各地频发多起石化安全事故,给人民的生命财产造成了巨大的损失。时至今日,虽然相关的安全设施已经不断完善,石油化工产品特有的易燃易爆易腐蚀等特性,还是让普通人谈之色变避之不及。为了保障生产的安全,为了保证人民的健康,完善石化企业建设项目安全评价体系,刻不容缓。
那么,究竟什么是安全评价呢?它在我国的发展和实践现状又是怎样的呢?接下来笔者将一一为您解答。
1.安全评价的概念及分类
1.1什么是安全评价
安全评价,在国外又被称为风险评价和危险评价,是一种运用安全系统工程的原理和方法来识别和分析工程系统中所存在的危险和有害因素,从而评判对工程系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程度,为制定防范措施和管理决策提供科学依据,以实现保障工程、系统安全的目的。
1.2安全评价的分类
根据不同的标准,可以对安全评价做出不同的分类。本文所介绍的是最为常见的两种分类。
1.2.1以评价结果的量化程度为标准
以安全评价结果的量化程度为标准,安全评价可以分为定性评价方法和定量评价方法。常见的定量评价方法有故障类型影响分析法、事件树分析法、事故树分析法和指数法。常见的定性评价方法有危险性预先分析等。
1.2.2以实际评价的对象为标准
根据安全评价所关注的对象不同,安全评价又可以分为企业固有危险性评价,企业安全管理现状评价和企业现实危险性评价。这三者虽然互有区别,但是在石化建设过程中缺一不可,它们共同构成了一个完整的安全评价体系。
2.在石化企业建设项目中设置安全评价机制的必要性和重要性
2.1这是由石油化工产业的特殊性造成的
2.1.1石油化工产业是我国的支柱型产业
石油化工产业不仅每年为拉动我国的GDP增长做出了卓越贡献,更关系着寻常百姓的衣食住行和国家的国防建设。石油化工产业的波动,不仅会限制我国经济的迅速腾飞,也会造成人民生活水平的降低和我国国防力量的削弱,因此,保障石油化工建设的顺利安全进行,是十分必要和急迫的。
2.1.2石油化工产业是高风险产业
石化项目,由于其原料大多具有易燃易爆高腐蚀强污染等特点,再加上生产过程中经常处于高温高压的环境里,因此火灾爆炸等危险发生的概率十分之高,因此,为了保障生产环节的安全性,必须迅速完善我国的相关安全评价机制。
2.2设置安全评价机制,符合科学发展观的要求
科学发展观中提到,必须以人为本,安全评价机制的建立,可以将潜在的危险扼杀在摇篮之中,最大限度保障人民生命财产的安全。安全评价机制的完善,还可以规范相关企业生产过程中的各项标准,促进企业科学长远发展。
2.3完善安全评价自制,符合国家的相关要求
2012年9月20日,我国国家安全监管总局了关于印发危险化学品建设项目安全审查的相关文书。我国的《危险化学品建设项目安全监督管理办法》对此也有较为完备的规定。相信不久以后,相关的立法文件也将出台,彻底规范我国石油化工行业内的安全评价监督机制,保障生产安全,居民生活安全。
3.常见的安全评价方法
石油化工行业常见的安全评价方法有很多,本文只介绍其中最有代表性的几种,有兴趣的读者可以继续查阅相关文献来作进一步了解。
3.1事故树分析法
事故树分析法,又叫做FAT,是定量评价方法中的其中一种,因其表示各种事故影响因素的逻辑关系图形似树木而得名。它所研究的对象涵盖在生产过程中可能对系统造成损害的各种因素,比如硬件设备,软件设备,人为因素以及环境影响等。它的工作原理主要是根据工艺流程的先后顺序和彼此间的因果关系,计算出可能导致危害发生的各种途径,从而采取与之相对应的措施来达到预防危险的目的。
事故树在实践中的应用已经十分广泛。因为它图形逻辑分析方式简单明了,而且工作过程中综合考虑各种因素,全面详细而且十分可靠,因此广受欢迎。
3.2事件树分析法
事件数分析法,也简称为EAT,和事故树分析法一样,也是比较普遍的安全分析方法。它以统筹学为理论基础,主要用来辨析事件由初始事件演变成事故的可能性,以及事故发生后可能导致的后果。由于事件数分析采取的是进程追踪,因而具有动态性,而且根据事件演变的程度不同,事件树既可以做定量分析,也可以做定性分析。事件树和事故树都是以图形演示,因而观察起来十分清晰,一目了然,在实践中的使用率也颇高。
3.3故障类型及影响分析
故障类型及影响分析,简称为FMEA。此种分析法是在可靠性工程的基础上慢慢发展起来的。它的主要任务是评估系统和产品的可靠性以及安全性。FMEA在工作时,主要是系统考察产品和系统内部的各个组成部分,找出子系统可能包含的故障模式,并分析出发生过故障后对整个系统的损害程度,从而针对性的提出预防措施,达到提高系统和产品的安全性的目的。
以上三种方法学者在分类时一般将它们归为定量分析法,定量分析法虽然简单明了,但是由于其大多是在石化建设工作前进行,许多数据并不一定精确,因而也存在了一定程度的误差。下面我们来看看比较典型的定性分析法又是怎样的。
3.4预先危险性分析法
预先危险分析法简称PHA,主要用来评析系统内部的危险因素和危险程度。它的运行时间一般是在工程开始之前或者技术改造之后,目的是排除一切可能危害系统和操作人员人身安全的因素,避免操作人员直接接触高危原材料,当工作人员无法避免要接触这些物质时,必须保障相关的系统和设备正常而且安全,最大限度降低事故发生的几率。由于预先危险性分析极大的保障了操作人员的人身安全,而且预先排查危险因素可以有效避免事故的发生,因而可以保证工程的顺利进行。
一般情况下,预先危险性分析法适用的情形主要是固有系统更新以及生产流程中有新物质或新设备加入等情况。总体而言,PHA是一种简单易形,经济实惠的定性分析方法,因此在石化生产过程中使用率也比较高。
以上就是一些最为普遍的安全评价方法,在我国的使用率都很高。那么,我国要怎样完善安全评价机制呢?
4.我国建立安全评价机制应注意的问题
4.1注重管理,实事求是
好的管理往往能顾达到事半功倍的效果,建立安全评价机制,就要注重对相关人员的培训,也要注重对整个生产流程的安全监管,安全评价机制虽然一定程度上可以预测预防危险,但是认真负责的态度才是杜绝危险最根本的因素。另外,安全评价方法有数十种,企业在选择时,一定要以自身的实际情况为准,选择最为合适的,毕竟最先进适用率最普遍的方法不一定就是最适合自身的。
4.2提高创新能力
企业在引进国外的安全评价技术时,可以根据自身的需要对安全评价系统做适度调整,企业也可以自主研发相关技术,摆脱对外国公司的技术依赖。一方面这样可以增强我国企业自主研发能力,另一方面也可以节约成本。
4.3综合运用,提高效率
企业在采用安全评价时,可以将多种评价方法相结合,多方验证,确保结果的真实性和正确性,而且综合运用,也可以提高检测效率。
5.总结
我国的石油化工建设项目的安全评价虽然起步不算太晚,但是和英美国家相比还具有很大差距,但是我相信,只要我国注重自主创新,结合各家所长,我国的安全评价机制一定会更加完善。
【参考文献】
[1]沈婷.浅谈国内化工企业安全评价方法的选择[J].科学管理,2011(05).
关键词:石油化工 防火技术 措施 研究
中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)02(c)-0015-01
就目前来看,石油化工生产方式的特点,主要包括高度自动化、连续化以及密闭化。石油化工生产过程中,每一个生产环节中的产品都具有易燃易爆性,一旦发生燃烧、保障,将会造成严重的安全生产事故。石油化工生产中,在生产有机烯烃、烷烃、聚烯烃等一系列大分子有机物的时候,一般都需要深度冷冻、高压以及高温等相应的化学反应条件,例如:在生产高压聚乙烯的时候,需要在2.95×10 Pa(3000 kg/cm)高压环境与800~900 ℃高温环境下才能够有效的开展生产;这些因素在很大程度上增加了石油化工生产中安全事故发生的概率。
1 石油化工生产发生火灾保障事故的分析
随着我国石油化工生产技术的不断改进与发展,石油化工生产效率与质量得到了有效的提升,一些危险系数较大的石油化工产品都被禁止生产,这在很大程度上减少了特大安全事故的发生。但是,石油化工生产规模正在逐渐拓展,石油化工生产中大型高温高压设备的数量也在逐渐增加,无疑给石油化工生产带来了较大的安全风险,引发更加严重的安全事故。
石油化工产业作为我国经济发展过程中的支柱产业,对于国民经济的快速发展有着十分重要的作用,控制石油化工生产中出现相关的安全事故,是我国必须充分重视与解决的重要问题。2010年,我国发生了7・16特大型石油爆炸事故,事故中大量的原油发生泄露,并且引发重大的火灾;同样是在2010年,我国北京市大兴区一家石油化工公司中的轻烃罐车在对轻烃进行卸载的时候,突然发生爆炸,引起重大的火灾事故;这些石油化工安全生产事故,提醒我们石油化工生产过程中存在巨大的安全风险,应当充分重视石油化工防火技术的应用,采取合理的措施。
2 石油化工防火技术措施分析
2.1 重视原料混合的比例配置
催化剂在化学反应中起着非常重要的作用,对于新物质的产生、化学反应速度的控制以及化学反应进程的推进发挥着较大的作用;对于催化剂配比出现误差状况,特别是催化剂使用过量之后可能导致的安全事故,应当重点对其进行控制处理。石油化工生产过程中,对于氧化剂、易燃物质以及可燃物质之间进行化学生产的时候,应当对催化剂的分量进行严格的控制,将催化剂的使用量控制在燃烧、爆炸的极限范围内,或者在生产过程中加入氮气、水蒸气等一系列惰性气体,在石油化工生产中起到一定的稀释作用,以此来降低石油化工生产中发生安全事故的几率。
2.2 合理控制投料数量
石油化工生产中,应当对投料的数量进行严格的控制,不然会引发剧烈的化学反应,严重浪费生产原料,甚至导致安全事故的发生。石油化工生产中,若是放热化学反应,投料数量过多会造成温度升高,当冷却不足的时候,会对化学反应造成一定的影响。一次性投料生产中,若是投料的数量过多,那么物料的温度在升高之后会出现体积膨胀状况,还可能导致生产容器、设备发生爆裂。所以,应当按照石油化工生产设备的80%对易燃液体、液化气体进行装料,对投料数量进行合理的控制。
2.3 保证物料投料顺序的合理性
石油化工生产过程中,必须按照相关规定中的投料顺序对物料进行投料操作,例如:氯化氢合成中,应当先对氢进行投料,然后对氯进行投料;三氯化磷生产中,应当先对磷进行投料,然后对氯进行投料。
2.4 合理控制温度
石油化工生产中,化学反应物必须在一定的温度下才能够有效的生成,温度过低或者温度过高,都会影响化学反应,而且温度过高可能会引起火灾,甚至爆炸。石油化工生产过程中,温度迅速降低或者迅速升高,都会造成生产设备、设施的损坏,还可能会引起剧烈的化学反应,导致安全事故的发生。因此,石油化工生产中要对温度进行合理的控制,按照相关规定的流程开展生产活动,这样就能够有效的防止安全事故的发生。
2.5 合理控制化学反应过程中产生的压力
石油化工生产过程中使用的设备与反应器都有其自身承受压力的极限值,一旦压力值过大,可能导致反应器与设备的损坏,甚至出现爆炸事故。因此,石油化工生产中,要避免高压系统中的压力进入低压系统中,定期对石油化工生产设备、反应器等一系列设施进行耐压检验,并且在生产设备设施上安装压力机、安全阀等安全装置。
2.6 严格按照操作规程进行生产
石油化工生产中,生产人员应当了解与掌握生产工艺流程,熟悉生产原料具有的特性以及生产设备的特点,在出现突发状况的时候,能够采取合理的措施进行处理,严格按照石油化工操作规程进行生产;同时,石油化工生产人员还保证存储容器、生产设备以及输送管线等一系列设施的密闭性,避免反应物与原料出现泄露状况,防止安全事故的发生。
3 结语
石油化工企业应当充分重视防火技术措施,根据石油化工生产实际状况,制定合理的预防策略;石油化工生产人员应当具备良好的安全意识,熟悉操作方式与流程,严格按照相关规定进行生产操作;只有这样才能够有效的避免安全事故的发生,促进石油化工的生产。
参考文献
[1] 汪珂吉.石油化工防火技术的现状及应对措施研究[J].江西化工,2013(1).
[2] 王炳强.石油化工企业火灾危险性及防火对策[J].广东化工,2011(12).
【关键词】大型油库 消防系统
自油库消防发展伊始至今,已经实现了从纯手动操作到如今运用先进控制技术,如,自动报警、自动淋喷冷却灭火等系列转变,这对于大型油库消防水平的提高具有非常重要的意义。但是随着近年来油库储量即规模的不断增大,不仅给管理运行过程带来相当大的难度而且增加了安全风险。因此,对于大型油库的消防工作来说,应急保障能力的提高是值得我们高度重视的。
1 大型油库的火灾危险性分析1.1 大型油库的属性简介
油库的大型化趋势不仅是国家石油战略发展和提高原油的加工处理能力的需要,而且也是顺应原油运输油轮的大型化发展的需要。大型油库与传统的常规油库相比,具有以下几个特点:首先,库址多选于海港附近,这是由于在所有的运输方式中,船舶运输具有最优性;其次,油罐堆放密集且容积大;再次,工艺复杂同时管道错综且管径大;最后,具有高的自动化程度和齐全的配备设施。
1.2 大型油库的火灾危险性浅析
1.2.1 油品性质分析
原油为大型油库的主要储存油品,原油的性质主要包括以下几部分:首先,原油闪电低(小于28°),而我们都知道随着闪电的降低,火灾危险性就会越大;其次,原油的燃烧伴随着热播的产生,属性为宽沸程油品,这就带来了燃烧过程中沸溢的可能;另外,原油灌的非真空可能导致气化原油和空气瞬时混合而发生爆炸,这种情况下的爆炸强度通常规律为,随着爆炸极限范围的增大,爆炸下限降低,爆炸强度越大;再次,原油粘度的变化范围较宽,在粘度较低的范围内,原油发生渗漏及扩散的几率会加大;最后,电阻率在1×1012Ω。伴随着电阻率的升高,静电荷的累积能力加强,会增大摩擦引燃的概率。
1.2.2 储油形式及分类
油品的储存形式繁多,通常来说应该根据所选库址、工期及投资预算进行综合考虑,另外,要符合防变质能力高、便于接受及储存等要求。
对于地上型储罐来说,通常所选的材料为钢板,这是由其耗资少、建设周期短及维护方便等特点决定的。但是地上储罐存在所占面积大及油品易蒸发带来损耗及危险性的缺点。
对于地下/半地下型储罐来说,通常所选的材料为钢筋混凝土,并且伴随涂有防渗材料(或薄钢衬底)的内壁。这种储罐具有的明显优点为,由油品的蒸发而引起的损耗小,因此引发火灾的危险系数小。但是它也存在系列隐蔽的缺点如,耗资高、建设周期长及维护困难等,另外,对于地下水位高的地区并不适用。
对于水下除油来说,目的是为了方便海上的石油开采,因此安放位置为水下,主要用于海上原油的接收与转运。
按照罐顶结构,地上型储罐可分为固定顶、浮顶两种。其中,固定顶的储罐不适宜大量油品的储存,这是由于油蒸汽与空气会在油品的液面以上发生混合,容易引发瞬间爆炸。浮顶储罐可分为内浮顶和外浮顶油罐两种。其中,内浮顶油罐空间密闭性良好,对于有油蒸汽的减少和安全系数的提高均十分有利,因此可以用于大量和挥发性高的油品储存;外浮顶油罐内由于不会存在油蒸汽,因此避免了蒸发损耗,适于大量原油的储存。按照危险等级排序,外浮顶储罐的安全系数最高,其次为内浮顶储罐,而固定顶储罐相对来说最低。
1.3 大型油库的火灾发生原因
可引起大型油库火灾的原因众多,直接原因有雷电、焊接、明火及静电等。有调查结果表明:油库年均着火率为0.448‰,在这其中,绝大多数火灾都是由于操作不当而引起的。如,大连新港一期工程中的原油爆炸事故发生原因是脱硫剂施加过程不当。对于控制大型油库的火灾发生,主要有以下两点措施:首先,加强技术人员培训、严格控制安全管理及规范施工人员行为及加强安全意识等;其次,必要的安全技术及定期的设备检修及维护是十分必要的。
2 大型油库的消防系统设计
2.1 储罐的布置形式
从防止油品散流以致火灾的角度考虑,应在每个储罐设置防火隔堤,防火隔堤的容积由最大浮顶储罐二分之一的容积和消防给水总量的总和进行确定,高度应高于储罐大约0.2米,以便有效防止油品的漫溢,另外强度应按照动压强进行考虑。
2.2 消防系统的设计
消防系统的设计主要包括消防水池、泡沫罐、消防泵站、消防自动控制系统及事故排水系统的设计。根据有关规定,泡沫混合液及消防冷却水的最小供给时间应满足扑灭火灾的需要,消防水池及泡沫罐均应将容积设置在规范量的两倍之上。消防泵站应发挥应有的作用,使得供电系统正常工作而及时捕捉扑救时机。消防自动控制系统应该采用全自动的报警控制灭火系统,自动探测火灾信号、自动检测温度及启动喷淋装置。而事故排水系统则应分别设置清洁雨水及含油污水系统,做好灌区、管涵防身工作。针对临海的大型油品储存区,要考虑到地势高低之差,实现整体合理布局,确保事故的污水排放不会对海水造成污染。
3 总结
有效提高大型油库的安全等级系数对于防止火灾事故的发生具有重要作用。我们应该根据大型油库的具体情况全面设计储罐布置、消防系统的设计及排水系统。加强库区道路的宽度、防火堤设置、事故缓冲池及消防泵的动力源设置等建设。
参考文献
[1] 张振华,李萍,赵杉林,等.硫化亚铁引发储油罐火灾危险性的研究[J].中国安全科学学报,2009 (11)
[2] 陈雪梅,宋义伟,郝瑞梅,等.大型油库储油罐区安全设计[J].油气田地面工程,2011(08)
关键词:化工企业;化学危险品;消防安全管理
50余年前,全世界的化学品产量仅有100万吨,对于化学品和化工生产过程可能产生的危害还鲜为人知。今天化学品的产量已超过4亿吨,已为人所知的化学品就有500万-700万种之多,在市场上流通的已超过8万种,而且每年还有约1000多种新的化学品问世,这给从事消防监督和灭火救援的消防工作者带来了巨大的挑战。
一、进行化工消防安全管理的主要困难
(一)危险化学品种类繁多
各种化学工业产生的危险化学产品可谓五花八门,给识别、进行危险性分类带来了巨大困难。为对危险物品进行科学管理,我国颁布了《危险化学品安全管理条例》(国务院令第344号)规定,将危险化学品分为八个大类:1、爆炸品,2、压缩气体和液化气体,3、易燃液体,4、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品,5、氧化剂和有机过氧化物,6、有,7、腐蚀品,8、放射性物品。
(二)化学工程工艺较复杂
化学工业生产的特点:一是生产流程长,一个产品需要多道工序;二是工艺复杂,既有高温、高压,也有低温、低压,既有物理过程,也有化学过程,既有形态变化,也有性质变化;三是物料传输复杂,既有液体,也有固体、气体,既有管道、廊道连续输送,也有储罐、储槽间断输送,在传输中还必须精确控制用量;四是生产过程的原料、物料具有易燃、易爆或有毒、腐蚀等危险性。
(三)化工企业出现事故危害大
化工企业出现事故,很可能造成重大人员伤亡、重大财产损失,以及严重的生态、社会灾难。主要表现在:一是燃烧爆炸直接至人死伤,如1993年的深圳清水河化学品库火灾,死亡15人,伤100多人,损失2亿元;二是泄漏造成人身伤害,如1984年印度博帕尔农药厂甲基异氰酸酯泄漏,造成2500余人死亡,20万人中毒,67万人受残余毒素影响;三是造成环境污染,如2010年大连市大连湾附近中石油输油管道发生泄露爆炸,造成附近海域50平方公里的海面污染,三大养殖海域恐受牵连;四是影响社会安定,如果事故频发,伤亡不断,人民生命财产安全得不到保证,势必影响人们的正常生产、生活,势必导致社会秩序动荡,势必影响社会和谐和安定。
二、加强化工企业消防安全管理的几点体会
化工企业消防安全管理有其特殊性。做好化工企业消防安全管理工作是构建社会主义和谐社会的需要、是树立和落实科学发展观的需要、是落实安全生产法律法规的需要,也是提高安全生产监管效果的需要。结合工作实际,对如何加强化工企业消防安全管理谈几点体会:
(一)加强建筑审核和验收管理。化学工程工艺种类繁多,是化学工程事故易发性的主要方面,应当引起消防监督人员尤其是工程审、验人员的重视。
1、化工工艺的布置决定总平面布局。
化工厂内各种建、构筑物、工艺装置、火灾危险程度、散逸危险化学物品的多少,生产操作方式等差别较大,应当按照不同的特性对其进行分区布置。分区的方法和考虑的因素很多,但将危险物质与可能导致事故发生的操作进行隔离是基本原则。从防火角度讲,也就是隔离起火物、火源、空气三个起火的必要条件。
2、化工工艺的生产环节决定生产的现实安全性。
化工工艺使用和生产什么物料,采取怎样的工艺过程,将影响到化工厂的火灾危险性,影响到采取怎样的措施来控制、消除火灾事故带来的后果。按照我国“易燃、易爆、有毒重大危险源评价方法” ,事故易发性在确定了物料和工艺手段后,其具体数值可进行判定(评价方法数值指标集,相应的值在确定评价模型后可以确定),因而决定了工厂生产的现实安全性。
3、化工工艺的控制过程决定生产应急预案的编排。
化工工艺生产的完成是靠各种控制手段实现的。就化工生产而言,控制过程是按照生产需要用到物料以及生产过程的先后顺序,从物料配送、化学反应、物料分离、成品处理、废料处理几个方面进行的。其中任何一个环节出现问题,我们要考虑的问题是:(1) 这个环节的物料是什么 ,有哪些危险性,该如何处置。(2)这个环节出现的问题是否可能影响相邻环节的安全运作。(3)这个环节的问题是否对连续生产不产生影响,还是必须停工处理。(4)要采取什么样的工艺控制手段解决问题?如是切断物料、能源供应,排泄物料、转换物料,启用备用设备,还是仅停止该工段运行。(5)这个环节的操作人员有哪些,在什么位置实施生产操作控制,发生问题应怎么撤离。
4、化工工艺过程中的物料决定灭火剂的选择、用量、布置和灭火方法。
5、化工工艺的设计需要,决定了工艺支持设备、设施、装置的布置,因而决定了这些设施的消防要求。
(二)以主要化工工艺环节为重点进行消防安全管理。
尽管化工工艺千差万别,但化工工艺生产具有一般共性。本文不讨论具体的工艺过程,只从工艺的共性出发,谈火灾危险性。
化工工艺的控制过程可分为物料配送、化学反应、物料分离、成品处理、废料处理几个主要方面:
物料配送的火灾危险性
物料配送的火灾危险性主要表现在:管道易被腐蚀,或通透导致泄漏;接头部位渗漏(如法兰、人孔、阀门);高速输送磨擦起电;输送物料与空气混合;超压破裂;维修管道;输送物长期接触发生反应的产物(如焦硫化铁是铁质管道与天然气的化合物,能自燃);物料配送错误,性质不相容的物料相遇。主要火灾危险性就是泄漏。这一环节的核心设备为管道系统。
2、化学反应工段的火灾危险性
其火灾危险性主要表现在:反应温度、反应条件失控发生爆炸、自燃;容器破裂发生泄漏;物料误混合;反应条件错误。可总结为为反应能量(包括反应本身产生的内部能量和支持反应进行的外部能量)溢出、泄漏。
3、分离工段的火灾危险性
分离过程主要是为了将不同物料分开,将理想产品与杂质分开,将不同状态如气体、液体、固体分开获得想要获得的一种或多种物料,主要火灾危险性为泄漏、放热。
4、成品处理和废物处理的火灾危险性
成品处理过程中的主要火灾危险性在于包装过程、包装物不符合要求导致化工成品泄漏、变质,发生污染或火灾。
废物处理的其主要火灾危险性:化工废物也有气、液、固态三种形式,一般有害气体会经过吸收再利用,烟尘会经过沉降后排入大气;废水要进入污水处理厂经过净化排向自然环境;固态废物经处理后进行掩埋。其中污水处理的危险性较大,容易在处理过程中析出有毒、可燃气体。
(三)加强对化工企业的消防监督
化工生产是一项科学技术含量很高的工作,因而使一些消防监督员感到无从下手。需要一提的是,作为消防监督工作者,对化工场所进行有效的监督检查应当有所重点。
1、对化工单位进行消防监督检查,必须掌握单位的有关情况。化工厂往往规模庞大,生产管线错综复杂,不了解单位的情况贸然进行检查,不亚于盲人摸象。在监督检查前,下列情况应做到心中有数,并且有书面材料在手中备案:单位的性质,产权情况,厂区各建、构筑物的基本情况;总平面布局图和安全管理网络图;消防安全审核、验收的具体通过时间及遗留问题;建设、设计、施工单位的情况;新、改、扩建或改变建筑使用用途的情况;生产单位的总工艺流程图和各主要工段的工艺流程图,工艺中的物料;消防设施,器材分布图及责任人;单位的安全管理制度;各工段、岗位的安全操作规程;应急预案;灭火剂的类型、储量、储存方式及地点。
2、督促单位履行法定职责,指导单位形成自查制度,定期将自查情况报公安消防机构备案。
3、扩大执法总量,保证检查效果。
指导单位自查不能代替公安消防机构的监督检查,这是消防监督管理的两个方面。必须按照上级有关抽查工作的要求,保证至少每半年全面检查一次。
4、各级公安消防机构应进行良好的沟通,形成合力,对新、改、扩建工程进行实时监督。
参考文献:
[1]《建筑设计防火规范》GB 50016―2006
[2]《石油化工企业设计防火规范》GB 50160―2008
关键词:大型化工;储罐区管道工艺;配管技术
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.017
与一般化工厂罐区管道设计相比,大型化工储罐区管道工艺与配管存有类似的地方,也存有诸多不同之处。本文以某储运公司化工储罐区项目为主,在了解了此储运公司管道输送介质需要定期更换的特征后,分析了大型化工储罐区的工艺与配管技术及软管交换站等相关问题,以此更好地优化工艺流程。
1 项目案例
某储运公司化工罐区工程工艺系统储罐区内的固定顶、内浮顶储罐数量37个,化工储罐分别属于2500m?、3000m?、5000m?。火灾类别为甲B类,乙二醇、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醇等为储存介质,储罐区工程量为12.9万m?。项目建设中,不但要与国家标准及规范相符,还应与大型储罐区物料品种更换速度较多的特征相符。为此,必须严格按照相关施工规定及客户生产要求,进行软管交换站及管道清洗球工艺方案探讨。
2 储罐区管道工艺
不同储存物质,其储存形式也有所不同,常见的主要包含球罐、内浮顶储罐等。且将检测报警措施安设到储罐、输送泵及管道等位置,如液位、压力等。为避免罐区物料泄漏,将双阀设置到储罐进出料管道内。设计时,储罐进出口管、管墩必须对罐体下沉等问题进行充分考虑,此时,可将金属软管设置到储罐进出口管线第一个阀门后面。安装金属软管时,其中一端为固定支撑,则滑动支撑为另一端,软管内无需进行管架设置。该项目因其具有较大管径,及较长的管线,为避免阳光过度照射,导致管道内物料受热膨胀,为避免储罐内流入膨胀的介质,需将DN25旁通管道设置到罐子进出料管道上,且将DN50旁通管道设置到装车泵进出口管道。
在化工生产时,软管交换站使用较多。本工程储罐较多,管道数量也随之增加,这种情况下,不仅增加施工量,更会增加造价。因此,可将软管交换站设置到3个储罐区之外,各个罐区交换站与总交换链接的管道只有1根,这样不仅符合工艺需求,还能降低管道使用数量,进而减少成本。因该工程管道具有较大直径,设计软管交换站时,连接软管的空间应充足,且进行围堰设置,避免物料外泄。
3 大型化工储罐区配管技术分析
罐区在石化装置中起到过渡作用。根据其功能进行划分,可为三类:原料罐区、中间原料罐区及成品罐区。其中罐组、装卸区等为典型完整罐区。本文针对炼油储运系统中,储罐布置及罐区配管进行了分析与探究,具体如下:
(1)火灾危险性分类。根据《石油化工企业设计防火规范》(以下简称《规范》)规定,需对储罐介质进行火灾危险性分类。(2)储罐的布置。第一,防火间距。储罐布置必须与《规范》相关要求相符,需成组布置储罐。不同介质,可分为2类:其一为可燃液体的地上储罐;其二为液化烃、可燃气体及助燃气体的地上储罐。布置储罐时,需与规定内防火间距要求相符。第二,布置防火堤。防火堤的有效容积应与《规范》相符,其计算公式如下:
V=AHj-(V1+V2+V3+V4)
其中,防火堤有效容积由V表示;通过防护堤中心线围成的水平投影面积由A表示;设计液面高度由Hj表示;防火堤内设计液面高度一个最大油罐的基础体积可由V1表示;最大油罐除外,防火堤内的其余油罐在防火堤设计液面高度中的液体体积及油罐基础体系总和由V2表示;防火堤中心线之内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积总和由V3表示;设计液面高度内的隔堤、配管等体积总和由V4表示。
第三,储罐管口布置。在斜梯下方设置常压立式储罐下部人孔,180°为顶部、下部人孔所呈现的方向,且设置到顶平台周围。侧向人孔具有较高高度时,其方位需为由斜梯向人孔靠近提供便利。要求将一个人孔分别设置到球形储罐顶部与底部位置,且按照平台配管做好布设工作。要求在顶部人孔周围设置常压立式储罐浮子式液位指示计接口。根据具体需求,可进行液位控制器等设置。除此之外,为降低设备开口情况,需进行液位计联箱管设置。在物料进出口位置,不得设置联箱管连接设备接口,一般设置到接台或梯子等位置,这样能够为安装、维修仪表提供便利。将集液槽的排液管设置到立式储槽底部,并留设沟槽。要求在排液总管一边设置排液口方位。为便于空气流通,必须合理设置液化石油气储罐底部接管最低点和地坪之间的距离。
第四,储罐区的配管。要求集中布置罐区范围内的全部管道。通过敷设管墩,与地面相比墩顶必须多出一些,如300mm以上,根据管径最小管道规定跨距进行管墩之间距离的合理设置,最大限度减少连接所有罐支管出现交叉现象。并将跨桥设置到管带合理部位,且在80mm以上控制桥底面最低位置和管顶之间的距离。将切断阀、插板设置到所有物料总管进出界区位置,并集中安设到防火堤外容易接近的位置。同时,还需集中设置储罐内操作频繁的阀门。介质不同则存在极大区别,如下凹袋形情况不得出现在液化石油气储罐气相返回管道内,防止U形液封问题出现。当允许液化石油气储罐顶部安全阀出口可向大气直接排放时,需垂直设置排放口,且将放净口安设到排放管低点位置,通过管道向收集槽、安全位置引至。但气体属于重组分时,需向密闭系统、火炬内排入。
4 结束语
综上所述,伴随社会经济的快速发展及科学技术的不断进步,我国石油化工行业也得到了极大的发展。在石油化工行业持续发展过程中,罐区具有显著的作用。加大大型化储罐区管道工艺及配管技术研究力度,可提高化工设计的合理性、科学性及安全性。本文通过具体案例,对化工储罐区管道工艺及配管技术相关内容进行了简要地分析,并与笔者自身多年工作经验相结合,对储罐布置及罐区配管进行了总结,以期为后期工作研究提供强有力的依据。
参考文献:
[1]杨芬芬,郭春杰.大型化工储罐区管道工艺与配管研究[J].化工管理,2015(06).
[2]赵振宇.浅谈大型化工储罐区管道工艺与配管技术分析[J].化学工程与装备,2016(09).
[3]任立军.石油化工企业罐区消防用水量的计算与方案优化[J]. 2015中国消防协会科学技术年会论文集,2015(10).
【关键词】危险化学品 危险性评价
危化品是危化品运输系统中的第一要素,化学品的性质、储存状态、运载量等因素直接影响着系统的安全性,对系统的安全运行起着至关重要的作用。通常,所运载的危化品的化学性质越活跃、储存状态要求越严格,在运载过程中越容易发生事故,事故后果也相应比较严重
对于危化品的界定来源于GB6944―86中对危险货物的界定,即根据GB6944―86《危险货物和品名编号》,“凡具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质,在运输、装卸和贮存保管过程中,容易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护的货物,均属危险货物。
(1)具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质。具体指明了危险货物本身所具有的特殊的物理化学性质,是造成火灾、中毒、灼伤、辐射伤害和环境污染等事故的基本条件。
(2)容易造成人身伤亡和财产损毁。指出危险货物在一定外界因素的作用下,由于受热、明火、摩擦、振动、撞击、洒漏或与性能相抵触物品接触等,发生化学变化所产生的危险效应。不仅是货物本身的损失,更严重的是危及人身安全和破坏周围环境。
(3)在运输、装卸和贮存保管过程中需要特别防护。指出危险货物安全运输的先决条件。所指的特别防护,不仅是一般的轻装轻卸、谨防明火等运输普通货物也必须的要求,而是指针对各种危险化学品的物理化学特性,所必须采取的特别防护措施。
为了保证危化品的安全运输,根据常用危险化学品按其主要危险特性,将其进行分类。主要危险性类别、次要危险性类别。
(1)第1类爆炸品。本类化学品指在外界作用下(如受热、受压、撞击等),能发生剧烈的化学反应,瞬时产生大量的气体和热量,使周围压力急骤上升,发生爆炸,对周围环境造成破坏的物品,也包括无整体爆炸危险,但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品。
(2)第2类压缩气体和液化气体。本类化学品系指压缩、液化或加压溶解的气体,并应符合下述两种情况之一。临界温度低于50℃,或在50℃时,其蒸气压力大于294kPa的压缩或液化;温度在211℃时,气体的绝对压力大于275kPa,或在54.4℃时,气体的绝对压力大于715kPa的压缩气体;或在37.8℃时,蒸气压力大于275kPa的液化气体或加压溶解的气体。
(3)第3类易燃液体。本类化学品系指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体,但不包括由于其危险特性已列入其它类别的液体。其闭杯试验闪点等于或低于61℃。
(4)第4类易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品。易燃固体系指燃点低,对热、撞击、摩擦敏感,易被外部火源点燃,燃烧迅速,并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体,但不包括已列入爆炸品的物品。自燃物品系指自燃点低,在空气中易发生氧化反应,放出热量,而自行燃烧的物品。遇湿易燃物品系指遇水或受潮时,发生剧烈化学反应,放出大量的易燃气体和热量的物品。有的不需明火,即能燃烧或爆炸。
危险性评价,是通过运用系统的、科学的和工程的技术手段,对所研究的系统中存在的危险源及其控制措施的评价,客观地摧述系统的危险程度,从而指导人们先行采取措施降低系统的危险性的一种方法。
危险源的危险性评价包括对危险源自身危险性的评价和对危险源控制措施效果的评价两方面的问题。其核心在于通过对危险源及危险源控制措施的综合评价,客观地描述危险源的危险程度,从而指导人们有针对性的采取措施,使系统的整体危险性降低到可接受水平以下。
根据对化工系统进行危险陛评价时是否对评价指标进行量化处理,一般可分为定性评价和定量评价。
(1)定性危险性评价。定性评价时不对危险性进行量化处理,只是由参与评价的人员凭借自己所掌握的知识、经验,对照有关的标准、规范,或者根据同类系统或类似系统以往的事故统计资料,找出系统中存在的危险因素以及这些危险因素在什么情况下能引发事故,同时提出安全控制措施。。
(2)定量危险性评价。定量评价是在定性评价的基础上,进一步研究事故与其影响因素之间的数量关系,从而给出系统的危险性等级。定量风险评价要求在风险评价过程中,不仅要求对事故的原因、过程、后果等进行定性分析,而且要求对事故发生的频率和后果进行定量估计和计算,并将计算出的风险与风险标准相比较,判断风险的可接受性,提出降低风险的措施建议。基于上述原因,选择定量风险评价方法来描述危化品道路运输系统的危险性。
随着我国经济的飞速发展,危险化学品需求量逐年增加,而与此同时,机动车辆保有量的增加及道路交通状况的目趋复杂,使得危险化学品道路运输事故有愈演愈烈的趋势。而我国对此领域的相关研究才刚刚起步,日后仍需投入大量的研究工作。有关危化品道路运输系统危险性研究的评价技术与方法,污染物质渗流对环境造成污染的影响区域的预测,以及危化品道路运输事故控制技术和应急等方面均需要不断研究和补充,以满足安全生产的需要,保障人民的生命和财产安全,为国民经济健康、持续发展和社会的稳定做出贡献。
参考文献:
关键词:石油化工,储运系统,罐区配管设计
中图分类号:F407.22 文献标识码:A 文章编号:
前言
在高速的社会经济发展中,我国的石油化工产业有着长足的进步,在化工、石化装置中,罐区起着承上启下的作用。按用途分类,罐区可分为原料罐区、中间原料罐区和成品罐区。比较典型的完整罐区主要由罐组、装卸区、辅助生产区和安全消防设施组成。在设计储运系统罐区管道配管时,要同时考虑它的经济合理性、整齐美观性,还要满足管道的应力计算要求与管架的设计要求。在解决了这些问题后,就能保证管道的经济实用和安全可靠。
1、储罐布置及罐区配管
储罐的布置,对于石化企业应符合《石油化工企业设计防火规范》(GB50160- 92,1999 年版)的规定;对于非石化企业,当一个储罐区甲、乙类液体总储量小于5000 m3 时或丙类液体总储量小于25000m3 时应符合《建筑设计防火规范》(GB50016- 2006)的规定;当总储量超过前项规定时,也应以依据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160- 92,1999 年版) 的规定进行布置设计;对于石油库内储罐区设计应符合《石油库设计规范》(GB50074- 2002)的规定。规范规定储罐应成组布置。
1.1 火灾危险性分类
按照GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》,对储罐介质进行火灾危险性分类,如表1。
1. 2 储罐的布置
1.2.1 防火间距
储罐的布置应该符合《石油化工企业设计防火规范》的规定。储罐应成组布置。根据介质的不同,分为可燃液体的地上储罐,液化烃、可燃气体、助燃气体的地上储罐2 类。储罐的布置应满足条款对相应介质的防火间距要求,如表2 所示。
1. 2. 2 防火堤的布置
防火堤的有效容积应满足《石油化工企业设计防火规范》的规定。防火堤有效容积的计算参照GB50351-2005《储罐区防火堤设计规范》相关公式,见公式( 1) 。
V = AHj - ( V1 + V2 + V3 + V4) ( 1)
式中: V———防火堤有效容积,m3 ;
A———由防火堤中心线围成的水平投影面积,m2;
Hj———设计液面高度,m;
V1———防火堤内设计液面高度内的一个最大油罐的基础体积,m3 ;
V2———防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计液面高度内的液体体积和油罐基础体积之和,m3 ;
V3———防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤体积和内培土体积之和,m3 ;
V4———防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构筑物体积之和,m3。
1. 3 储罐管口的布置
常压立式储罐下部人孔宜在斜梯下面; 顶部人孔宜与下部人孔成180°方向布置,并位于顶平台附近。高度较高的侧向人孔,其方位应便于从斜梯接近人孔。球形储罐顶、底各有1 个人孔,其方位根据平台上的配管协调布置。常压立式储罐浮子式液位指示计接口应布置在顶部人孔附近。如需设置液位控制器、液位报警器或非浮子式液位计时,为减少设备上开口,宜设置液位计联箱管。与联箱管连接的设备接口,应布置在远离物料进出口处,且位于平台和梯子能接近处,以便于仪表的安装和维修。立式储槽的底部设带集液槽的排液管时,应在基础上预留沟槽。排液口的方位应靠排液总管一侧。液化石油气储罐底部接管最低点距地坪的距离应有利于空气流动。
1. 4 储罐区的配管
进入罐区范围内的所有管道宜集中布置。采用管墩敷设时,墩顶高出地面不宜小于300 mm,管墩的间距按管径最小的管道允许跨距进行设置,并使通往各罐的支管相互交叉最少。在管带适当的位置设置跨桥,桥底面最低处距管顶( 或保温层顶面) 不小于80 mm。各物料总管在进出界区处均应设切断阀和插板,并应在防火堤外易接近处集中设置。储罐上需要经常操作的阀门也应相对集中布置。与储罐接口连接的工艺物料管道上的切断阀应尽量靠近储罐布置。在罐区防火堤外两列管廊成T 形布置时,宜采用不同标高。管廊上多根管道的Π形膨胀弯管通常应集中布置,以便设置管架。针对特殊的介质还有特别的规定,如液化石油气储罐气相返回管道不得形成下凹的袋形,以免造成U 形液封; 当液化石油气储罐顶部安全阀出口允许直接排往大气时,排放口应垂直向上,并在排放管低点设置放净口,用管道引至收集槽或安全地点。对于重组分的气体应该排入密闭系统或火炬。
2、泵的布置及配管
2. 1 泵的布置
泵机组的布置应符合下列要求:宜单排布置,泵机组较多时亦可双排布置:成排布置的机组宜按泵端基础边线取齐;相邻泵机组(或泵基础)的净距不应小于0.8m;泵机组或泵基础与泵房侧墙或泵棚侧柱的净距不宜小于1.5m:泵机组单排布置时泵房或泵棚内的主要通道根据用户操作及检修习惯可设在动力端或泵端,端面宽度不宜小于2m;泵机组双排布置时两排泵机组或泵基础的净距不宜小于2m。泵的布置方式有3 种: 露天布置、半露天布置和室内布置。
2. 1. 1 露天布置
在管廊上方无空冷器时,泵布置在管廊内侧,泵出口中心线对齐,距管廊柱中心线0. 6 m。在管廊上方有空冷器时,如泵的操作温度为340 ℃以下,则泵布置在管廊外侧,泵出口中心线对齐,伸出管廊距柱中心线0. 6 m,泵的驱动机在管廊内侧; 如泵的操作温度等于或高于340 ℃,则泵布置在管廊外侧,泵出口中心线对齐,距管廊柱中心线3 m,泵的驱动机也在管廊外侧。
2. 1. 2 半露天布置
这种方式适用于多雨地区。一般在管廊下方布置泵,在上方管道上部设顶棚。可根据与泵相关的设备布置要求,将泵布置成单排、双排或多排。
2. 1. 3 室内布置
在寒冷或多风沙地区或根据工艺要求,泵布置在室内。泵房、泵棚和露天泵站地面高出周围地坪不小于200 mm,泵的基础不应低于100 mm。
2. 2 泵的配管
管道布置不得影响起重机的运行,它包括以下几方面: 吊有重物行走时,不受管道的阻碍; 输送腐蚀性介质的管道,不应布置在泵和电机上方; 应留有检修、拆卸泵所需要的空间; 泵进出口管线距地面净空高度不小于200 mm,架空线不小于2. 2 m; 多台并列布置的泵的进出口阀门,尽量采用相同的安装高度; 当进出口阀门安装在立管上时,阀门安装高度宜为1. 2m,手轮方位应便于操作。在考虑管道柔性时,应注意备用管道温度不同的工况。在任何工况下,管道柔性均应满足要求。泵口承受的反力必须在允许范围内。输送高温或低温介质时,泵的管道布置要经应力分析,并在热应力允许范围内,管道布置形状尽量简单。设计时应考虑到,不需要设临时支架即可进行泵的维修。泵的水平吸入管或泵前管道弯头处( 垂直时) 应设可调支架。泵出口的第1 个弯头处或弯头附近宜设吊架或弹簧支架。当操作温度高于120℃或附加于垂直的泵口上的管道荷载超过泵的允许荷载时,宜设弹簧吊架。在缺乏制造厂提供的数据时,离心泵接管管口上的允许最大荷载应符合API610 的规定
结束语
随着社会经济的快速发展,中国的石化产业也取得了很大的进步。石化工艺的罐区配管,是重要的石化厂公用工程管道,且随着规模的不断扩大,罐区管道的管径大大变大,不仅管廊的相邻两层的高差也比以前常规的要高,甚至高达3m以及以上。同时,管道的选择,甚至超出了常规选用的典型管道,对应力计算带来新的挑战,需要更新数据库。对于罐区管道而言,管具有较高的温度和气液流动特性,在石油化工工艺装置中,罐区管道的安排不仅要考虑经济和整洁的外观,同时也要满足管道的应力计算要求。只有充分考虑到这些因素,才能确保罐区管道设计满足工艺生产的要求。化工装置中罐区管道的设置是有很多严格的要求的,另外还要注意很多细节上的问题。这样才能够保证设计科学合理,较低采购和安装成本,尽量降低安装难度,更好的提高罐区管道的工作效率,增加罐区管道的安全性,使罐区管道正常的发挥作用。
关键字:火灾报警系统;化工企业
Abstract: This paper introduces the design of fire alarm system in chemical industry, selection and installation of equipment, maintenance of system operation.
Key words: fire alarm system; chemical enterprises
中图分类号:TU2文献标识码: 文章编号:
化工企业的原料、半成品、副产品、产品和废弃物大都是具有易燃、易爆、有毒、有害危险特性的危险化学品,其生产过程常常在高温高压下进行。如果防范措施不到位,容易发生爆炸、火灾、中毒等生产事故。一般来讲,化工企业出现事故,必须满足温度、浓度、火源等条件,才会发生。火灾报警系统通过对多种探测器对危险品、危险源区域附近温度、浓度、火源等实时监控,结合灭火设备的综合运用,有效的加强了化工企业的安全管理。
设计人员在从事火灾自动报警及消防联动控制系统设计时,首先面临的是根据建筑物的实际情况,按照国家颁布的有关消防法规如:GB50116《火灾自动报警系统设计规范》、GB50016《建筑设计防火规范》以及 GB50045《高层民用建筑设计防火规范》等来选择及配置各种消防自动设备,以保证设计出一个符合规范、造价合理、实用有效的火灾自动报警及消防联动控制系统。
火灾报警系统的设计应根据企业区域划分和全厂总平图布置,明确建筑物(构筑物)的总面积、结构特点、层数、总高度、用途,以及所处的位置,毗邻建筑的火险状况等等。进而根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等,确定属于报警系统保护对象的级别,如工业建筑中甲、乙类生产厂房、甲、乙类物品库房都属于一级保护对象。并确认图纸中选用的火灾自动报警系统形式和配置的消防设施的种类。
火灾自动报警系统形式有三种,即:区域报警系统,由区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成或由火灾报警控制器和火灾探测器等组成功能简单的火灾自动报警系统,宜用于二级保护对象;集中报警系统,由集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成或由火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成的功能较复杂的火灾自动报警系统,宜用于一级和二级保护对象;控制中心报警系统,控制中心报警系统是由消防控制室的消防控制设备、集中火灾报警控制器、区域火灾报警控制器和火灾探测器等组成或由消防控制室的消防控制设备、火灾报警控制器、区域显示器和火灾探测器等组成的功能复杂的火灾自动报警系统。宜用于特级和一级保护对象。
消防报警设备主要由火灾探测器、手动报警(消防栓)按钮、声光报警器、输入输出模块、消防水泵、排烟风机、应急广播、应急照明箱等设备组成,设备选型时除了技术参数要求外,还要根据总图的防爆区域划分,选择消防设备为防爆型或普通型。下图是火灾报警系统及和消防联动控制系统框图。
在《石油化工企业设计防火规范》2008版第8.12.1条“石油化工企业的生产区、公用及辅助生产设施、全厂性重要设施和区域性重要设施的火灾危险场所应设置火灾自动报警系统和火灾电话报警”。以下根据化工企业生产特点,分为生产区、罐区、仓储区、办公区及配电室对火灾报警系统作阐述:
生产区火灾报警系统设置
对生产区可能泄露或聚集可燃气体的的部位,应在附近安装可燃气体报警器。如果现场环境温度超过输送物料闪点,一旦发生泄漏便会立即发生火灾,应选择复合式感烟感温火灾探测器,或者紫外火焰探测器。手动火灾报警按钮应设置在醒目和便于操作的位置,如每个楼层楼梯处或消防箱处。
对生产区为密闭厂房结构,应根据工艺介质情况,设置可燃气体浓度报警器。检测密度大于空气的可燃气体,其安装高度应距地面(或平台面)0.3~0.6m。检测密度小于空气的可燃气体,其安装高度宜高出释放源0.5~2m,如有必要,可根据气体可能聚集的屋面附近安装。系统设计应根据防火分区设置联动自动灭火系统,事故时自动启动事故排风装置,自动关闭相关部位进气阀,并启动防火卷帘门隔绝火灾区域。
设计人员在设计火灾探测器安装标高及位置时,可能没有真实反映探测器测量的最佳位置。这需要工艺人员和电气安装人员对泄漏部位复核,明确可燃气可能聚集部位,排除周围蒸汽或其它障碍物的干扰,减少运行阶段探测器误报。
罐区
在工艺设计上,原料罐区通常靠近相应的生产加工装置, 成品罐区靠近装车栈台。因此除了设计时注意可燃气体报警器的布置,还应考虑操作检修频次对可燃气体报警器传感器使用寿命的影响。常见的传感器有催化燃烧传感器、半导体传感器、电化学传感器、红外气体传感器、光离子化传感器等。催化燃烧式的传感器是应用最广泛的低成本可燃气体探测传感器,寿命一般为2年。红外式传感器可探测碳氢类可燃气体、二氧化碳等。可以无氧环境工作,抗中毒,精度高,耗电低,寿命一般大于5年。设计人员选型时可根据安全等级要求和经济条件合理选择报警器类型。
化工企业罐区范围较大,火灾报警系统设备主要以手动报警按钮和可燃气体报警探测器为主。甲、乙类装置区周围和罐组四周道路边应设置手动火灾报警按钮,其间距不宜大于100m。可燃气体安装在防火围堰内,可能泄露的阀门、法兰附近。单罐容积大于或等于30000m³的浮顶罐的密封圈处应设置火灾自动报警系统;对于重要的火灾危险场所应设置消防应急广播。对可能遭遇雷击的火灾报警设置点,系统设计时还应考虑防雷因素。
仓储区
根据储存物品的性质和储存物品中的可燃物数量等因素,储存物品的火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊类。化工企业一般将仓储区分为甲类库房、乙类库房、丙类库房等。大型库房通常天花板很高,仓库中有大量的空气,烟雾很容易被稀释。对于那些天花板很高的仓库,可将火灾探测器布置在天花板上或货架中间,探测这些地方是否有烟雾。探测器应布置在易于接近的位置,以便于运维阶段用户对探测器进行设置和维护。
感烟探测器多为光电型感烟探测器,原理为感光电极处于激光照射下发生电信号,当火灾烟雾遮蔽激光时,电极失电,发出报警信号。光电感烟探测器又分为散光型和遮光型两种。一般的点型光电感烟探测器属于散光型的,多用于设有小型空间的建筑;线型光束探测器属于遮光型,多用于较大的仓库、仓房。
仓库中的防火分区之间必须采用防火墙分隔, 防火墙上不应开设门窗洞口,当必须开设时,应设置固定的或火灾时能自动关闭的甲级防火门窗。门窗与防火墙体不应有间隙,如存在间隙应采用防火封堵材料将墙与门之间的空隙紧密填实。
四、办公区及配电室
办公区及配电室的火灾探测器主要以点型光电火灾感烟探测器为主,根据火灾探测器的保护面积及保护范围设置。
消防应急灯和安全疏散指示灯必须备有两个电源,即正常电源和紧急备用电源。紧急备用电源一般由自备发电和蓄电池供给,如采用蓄电池时,其连续供电时间不能小于200min。消防应急照明灯和安全疏散指示标志的照度不应低于0.5勒克斯,使之充分地照亮走道、楼梯及其他疏散路线。
安全疏散指示标志宜设在太平门的顶部或疏散走道及其转角处距地面1m以下的墙面上,走道上的指示标志间距不宜大于20m。消防应急照明灯和安全疏散指示灯应设玻璃和其他不燃烧材料制作的保护罩。疏散楼梯间应用明显标志标明所在部位和层数,使楼内人员及时了解自身所处的位置,以利于安全疏散。
系统设计时应考虑回路容量、回路划分,回路的报警和联动功能。对于当用户需要特殊的防雷设计时,可在火灾报警控制器的通讯总线、交流电源线、直流电源总线、消防电话总线、广播总线出口增设浪涌保护器进行对火灾报警控制器的保护。如有必要,可设置户内户外总线转接的接口箱进行防雷。
化工场所的消防环境复杂,如何从技术角度,对多种探测器、报警系统及灭火设备进行集中管理及综合运用,避免火灾报警设备误动作、漏报等现象,是目前火灾报警系统设计中难点。通过在设计过程中与各个专业充分沟通,了解建设单位生产环境,了解火灾报警设备运维部门意见,才能完善火灾危险源的监控,最大程度的提高化工企业的安全管理等级和安全防范系数。
[1] GB50016《建 筑 设 计 防 火 规 范》
[2] GB50116《火灾自动报警系统设计规范》
[3] GB50045《高层民用建筑设计防火规范》
关键词:HAZOP分析;常减压装置;安全评价;石化行业安全管理;事故防范
中图分类号:TE626
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2011)22-0040-02
一、HAZOP方法应用现状
石油、化工生产的工艺过程复杂,工艺条件要求严格,介质具有易燃、易爆、有毒、腐蚀等特性,石化产业在为社会带来巨大利益的同时,也带来了火灾、爆炸、中毒等事故隐患。
石化生产的安全越来越受到各国政府和企业的高度重视。将危险消灭在萌芽状态是人们最想得到的结果。这就是安全评价所要解决的主要问题。
经过几十年的实践完善,安全评价方法得到了广泛应用和发展。目前最常用的方法包括如果怎么样法(What If)、检查表法(Check List)、危险和可操作性分析(Hazard and Operability Study,HAZOP)、故障类型和影响分析法(FMEA)及故障树(FTA)等。各种评价方法具有不同特点,适于不同的分析对象和需求。其中,HAZOP方法以其分析全面、系统、细致等突出优势成为目前危险性分析领域最常用的分析方法之一。
二、HAZOP分析方法简介及适用范围
HAZOP方法是1974年由帝国化学公司(ImperialChemical Industries PLC,ICI)提出的。是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题的结构化分析方法,是一种使用引导词为中心的分析方法,方法的本质就是通过系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析,系统地研究每一个单元(即分析节点),分析偏离设计工艺条件的偏差所导致的危险和可操作性问题。
HAZOP分析组分析每个节点工艺状态(参数)可能出现的变化(偏差)加以分析,找出其可能导致的危害,识别出那些具有潜在危险的偏差,并分析它们的可能原因、后果和已有安全保护措施等,同时提出应该采取的安全保护措施。
HAZOP分析既适用于设计阶段,也适用于在役装置。
三、HAZOP分析的目的
HAZOP分析的目的是识别工艺生产或操作过程中存在的危害,识别不可接受的风险状况。主要体现在以下几个方面:
1.设计阶段进行HAZOP分析,有助于设计安全性好的工厂。它可以在工厂的安全以及可操作性方面融入总体设计程序步骤之中。
2.HAZOP分析可用于对工厂人员的培训辅助教材,以及用于操作手册的编制。
3.HAZOP分析适用于新工艺,作为一种对某种设计的安全性、可操作性和与惯例规则一致性进行严格和系统的鉴别的方法。
4.HAZOP分析可以降低开工前和开工后工程设计变更的成本。另外,通过提高可操作性和产品质量,可以使现有设备降低生产成本。
根据以往的统计数据,HAZOP可以减少29%设计原因的事故和6%操作原因的事故。
四、HAZOP方法在常减压装置中的分析实例
以某石化公司600万吨/年常减压装置为例,分析过程如下:
(一)装置简介
某石化公司600万吨/年常减压装置采用的主要原料为大庆、俄罗斯的混合原油,主要产品有液化气、直馏石脑油、直馏柴油、减压蜡油、减压渣油等。
装置主要由换热、电脱盐、初馏塔系统、常压炉、常压塔系统、减压炉、减压塔系统、轻烃回收系统、三注等部分组成。
(二)HAZOP工作
1.HAZOP技术资料。HAZOP所用的技术资料:
(1)管道和仪表控制流程图纸(P&ID);
(2)工艺流程图(PFD)、设计标准;
(3)平面布置图、设备规格、设备布置图;
(4)工艺说明及操作规程、操作步骤……
2.HAZOP小组的组成。HAZOP小组包括青岛中油华东院安全环保公司4人,装置设计单位2人,装置现场工作人员7人,涉及专业包括仪表、设备、工艺、安全。
3.HAZOP分析范围。HAZOP分析范围为600万吨/年常减压装置,主要包括换热、电脱盐、初馏塔系统、常压炉、常压塔系统、减压炉、减压塔系统、轻烃回收系统、三注等部分,还包括公用工程及平面布置。
4.HAZOP节点列表。此次HAZOP分析共划分27个分析节点,节点见表1:
5.HAZOP问题与建议。此次分析共划分了27个工作节点,内容涵盖20张PID图及总平面布置图,共发现问题、提出建议累计97条,其中仪表方面40项,设备方面30项,工艺方面11项,电气方面6项,职业防护4项,管理方面3项,消防方面3项。
主要包括:联锁自保不足、晃电引起超压超温、稳定塔底再沸器超温使用、报警仪表不足、防冻措施不足、安全阀、泵密封、消防、个人防护及安全管理方面的问题。问题与建议见表2:
6.总结。经过HAZOP分析,得出装置的薄弱环节主要表现在仪表上,如部分仪表联锁无法投用,安全等级不够等问题;其次是高温热油的防泄漏问题,如泵的单端面密封,部分阀门法兰在温度变化时而发生泄漏的问题;针对这些问题HAZOP都给出了相应的对策措施,在这些对策措施得到实施后,装置的安全性能会得到提高。
五、结语
将HAZOP分析方法应用于石油化工在役生产装置的安全评价中,不仅能够使分析人员对于单元中的工艺过程及设备有深入了解,对于单元中的危险及应采取的措施有透彻的认识,增强职工安全防范意识,而且,其HAZOP分析研究成果对于装置的日常生产与维护以及装置的安全管理提供了良好的指导作用。因此,可以认为HAZOP分析方法应用于石油化工在役生产装置的安全评价是可行的,其分析程序与内容可以作为对员工进行安全培训的有效方法。
参考文献
[1]王显政.安全评价(上、下册)[M].北京:煤炭出版社,
2005.
关键词:二氧化碳 风险识别 安全控制
天然二氧化碳生产企业在提纯过程中的各个环节存在不同的安全风险,主要危害因素为火灾爆炸、压力容器爆炸、中毒窒息、低温冻伤、机械伤害、高空坠落危害、电气伤害、静电危害等。为进一步提高本质安全和整体安全管理水平,提高从业者风险防范意识,特对天然二氧化碳提纯工艺中的风险进行识别,并提出安全控制措施。
一、危险化学品物料风险识别
天然二氧化碳提纯工艺中涉及的原辅材料有液氨、液氧,中间产物有凝析油,产品有低温二氧化碳。根据《建筑设计防火规范》可燃液体闪点的划分,凝析油闪点为—7~32℃,属于甲类火灾危险介质;氧、氨属于乙类火灾危险介质;二氧化碳属于危险化学品,潜在有中毒、窒息等有害因素。
根据《石油化工企业设计防火规范》中“火灾危险性分类”。凝析油属于甲B类。根据《压力容器中化学介质毒性和爆炸危险程度分类》氨为中度危害化学介质,凝析油属为爆炸危险介质。根据《职业性接触毒物危害程度分级》,氨属于高度危害的化学介质,氧、凝析油、二氧化碳属于轻度危害的化学介质。
二、生产过程中主要风险识别
1.液氨火灾、爆炸
氨不仅对人体有一定的伤害,还存在火灾危险性。氨蒸气在空气中的浓度达到11~14%时,即可点燃;达到16~25%时,遇明火可发生爆炸。因此在生产过程中,氨有可能发生火灾爆炸的危险。
2.凝析油火灾、爆炸
生产过程中中间产品凝析油属于易燃液体,与空气能形成混合性爆炸气体,有燃烧爆炸的可能。凝析油在管道输送过程中,如流速过快易产生静电起火,有引发火灾爆炸的可能。
3.电气火灾
在天然二氧化碳提纯工艺中使用的电气设备较多,生产厂区动力线路、照明线路较多,如电气方面管理不善,当电气元件、电气线路发生短路、过载、接触不良、绝缘不良和有外来火源等,极易导致电气火灾。
4.氧气具有助燃性、强氧化性,使用、储存过程中如遇到易燃和可燃物,可能发生火灾事故。
5.压力容器爆炸
二氧化碳提纯过程中涉及的压力容器众多,如:再沸器、蒸馏塔、提馏塔、干燥塔、各类储罐等,当压力容器内的压力超过设备自身的承受极限时,就会开裂、爆炸。
6.中毒窒息
6.1氨为有毒气体,吸入体内造成中毒和窒息,严重时导致死亡;
6.2二氧化碳为窒息性气体,二氧化碳局部浓度过高会引发窒息性危险,严重时可导致死亡;
6.3常压下,如果现场氧气大量泄漏,当浓度超过40%时,可能发生氧中毒,吸入的氧浓度超过80%时,可导致全身抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。
7.低温冻伤
液化二氧化碳、液氧、液氨在泄漏时会有气化吸热过程,会产生低温环境,操作人员劳动保护不当,会对人员造成冻伤。
8.灼烫
液氨、导热油管道、催化塔等用热设备造成化学灼伤或物理高温烫伤。
9.触电
10.机械伤害
提纯过程中压缩机联轴器、离心泵等的转动部位,若未按要求设置安全防护罩,工作人员靠近时可能发生机械伤害。
三、开停车及检维修过程风险识别
1.开、停车是事故易发阶段,如各岗位协调不当、设备单机试车及整系统试车不合格、系统达不到要求、人员没有培训或培训未合格、操作人员违章操作等情况,有可能产生火灾、爆炸、中毒窒息、触电、机械伤害等危险。
2.生产装置检修时的危险作业主要有动火作业、高处作业、进入设备作业、临时用电、动土作业、起重作业等。
四、安全生产控制措施
1.安全管理方面的对策措施
各级领导和生产管理人员必须重视安全工作,实现“四全”安全管理,如:建立必要的台帐;定期召开安全生产专项会议;定期组织岗位安全技术练兵和安全活动;加强对设备运行时的监视、检查、定期维修保养等。
2.建立事故应急救援预案制度
应明确指挥机构,明确职责分工,建立救援队伍、配备足够的应急救援物资。同时不断完善应急预案,通过经常性演练,不断提高预案的科学性、可操作性以及人员的应急响应能力。
3.压力容器安全控制措施
3.1加强特种设备管理。
3.2定期检测、校验压力容器、压力管道、安全附件,保证设备的完好运行。
4.安全设施的检测与维护
4.1预防事故设施的检测与维护
防雷、防静电设施进行检测;防爆电机、灯具定期展开内部自查;向员工发放与工作岗位相适宜的劳保用品;定期对压力表等设备附件进行检测;对陈旧、模糊不清的安全警示标志、标语等及时更换,并悬挂于醒目位置;定期对报警设施进行检测,确保灵敏有效。
4.2控制事故设施的检测与维护
定期请相关部门对安全阀、爆破片等安全附件进行检测;电源紧急切断装置、紧急切断阀等定期展开内部自查;
4.3 减少事故影响设施的检测与维护
定期对灭火器、消防栓、氨泄漏自动喷淋系统、洗眼器等消防设施进行检测,确保应急有效;定期对正压式空气呼吸器、过滤式防毒面具进行检查,同时纳入日常的基本功训练,提高应急反应速度。
5.工艺及设备等方面安全控制措施
5.1 严格各岗位工艺安全措施和安全操作规程,尤其是二氧化碳生产过程工艺规程的执行:
5.2 对于生产装置设备、管道存在的跨接线不规范、未按安全色涂色等工作,应结合检修进行整理、检修及更换。并应从制度上加强设备检维修工作的管理,防止类似现象的重复出现。
5.3 加强生产装置设备的管理,对压力容器等特种设备应“三证”齐全。
6.自动控制方面的安全控制措施
二氧化碳提纯工艺采用的自动控制系统为DCS自动控制系统。
6.1 DCS断电的安全控制措施:
6.2 仪表损坏的安全控制措施:
6.3 电气联锁失效的安全控制措施—进行联锁保护系统安全试验:
7.凝析油管理的安全控制措施
7.1凝析油为易燃易爆和窒息性物料,故必须加强凝析油罐区的管理,防止因人的失误而发生事故。
7.2 在凝析油装卸时必须做好静电接地,并控制好流速,防止因流速过快产生静电而导致事故的发生。
7.3 凝析油的输送泵必须确保不跑、冒、滴、漏,泵房的电气设施必须是防爆型的,并做到经常检查,以免事故的发生。
7.4 罐区使用的消防器材摆放要合理,并经常检查,特别是在罐区配置消防设施,如:二氧化碳喷淋装置。
8.职业卫生方面的对策措施
8.1加强生产场所通风和个人防护用品穿戴,特别是夏季要避开高温时段施工,配制含盐清凉饮料,防止中暑,保证员工有一个良好的工作环境。
关键词:城市区域火灾风险评估
一、火灾风险评估的概念
过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(riskassessment)和风险管理(riskmanagement)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用[1]。
通常认为风险(risk)的定义为:能够对研究对象产生影响的事件发生的机会,它通过后果和可能性这两个方面来具体体现。风险概念中包括三个因素:对可能发生的事件的认知;该事件发生的可能性;发生的后果[2]。因而,火灾风险(firerisk)包含火灾危险性(发生火灾的可能性)和火灾危害性(一旦发生火灾可能造成的后果)双重含义[3]。
现在,在文献中可以看到的与“火灾风险评估”相关的术语有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火灾风险评估都是指:在火灾风险分析的基础上对火灾风险进行估算,通过对所选择的风险抵御措施进行评估,把所收集和估算的数据转化为准确的结论的过程。火灾风险评估与火灾模拟、火灾风险管理和消防工程之间有密切关系,为其提供定性和定量的分析方法,简单地如消防安全设施检查表,复杂的就会涉及到概率分析,在应用方面针对的风险目标的性质和分析人员的经验有各种变化[4]。
较多的人倾向于从工程角度来定义火灾危害性(firehazard)和火灾风险(firerisk)。火灾危害性指:凡是根据已有的资料认为能引起火灾或爆炸,或是能为火灾的强度增大或蔓延持续提供燃料,即对人员或财产安全造成威胁的任何情况、工艺过程、材料或形势。火灾危害性分析在不同的情况下有不同的针对性,目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。这种设定的条件称为火灾场景,包括建筑物中房间的布局、建材、装修材料及家具、居住者的特征等与相关后果有关的各种具体信息。目前在确定后果方面的趋势是尽可能地利用各种火灾模式,辅以专家判断。此时,危害性分析可以看作是风险评估的一个构成元素,即风险评估是对危害发生的可能性进行权衡的一系列危害性分析。
从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重[5]。
二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况
在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“NFPA101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“NFPA101A确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面[6]。
目前,我国在火灾风险评价方面的研究,大部分是以某一企业,或某一特定建筑物为对象的小系统。例如,由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”,以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础,设计了石化企业消防安全评价的指标体系,利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重,采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果[7]。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多,如中国矿业大学周心权教授,在分析建筑火灾发生原因的基础上,建立了建筑火灾风险评估因素集,并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价[8]。
与上述的安全评估不同,城市区域的火灾风险评估的目的是根据不同的火灾风险级别,配置消防救援力量,指导城市消防系统改造,指导城市消防规划。对已建成的城市区域的火灾风险评估必须考虑许多因素,即城市火灾危险性评价指标体系,包括区域内所存在的对生命安全造成危险的情况、火灾频率、气候条件、人口统计等因素,进而评价社区的消防部署和消防能力等抵御风险的因素。除此之外,在评估过程中另一个重要的情况是要关注社区从财政及其他方面为消防规划中所要求的总体消防水平提供支持的能力和意愿。随着城市规模扩大、综合功能增强,在居住区商贸中心、医院、学校、和护理场所增多,评估方法还会相应的改变。现有的城市区域火灾风险评估方法主要出于以下两个目的:
(一)用于保险目的
在火灾保险方面的应用的典型事例为美国保险管理处ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火灾分级法,在美国已经被视为指导社区政府部门对其火灾抵御能力和实际情况进行分类和自我评估的良好方法。ISO方法把社区消防状况分为10个等级,10级最差,1级最好。
ISO是按照一套统一的指标来对每个社区的客观存在的灭火能力进行评估,确定该社区的公共消防级别,这套指标来自于由美国消防协会和美国自来水公司协会所制定的各种国家规范。ISO对城市消防的分级方法主要体现在它的“市政消防分级表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑结构、用途、防火间距与公共消防情况(用公共消防分级数目表达)相关联,再以统计数据加以调节后,来确定相应的火险费用。ISO级别仅被保险公司用作确定火险费用的一个成分。ISO分级系统虽然无法反映出消防组织的其他应急救援能力,但实际上也常用于各个区域的公共灭火力量的确定。
市政消防分级表从1974年开始使用,主要考察某城市区域的7个指标情况:供水、消防队、火灾报警、建筑法规、电气法规、消防法规、气候条件。随着技术进步,该表也不断改进。1980年版抽取了CFRS中对公共消防分级的方法,给出了修订后的灭火力量等级表,指标只包括前3项。被删除的指标或者确少区分度,或者在全市范围内进行评估时太过于主观,而且74表格中包含许多评估标准是具体的规定,如果某一社区的情况没有满足这些规定,则归属为差额分,规定降低了表格可使用的弹性范围,无法正确评估情况和技术的变化。故而ISO分级表被视为越来越“性能化”[9]。
(二)用于消防力量的部署
当今的消防组织和地方政府要担负日益加重的安全责任,面对来自公众的对抵御各种风险的更多的期望,以及调整消防机构人员、设备及其他预算方面的压力,迫切需要确认某一给定辖区内的具体风险和危险的等级。
具体地说,城市区域风险评估在消防方面的目的就是:使公众和消防员的生命、财产的预期风险水平与消防安全设施以及火灾和其他应急救援力量的种类和部署达到最佳平衡。
关于火灾风险对于灭火救援力量的影响,美国消防界对此的关注可以说几经反复,其间美国消防学院、NFPA等都做了许多工作。直至20世纪90年代,国际消防局长协会成立了由150名专业人士组成的国际消防组织资质认定委员会(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI),经过9年的广泛工作,制定了“消防应急救援自我评估方法”,和制定标准的社区消防安全系统。另外,NFPA最终还制定了NFPA1710和1720两个指导消防力量部署的标准,分别帮助职业消防队和志愿消防队和改进为社区提供的消防救援的水平。根据NFPA最近的调查,NFPA1710将在全美30500个消防机构中的3300~3600个得到正式的应用,也推广到加拿大有些地区[10]。
英国对消防救援力量的部署标准是依据内政部批准的“风险指标”,把消防队的辖区划分为“A”、“B”、“C”、“D”四类区域,名为“风险分级”系统。其目的是对消防队的辖区进行风险评估,确定辖区内的各种风险区域,进而确定该风险区域发生火灾后应出动的消防车数量和消防响应时间。1995年,英国的审计委员会了一份题为“消防方针”的考察报告,认为这种方法没有充分考虑建筑设施的占用情况、社区的人口统计情况和社会经济因素,也没有把建筑物内的消防安全设施纳入考核范围。故而由审计委员会报告联合工作组与内政部的消防研究发展办公室一起,设立了一个研究项目。该项目的目的是开发一套供消防机构划分区域的风险等级,对包括灭火在内的所有应急救援力量进行部署,用于消防安全设施的规划并能解决上述问题的风险评估方法,再对开发出的方法进行测试。最后Entec公司开发出了计算软件,并于1999年4月以内政部的名义出台了“风险评估工具箱”测试版[11]。
三、国内外近期的城市区域火灾风险评估方法
(一)国内的城市区域火灾风险评估方法
张一先等采用指数法对苏州古城区的火灾危险性进行分级[15],该方法的指标体系考虑了数量危险性,着火危险性,人员财产损失严重度,消防能力这四个因素。1995年李杰等在建立火灾平均发生率与城市人口密度﹑城区面积﹑建筑面积间的统计关系基础上,选取建筑面积为主导参量,建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式[12]。李华军[16]等在1995年提出了城市火灾危险性评价指标体系,该体系中城市火灾危险性评价由危害度﹑危险度和安全度三个指标组成,用以评价现实的风险,不能用来指导城市消防规划。
(二)美国的“风险、危害和经济价值评估”方法[13]
美国国家消防局与CFAI于1999年一起,在“消防局自我评估”及“消防安全标准”的工作的基础上,更突出强调了“火灾科学”的“科学性”,开发出名为“风险、危害和经济价值评估(Risk,HazardandValueEvaluation)”的方法。美国消防局于2001年11月19日了该方案,这是一个计算机软件系统,包含了多种表格、公式、数据库、数据分析方法,主要用于采集相关的信息和数据,以确定和评估辖区内火灾及相关风险情况,供地方公共安全政策决策者使用,有助于消防机构和辖区决策者针对其消防及应急救援部门的需求做出客观的、可量化的决策,更加充分地体现了把消防力量布署与社区火灾风险相结合的原则。
该方法的要点集中于两个方面:1、各种建筑场所火灾隐患评估。其目的是收集各种数据元素,这些数据能够通过高度认可的量度方法,以便提供客观的、定量的决策指导。其中的分值分配系统共包括6类数据元素:建筑设施、建筑物、生命安全、供水需求、经济价值。2、社区人口统计信息。用于收集辖区年度收集的相关数据元素。包括居住人口、年均火灾损失总值、每1000人口中的消防员数目等数据元素。
该方法已在一些消防局的救援响应规划中得到应用。以苏福尔斯消防局为例,它利用该方法把其社区风险定义为高中低三类区域,进而再考察这些区域的火灾风险可能性和后果:高风险区域包括风险可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的区域,主要指人员密集的场所和经济利益较大的场所;中等风险区域是风险可能性大,后果小的区域,如居住区;低风险区域是风险可能性和后果都较低的区域,如绿地、水域等,然后再把这些在消防救援响应规划中体现出来。
(三)英国的“风险评估”方法[14]
英国Entec公司研发“消防风险评估工具箱”,解决了两个问题:一是评估方法的现实性,是否在一定的时限内能达到最初设定的目标。经过对环境、管理、海事安全等部门所使用的各种风险评估方法的进行广泛考察之后,研究人员认为如果对这些方法加以适当转换,就可以通过不同的方法对消防队应该接警响应的不同紧急情况进行评估。二是建立了表达社会对生命安全风险可接受程度的指标。
Entec的方法分为三个阶段。首先应该在全国范围内,对消防队应该接警响应的各类事故和各类建筑设施进行风险评估,这样得到一组关于灭火力量部署和消防安全设施规划的国家指南。对于各类事故和建筑设施而言,由于所采用的分析方法、数据各不相同,所以对于国家水平上的风险评估设定了一个包括四个阶段的通用的程序:对生命和/或财产的风险水平进行估算;把风险水平与可接受指标进行对比;确定降低风险的方法,包括相应的预防和灭火力量的部署;对不同层次的灭火和预防工作的作用进行估算,确定能合理、可行地降低风险的最经济有效的方法。
国家指南确定后,才能提供一套评估工具,各地消防主管部门可以利用这些工具在国家规划要求范围内,对当地的火灾风险进行评估,并对灭火力量进行相应的部署。该项目要求针对以下四类事故制定风险评估工具:住宅火灾;商场、工厂、多用途建筑和民用塔楼这样人员比较密集的建筑的火灾;道路交通事故一类危及生命安全、需要特种救援的事故;船舶失事、飞机坠落这样的重特大事故。
第三个阶段是对使用上述评估工具的区域进行考查,估算其风险水平,与国家风险规划指南对比,并推荐应具备的消防力量和消防安全设施水平。
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