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摘 要:石油化工是能源領(lǐng)域的重要組成部分,為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了能源基礎(chǔ),而石油化工裝置設(shè)計(jì)與安全會影響整體的效能,往往低效的設(shè)計(jì)不但會影響產(chǎn)能,還會帶來生產(chǎn)隱患。結(jié)合實(shí)際的研究經(jīng)驗(yàn),分析石油化工裝置的危險(xiǎn)性、工藝安全設(shè)計(jì)、裝置布置、管道布置等方面的內(nèi)容,為提升石油化工的生產(chǎn)水平做出一定的貢獻(xiàn),相關(guān)論點(diǎn)可做業(yè)內(nèi)研究人士參考之用。
關(guān)鍵詞:石油化工裝置;設(shè)計(jì);安全;管道
中圖分類號: TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:16723198(2014)17018002
1 引言
石油化工行業(yè)涉及到的領(lǐng)域比較廣泛,其工藝、工作的環(huán)境、條件要求等比較多,因而受到制約的方面也多,尤其是裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)劣會影響到整體功能,裝置、管道等布置,對生產(chǎn)的影響很大,尤其是安全方面的內(nèi)容非常緊要。如果設(shè)計(jì)中存在不足,必然會有安全隱患的存在,要杜絕安全隱患,首先要從裝置設(shè)計(jì)出發(fā),從源頭上將安全危險(xiǎn)因素排除。我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對石油能源的依賴非常大,每年消耗的石油產(chǎn)品居世界前列,因而提升整個(gè)石油化工產(chǎn)業(yè)的水平具有積極的意義,其中的設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要,既可以提升產(chǎn)能,又能降低安全風(fēng)險(xiǎn),相關(guān)研究意義重大,值得深入。
2 石油化工裝置的危險(xiǎn)性分析
石油化工是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程,其中涉及到的危險(xiǎn)因素也非常多,歸結(jié)起來,危險(xiǎn)情況有幾大類,如“反應(yīng)性危險(xiǎn)、中毒危險(xiǎn)、火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)、高溫操作、負(fù)壓操作、高壓操作、低壓操作、泄露、明火和腐蝕危險(xiǎn)等,一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情,引發(fā)危險(xiǎn)事情,其損失往往是非常巨大的,因而石油化工的危險(xiǎn)要從源頭上杜絕,降低其發(fā)生的幾率,設(shè)計(jì)作為最初的環(huán)節(jié),其安全性設(shè)計(jì)是重要一環(huán)。
3 石油化工裝置的工藝安全設(shè)計(jì)
3.1 工藝路線的安全設(shè)計(jì)
(1)物料安全性設(shè)計(jì):盡量使用安全性好的原料和輔料,產(chǎn)品的物料并不是唯一的,具有較大的選擇余地,因而可以將安全性作為評估指標(biāo)之一,盡量采用安全性高的物料,降低隱患。
(2)簡化工藝條件:工藝條件越苛刻,對工藝設(shè)備的要求越高,工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造業(yè)就越復(fù)雜,導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的壽命短,容易老化等,因而盡量簡化工藝。
(3)減少危險(xiǎn)性介質(zhì)的藏量:危險(xiǎn)性介質(zhì)的藏量越大,則事故發(fā)生的幾率就越高,事故的損失也越大,因而減少危險(xiǎn)性介質(zhì)的藏量,不但能減小危險(xiǎn)發(fā)生的幾率,還能降低事故發(fā)生后的損失。
3.2 工藝過程的安全設(shè)計(jì)
工藝過程的安全設(shè)計(jì)包含多個(gè)方面的內(nèi)容:其一,對于有危險(xiǎn)反應(yīng)的工藝過程,要設(shè)置報(bào)警裝置,以便危險(xiǎn)發(fā)生后可以自動連鎖停車或自動控制;其二,對于物料是易燃易爆的情況,要設(shè)置防爆、防火措施,如消防設(shè)備配備到位;其三,當(dāng)出現(xiàn)緊急事故或爆炸、火災(zāi)等情況時(shí),裝置能有自動緊急停車;其四,工藝過程設(shè)計(jì)必須考慮供電、供水、供風(fēng)和供汽等裝置,提高系統(tǒng)的可靠性供應(yīng),減少額外鋪設(shè)裝置的情況,簡化布置;其五,工藝過程中放空的液體或可燃?xì)怏w,不能隨意的排放,而是要經(jīng)過安全處理,如毒性、腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)行無害化的處理,液化烴類管道和設(shè)備的放空要進(jìn)入火炬系統(tǒng);其六,在采用新技術(shù)和新工藝時(shí),必須審查防爆、防火設(shè)計(jì)資料,核實(shí)防爆、防火方面的安全性,配套相關(guān)的防爆、防火設(shè)備;最后,在引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)時(shí),要考慮我國安全防火、防爆的現(xiàn)狀,要符合我國的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),其設(shè)計(jì)和應(yīng)用要滿足相關(guān)的條款和認(rèn)證,并且還要審查國外相關(guān)供應(yīng)商的資質(zhì)。
3.3 工藝流程的安全設(shè)計(jì)
工藝流程的安全設(shè)計(jì)同樣需要從石油化工裝置的整體設(shè)計(jì)去考慮,包含多個(gè)方面的內(nèi)容:其一,要考慮正常操作、異常操作和緊急事故處理的安全措施;其二,對于火災(zāi)爆炸可能性高的工藝流程,要在特定的時(shí)期和部位進(jìn)行檢查,并采取安全應(yīng)對措施,減少危險(xiǎn)發(fā)生額的可能性;其三,工藝安全的泄壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),要考慮管道、閥門、防爆膜等壓力值的設(shè)計(jì),允許最高的安全壓力,并對火災(zāi)時(shí)的排放量、停水、停電、停汽等事故狀態(tài)下的排放量進(jìn)行控制,選擇比較可靠的泄壓設(shè)備,減少火災(zāi)爆炸發(fā)生的可能性;其四,全面考慮操作參數(shù)的監(jiān)控儀表、自動控制回路等,設(shè)計(jì)時(shí)減少危險(xiǎn)物料的存放;其五,火炬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮物料性質(zhì)、物料量、物料壓力、堵塞、溫度、爆炸等因素的影響;其六,控制室的設(shè)計(jì),要做到在事故發(fā)生后不受到破壞,能夠進(jìn)行控制操作,減少事故的蔓延;其七,供水、供電、供汽等公用設(shè)施的設(shè)計(jì)要滿足正常的生產(chǎn)要求,并且能保證在停電后的15min以內(nèi),供氣正常維持,供水中斷后,冷卻系統(tǒng)能正常工作10min;其八,盡量減小和消除靜電積聚,減少靜電積聚的因素,相關(guān)的靜電設(shè)計(jì)要符合設(shè)計(jì)規(guī)程;最后,報(bào)警信號系統(tǒng)、自控檢測儀表、自動和手動緊急泄壓排放安全設(shè)施進(jìn)行連鎖,對于非常關(guān)鍵的部位,則設(shè)置常規(guī)檢測和異常檢測的雙重檢測系統(tǒng),確保萬無一失。
3.4 物料的安全設(shè)計(jì)
物料的安全設(shè)計(jì)主要從兩個(gè)方面著手:其一,可燃性氣體和液體應(yīng)盡量在密閉系統(tǒng)中運(yùn)行,氣象空間的可燃?xì)怏w和蒸汽的濃度要控制到最低;其二,對于可燃性或能夠引起爆炸的原料、半成品或成品應(yīng)該列出火災(zāi)危險(xiǎn)性特性,此外,物料的安全性分析還可以考慮其致癌、重度等危險(xiǎn)性,進(jìn)行及時(shí)有效的防護(hù)。
4 裝置布置的安全設(shè)計(jì)
(1)對于石油化工裝置中處理同類或類似危險(xiǎn)品的設(shè)備,盡量集中布置,以便當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生后可以迅速的尋找到,也便于統(tǒng)籌管理,提高險(xiǎn)情處理的效率。
(2)裝置的平面布置,要按照工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì),考慮防爆和防火相關(guān)的規(guī)范要求,并方便操作、維修和消防疏散等方面的操作。
(3)裝置內(nèi)的設(shè)備,要盡量布置在敞開或半敞開的建筑物內(nèi),減少火災(zāi)爆炸時(shí)造成的損壞。
(4)裝置內(nèi)露天布置的貯罐、設(shè)備要按照生產(chǎn)流程分區(qū)集中布置。
(5)有爆炸危險(xiǎn)的生產(chǎn)部位要單獨(dú)布置在廠房內(nèi),并且盡量靠近廠房的外墻,如布置在多層廠房內(nèi),一旦出現(xiàn)爆炸或火災(zāi)情況,容易發(fā)生連帶的事故,易燃易爆的生產(chǎn)部位應(yīng)該布置在最上一層,并且靠外墻,在有爆炸危險(xiǎn)的廠房內(nèi),不應(yīng)設(shè)置在休息室或辦公室等設(shè)施內(nèi)。
(6)有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的生產(chǎn)廠房內(nèi),液壓部位不應(yīng)布置在人員集中的區(qū)域,靠近易燃易爆部位應(yīng)當(dāng)設(shè)置泄壓面積,要減小對臨近生產(chǎn)裝置和建筑物的影響。有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的建筑物、生產(chǎn)設(shè)備、構(gòu)筑物應(yīng)布置在一端,也可設(shè)在防爆構(gòu)筑物內(nèi),如爆炸危險(xiǎn)性大的反應(yīng)器和其他設(shè)備之間應(yīng)布置防爆隔離墻。如果存在多個(gè)反應(yīng)器,多個(gè)反應(yīng)器之間要設(shè)置防爆隔離墻,明火設(shè)備的布設(shè)盡量遠(yuǎn)離可燃?xì)怏w、易燃液化氣、可燃蒸汽等工藝設(shè)備。
(7)裝置的變配電室、集中控制室、分析化驗(yàn)室等輔助建筑物,應(yīng)布置在非防爆防火危險(xiǎn)區(qū)。
(8)裝置各類建筑物、設(shè)備和構(gòu)筑物的布置間距,應(yīng)滿足防爆、防火的距離要求,合理布置消防通道,不能出現(xiàn)消防作業(yè)的死角,重視設(shè)備聯(lián)合平臺和框架安全疏散通道的連接性,最大限度的方便作業(yè)人員的進(jìn)入或撤離。
5 工藝管道的安全設(shè)計(jì)
(1)工藝管道的防雷電、洪水、暴雨、冰雹等自然災(zāi)害以及方靜電安全措施,要符合相關(guān)的規(guī)范要求。
(2)工藝管道必須安全可靠,且操作具有簡易性,設(shè)計(jì)中所選用的閥門、管件、管道的材料,要保證足夠機(jī)械強(qiáng)度和使用的壽命,管道的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝和調(diào)試等條件要符合國家的規(guī)范要求和現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
(3)工藝管道上的防爆膜、安全閥、液壓設(shè)施、自控檢測儀表、安全連鎖裝置和報(bào)警系統(tǒng)及衛(wèi)生檢測設(shè)施要設(shè)計(jì)合理且安全可靠。
(4)工藝管道的取樣、廢氣排放、廢液排放等設(shè)計(jì),必須安全可靠,且應(yīng)設(shè)置有效的安全設(shè)施。
(5)嚴(yán)格按照工藝條件要求,管道的連接方式要合理,或接頭不宜用于有毒介質(zhì)管道,除必要的法蘭連接之外,應(yīng)盡量采用焊接,管道上小口徑分支管應(yīng)采用加強(qiáng)管接頭與主管連接,法蘭、閥門等管道組成要按不同的壓力等級選用。
(6)輸送火災(zāi)危險(xiǎn)性為有毒、腐蝕性介質(zhì)或甲、乙類介質(zhì)的管道,不能穿過無關(guān)的建筑物,集中敷設(shè)于同一管架上的各種介質(zhì)管道要保留一定的間距,液化石油氣體和易燃液體管道嚴(yán)謹(jǐn)與熱料、蒸汽管道相鄰布置,多層管架中的熱料管道應(yīng)布置在最上層,可燃介質(zhì)與助燃管道之間宜用不燃管道隔開,并且之間的距離保持300mm左右。
(7)根據(jù)輸送介質(zhì)的溫度、壓力和性質(zhì)等因素選擇管材,不能隨意選擇或替代,不得使用存在缺陷的管材,如果輸送高度危害的介質(zhì),或者是液化烴的壓力管道,應(yīng)當(dāng)采用優(yōu)質(zhì)鋼材制造的管道,不能用沸騰鋼制造,含碳量要大于024%。
6 設(shè)計(jì)缺陷的防范
6.1 增強(qiáng)設(shè)計(jì)與安全相關(guān)聯(lián)的意識
設(shè)計(jì)是項(xiàng)目的源頭,設(shè)計(jì)的安全能夠保證項(xiàng)目本質(zhì)的安全,作為設(shè)計(jì)人員首先要考慮到裝置的安全性要求,設(shè)計(jì)與安全相關(guān)聯(lián)的意識是設(shè)計(jì)需要具備的意識,只有設(shè)計(jì)人員具有基本的安全意識,才能從源頭上控制安全性,減少事故發(fā)生的可能性。
6.2 做好設(shè)計(jì)的組織工作
設(shè)計(jì)的組織工作如果到位,則各工作的部門能夠協(xié)調(diào)一致,共同應(yīng)對設(shè)計(jì)中的難題,保證設(shè)計(jì)工作按期、按質(zhì)、按量的完成。組織工作的到位是設(shè)計(jì)工作不可或缺的一環(huán),良好的組織工作保證工作有效、穩(wěn)定的推進(jìn),并且能減少紕漏,使設(shè)計(jì)更趨完善。
6.3 提高設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)
設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)往往關(guān)乎到整體設(shè)計(jì)的水平,因而提高設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)可以獲取高質(zhì)量的圖紙,提高人員的素質(zhì)從兩個(gè)方面進(jìn)行:其一,組織設(shè)計(jì)人員參與技術(shù)培訓(xùn),提高技能;其二,提高設(shè)計(jì)人員的安全意識和責(zé)任意識。
6.4 正確使用設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)是石油化工裝置設(shè)計(jì)的一個(gè)重要知識來源,經(jīng)歷多、閱歷豐富能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)工作提供參考,使設(shè)計(jì)人員更加周全、細(xì)致的考慮設(shè)計(jì)的各項(xiàng)內(nèi)容,盡量少走彎路,此外,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富可以預(yù)見可能存在的問題,洞察危險(xiǎn)因素,減少安全隱患。
6.5 提高設(shè)計(jì)工作的管理水平
完善的管理工作可以組織好設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié),如資料的準(zhǔn)備、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、各專業(yè)人員的密切配合、審核、校核等程序,可以從各個(gè)方面保障設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。管理水平的提高還需要引進(jìn)先進(jìn)的管理人才,提高整體的管理水平。
6.6 加強(qiáng)信息反饋工作
大量的反饋信息能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)工作不斷得到改善,使設(shè)計(jì)更加合理、全面。反饋工作是設(shè)計(jì)中的重要部分,加強(qiáng)信息反饋可以通過問卷調(diào)查、實(shí)地考察等來進(jìn)行,通過各個(gè)途徑來了解設(shè)計(jì)中存在的不足,以便進(jìn)行改善。
7 結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國的石油化工產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用,但石油化工中存在著一定的危險(xiǎn)性,所造成的安全事故帶來的損失也是非常巨大的,因而需要從設(shè)計(jì)源頭進(jìn)行改進(jìn),研究石油化工的設(shè)計(jì)工作,如管道布置、工藝路線等,對危險(xiǎn)因素進(jìn)行分析探討,以為提升設(shè)計(jì)水平做出一定的貢獻(xiàn),相關(guān)研究值得深入。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) LEC 模糊綜合 故障樹 適用性
中圖分類號: X820.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
1 概述
伴隨著石油石化行業(yè)的迅猛發(fā)展,企業(yè)發(fā)生的各種事故也呈上升趨勢,對國家財(cái)產(chǎn)和人民的生命安全造成了巨大的損害,同時(shí)對人們賴以生存的環(huán)境造成了威脅。因此,開展安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究,盡可能的減少安全事故的發(fā)生,對保證石油石化行業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的意義。
2 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)概念
風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)也稱安全評價(jià)。風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全為目的,運(yùn)用安全系統(tǒng)工程原理和方法,對系統(tǒng)中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行辯識與分析,判斷系統(tǒng)發(fā)生事故和職業(yè)危害的可能性及其嚴(yán)重程度,從而為制定防范措施和管理決策提供科學(xué)依據(jù)[3]。
3 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法
風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法可分為定性、定量或半定量的評價(jià)方法。具體采用哪種評價(jià)方法,還要根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)以及其它因素進(jìn)行確定。但無論采用哪種方法,都有相當(dāng)大的主觀因素,都難免存在一定的偏差和遺漏。各種風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法都有它的特點(diǎn)和適用范圍[1]。現(xiàn)將常見的幾種風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法簡述如下:
3.1 LEC評價(jià)法
這是一種評價(jià)具有潛在危險(xiǎn)性環(huán)境中作業(yè)時(shí)的危險(xiǎn)性半定量評價(jià)方法。它是用與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)率有關(guān)的三種因素指標(biāo)值之積來評價(jià)系統(tǒng)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)大小的,這三種因素是:L―發(fā)生事故的可能性大??;E―人體暴露在這種危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度;C―一旦發(fā)生事故會造成的損失后果。但是,要取得這三種因素的科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),卻是相當(dāng)繁瑣的過程。為了簡化評價(jià)過程,采取半定量計(jì)值法,給三種因素的不同等級分別確定不同的分值,再以三個(gè)分值的乘積D來評價(jià)危險(xiǎn)性的大小。即:D=L·E·C
D值大,說明該系統(tǒng)危險(xiǎn)性大,需要增加安全措施,或改變發(fā)生事故的可能性,或減少人體暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度,或減輕事故損失,直至調(diào)整到允許范圍。
L―發(fā)生事故的可能性大小。在作系統(tǒng)安全考慮時(shí),人為地將"發(fā)生事故可能性極?。⒌姆?jǐn)?shù)定為0.1,而必然要發(fā)生的事件的分?jǐn)?shù)定為10,介于這兩種情況之間的情況指定了若干個(gè)中間值,如圖1所示。
E-暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻繁程度。人員出現(xiàn)在危險(xiǎn)環(huán)境中的時(shí)間越多,則危險(xiǎn)性越大。規(guī)定連結(jié)現(xiàn)在危險(xiǎn)環(huán)境的情況定為10,而非常罕見地出現(xiàn)在危險(xiǎn)環(huán)境中定為0.5。同樣,將介于兩者之間的各種情況規(guī)定若干個(gè)中間值,如圖1所示。
C―發(fā)生事故產(chǎn)生的后果。事故造成的人身傷害變化范圍很大,對傷亡事故來說,可從極小的輕傷直到多人死亡的嚴(yán)重結(jié)果。由于范圍廣闊,所以規(guī)定分?jǐn)?shù)值為1-100,把需要救護(hù)的輕微傷害規(guī)定分?jǐn)?shù)為1,把造成多人死亡的可能性分?jǐn)?shù)規(guī)定為100,其他情況的數(shù)值均在1與100之間,如圖1所示。
D―危險(xiǎn)性分值。根據(jù)公式就可以計(jì)算作業(yè)的危險(xiǎn)程度,但關(guān)鍵是如何確定各個(gè)分值和總分的評價(jià)。危險(xiǎn)等級的劃分是憑經(jīng)驗(yàn)判斷,難免帶有局限性,不能認(rèn)為是普遍適用的,應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況予以修正。危險(xiǎn)等級劃分如圖1所示。
3.2 MLS評價(jià)法
該法由中國地質(zhì)大學(xué)馬孝春博士設(shè)計(jì),是對MES和LEC評價(jià)方法的進(jìn)一步改進(jìn)。經(jīng)過與LEC、MES法對比,該方法的評價(jià)結(jié)果更貼近于真實(shí)情況。該方法的評價(jià)方程式為:
方程式中各項(xiàng)的含義:R-危險(xiǎn)源的評價(jià)結(jié)果,即風(fēng)險(xiǎn),無量綱;n-危險(xiǎn)因素的個(gè)數(shù);Mi是指對第i個(gè)危險(xiǎn)因素的控制與監(jiān)測措施;Li-指作業(yè)區(qū)域的第i種危險(xiǎn)因素發(fā)生事故的頻率;Si1代表由第i種危險(xiǎn)因素發(fā)生事故所造成的可能的一次性人員傷亡損失,Si2代表由于第i種危險(xiǎn)因素的存在,所帶來的職業(yè)病損失(Si2即使在不發(fā)生事故時(shí)也存在,按一年內(nèi)用于該職業(yè)病的治療費(fèi)來計(jì)算);Si3代表由第i種危險(xiǎn)因素誘發(fā)的事故造成的財(cái)產(chǎn)損失,Si4代表由第i種危險(xiǎn)因素誘發(fā)的環(huán)境累積污染及一次性事故的環(huán)境破壞所造成的損失。
MLS評價(jià)方法充分考慮了待評價(jià)區(qū)域內(nèi)的各種危險(xiǎn)因素及由其所造成的事故嚴(yán)重度;在考慮了危險(xiǎn)源固有危險(xiǎn)性外,還有反映對事故是否有監(jiān)測與控制措施的指標(biāo);對事故的嚴(yán)重度的計(jì)算考慮了由于事故所造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、職業(yè)病、環(huán)境破壞的總影響??陀^再現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的真實(shí)后果:一次性的直接事故后果及長期累積的事故后果。MLS法比LEC和MES法更加貼近實(shí)際,更加易于操作,在實(shí)際評價(jià)中也取得了較好效果,值得在實(shí)踐中推廣。
3.3 故障樹
故障樹分析(Fault Tree Analysis,縮寫為FTA)又稱事故樹分析,是一種演繹的系統(tǒng)安全分析方法。它是從要分析的特定事故或故障開始,層層分析其發(fā)生原因,一直分析到不能再分解為止;將特定的事故和各層原因之間用邏輯門符號連接起來,得到形象、簡潔地表達(dá)其邏輯關(guān)系地邏輯樹圖形,即故障樹。通過對故障樹簡化、計(jì)算達(dá)到分析、評價(jià)的目的。
1.故障樹分析的基本步驟
(1)確定分析對象系統(tǒng)和要分析的各對象事件(頂上事件);
(2)確定系統(tǒng)事故發(fā)生概率、事故損失的安全目標(biāo)值;
(3)調(diào)查原因事件。調(diào)查與事故有關(guān)的所有直接原因和各種因素(設(shè)備故障、人員失誤和環(huán)境不良因素)。
(4)編制故障樹。從頂上事件起,逐級往下找出所有原因事件直到最基本的原因事件為止,按其邏輯關(guān)系畫出故障樹。
(5)定性分析。按故障樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,求出最小割集和最小徑集,確定各基本事件的結(jié)構(gòu)重要度。
(6)定量分析。找出各基本事件的發(fā)生概率,計(jì)算出頂上事件的發(fā)生概率,求出概率重要度和臨界重要度。
(7)結(jié)論。當(dāng)事故發(fā)生概率超過預(yù)定目標(biāo)值時(shí),從最小割集著手研究降低事故發(fā)生概率的所有可能方案,利用最小徑集找出消除事故的最佳方案;通過重要度(重要度系數(shù))分析確定采取對策措施的重點(diǎn)和先后順序;從而得出分析、評價(jià)的結(jié)論。
3.4 安全模糊綜合評價(jià)
模糊綜合評價(jià)是指對多種模糊因素所影響的事物或現(xiàn)象進(jìn)行總的評價(jià),又稱模糊綜合評判[2]。安全模糊綜合評價(jià)就是應(yīng)用模糊綜合評價(jià)方法對系統(tǒng)安全、危害程度等進(jìn)行定量分析評價(jià)。所謂模糊是指邊界不清晰,中間函數(shù)不分明,既在質(zhì)上沒有確切的含義,也在量上沒有明確的界限。根據(jù)事故致因理論,大多數(shù)事故是由于人的不安全行為與物的不安全狀態(tài)在相同的時(shí)間和空間相遇而發(fā)生的,少數(shù)事故是由于人員處在不安全環(huán)境中而發(fā)生的,還有少數(shù)事故是由于自身有危險(xiǎn)的物質(zhì)暴露在不安全環(huán)境中而發(fā)生的。為了說明問題并簡便起見,將某系統(tǒng)的安全狀況影響因素從大的范圍定為人的行為,物的狀態(tài)和環(huán)境狀況,故因素集為:
U={人行為(u1),物狀態(tài)(u2),環(huán)境狀況(u3)}
評價(jià)集定為:V={很好(v1),好(v2),可以(v3),不好(v4)}
實(shí)際評價(jià)過程中,人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)及環(huán)境不安全狀況是由許多因素決定的,必須采用多級模糊綜合評價(jià)方法來分析。所謂多級模糊綜合評價(jià)是在模糊綜合評價(jià)的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行綜合評價(jià),并且根據(jù)具體情況可以多次這樣進(jìn)行下去,二者的評價(jià)原理及方法是一致的。多級模糊綜合評價(jià)分為多因素、多因素多層次兩種類型,其基本思想是,將眾多的因素按其性質(zhì)分為若干類或若干層次,先對一類(層)中的各個(gè)因素進(jìn)行模糊綜合評價(jià),然后再各類之間(由低層到高層)進(jìn)行綜合評價(jià)。
3.5 道化學(xué)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評價(jià)法
該方法是對工藝裝置及所含物料的潛在火災(zāi)、爆炸逐步推算和客觀評價(jià),其定量依據(jù)是以往事故的統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)的潛在能量和現(xiàn)行安全防災(zāi)措施狀況。
評價(jià)方法及流程如圖2所示
道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)評價(jià)法
道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)計(jì)算表:該表對一般工藝、特殊工藝中的危險(xiǎn)物質(zhì)指定了危險(xiǎn)系數(shù)范圍,可參照選取。
安全措施補(bǔ)償系數(shù)表:對工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)、物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)、防火設(shè)施安全補(bǔ)償系數(shù)的補(bǔ)償范圍給出了參考值。總的補(bǔ)償系數(shù)為以上三者之積。
工藝單元風(fēng)險(xiǎn)分析匯總表: 在此表中須填寫工藝單元內(nèi)的火災(zāi)、爆炸指數(shù)、暴露半徑、暴露面積、暴露區(qū)內(nèi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值、危害系數(shù)、基本最大可能財(cái)產(chǎn)損失、安全措施補(bǔ)償系數(shù)、實(shí)際最大可能財(cái)產(chǎn)損失、最大可能停工天數(shù)、停產(chǎn)損失。
生產(chǎn)裝置風(fēng)險(xiǎn)分析匯總表: 對各工藝單元的風(fēng)險(xiǎn)損失進(jìn)行匯總。
工藝設(shè)備及安裝成本表。
道化學(xué)火災(zāi)、爆炸指數(shù)評價(jià)法是較為成熟、使用面最廣的評價(jià)方法?;旧纤械膰叶加衅髽I(yè)采用這種方法進(jìn)行化學(xué)品的危險(xiǎn)性評價(jià)。另外,我國的易燃、易爆、有毒類危險(xiǎn)源的評價(jià)方法也是在充分吸收道化學(xué)評價(jià)法優(yōu)點(diǎn)上,考慮到中國國情而改造的一種評價(jià)方法。
由于道化學(xué)評價(jià)方法融合了化學(xué)專業(yè)的多種理論、跨國企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),所以能客觀地量化潛在的火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)性事故的預(yù)期損失,能確定可能引起事故的設(shè)備,具有較高權(quán)威性。該方法特別適于管理到位、資料充分、系統(tǒng)復(fù)雜的大型化工企業(yè)。目前中國的許多中小型的化工企業(yè)還沒有完全采取這種方法,其原因是該方法在評價(jià)時(shí)較為繁鎖、評價(jià)周期太長,另外的一個(gè)重要原因是許多企業(yè)不注重?cái)?shù)據(jù)采集與設(shè)備檔案管理工作,不能充分提供所要求的數(shù)據(jù)。
4. 方法比較
為了便于評價(jià)方法的選用,在表1中大致歸納了一些評價(jià)方法的評價(jià)目標(biāo)、方法特點(diǎn)、適用范圍、使用條件、優(yōu)缺點(diǎn)。
表1風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法比較表
5. 應(yīng)用及結(jié)論
在石油石化行業(yè)中,以某個(gè)石油儲備庫為例,在工程的設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及建成投產(chǎn)后的各個(gè)階段,可根據(jù)不同階段的特性選用不同的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法,以達(dá)到安全控制的目的。
1)設(shè)計(jì)階段:在工程設(shè)計(jì)階段,主要考慮的是從宏觀來考慮工程的總體部署,可以選取模糊綜合評價(jià)方法;
2)施工建設(shè)階段:工程施工建設(shè)階段各種危險(xiǎn)源已明顯暴露在施工現(xiàn)場,如物體打擊,機(jī)械傷害,高空墜落,觸電等,可以選取故障樹法和LEC評價(jià)方法;
3)建成投產(chǎn)后:石油儲備庫投產(chǎn)以后,主要危險(xiǎn)源由施工人員設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)樵停馂?zāi)爆炸事故的可能性大大增加,選取道化學(xué)指數(shù)法評價(jià)較為適合。
綜上所述。各種風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法都有各自的特點(diǎn)和適用范圍,在選用時(shí)應(yīng)根據(jù)評價(jià)的特點(diǎn)、具體條件和需要,針對評價(jià)對象的實(shí)際情況、特點(diǎn)和評價(jià)目標(biāo),分析、比較、慎重選用。必要時(shí),針對評價(jià)對象的實(shí)際情況選用幾種評價(jià)方法對同一評價(jià)對象進(jìn)行評價(jià),互相補(bǔ)充、分析綜合、相互驗(yàn)證,以提高評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
參考文獻(xiàn)
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3. 宋明哲,現(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)管理 [M] 北京:中國紡織出版社,2003.
關(guān)鍵詞:甲醇投加系統(tǒng) 內(nèi)浮頂儲罐 設(shè)計(jì) 污水處理廠
中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
Abstract:As the cities sewage treatment plant pollutant discharged standard improved,the existing problems of sewage upgrade project were that water had high concentrations of nitrogen,low concentration of carbon.The addition of carbon source is needed.This paper introduced the designing feature of methanol dosing system,described all aspects of the design details of methanol dosing system,to provide reference for the future design method to improve methanol dosing system.Keywords:methanol dosing system; Inside Floating Ceiling Tank; design; sewage treatment plant
前言
城鎮(zhèn)污水處理工程的建設(shè)和運(yùn)行已經(jīng)成為我國各地落實(shí)水污染物減排責(zé)任目標(biāo)的最主要途徑,根據(jù)國家環(huán)保部的要求,重點(diǎn)流域、區(qū)域的城鎮(zhèn)污水處理廠,普遍要求將現(xiàn)狀污水處理廠出水水質(zhì)提高標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國家一級A或更高排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。在對現(xiàn)狀污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)升級改造過程中,新建工程進(jìn)水普遍存在總氮含量高,有機(jī)物含量低的現(xiàn)象,碳源不足,不滿足脫氮條件,需考慮外加碳源,保證反硝化過程反應(yīng)完全。甲醇是污水處理廠最常用的外加碳源,雖然甲醇的單價(jià)比葡萄糖和醋酸鈉稍貴,但其去除硝酸鹽的最佳碳氮比低,反硝化速率較快,噸水碳源成本低[2],因此作為碳源比其他種類更為經(jīng)濟(jì)。
本文結(jié)合杭州市某污水處理廠二期工程實(shí)例,介紹了在對一期工程二級出水進(jìn)行深度處理過程中,甲醇投加系統(tǒng)的配套設(shè)計(jì)。
1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
本工程來水為經(jīng)二級生物處理后的二沉池出水,采用反硝化生物濾池和硝化曝氣生物濾池串聯(lián)工藝,設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1-1。
表1-1污水廠深度處理進(jìn)、出水水質(zhì)值
Table 1-1 The influent and effluent water quality of the sewage
序號 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)進(jìn)水 設(shè)計(jì)出水
1 BOD5(mg/L) ≤25 ≤8
2 CODcr(mg/L) ≤70 ≤40
3 SS(mg/L) ≤30 ≤10
4 TN(mg/L) ≤20 ≤15
5 NH3-N(mg/L) ≤8 ≤2
6 TP(mg/L) ≤1.0 ≤0.8
由以上數(shù)據(jù)分析,本次深度處理工程設(shè)計(jì)進(jìn)水的BOD5/TN=1.25<3,不具備完全生物脫氮條件[3],因此在生物脫氮時(shí)應(yīng)考慮外部投加碳源,本工程選用甲醇為外加碳源。
由于污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)存在波動,特別是總氮的波動較大,因此為保證脫氮效果一般外部碳源投加量都大于理論計(jì)算量,而理論的碳源投加量也隨進(jìn)水水質(zhì)而變動。在工程實(shí)際運(yùn)行碳源投加過程中,對投加過量或剩余的BOD應(yīng)進(jìn)行降解去除,本工程采用前置反硝化工藝,甲醇投加點(diǎn)設(shè)在反硝化生物濾池前的配水井,二級出水與回流硝化液及甲醇在配水井混合均勻,同時(shí)可使溶解氧降低,然后混合液進(jìn)入DN反硝化生物濾池。該級濾池在缺氧環(huán)境下,利用附著生長在球形多孔陶粒濾料上的兼性細(xì)菌(反硝化菌)以易降解有機(jī)物(含甲醇)作為電子供體,硝態(tài)氮作為電子受體,進(jìn)行反硝化脫氮。DN反硝化生物濾池的出水自流進(jìn)入N硝化曝氣生物濾池,N硝化曝氣生物濾池主要對污水中的氨氮進(jìn)行硝化以及實(shí)現(xiàn)剩余有機(jī)物的降解,并進(jìn)一步截留污水中的SS。本單元還可將多余的碳源徹底降解,從而保證最終出水中總氮、氨氮、有機(jī)物、懸浮物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
由理論反硝化反應(yīng)動力學(xué)反應(yīng)式可知:反硝化每轉(zhuǎn)化1mg硝酸鹽,需要消耗2.47mg甲醇,(約折3mgBOD5)。而實(shí)際工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明:反硝化每轉(zhuǎn)化1mg硝酸鹽,需要3.5mg甲醇,(約折4.25mgBOD5)。甲醇投加量可根據(jù)對應(yīng)去除的硝態(tài)氮量進(jìn)行計(jì)算,設(shè)計(jì)進(jìn)水TN為20mg/L,出水TN為15mg/L。若實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)水BOD較低,則進(jìn)水中BOD5不考慮被利用,則反硝化所需甲醇最大量為:
結(jié)合工程實(shí)際,由于進(jìn)水水質(zhì)存在不穩(wěn)定因素,進(jìn)水中的BOD濃度會有波動,同時(shí)考慮生物同化作用也要消耗BOD,故此次設(shè)計(jì)甲醇儲罐以最不利條件因素考慮,即甲醇最大投加量按17.5mg/L(污水)投加,每天甲醇投加最大量為:1.31m3。
本工程甲醇投加系統(tǒng)由卸料及儲存系統(tǒng)、投加及稀釋系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)組成。配套甲醇儲罐、溫度計(jì)、液位計(jì)、卸甲醇泵、計(jì)量泵及附件、在線稀釋系統(tǒng)、工藝管道閥門等。根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH3007-2007T),“成品儲存天數(shù),醇類鐵路運(yùn)輸15~20天,公路運(yùn)輸10~15天”,本工程儲罐容量按15天設(shè)計(jì)。根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008)表3.0.2中“液化烴、可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類”,可判斷出甲醇的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為甲B類,按照此規(guī)范儲運(yùn)設(shè)施要求,本工程設(shè)計(jì)選用立式內(nèi)浮頂儲罐2個(gè),安裝于甲醇儲罐區(qū)防火堤內(nèi),1用1備,單罐容積25m3,直徑3.0m;罐區(qū)外設(shè)計(jì)卸甲醇泵一臺,供槽罐車卸甲醇用;甲醇投加間內(nèi)設(shè)計(jì)兩臺加藥泵,一用一備;另外配備相應(yīng)消防設(shè)施一套,安裝于甲醇消防間。
2 甲醇投加工藝流程
卸甲醇泵從槽罐車將甲醇泵入甲醇儲罐,通過儲罐上的液位計(jì)控制泵入量。甲醇投加間的計(jì)量泵將儲罐中的甲醇泵出進(jìn)入在線稀釋系統(tǒng),與水混合稀釋到需要的配比濃度,泵至碳源投加點(diǎn)。在投加管路中設(shè)置有脈沖阻尼器來消除隔膜計(jì)量泵產(chǎn)生的脈沖,背壓閥與脈沖阻尼器配合使用可減少工作脈沖對管路的危害,保護(hù)管路、彎頭、接頭不受壓力波動的沖擊。在進(jìn)入投加點(diǎn)之前,通過對純甲醇的在線稀釋,降低純度,減少揮發(fā),降低蒸氣濃度帶來的危害。系統(tǒng)設(shè)置有安全閥管路,在系統(tǒng)管路堵塞或管路配件損壞等非正常工況下, 安全閥開啟,從而對系統(tǒng)管路進(jìn)行卸壓保護(hù)。
由于甲醇的易燃性及其蒸氣與空氣混合物的爆炸性,因此,如何安全、有效地儲存和使用是非常重要的。在實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮效果的同時(shí),更要保障污水處理廠的安全運(yùn)行。因此,甲醇投加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要注意預(yù)防火災(zāi)和爆炸的發(fā)生,也要盡量減少火災(zāi)和爆炸造成的損失。
3 各單元設(shè)計(jì)特點(diǎn)
3.1 卸料及儲存系統(tǒng)
本工程設(shè)計(jì)立式內(nèi)浮頂甲醇儲罐2臺,安裝在防火堤內(nèi),在防火堤外設(shè)防爆屏蔽電泵一臺。屏蔽電泵通過鶴管與槽罐車連接進(jìn)行卸料操作,鶴管采用旋轉(zhuǎn)接頭與剛性管道及彎頭連接起來,以取代老式的軟管連接,具有很高的安全性,靈活性及壽命長等特點(diǎn)。
設(shè)計(jì)使用內(nèi)浮頂儲罐儲存甲醇,內(nèi)浮頂浮在甲醇液面上,隨液面升降而升降。由于甲醇液面被內(nèi)浮頂緊密貼住,不存在蒸發(fā)空間,所以內(nèi)浮頂罐幾乎沒有甲醇的呼吸損失,這樣可有效地防止因甲醇揮發(fā)、濃度堆積而造成的爆炸危險(xiǎn)。內(nèi)浮頂罐是降低固定頂貯罐物料蒸發(fā)損失最安全、最經(jīng)濟(jì)、最簡便的結(jié)構(gòu)形式。罐體材料Q235A,主要由罐底、罐壁、罐頂、梯子、內(nèi)浮盤、軟密封、浮盤立柱、呼吸閥口等組成。除進(jìn)出料口外,儲罐還設(shè)置有液位計(jì)口、透光口、消防泡沫入口、人孔、排污口、溫度計(jì)口等。
根據(jù)《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH3007-2007T),《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008),在甲醇罐區(qū)內(nèi)的主管道均設(shè)置了雙重閥門,預(yù)防泄漏;管道與儲罐采用金屬軟管連接,預(yù)防罐體沉降對管道造成影響;對管道、儲罐上的導(dǎo)電不連續(xù)處采用金屬導(dǎo)體跨接,并進(jìn)行靜電接地處理;用非燃燒材料和鋁板保護(hù)殼對儲罐和管道進(jìn)行了保溫,減少日曬升溫,避免了外部氣候?qū)拗屑状嫉挠绊憽?/p>
3.2投加系統(tǒng)
采用電機(jī)驅(qū)動隔膜計(jì)量泵將甲醇提升至投加點(diǎn),計(jì)量泵手動調(diào)節(jié)沖程,帶隔膜泄漏報(bào)警開關(guān)。電機(jī)為防爆電機(jī)380V/50Hz,用變頻器控制調(diào)節(jié)電機(jī)頻率,防護(hù)等級IP55。計(jì)量泵的出液管線與稀釋系統(tǒng)相連,經(jīng)過壓力表、電動閥、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、止回閥、管道混合器等附件之后,去往投加點(diǎn)。
投加管路采用不銹鋼無縫管道及優(yōu)質(zhì)閥門、泵、法蘭、耐腐蝕墊片等附件,除需要采用法蘭連接外,均采用焊接工藝。管路優(yōu)良的密封性能減少了使用過程中的蒸氣揮發(fā)。其中,儲罐區(qū)至加藥間,加藥間至配水井之間的甲醇戶外管路敷設(shè)在管溝內(nèi),避免管道損壞造成甲醇泄漏,便于檢修和維護(hù)。
3.3 控制系統(tǒng)
配套防爆電控柜、可燃?xì)怏w探測報(bào)警系統(tǒng),在罐區(qū)內(nèi)閥門集中處及建筑內(nèi)可能散發(fā)甲醇?xì)怏w的場所設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警裝置,隨時(shí)監(jiān)測泄漏情況??刂葡到y(tǒng)根據(jù)空氣中甲醇蒸氣濃度范圍自動判斷是否聲光信號報(bào)警或與消防水泵、固定滅火系統(tǒng)、進(jìn)入罐區(qū)的物料閥和通訊/廣播等設(shè)施聯(lián)動。根據(jù)污水廠進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo),自動計(jì)算出控制計(jì)量泵的沖程或運(yùn)行頻率值;并可根據(jù)甲醇儲罐的液位信號自動控制卸料系統(tǒng)、投加系統(tǒng)和稀釋系統(tǒng)的啟停,實(shí)現(xiàn)二個(gè)儲罐的切換送料和出料;還可根據(jù)可燃?xì)怏w探測器、溫度計(jì)、火災(zāi)信號自動對投加系統(tǒng)和稀釋系統(tǒng)進(jìn)行斷電保護(hù)和故障報(bào)警,通知運(yùn)營人員進(jìn)行排險(xiǎn)處理。
3.4消防系統(tǒng)
根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008),“可能發(fā)生可燃液體火災(zāi)的場所宜采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)”。本工程消防系統(tǒng)包括消防水泵、泡沫液儲罐、泡沫比例混合器、泡沫消火栓、泡沫產(chǎn)生器、火災(zāi)探測器、泡沫控制盤、聲光報(bào)警器、火災(zāi)報(bào)警控制器等,其中泡沫產(chǎn)生器、火災(zāi)探測器安裝在甲醇儲罐上,消防控制系統(tǒng)自動對甲醇儲罐進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)測和自動滅火保護(hù),并將火災(zāi)信號輸送至控制系統(tǒng)。加藥間內(nèi)另設(shè)移動式滅火器,當(dāng)發(fā)生局部小型火災(zāi)時(shí),工作人員能夠使用推車式、手提式滅火器將火災(zāi)迅速撲滅。
甲醇儲罐區(qū)為獨(dú)立的一個(gè)防火區(qū)域,甲醇儲罐泡沫液管輸送為單元制。每個(gè)甲醇儲罐配專用的泡沫液管,送至甲醇儲罐的空氣泡沫發(fā)生器,泡沫液管道采用鍍鋅鋼管,泡沫液管的工作壓力為1.05MPa,試驗(yàn)壓力為1.6MPa。
消防間的消防水泵將廠區(qū)消防水池中的水提升至隔膜壓力式空氣泡沫比例混合器,經(jīng)比例混合器自動混合后形成一定濃度的空氣泡沫液,然后由專用泡沫混合液管道(簡稱泡沫水管)分別送至各甲醇儲罐的空氣泡沫發(fā)生器(PC4型)及防火墻外的泡沫消火栓。每只甲醇儲罐設(shè)1套PC4型泡沫發(fā)生器和1根DN65泡沫水管,各泡沫水管下部設(shè)有放泄閥(無火警時(shí)處于常閉狀態(tài))。
泡沫滅火系統(tǒng)工作原理:事先將壓力空氣泡沫比例混合裝置調(diào)至所需泡沫液量指數(shù)。當(dāng)甲醇儲罐發(fā)生火災(zāi)時(shí),自動或手動開啟比例混合器進(jìn)口處電動閘閥。經(jīng)比例混合器作用,泡沫液與水按一定的比例形成泡沫混合液?;旌吓菽河膳菽茌斔椭僚菽l(fā)生器,再由泡沫發(fā)生器的吸氣口吸入空氣形成泡沫,通過緩沖器、導(dǎo)流罩沿甲醇儲罐內(nèi)壁淌至燃燒的油面上,產(chǎn)生厚厚的一層泡沫覆蓋油面,將火窒息撲滅。
4 廠區(qū)平面布置
由于甲醇的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為甲B類,根據(jù)規(guī)范,使用和儲存甲類液體的廠房和倉庫均為甲類。為保障罐區(qū)的防火安全, 在選址和布置時(shí),儲罐區(qū)、加藥間與周圍建筑物的防火間距、耐火極限應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)規(guī)范要求。儲罐與周圍建筑物、泵房、道路、與儲罐之間等的防火間距與周圍建筑物的耐火等級、罐區(qū)液體儲量、儲罐形式有關(guān)。
(1)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)表4.2.2,“甲類液體浮頂儲罐之間的防火間距為單罐直徑的0.4倍”;表4.2.5,“浮頂罐防火堤的有效容量可為其中最大儲罐容量的一半,防火堤內(nèi)側(cè)基腳線至立式儲罐外壁的水平距離不應(yīng)小于罐壁高度的一半,防火堤的設(shè)計(jì)高度應(yīng)比計(jì)算高度高出0.2m,且其高度應(yīng)為1.0~2.2m,并應(yīng)在防火堤的適當(dāng)位置設(shè)置滅火時(shí)便于消防隊(duì)員進(jìn)出防火堤的踏步”。本工程設(shè)計(jì)防火堤尺寸13m×8m,高度為1.2m。甲醇儲罐單罐容積25m3,直徑3.0m,高度3.6m,2只儲罐布置在長方形防火堤的中央。其中2只儲罐之間外壁間距1.9m,罐外壁距離防火堤內(nèi)側(cè)基腳線2.5m。防火堤外設(shè)雨水井1座,供堤內(nèi)排水用,堤上設(shè)樓梯一座,供維護(hù)人員進(jìn)出查看。
(2)根據(jù)此規(guī)范表4.2.7,甲類液體浮頂罐與泵房的防火間距為12m,與裝卸鶴管的防火間距為15m,總儲量小于等于1000立方的甲類液體儲罐,其防火間距可減少25%,泵房、裝卸鶴管與儲罐防火堤外側(cè)基腳線的距離不應(yīng)小于5m。本工程設(shè)計(jì)浮頂罐與泵房的間距50m,與鶴管間距17m,與戶外屏蔽電泵距離9m。
(3)根據(jù)規(guī)范4.2.9,甲類液體儲罐與廠內(nèi)次要道路防火間距10m,主要道路15m,廠外道路20m。本工程新建儲罐區(qū)設(shè)計(jì)在廠區(qū)邊緣,圍墻外是農(nóng)田,距離廠外道路較遠(yuǎn),儲罐區(qū)旁為廠區(qū)次要道路,供罐車卸料用,為了保證防火間距符合規(guī)范,封閉罐區(qū)旁的次要道路,禁止通車。
(4)本工程新建甲醇投加間1座,耐火等級為二級,采用單層建筑,與變配電站防火間距大于25m,與辦公樓生產(chǎn)輔助用房防火間距大于25m,符合規(guī)范要求。
5 結(jié)語
本工程甲醇投加系統(tǒng)投入使用后,設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,碳源投加后生物濾池脫氮效果良好。
隨著國家對城市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的提高,眾多新建工程生物處理系統(tǒng)進(jìn)水普遍存在總氮含量高,碳源不足的現(xiàn)象,甲醇投加系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用越來越廣泛。由于甲醇的火災(zāi)危險(xiǎn)性,設(shè)計(jì)過程中應(yīng)首先考慮占地面積,保證足夠的防火間距,依據(jù)廠區(qū)實(shí)際情況選擇合適的碳源系統(tǒng)及投加型式,對甲醇投加系統(tǒng)進(jìn)行謹(jǐn)慎周到的防爆及消防考慮。通過合理
的布置減少蒸氣排放,采用通風(fēng)措施控制混合氣濃度,設(shè)置甲醇蒸氣濃度監(jiān)測等措施,盡量減少甲醇蒸氣與空氣混合物的存在,將其危害降至最低,保障污水廠的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]國家環(huán)境保護(hù)總局環(huán)發(fā)[2005]110 號“關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的通知.
關(guān)鍵詞:石油行業(yè);重大損失風(fēng)險(xiǎn);風(fēng)險(xiǎn)分析
一、引言
風(fēng)險(xiǎn)一詞來源于英文“risk”的中文翻譯。學(xué)術(shù)界對風(fēng)險(xiǎn)始終沒有得出統(tǒng)一的定義,通常情況下,風(fēng)險(xiǎn)是指損失發(fā)生的可能性。
國際保險(xiǎn)業(yè)界趨向于把由于自然力或人為因素導(dǎo)致偶發(fā)事件出現(xiàn)的結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn),通常被定義為重大自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)甚至造成了巨大的災(zāi)難,可以稱為巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),然而針對石油行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn),本文提出重大損失風(fēng)險(xiǎn)的概念,從不可抗自然力造成的重大損失風(fēng)險(xiǎn)和可以通過人為加以管理控制的重大安全事故風(fēng)險(xiǎn)兩方面,分別對重大損失風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行討論。
二、石油行業(yè)重大損失風(fēng)險(xiǎn)分類和特點(diǎn)
1、重大損失風(fēng)險(xiǎn)分類
重大損失風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生往往是由于自然因素或非自然因素導(dǎo)致偶發(fā)事件出現(xiàn)的結(jié)果。下面將石油行業(yè)重大損失風(fēng)險(xiǎn)分為重大自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、重大安全事故風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)三方面進(jìn)行分類說明。
(1)重大自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)
根據(jù)自然災(zāi)害的成因和我國災(zāi)害管理現(xiàn)狀,國家科委、國家計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委自然災(zāi)害綜合研究組將自然災(zāi)害分為七大類:氣象災(zāi)害、海洋災(zāi)害、洪水災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、地震災(zāi)害、農(nóng)作物生物災(zāi)害以及森林生物災(zāi)害和森林火災(zāi)。
(2)重大安全事故風(fēng)險(xiǎn)
石油行業(yè)日常生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高,極易發(fā)生重大安全事故,按照事故發(fā)生的原因,石油行業(yè)重大事故又可分為重大火災(zāi)事故、重大交通事故、重大生產(chǎn)事故、重大設(shè)備事故以及重大人員傷亡事故5類。
(3)重大環(huán)境責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)
石油行業(yè)的原料的特殊性,一旦發(fā)生了突發(fā)性事件或事故引起有毒有害、易燃易爆等物質(zhì)泄漏,或突發(fā)事件產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì),對周圍人員造成重大人身傷亡及對周圍環(huán)境產(chǎn)生重大污染和破壞。企業(yè)所應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)必須引起行業(yè)的關(guān)注。
2、石油行業(yè)重大損失風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)
重大損失風(fēng)險(xiǎn)造成的重大財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重人員傷亡,以及環(huán)境破壞引發(fā)的社會責(zé)任問題,對石油行業(yè)的相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響。相對于普通風(fēng)險(xiǎn)來說,重大損失風(fēng)險(xiǎn)具有:風(fēng)險(xiǎn)損失程度巨大、風(fēng)險(xiǎn)的不確定性、風(fēng)險(xiǎn)影響范圍廣,相關(guān)性高、責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)巨大等風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)。
石油石化行業(yè)是國家重點(diǎn)監(jiān)控的六大高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)之一,生產(chǎn)工藝具有連續(xù)化、自動化的特點(diǎn),一旦發(fā)生災(zāi)害,不僅會引起連鎖反應(yīng),而且涉及面大,易形成次生災(zāi)害,導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失,在造成巨額經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的同時(shí),對周圍地區(qū)的人員、生態(tài)環(huán)境也造成了巨大的影響,嚴(yán)重影響石油企業(yè)的聲譽(yù)。
對于石油行業(yè)的建設(shè)和日常生產(chǎn)經(jīng)營來說,盡管采取了嚴(yán)格的安全管理措施,但是從安全理論上來說,絕對的安全是不可能的,一些偶然的、意外的、甚至有意的人為破壞事件必然會發(fā)生,這就導(dǎo)致了石油行業(yè)一些重大的災(zāi)害損失發(fā)生。
三、重大損失風(fēng)險(xiǎn)分析
引發(fā)重大損失的因素大致可以分為兩大類:自然因素和非自然因素。自然因素造成的重大損失風(fēng)險(xiǎn)包括地震、洪水和其他嚴(yán)重的暴風(fēng)雨、龍卷風(fēng)等。而對于非自然因素包括人為因素、設(shè)備因素、物料因素、管理因素等多方面,具體表現(xiàn)為:人為的誤操作(人為安全事故),人為有意的行為,設(shè)備故障或意外事故等。
1、自然因素風(fēng)險(xiǎn)分析
從技術(shù)層面上講,自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析是通過自然因子發(fā)生時(shí)、空、強(qiáng)的可能性數(shù)值和各種破壞的可能性數(shù)值,推測各種損失的可能性數(shù)值,最后,將3個(gè)可能性數(shù)值組合起來,得出損失風(fēng)險(xiǎn)。以地震災(zāi)害進(jìn)行致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)分析為例。
2.非自然因素風(fēng)險(xiǎn)分析
石油行業(yè)的原料、成品、半成品、中間體和雜質(zhì)等,很多都是易燃易爆品;很多物質(zhì)還含硫等腐蝕性物質(zhì);在生產(chǎn)和儲存過程中極易由于人為原因、設(shè)備等非自然原因引起火災(zāi)、爆炸、化學(xué)品泄露、放射性污染、環(huán)境污染等重大損失事故。通過對石油行業(yè)的勘探與開發(fā)、油氣儲運(yùn)及銷售、煉油化工三個(gè)不同板塊的危害性分析,以便采取控制措施有效降低損失。
(1)石油勘探與開發(fā)
石油勘探與開發(fā)屬于石油行業(yè)上游過程,其大損失風(fēng)險(xiǎn)因素包括:火災(zāi)爆炸風(fēng)險(xiǎn)、物理性爆破風(fēng)險(xiǎn)、中毒風(fēng)險(xiǎn)、井噴風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
(2)油氣儲運(yùn)與銷售
在這個(gè)過程中最嚴(yán)重的危險(xiǎn)是火災(zāi)爆炸,以及壓力容器的物理爆炸和運(yùn)輸過程的重大交通事故;其次危險(xiǎn)是排放的有毒廢水、廢氣等引起的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事故。
(3)煉油化工風(fēng)險(xiǎn)
對于石化裝置而言,火災(zāi)爆炸是煉油化工生產(chǎn)中最顯見的,也是破壞程度較大的危險(xiǎn),其次是中毒風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。煉油化工廢氣以及石油化工廢水是造成重大災(zāi)害損失的主要原因。
結(jié)束語
通過對重大損失風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)和分類的闡述,以及在自然因素和非自然因素兩個(gè)方面對石油行業(yè)重大損失風(fēng)險(xiǎn)的研究,進(jìn)一步對引發(fā)重大損失的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析表明石油行業(yè)重大損失風(fēng)險(xiǎn)研究至關(guān)重要。
通過對國內(nèi)外歷年來石油板塊重大損失事故原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,石油板塊事故比例為
煉油化工:儲運(yùn)與銷售:勘探開發(fā):其他=62%:29%:7%:2%。
從統(tǒng)計(jì)數(shù)字來看,煉油化工板塊事故比例最高,這也進(jìn)一步印證了在重大損失風(fēng)險(xiǎn)理論分析和實(shí)際情況的一致性。
參考文獻(xiàn):
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[2]中國石油天然氣集團(tuán)會司質(zhì)量安全與環(huán)保部編.石油風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)概論, 石油工業(yè)出版社,2001年.
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關(guān)鍵詞:城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估
一、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估的概念
過去,人們往往依靠經(jīng)驗(yàn)和直觀推斷來做出決策。隨著計(jì)算機(jī)容量不斷擴(kuò)大和模塊技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)險(xiǎn)評估(riskassessment)和風(fēng)險(xiǎn)管理(riskmanagement)技術(shù)作為復(fù)雜或重大事項(xiàng)決策的必要輔助手段,在過去的二、三十年間,在決策分析、管理科學(xué)、運(yùn)營研究和系統(tǒng)安全等領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)知和應(yīng)用[1]。
通常認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)(risk)的定義為:能夠?qū)ρ芯繉ο螽a(chǎn)生影響的事件發(fā)生的機(jī)會,它通過后果和可能性這兩個(gè)方面來具體體現(xiàn)。風(fēng)險(xiǎn)概念中包括三個(gè)因素:對可能發(fā)生的事件的認(rèn)知;該事件發(fā)生的可能性;發(fā)生的后果[2]。因而,火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)(firerisk)包含火災(zāi)危險(xiǎn)性(發(fā)生火災(zāi)的可能性)和火災(zāi)危害性(一旦發(fā)生火災(zāi)可能造成的后果)雙重含義[3]。
現(xiàn)在,在文獻(xiàn)中可以看到的與“火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估”相關(guān)的術(shù)語有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估都是指:在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上對火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估算,通過對所選擇的風(fēng)險(xiǎn)抵御措施進(jìn)行評估,把所收集和估算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確的結(jié)論的過程?;馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估與火災(zāi)模擬、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理和消防工程之間有密切關(guān)系,為其提供定性和定量的分析方法,簡單地如消防安全設(shè)施檢查表,復(fù)雜的就會涉及到概率分析,在應(yīng)用方面針對的風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)的性質(zhì)和分析人員的經(jīng)驗(yàn)有各種變化[4]。
較多的人傾向于從工程角度來定義火災(zāi)危害性(firehazard)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)(firerisk)?;馂?zāi)危害性指:凡是根據(jù)已有的資料認(rèn)為能引起火災(zāi)或爆炸,或是能為火災(zāi)的強(qiáng)度增大或蔓延持續(xù)提供燃料,即對人員或財(cái)產(chǎn)安全造成威脅的任何情況、工藝過程、材料或形勢?;馂?zāi)危害性分析在不同的情況下有不同的針對性,目的是確定在一定的條件下有可能發(fā)生的可預(yù)見性后果。這種設(shè)定的條件稱為火災(zāi)場景,包括建筑物中房間的布局、建材、裝修材料及家具、居住者的特征等與相關(guān)后果有關(guān)的各種具體信息。目前在確定后果方面的趨勢是盡可能地利用各種火災(zāi)模式,輔以專家判斷。此時(shí),危害性分析可以看作是風(fēng)險(xiǎn)評估的一個(gè)構(gòu)成元素,即風(fēng)險(xiǎn)評估是對危害發(fā)生的可能性進(jìn)行權(quán)衡的一系列危害性分析。
從系統(tǒng)分析的角度來看,風(fēng)險(xiǎn)具有系統(tǒng)特性和動態(tài)特性。風(fēng)險(xiǎn)實(shí)際上并非某一單一實(shí)體或事物的固有特性,而是屬于一個(gè)系統(tǒng)的特性。若系統(tǒng)發(fā)生變化,很容易就會使事先對風(fēng)險(xiǎn)所做的估算隨之發(fā)生變化?;馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估模式包括:系統(tǒng)認(rèn)定,即明確所要評估的具體系統(tǒng)并定義出風(fēng)險(xiǎn)抵御措施的過程;風(fēng)險(xiǎn)估算,即設(shè)定關(guān)于火災(zāi)的發(fā)生幾率和嚴(yán)重后果及其伴隨的不確定性的衡量標(biāo)準(zhǔn)或尺度,計(jì)算和量化系統(tǒng)中的指標(biāo)的過程;風(fēng)險(xiǎn)評估,對該標(biāo)準(zhǔn)或尺度進(jìn)行分析和估算,確定某一特定風(fēng)險(xiǎn)值的重要性或某一特定風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生變化的權(quán)重[5]。
二、城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估的意義及發(fā)展概況
在消防方面,隨著人們安全意識的提高和建筑設(shè)計(jì)性能化的發(fā)展,對建筑工程的安全評估日益受到重視,比如美國消防協(xié)會制定的“NFPA101生命安全法規(guī)”是一部關(guān)注火災(zāi)中的人員安全的消防法規(guī),與之同源的“NFPA101A確保生命安全的選擇性方法指南”,分別針對醫(yī)護(hù)場所、監(jiān)禁場所、辦公場所等,給出了一系列安全評估方法,多應(yīng)用于建筑工程的安全性評估方面[6]。
目前,我國在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方面的研究,大部分是以某一企業(yè),或某一特定建筑物為對象的小系統(tǒng)。例如,由武警學(xué)院承擔(dān)的國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“石化企業(yè)消防安全評價(jià)方法及軟件開發(fā)研究”,以“石油化工企業(yè)防火設(shè)計(jì)規(guī)范”等消防規(guī)范和德爾菲專家調(diào)查法為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了石化企業(yè)消防安全評價(jià)的指標(biāo)體系,利用層次分析法和道化指數(shù)法確定了各指標(biāo)的權(quán)重,采用線性加權(quán)模型得出煉油廠的消防安全評價(jià)結(jié)果[7]。以某一特定建筑物為對象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)也比較多,如中國礦業(yè)大學(xué)周心權(quán)教授,在分析建筑火災(zāi)發(fā)生原因的基礎(chǔ)上,建立了建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估因素集,并運(yùn)用模糊評價(jià)法對我國的高層民用建筑進(jìn)行了消防安全評價(jià)[8]。
與上述的安全評估不同,城市區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估的目的是根據(jù)不同的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)級別,配置消防救援力量,指導(dǎo)城市消防系統(tǒng)改造,指導(dǎo)城市消防規(guī)劃。對已建成的城市區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估必須考慮許多因素,即城市火災(zāi)危險(xiǎn)性評價(jià)指標(biāo)體系,包括區(qū)域內(nèi)所存在的對生命安全造成危險(xiǎn)的情況、火災(zāi)頻率、氣候條件、人口統(tǒng)計(jì)等因素,進(jìn)而評價(jià)社區(qū)的消防部署和消防能力等抵御風(fēng)險(xiǎn)的因素。除此之外,在評估過程中另一個(gè)重要的情況是要關(guān)注社區(qū)從財(cái)政及其他方面為消防規(guī)劃中所要求的總體消防水平提供支持的能力和意愿。隨著城市規(guī)模擴(kuò)大、綜合功能增強(qiáng),在居住區(qū)商貿(mào)中心、醫(yī)院、學(xué)校、和護(hù)理場所增多,評估方法還會相應(yīng)的改變?,F(xiàn)有的城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估方法主要出于以下兩個(gè)目的:
(一)用于保險(xiǎn)目的
在火災(zāi)保險(xiǎn)方面的應(yīng)用的典型事例為美國保險(xiǎn)管理處ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火災(zāi)分級法,在美國已經(jīng)被視為指導(dǎo)社區(qū)政府部門對其火災(zāi)抵御能力和實(shí)際情況進(jìn)行分類和自我評估的良好方法。ISO方法把社區(qū)消防狀況分為10個(gè)等級,10級最差,1級最好。
ISO是按照一套統(tǒng)一的指標(biāo)來對每個(gè)社區(qū)的客觀存在的滅火能力進(jìn)行評估,確定該社區(qū)的公共消防級別,這套指標(biāo)來自于由美國消防協(xié)會和美國自來水公司協(xié)會所制定的各種國家規(guī)范。ISO對城市消防的分級方法主要體現(xiàn)在它的“市政消防分級表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑結(jié)構(gòu)、用途、防火間距與公共消防情況(用公共消防分級數(shù)目表達(dá))相關(guān)聯(lián),再以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)加以調(diào)節(jié)后,來確定相應(yīng)的火險(xiǎn)費(fèi)用。ISO級別僅被保險(xiǎn)公司用作確定火險(xiǎn)費(fèi)用的一個(gè)成分。ISO分級系統(tǒng)雖然無法反映出消防組織的其他應(yīng)急救援能力,但實(shí)際上也常用于各個(gè)區(qū)域的公共滅火力量的確定。
市政消防分級表從1974年開始使用,主要考察某城市區(qū)域的7個(gè)指標(biāo)情況:供水、消防隊(duì)、火災(zāi)報(bào)警、建筑法規(guī)、電氣法規(guī)、消防法規(guī)、氣候條件。隨著技術(shù)進(jìn)步,該表也不斷改進(jìn)。1980年版抽取了CFRS中對公共消防分級的方法,給出了修訂后的滅火力量等級表,指標(biāo)只包括前3項(xiàng)。被刪除的指標(biāo)或者確少區(qū)分度,或者在全市范圍內(nèi)進(jìn)行評估時(shí)太過于主觀,而且74表格中包含許多評估標(biāo)準(zhǔn)是具體的規(guī)定,如果某一社區(qū)的情況沒有滿足這些規(guī)定,則歸屬為差額分,規(guī)定降低了表格可使用的彈性范圍,無法正確評估情況和技術(shù)的變化。故而ISO分級表被視為越來越“性能化”[9]。
(二)用于消防力量的部署
當(dāng)今的消防組織和地方政府要擔(dān)負(fù)日益加重的安全責(zé)任,面對來自公眾的對抵御各種風(fēng)險(xiǎn)的更多的期望,以及調(diào)整消防機(jī)構(gòu)人員、設(shè)備及其他預(yù)算方面的壓力,迫切需要確認(rèn)某一給定轄區(qū)內(nèi)的具體風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)的等級。
具體地說,城市區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評估在消防方面的目的就是:使公眾和消防員的生命、財(cái)產(chǎn)的預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)水平與消防安全設(shè)施以及火災(zāi)和其他應(yīng)急救援力量的種類和部署達(dá)到最佳平衡。
關(guān)于火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)對于滅火救援力量的影響,美國消防界對此的關(guān)注可以說幾經(jīng)反復(fù),其間美國消防學(xué)院、NFPA等都做了許多工作。直至20世紀(jì)90年代,國際消防局長協(xié)會成立了由150名專業(yè)人士組成的國際消防組織資質(zhì)認(rèn)定委員會(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI),經(jīng)過9年的廣泛工作,制定了“消防應(yīng)急救援自我評估方法”,和制定標(biāo)準(zhǔn)的社區(qū)消防安全系統(tǒng)。另外,NFPA最終還制定了NFPA1710和1720兩個(gè)指導(dǎo)消防力量部署的標(biāo)準(zhǔn),分別幫助職業(yè)消防隊(duì)和志愿消防隊(duì)和改進(jìn)為社區(qū)提供的消防救援的水平。根據(jù)NFPA最近的調(diào)查,NFPA1710將在全美30500個(gè)消防機(jī)構(gòu)中的3300~3600個(gè)得到正式的應(yīng)用,也推廣到加拿大有些地區(qū)[10]。
英國對消防救援力量的部署標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)內(nèi)政部批準(zhǔn)的“風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)”,把消防隊(duì)的轄區(qū)劃分為“A”、“B”、“C”、“D”四類區(qū)域,名為“風(fēng)險(xiǎn)分級”系統(tǒng)。其目的是對消防隊(duì)的轄區(qū)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估,確定轄區(qū)內(nèi)的各種風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,進(jìn)而確定該風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域發(fā)生火災(zāi)后應(yīng)出動的消防車數(shù)量和消防響應(yīng)時(shí)間。1995年,英國的審計(jì)委員會了一份題為“消防方針”的考察報(bào)告,認(rèn)為這種方法沒有充分考慮建筑設(shè)施的占用情況、社區(qū)的人口統(tǒng)計(jì)情況和社會經(jīng)濟(jì)因素,也沒有把建筑物內(nèi)的消防安全設(shè)施納入考核范圍。故而由審計(jì)委員會報(bào)告聯(lián)合工作組與內(nèi)政部的消防研究發(fā)展辦公室一起,設(shè)立了一個(gè)研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目的目的是開發(fā)一套供消防機(jī)構(gòu)劃分區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)等級,對包括滅火在內(nèi)的所有應(yīng)急救援力量進(jìn)行部署,用于消防安全設(shè)施的規(guī)劃并能解決上述問題的風(fēng)險(xiǎn)評估方法,再對開發(fā)出的方法進(jìn)行測試。最后Entec公司開發(fā)出了計(jì)算軟件,并于1999年4月以內(nèi)政部的名義出臺了“風(fēng)險(xiǎn)評估工具箱”測試版[11]三、國內(nèi)外近期的城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估方法
(一)國內(nèi)的城市區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估方法
張一先等采用指數(shù)法對蘇州古城區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行分級[15],該方法的指標(biāo)體系考慮了數(shù)量危險(xiǎn)性,著火危險(xiǎn)性,人員財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重度,消防能力這四個(gè)因素。1995年李杰等在建立火災(zāi)平均發(fā)生率與城市人口密度﹑城區(qū)面積﹑建筑面積間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系基礎(chǔ)上,選取建筑面積為主導(dǎo)參量,建立了以建筑面積為單一因子的城市火災(zāi)危險(xiǎn)評價(jià)公式[12]。李華軍[16]等在1995年提出了城市火災(zāi)危險(xiǎn)性評價(jià)指標(biāo)體系,該體系中城市火災(zāi)危險(xiǎn)性評價(jià)由危害度﹑危險(xiǎn)度和安全度三個(gè)指標(biāo)組成,用以評價(jià)現(xiàn)實(shí)的風(fēng)險(xiǎn),不能用來指導(dǎo)城市消防規(guī)劃。
(二)美國的“風(fēng)險(xiǎn)、危害和經(jīng)濟(jì)價(jià)值評估”方法[13]
美國國家消防局與CFAI于1999年一起,在“消防局自我評估”及“消防安全標(biāo)準(zhǔn)”的工作的基礎(chǔ)上,更突出強(qiáng)調(diào)了“火災(zāi)科學(xué)”的“科學(xué)性”,開發(fā)出名為“風(fēng)險(xiǎn)、危害和經(jīng)濟(jì)價(jià)值評估(Risk,HazardandValueEvaluation)”的方法。美國消防局于2001年11月19日了該方案,這是一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),包含了多種表格、公式、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析方法,主要用于采集相關(guān)的信息和數(shù)據(jù),以確定和評估轄區(qū)內(nèi)火災(zāi)及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)情況,供地方公共安全政策決策者使用,有助于消防機(jī)構(gòu)和轄區(qū)決策者針對其消防及應(yīng)急救援部門的需求做出客觀的、可量化的決策,更加充分地體現(xiàn)了把消防力量布署與社區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)相結(jié)合的原則。
該方法的要點(diǎn)集中于兩個(gè)方面:1、各種建筑場所火災(zāi)隱患評估。其目的是收集各種數(shù)據(jù)元素,這些數(shù)據(jù)能夠通過高度認(rèn)可的量度方法,以便提供客觀的、定量的決策指導(dǎo)。其中的分值分配系統(tǒng)共包括6類數(shù)據(jù)元素:建筑設(shè)施、建筑物、生命安全、供水需求、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2、社區(qū)人口統(tǒng)計(jì)信息。用于收集轄區(qū)年度收集的相關(guān)數(shù)據(jù)元素。包括居住人口、年均火災(zāi)損失總值、每1000人口中的消防員數(shù)目等數(shù)據(jù)元素。
該方法已在一些消防局的救援響應(yīng)規(guī)劃中得到應(yīng)用。以蘇福爾斯消防局為例,它利用該方法把其社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)定義為高中低三類區(qū)域,進(jìn)而再考察這些區(qū)域的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可能性和后果:高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域包括風(fēng)險(xiǎn)可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的區(qū)域,主要指人員密集的場所和經(jīng)濟(jì)利益較大的場所;中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域是風(fēng)險(xiǎn)可能性大,后果小的區(qū)域,如居住區(qū);低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域是風(fēng)險(xiǎn)可能性和后果都較低的區(qū)域,如綠地、水域等,然后再把這些在消防救援響應(yīng)規(guī)劃中體現(xiàn)出來。
(三)英國的“風(fēng)險(xiǎn)評估”方法[14]
英國Entec公司研發(fā)“消防風(fēng)險(xiǎn)評估工具箱”,解決了兩個(gè)問題:一是評估方法的現(xiàn)實(shí)性,是否在一定的時(shí)限內(nèi)能達(dá)到最初設(shè)定的目標(biāo)。經(jīng)過對環(huán)境、管理、海事安全等部門所使用的各種風(fēng)險(xiǎn)評估方法的進(jìn)行廣泛考察之后,研究人員認(rèn)為如果對這些方法加以適當(dāng)轉(zhuǎn)換,就可以通過不同的方法對消防隊(duì)?wèi)?yīng)該接警響應(yīng)的不同緊急情況進(jìn)行評估。二是建立了表達(dá)社會對生命安全風(fēng)險(xiǎn)可接受程度的指標(biāo)。
Entec的方法分為三個(gè)階段。首先應(yīng)該在全國范圍內(nèi),對消防隊(duì)?wèi)?yīng)該接警響應(yīng)的各類事故和各類建筑設(shè)施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估,這樣得到一組關(guān)于滅火力量部署和消防安全設(shè)施規(guī)劃的國家指南。對于各類事故和建筑設(shè)施而言,由于所采用的分析方法、數(shù)據(jù)各不相同,所以對于國家水平上的風(fēng)險(xiǎn)評估設(shè)定了一個(gè)包括四個(gè)階段的通用的程序:對生命和/或財(cái)產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行估算;把風(fēng)險(xiǎn)水平與可接受指標(biāo)進(jìn)行對比;確定降低風(fēng)險(xiǎn)的方法,包括相應(yīng)的預(yù)防和滅火力量的部署;對不同層次的滅火和預(yù)防工作的作用進(jìn)行估算,確定能合理、可行地降低風(fēng)險(xiǎn)的最經(jīng)濟(jì)有效的方法。
國家指南確定后,才能提供一套評估工具,各地消防主管部門可以利用這些工具在國家規(guī)劃要求范圍內(nèi),對當(dāng)?shù)氐幕馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估,并對滅火力量進(jìn)行相應(yīng)的部署。該項(xiàng)目要求針對以下四類事故制定風(fēng)險(xiǎn)評估工具:住宅火災(zāi);商場、工廠、多用途建筑和民用塔樓這樣人員比較密集的建筑的火災(zāi);道路交通事故一類危及生命安全、需要特種救援的事故;船舶失事、飛機(jī)墜落這樣的重特大事故。
第三個(gè)階段是對使用上述評估工具的區(qū)域進(jìn)行考查,估算其風(fēng)險(xiǎn)水平,與國家風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃指南對比,并推薦應(yīng)具備的消防力量和消防安全設(shè)施水平。
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【關(guān)鍵詞】油氣管道 運(yùn)輸介質(zhì) 風(fēng)險(xiǎn)管理
油氣長輸管線是指石油、天然氣從產(chǎn)地、儲存站到使用單位之間長距離傳送的管道線路。然而,由于管道輸送的介質(zhì)通常具有高溫、高壓、易燃、易爆和腐蝕性強(qiáng)的特性,使得油氣長輸管線建設(shè)和運(yùn)輸生產(chǎn)過程具備一定的風(fēng)險(xiǎn)。在國際天然氣管道和危險(xiǎn)液態(tài)油管事件中,我國的管線失效率低于歐洲環(huán)境、衛(wèi)生安全石油組織(CONCAWE)公布的標(biāo)準(zhǔn)。這一方面體現(xiàn)了我國石化工業(yè)安全生產(chǎn)制度建立與健全產(chǎn)生的卓越效能,另一方面也與石化企業(yè)有針對性地加強(qiáng)油氣長輸管線介質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)的管理息息相關(guān)。
1 油氣長輸管線的介質(zhì)特性
石油、天然氣的長輸管線是我國管道輸送中最重要部分。在國際上,通常把外界的破壞、介質(zhì)腐蝕、構(gòu)造失效、自然災(zāi)害、失誤操作和其他未明因素六大類視為油氣管道運(yùn)輸中可識別的基本風(fēng)險(xiǎn)類型。而我們在此突破傳統(tǒng)的管道可識別風(fēng)險(xiǎn)一般分類,以與油氣介質(zhì)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素特質(zhì)和其管控模式作為研究對象。
1.1 介質(zhì)運(yùn)輸過程的連續(xù)性
經(jīng)過處理的油氣具備流體的特性,這讓管道運(yùn)輸?shù)目焖俸瓦B續(xù)進(jìn)行成為可能。以輸氣管道為例:長距離輸氣管線主要由集輸管網(wǎng)、燃?xì)鈨艋b置、輸氣干線、壓氣站、分輸閥室、分配站、管理維修站、通訊與遙控設(shè)備、陰極保護(hù)站,以及管路附件等組成。如此眾多的環(huán)節(jié)都是為了保證從原料輸入到產(chǎn)品的輸出過程中其介質(zhì)運(yùn)動保持高度的連續(xù)性;相反,如果油氣介質(zhì)連續(xù)運(yùn)輸過程受阻,其產(chǎn)生的破壞往往也是整體性的。
1.2 介質(zhì)處理工藝的復(fù)雜性
油氣產(chǎn)品從地下開挖采集到原料加工、分類、凈化、輸出,要經(jīng)過系統(tǒng)而繁雜的加工單元。其間,油氣介質(zhì)的處理過程規(guī)模大、流程長,各種反應(yīng)容器、塔架、管槽、儲罐、壓縮機(jī)、離心泵等均以管道溝通連接,從而形成了工藝復(fù)雜的介質(zhì)運(yùn)輸和處理生產(chǎn)線。簡言之,油氣介質(zhì)的物理形態(tài)和化學(xué)成分在管道運(yùn)輸過程并非一成不變的,它需要極其復(fù)雜的工藝處理技術(shù)保障。
1.3 易燃、易爆性
火災(zāi)和爆炸是油氣介質(zhì)在管線運(yùn)輸過程中始終潛在的巨大隱患。管線運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)從原料、輔料到半成品、成品通常都具有易燃、易爆性。常見的天然氣、原油、重油、及各種烴類等,它們的燃點(diǎn)和爆破限閾值較低,通常以液態(tài)、氣態(tài)或塵霧狀態(tài)轉(zhuǎn)移,一旦運(yùn)輸過程中有操作失誤或設(shè)備問題而發(fā)生泄漏,遇到空氣中的氧氣或明火、甚至手機(jī)按鍵發(fā)出的靜電火花,都會發(fā)生燃燒或者爆炸。
1.4 高溫、高壓性
管線運(yùn)輸因其距離較長,起點(diǎn)氣壓值通常在1.0MPa到2.5Mpa之間,并且每隔一定地段要設(shè)中途增站,以便保持長輸管線恒定、連續(xù)的輸氣壓力。常見的油氣介質(zhì)如乙烯的運(yùn)輸必須在高溫、高壓進(jìn)行。根據(jù)不同需要,其最高溫度達(dá)到1000℃,最低有零下170℃;其操作壓力值在0.07MPa到11.28MPa之間,最高壓的聚乙烯甚至達(dá)到300MPa左右。高溫可能使管道金屬結(jié)構(gòu)發(fā)改變,造成設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度降低;高壓雖然可以提高油氣運(yùn)輸效率,但金屬管道材料易在高壓下產(chǎn)生疲勞,造成泄漏;高溫、高壓還能加劇含氮、氫的油氣介質(zhì)對于鋼質(zhì)管道的腐蝕,造成滲漏或爆炸。
1.5 腐蝕性、易泄漏
長輸管線中的油氣介質(zhì)因含有酸性硫化物,容易引起管道內(nèi)壁的腐蝕。在高溫、高壓下,長輸管道的焊縫、套管、轉(zhuǎn)彎、固定墩件等地方都是容易遭受腐蝕的弱點(diǎn),也是易發(fā)生泄漏的地方。而一旦泄漏發(fā)生,除了易燃、易爆外還有大量有毒成份會傷及人畜。如常見的一氧化碳、硫化氫、氮氧化物、油蒸氣、苯胺等[1],這些有毒介質(zhì)是油氣運(yùn)輸過程中必要成份,但必須引起高度重視,加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防范。
2 油氣長輸管線介質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)管理與應(yīng)對
風(fēng)險(xiǎn)管理,通常指決策者研究風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的規(guī)律,以及控制風(fēng)險(xiǎn)幅度和風(fēng)險(xiǎn)頻率所采取的策略與方式。[2]在風(fēng)險(xiǎn)管理中,無論是危險(xiǎn)分析還是風(fēng)險(xiǎn)控制,其理論基礎(chǔ)都是建立在對于風(fēng)險(xiǎn)性事件連鎖反應(yīng)的認(rèn)知之上,這樣才可以把管線操作者、管道機(jī)械、自然環(huán)境和社會因素等信息進(jìn)行綜合考量。2.1 ATA方法對于管線風(fēng)險(xiǎn)度的識別
事故樹分析(Accident Tree Analysis)起源于美國電話研究所對于導(dǎo)彈發(fā)射控制系統(tǒng)的研究,后來廣泛應(yīng)用于各種安全系統(tǒng)工程事故分析。在油氣管道安全方面,首先把分析對象即天然氣管道和危險(xiǎn)液態(tài)油管事件列為“頂上事件”,然后系統(tǒng)地、逐層地調(diào)查導(dǎo)致頂上事件的所有因素,并把查明的事故可能性因素用邏輯關(guān)系連接起來形成樹狀圖譜。而基于事故樹描述的事故風(fēng)險(xiǎn)性成因便于定量和定性研究。比如,用定性分析法計(jì)算出油氣管道危險(xiǎn)因子的最小割集和最小徑集,由此來確定危險(xiǎn)因素的嚴(yán)重程度;還可以通過定量法以介質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的或然率來確定管道事故發(fā)生的概率。[3]有學(xué)者曾經(jīng)以四川地區(qū)為例探討了基于“事故樹分析法”的長輸管道泄漏原因,發(fā)現(xiàn)了管道老化和介質(zhì)腐蝕竟然是天然氣事故的最主要因素。
2.2 LEC評價(jià)方法對于管線風(fēng)險(xiǎn)的評估
我國的油氣管線安全評價(jià)方法,主要來源于歐美對于油管的經(jīng)營經(jīng)驗(yàn)。其中LEC評價(jià)法,是對危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境中的潛在危險(xiǎn)源進(jìn)行半定量的安全評價(jià)方法。通常用風(fēng)險(xiǎn)值D來表達(dá)危險(xiǎn)的權(quán)重,而D是多項(xiàng)危險(xiǎn)因子的乘積。其中,因子L表示發(fā)生事故的可能性,因子E表示暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁度,因子C表示事故產(chǎn)生的后果。在復(fù)雜的油氣管道參數(shù)列表因子中,比如管道承壓極限值、油氣溫度限閾、管道深度土壤電阻率、防腐陰極保護(hù)的最小電流密度等,其因子乘積越大則該管道潛在危險(xiǎn)性就越大,必須增加各級安全措施,減小LEC因子增大的可能性。
2.3 長輸管線EPC模式下的風(fēng)險(xiǎn)控制
當(dāng)前,國內(nèi)外大型石油企業(yè)廣泛采用 E P C 模式進(jìn)行管道建設(shè)。E P C即設(shè)計(jì)、采購、施工(Engineer,Procure,Construct),是一種以總承包商或其聯(lián)營體負(fù)責(zé)整個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、設(shè)備和原料采購、施工、設(shè)備安裝和調(diào)試,以及運(yùn)行的全過程的總承包模式。其優(yōu)點(diǎn)在于工程造價(jià)的清晰管控和工程管理的前后有序協(xié)調(diào)。[4]對于油氣長輸管線來說,讓EPC承包者來繼續(xù)承擔(dān)該項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行階段的管理工作,不但能夠減輕業(yè)主重新搭建管理機(jī)制的負(fù)擔(dān),更可以讓參與設(shè)計(jì)和建造的一線職員嚴(yán)格把控管道的風(fēng)險(xiǎn)區(qū),有利于防范和處理油氣類介質(zhì)的腐蝕和泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
2.4 石油化工HSE模式下的風(fēng)險(xiǎn)回避
2001年4月,中國石油化工集團(tuán)也實(shí)施HSE管理體系,即世界著名的健康、安全和環(huán)境(Health ,Safety ,Environment)管理體系。該管理體系通過落實(shí)領(lǐng)導(dǎo)安全責(zé)任制,強(qiáng)化職員安全培訓(xùn)教育,通過往復(fù)式地逐級審核糾正,達(dá)到減少操作失誤、持續(xù)優(yōu)化工作環(huán)境的效果。HSE體系以預(yù)防為主、突出領(lǐng)導(dǎo)承諾及全員參與,用在油氣管線介質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理方面可以有效地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排查、回避。油氣管道運(yùn)輸中推行HSE管理模式必須認(rèn)真落實(shí)事前的風(fēng)險(xiǎn)分析,對介質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)和其它不確定因素進(jìn)行多方位合理推定,確定可能的危害性從而采取必要的風(fēng)險(xiǎn)回避手段。 [5]主要是以些防范油氣介質(zhì)的腐蝕與泄漏事故發(fā)生。
3 結(jié)論
總之,輸送距離長、牽涉地域廣的油氣長輸管線是當(dāng)代世界能源快速、安全傳送的的重要通道。作為現(xiàn)代運(yùn)輸行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)性較高的物流模式,建構(gòu)符合中國國情的油氣管道風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制至關(guān)重要。而在各種先進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)管理模式有效運(yùn)營之下,確立以防腐蝕、防泄漏為主的管道介質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對機(jī)制,是保證長輸管線安全運(yùn)輸生產(chǎn)最直接、最有效的方法與策略。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)廠房;設(shè)計(jì)技術(shù);合理性;
中圖分類號:TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為現(xiàn)階段工業(yè)廠房設(shè)計(jì)中主要采用的結(jié)構(gòu)形式,與傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比,它具有跨度大、重量輕、質(zhì)量高、施工周期短、柱網(wǎng)布置靈活以及工藝便于銜接等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)廠房也在抗震性、耐熱性、穩(wěn)定性以及耐腐蝕性等方面存在著一定的缺陷,所以在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程要采取科學(xué)有效的措施,避免鋼結(jié)構(gòu)自身的缺陷給廠房可能造成的隱患,促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)作用的更好的發(fā)揮,提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的使用效果。
1.鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)勢
應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)廠房具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):①在實(shí)際施工過程中具有較快的安裝速度,而鋼結(jié)構(gòu)的組成零件可以進(jìn)行大批量工業(yè)化生產(chǎn),應(yīng)用設(shè)備實(shí)施給料、焊接和開孔等作業(yè),并及時(shí)處理好表面結(jié)構(gòu),有利于實(shí)際建設(shè)中的拼裝施工,在一定程度上可以減少施 工周期。②鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比較,混凝土結(jié)構(gòu)具有較為復(fù)雜的建筑工藝,且不具備較強(qiáng)的防震能力,而鋼結(jié)構(gòu)因自重輕,不但能夠彌補(bǔ)這些缺陷,還可以有效降低了地基承載力。③鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)通常會應(yīng)用具有較高強(qiáng)度的材料,而鋼結(jié)構(gòu)廠房因投資成本不高,且拆遷便利,所以可以反復(fù)回收利用,避免了材料的浪費(fèi),對環(huán)境起到很好的保護(hù)作
用【1】。
2.鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
由于工藝布置的需要,多層廠房通常都會使用到較大的空間,結(jié)構(gòu)一般會選擇框架結(jié)構(gòu),在工藝條件允許且層數(shù)較多的狀況下也可選擇框剪結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)對其結(jié)構(gòu)布置 的要求是要對稱均勻地布置柱網(wǎng),并使廠房的質(zhì)量中心與剛度中心接近,達(dá)到降低廠房空間的扭轉(zhuǎn)作用的目的。鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)體 系需要具備規(guī)則、簡捷以及傳力明確的特點(diǎn),防止凹角、收縮以及現(xiàn)應(yīng)力集中或者由于豎向過多而導(dǎo)致的內(nèi)收或外挑等現(xiàn)象的出現(xiàn), 提高豎向剛度的穩(wěn)定性。而在多層廠房中,由于其柱距方向尺寸小,柱子多、跨度方向尺寸大,柱子少的特點(diǎn),所以一般對其采用橫向控制的方式,實(shí)現(xiàn)縱橫向的抗震能力的一致,提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的抗震性能,促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。在布置結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)滿足以下兩個(gè)方面的要求:①布置柱網(wǎng)時(shí)盡可能呈對稱均勻狀,讓建筑物的剛度和質(zhì)量相吻合,有利于建筑物空間扭轉(zhuǎn)作用的降低,建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要傳力明確,滿足簡捷規(guī)律的結(jié)構(gòu)原則,②防止發(fā)生應(yīng)力集中、豎向外挑或內(nèi)收、變形四角以及突變收縮等情況,盡力減少剛度突變現(xiàn)象。
3.鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對整個(gè)設(shè)計(jì)具有重要的影響和作用,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是由桿件設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)組成的,在對鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中要堅(jiān)持安全和經(jīng)濟(jì)的原則,使其符合施工安裝水平的要求,為了增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)的抗震性能,要弱化構(gòu)件的設(shè)計(jì)而強(qiáng)化節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),所以鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在一定程度上決定了其安全性,鋼結(jié)構(gòu)廠房的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要使其達(dá)到傳力可靠、受力明確、結(jié)構(gòu)簡單的目標(biāo)和特點(diǎn),在對其進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的過程中,要把桿件內(nèi)力增加10%,而對于內(nèi)力較小的桿件,要求其連接焊縫的長度要大于 120m,在施工時(shí)不能任意增加桿件的截面,以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的安全,在對鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要科學(xué)合理的布置焊縫,使其與桿件的形心相對稱,減少焊接應(yīng)力和焊接變形,實(shí)現(xiàn)其受力的合理性。在構(gòu)件安裝中采用現(xiàn)場焊縫的布置,提高焊縫施焊的效率和質(zhì)量,不僅為后期的質(zhì)量檢查提供了便利,還能減少焊縫在立體交叉處的過度集中。
4.鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)支撐體系的重點(diǎn)
在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房過程中,要充分考慮到空間工作、整體剛度、承載力以及傳遞縱向水平力等多方面因素,以避免桿件發(fā)生較大情況的變形,防止壓桿失去固有的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)安全的支撐體系時(shí),可按照廠房結(jié)構(gòu)的具體形式、車間吊車的建立廠房實(shí)際高度跨度、溫度區(qū)域長度以及振動設(shè)備等內(nèi)容來布置,注意要和建筑物的水平支撐點(diǎn)相吻合【2】。
5.鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)廠房的防火性能一般都比較差,所以要對其做好防火隔熱的設(shè)計(jì),明確建筑生產(chǎn)火災(zāi)的危險(xiǎn)性分類,并確定合理的廠房耐火等級。廠房生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性可以根據(jù) 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》分為甲、乙、丙、丁、戊五種類型級別,比如,如果明確某項(xiàng)廠房工程的耐火等級為二級,那么就應(yīng)該根據(jù)二級耐火的要求對廠房進(jìn)行防火涂料的涂刷。在具體的設(shè)計(jì)過程中,為了實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)的目的,要在考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件的耐火極限的前提下,經(jīng)過科學(xué)地比對選 擇出最合理的防火保護(hù)方法。另一方面,鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)對廠房的防火分區(qū)要進(jìn)行合理的劃分,嚴(yán)格控制住每一個(gè)防火分區(qū)的面積以及疏散人口數(shù)量與疏散距離。鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)要提高對疏散人員因素的重視,綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)廠房的特點(diǎn)與內(nèi)部人員的密度,著重設(shè)計(jì)疏散寬度、疏散距離以及安全疏散路線,為了在火災(zāi)發(fā)生時(shí),廠房內(nèi)部的人員能夠迅速疏散到安全區(qū)域,要在鋼機(jī)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)中設(shè)置一些疏散指示標(biāo)志,保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全 。
6.防銹處理
對于鋼結(jié)構(gòu)而言,直接暴露在空氣中會發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。而當(dāng)空氣中存在侵蝕性介質(zhì)或處于潮濕環(huán)境時(shí),銹蝕現(xiàn)象會更加嚴(yán)重。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生銹蝕現(xiàn)象時(shí)不僅會降低構(gòu)件有效截面積,還會使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生銹坑。當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象時(shí),會發(fā)生結(jié)構(gòu)過早破壞現(xiàn)象。為此,應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)防銹蝕問題予以足夠重視,并根據(jù)廠房內(nèi)侵蝕介質(zhì)情況從總圖布置、工藝布置以及材料選擇等方面選擇相對應(yīng)的措施,確保鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)安全 。對于一般的鋼結(jié)構(gòu)廠房而言,多使用防銹底漆與面漆來進(jìn)行防蝕,并根據(jù)外部環(huán)境與涂層性質(zhì)來決定涂裝層數(shù)與厚度。對于普通的室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)而言,在大自然介質(zhì)作用下,應(yīng)將涂層厚度控制在100um。對于露天的鋼結(jié)構(gòu)而言,應(yīng)將漆膜厚度控制在150u m~200 um之間【3】。在酸性環(huán)境中,應(yīng)使用氯磺化防酸漆。對于鋼柱柱腳的地面以下部分而言,應(yīng)使用強(qiáng)度在C20以上的混凝土包裹,確保其保護(hù)層厚度大于50mm,包裹范圍應(yīng)高出地面150mm以上。
綜上所述,在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房時(shí),應(yīng)選擇與之相關(guān)的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),真正實(shí)現(xiàn)廠房結(jié)構(gòu)的合理化,并實(shí)行精確的計(jì)算,保證各項(xiàng)資料的準(zhǔn)確性,最后將鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計(jì)和實(shí)際施工相結(jié)合,在不同程度上均可以有效降低施工的難度,以達(dá)到最佳的建筑效果。
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【關(guān)鍵詞】氨區(qū);安全;中毒
按照國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃中對電力系統(tǒng)煙氣脫硝工程的相關(guān)要求,在役及新建火力發(fā)電廠都進(jìn)行了低氮燃燒器及脫硝工程改造,部分火力發(fā)電廠采用了液氨法作為提供氨氣的手段,并投資興建液氨儲存區(qū)及其配套設(shè)施。
近幾年發(fā)生了多起因液氨泄漏造成的重特大人身死亡事故,特別是今年6月3日吉林寶源豐禽業(yè)公司由于液氨泄漏引發(fā)爆炸及大火,共造成121人死亡以及上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)公司液氨泄漏造成15人死亡,也為如何保證火力發(fā)電廠液氨儲存區(qū)安全提出了更高的要求。
托克托電廠從2011年開始進(jìn)行機(jī)組脫硝工程改造,2012年底氨區(qū)正式投入運(yùn)行,結(jié)合近一年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及中國大唐集團(tuán)對防止氨區(qū)液氨泄漏方面的管理規(guī)定對氨區(qū)的安全保證措施進(jìn)行簡要分析。
一、 氨的理化特性
氨是一種無色氣體,有強(qiáng)烈的刺激性氣味,分子量17.03,標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度0.7081kg/m3,沸點(diǎn)為-33.35℃,自燃點(diǎn)651.11℃,與空氣混合物爆炸極限15.7~27.4% (最易引燃濃度17%),按火災(zāi)危險(xiǎn)性分類規(guī)定,屬乙A類可燃?xì)怏w。氨極易溶于水,常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨。
氨具有揮發(fā)性、毒性和強(qiáng)堿性(pH在10左右),對眼、呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用,可導(dǎo)致人體呼吸困難、昏迷、休克甚至死亡,其短時(shí)間接觸容許濃度30mg/m3,半致死濃度1390mg/m3,即刻致死濃度3500mg/m3,根據(jù)相關(guān)資料及理論計(jì)算可知:加壓后的液氨泄漏強(qiáng)度很大,且迅速氣化并向四周擴(kuò)散。按DN80管道5mm法蘭間隙圓周泄漏計(jì)算,20℃時(shí)泄漏速度約為1.8t/min;據(jù)計(jì)算,靜風(fēng)條件下20噸液氨泄漏擴(kuò)散后的致死濃度半徑約為80m,隨著氨快速蒸發(fā)并隨氣流擴(kuò)散,其影響范圍可達(dá)近1000米。
氨氣密度比空氣輕,但是液氨泄漏時(shí)并不會迅速向上飄散,而是吸收空氣中的水,并會膨脹850 倍,形成“氨霧”,會在地面滯留。液氨在揮發(fā)過程中吸收大量熱量,使得泄漏點(diǎn)附近的氣溫急劇降低,達(dá)到冰點(diǎn)以下,事故搶險(xiǎn)過程中如果防護(hù)不當(dāng),則有可能被凍傷
二、 液氨儲存區(qū)總體布置
按照要求氨區(qū)應(yīng)集中布置在廠區(qū)全年風(fēng)向的最小頻率的上風(fēng)向,如受廠區(qū)地域限制必須布置在其他建筑物周邊的,必須滿足《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第4.1.9條之規(guī)定,氨區(qū)與其他建筑物保持不少于100米的安全防爆距離。
氨區(qū)周邊絕對不應(yīng)有住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等人員密集場所,包括飲用水源地等可能危及大量人員的重點(diǎn)部位。同時(shí)氨區(qū)也不應(yīng)距離主要廠區(qū)過遠(yuǎn),氨區(qū)如果遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)域,不利于日常運(yùn)行值班、檢修維護(hù)等日常管理工作,同時(shí)不利于氨區(qū)的保衛(wèi)以及應(yīng)急救援工作,氨區(qū)與主要廠區(qū)的距離應(yīng)保證在消防車輛、救援車輛能夠在10分鐘左右能夠到達(dá)的區(qū)域?yàn)楹谩?/p>
液氨儲存區(qū)應(yīng)被列為重點(diǎn)保衛(wèi)部位,設(shè)置專人進(jìn)行值班,裝設(shè)足夠數(shù)量的攝像頭,防止人員進(jìn)入氨區(qū)進(jìn)行破獲行為,氨區(qū)圍墻應(yīng)不低于2.2米。
三、 液氨的接卸安全
液氨在儲罐內(nèi)以及轉(zhuǎn)換為氣氨輸送至反應(yīng)區(qū)的管道相對是比較安全的,氨區(qū)發(fā)生泄漏可能性最大的還是在接卸環(huán)節(jié),部分電廠的液氨接卸接口采用了金屬軟管的方式,事實(shí)證明金屬軟管破裂造成液氨泄漏主要原因,氨區(qū)液氨接卸必須采用萬向充裝接口,盡量減少充裝管道的應(yīng)力,保證接卸的基本安全。
液氨的采購、運(yùn)輸盡量能夠就近進(jìn)行,縮短液氨的運(yùn)輸路線長度,避免液氨在運(yùn)輸途中可能發(fā)生的危險(xiǎn)隱患,而且液氨作為危險(xiǎn)化學(xué)品在運(yùn)輸過程中受到的限制較多,夏季為防止罐車收到太陽暴曬而發(fā)生超壓,一般選擇早晚進(jìn)行運(yùn)輸,冬季特別是北方地區(qū),可能會受到冰雪天氣的影響,液氨運(yùn)輸?shù)木嚯x越長越容易發(fā)生意外。
接卸區(qū)也必須裝設(shè)消防噴淋系統(tǒng),一旦接卸管道發(fā)生泄漏,應(yīng)能夠迅速聯(lián)鎖投入消防噴淋進(jìn)行稀釋、吸收。接卸管道上的觀察窗也是容易發(fā)生泄漏的危險(xiǎn)部位,一旦破裂可能會造成大量液氨泄漏,因此液氨罐車必須設(shè)有緊急切斷裝置、流速高保護(hù),以及能夠遠(yuǎn)距離操作的閥門,液氨儲罐進(jìn)口管道應(yīng)裝設(shè)逆止閥,一旦在接卸過程中發(fā)生泄漏能夠迅速切斷。
液氨的接卸前應(yīng)認(rèn)真檢查接地裝置工作是否良好,接卸時(shí)要核對液氨運(yùn)輸資質(zhì)、手續(xù),并對接卸人員進(jìn)行安全交底簽字,液氨車輛進(jìn)入廠區(qū)前,應(yīng)通知本廠消防部門。檢查氨車是否裝有阻火器,氨車停穩(wěn)后應(yīng)進(jìn)行可靠制動,在后輪前后放置防溜車裝置,卸車結(jié)束后再次利用檢測進(jìn)行檢測,確定無液氨殘留后再啟動車輛。
四、液氨儲罐及其附屬設(shè)備的材質(zhì)選擇
液氨儲罐采用Q345R壓力容器專用鋼材制作,此種類型鋼材一般不低于-20℃,我國北方嚴(yán)寒地區(qū)冬季最冷月日最低平均溫度可能會低于-20℃,部分地區(qū)極端最低溫度可能會低于-40℃,Q345R型鋼材在低溫下可能會發(fā)生脆性轉(zhuǎn)變,一旦受到?jīng)_擊或其他外力作用,可能造成重大事故,因此在北方地區(qū)應(yīng)根據(jù)本地最冷月日最低平均溫度決定鋼材選用型號,嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)選用Q345RD型低溫鋼作為儲罐材料,對應(yīng)已選用Q345R型鋼材的應(yīng)要求廠家出具抗低溫沖擊試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
從統(tǒng)計(jì)以往氨泄漏事故發(fā)生原因的頻次看,卸車軟管破裂占大多數(shù),其次是法蘭、閥門損壞。目前火電廠液氨區(qū)發(fā)生嚴(yán)重泄漏風(fēng)險(xiǎn)的部位在卸料接口、以及與液氨儲罐直接連接的第一道法蘭、閥門。一般液氨儲罐設(shè)計(jì)壓力不高于2.16Mpa,儲罐附屬法蘭、閥門、管道的壓力等級通常按照2.5Mpa選用,為保證液氨儲存的安全性,與儲罐相連接的第一道法蘭、閥門及其附件等按照提高一個(gè)壓力等級選用,即選用4.0Mpa,其他管道、閥門壓力等級不低于2.5Mpa。
與液氨儲罐本體連接的閥門(包括)排污閥應(yīng)按照雙閥設(shè)置,第一道閥門為手動門并盡量靠近罐體,第二道閥門為故障安全性氣動閥門,能夠與相關(guān)保護(hù)進(jìn)行聯(lián)鎖,在發(fā)生異常時(shí)能夠自動隔離液氨儲罐。
五、氨區(qū)消防噴淋系統(tǒng)的設(shè)置
由于氨極易溶于水,1體積的水可以溶解700倍體積的氨氣,所以要充分利用氨的特性,利用消防噴淋系統(tǒng)加強(qiáng)對泄漏液氨、氨氣的吸收,同時(shí)合理、完善的氨區(qū)消防噴淋系統(tǒng)設(shè)置也是確保氨區(qū)安全的重要保證。
氨區(qū)消防噴淋系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置有地下消火栓、特殊水消防系統(tǒng)以及罐體噴淋降溫系統(tǒng),在發(fā)生氨系統(tǒng)泄露的情況下,一般地下消火栓以及消防噴淋系統(tǒng)回同時(shí)投入,為避免各系統(tǒng)之間水源充足供應(yīng),各系統(tǒng)有必要分開設(shè)置,即地下消火栓可取自廠區(qū)低壓消防水系統(tǒng),特殊水消防系統(tǒng)可取自廠區(qū)特殊消防水泵房或者高壓消防水系統(tǒng),罐體噴淋降溫系統(tǒng)可取自廠區(qū)工業(yè)水系統(tǒng)。
如果氨區(qū)場地允許的話,可以考慮在氨區(qū)旁單獨(dú)設(shè)置消防水泵池及消防水泵房,既可以由廠區(qū)消防水供水也可以由氨區(qū)消防泵房供水,避免了消防水泵故障造成的氨區(qū)消防水系統(tǒng)停運(yùn),進(jìn)一步提高消防水系統(tǒng)的可靠性。
氨區(qū)消防水系統(tǒng)必須設(shè)置環(huán)路,在某部分管路發(fā)生滲漏需要進(jìn)行檢修的情況下能夠部分隔離,充分保證氨區(qū)消防水系統(tǒng)的可靠性,如需要停用氨區(qū)消防水系統(tǒng),必須進(jìn)過嚴(yán)格審批,并限時(shí)恢復(fù)。
液氨儲罐區(qū)、轉(zhuǎn)換區(qū)、卸料區(qū)都應(yīng)在消防噴淋系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi),儲罐區(qū)一般露天布置,可以在儲罐區(qū)頂棚上設(shè)置環(huán)形水幕噴淋,用于全面吸收空氣中逃逸的氨氣,充分保證氨區(qū)值班、搶險(xiǎn)救援以及周邊人員的人身安全。
冬季北方寒冷地區(qū)的水系統(tǒng)防凍也是影響氨區(qū)消防水系統(tǒng)可靠性的重要問題。北方氨區(qū)地下消防水管道必須有足夠的地埋深度,保證消防水管道在凍土層之下,地上管道及雨淋閥系統(tǒng)必須采用可靠的伴熱,如果采用電伴熱方式必須采用防爆型設(shè)計(jì),避免伴熱電纜因絕緣破損造成接地,產(chǎn)生火花。
六、氨區(qū)防雷、防靜電措施
氨區(qū)入口外必須設(shè)置人體靜電釋放裝置,在值班、檢修人員進(jìn)行入氨區(qū)前觸摸釋放人體靜電。
氨區(qū)及氨輸送管道法蘭必須全部采用金屬跨接線,保證管道電阻低于0.03Ω。由于氨可以與銅、錫等金屬發(fā)生反應(yīng),所以為避免金屬跨接線受到氨氣的腐蝕,可以采用鍍鋅扁鋼或者鍍鋅圓鋼。
由于卸料系統(tǒng)彎頭較多,流速較高,易產(chǎn)生靜電集聚,因此卸料區(qū)萬向充裝系統(tǒng)的卸料臂兩端必須可靠接地。
氨區(qū)所有電氣設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、熱控表計(jì)、盤柜等必須采用防爆設(shè)計(jì),防爆結(jié)構(gòu)選用隔爆(Ex-d),防爆等級不低于IIAT1。
在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對氨區(qū)防雷設(shè)施保護(hù)范圍進(jìn)行核算, 附近高大建筑物防雷設(shè)施的保護(hù)范圍不能覆蓋氨區(qū)時(shí),應(yīng)對氨區(qū)單獨(dú)設(shè)置防雷系統(tǒng)。必要時(shí)應(yīng)由本省、自治區(qū)氣象主管部門下屬的防雷檢測中心對氨區(qū)防雷性能、接地電阻等進(jìn)行檢測,并出具檢驗(yàn)報(bào)告。