DOW化学火灾爆炸指数法在某采油平台安全评价中的应用孙红栋

DOW化学火灾爆炸指数法在某采油平台安全评价中的应用孙红栋

孙红栋

中海石油（中国）有限公司秦皇岛32-6作业公司天津300452

摘要：采用DOW化学公司火灾爆炸指数评价法定量的对采油平台典型的工艺单元进行评价，确定各评价单元危险系数和安全等级，定量的计算各单元火灾爆炸可能导致的直接损失和间接损失，为风险评估和事故预防提供可靠的依据。

关键词：DOW；安全评价；火灾爆炸；采油

海上采油平台空间狭小、设备运行繁多，在开采和处理过程中涉及原油、天然气、柴油等易燃易爆品，如果发生事故，由于设备密集，救援难度较大，易造成严重损失。用DOW化学公司火灾爆炸指数评价法来确定采油平台各单元的潜在危险性，能够定量的计算各系统火灾爆炸的危害程度和停产损失[1]，为预防和决策提供依据。

1DOW化学火灾爆炸指数评价方法简介

1964年美国DOW化学公司首创了火灾、爆炸危险指数评价法，被公认为最成功的针对化工生产系统的综合性评价法[2]。

2选取工艺单元、确定物质系数MF

DOW评价方法中，把单元区分为生产单元和工艺单元。本次评价选取采油平台较典型的工艺单元作为评价对象即生产分离器、燃油沉降罐、柴油柜、燃料气加热器四个工艺单元。DOW化学火灾爆炸指数评价法第7版给出了近330种常见化合物的MF值，通过查表，得出四个单元介质的MF值。具体参数见表1。

3确定评价单元危险系数F3及火灾爆炸指数

计算工艺单元的危险系数F3应选择物质在工艺单元中所处的最危险状态。F3=F1XF2，其中F1为一般工艺危险系数，是确定事故损害大小的主要因素之一，F2为特殊工艺危险系数，是影响事故发生概率的主要因素。

4计算安全补偿系数C

安全补偿系数C由工艺控制安全补偿系数C1、物质隔离安全补偿系数C2和防火设施安全补偿系数C3的乘积计算。

a应急电源：四个单元均没有提供应急电源，故此项系数为1。

b冷却装置：除柴油柜外，另外三个单元有雨喷淋冷却装置，故三个单元补偿系数为0.98。

c抑爆装置：四个评价单元均未安装抑爆装置，补偿系数为0。

d紧急停车装置：四个单元均有SDV阀，柴油柜有速闭阀，在紧急情况下能够自动紧急停车，补偿系数均为0.96。

e计算机控制：四个装置的操作压力、温度、液位均传送到中央控制室，能够远程监控，并通过DCS系统进行调剂，补偿系数选择0.93。

f惰性气体保护：四个评价单元只有燃油沉降罐有氮气保护，安全系数为0.94，其他三个没有惰性气体保护，安全系数为1。

g操作规程、h化学活性物质检查：操作规程补偿系数为0.91；每周平台对所有设备组织联合检查，同时建立了隐患汇报和排查制度，化学活性物质检查补偿系数为0.93。

评价的四个单元除柴油柜外，均设有LV阀或PV阀，能够从中央控制室遥控操作，故遥控阀补偿系数中柴油柜为0.98，其余为0.96。四个单元均设有排空、排放装置，能够排放到开排系统，开排系统设有开排泵，一用一备，满足规范要求，故此两项补偿系数取范围下限。四个单元均未设置连锁装置，此项补偿系数为1。

5计算暴露面积

DOW指数评价法认为某一评价单元发生火灾爆炸时，其影响范围为以此单元为圆心，以影响半径R为半径的圆。暴露面积，意味着其暴露面积内的设备将会暴露在本单元发生的火灾、爆炸环境中。在采油平台中，由于设备都是单层布设，故只需考虑暴露面积内设备的价值，不需考虑体积模型。

根据DOW指数评价法计算方法，暴露半径R=0.256F&EI

生产分离器：R=0.2568.32=2.13=14.25

燃油沉降罐：R=0.2563.136=0.8=2.0

柴油柜：R=0.2561.4=0.36=0.41

燃料气加热器：R=0.25629=7.42=172.9

6确定暴露区域内财产更换价值

根据DOW指数评价法确定暴露区域内财产更换价值。更换价值CV=原成本x0.82x增长系数。原成本是暴露面积内所有设备的原有成本价值。0.82是考虑到有些成本不会在事故时受损的折算系数。增长系数是随着经济变化，新购置设备价格的增长，取1.1。

根据现场布局，生产分离器周围2.13米半径内设备原有价值为0.7百万美元；燃油沉降罐周围0.8米半径内设备原有价值为0.58百万美元；柴油柜0.36米半径内设备原有价值为0.64百万美元；燃料气加热器周围7.42米半径内设备包括计量分离器和燃气过滤器AB，其原有价值为0.52百万美元。

生产分离器区域更换价值为CV=0.70.821.1=0.63百万美元，同样，燃油沉降罐更换价值为0.52百万美元，柴油柜更换价值为0.58百万美元，燃料气加热器更换价值为0.47百万美元。

7确定危害系数DF

危害系数DF由单元危险系数F3和物质系数MF通过查询单元危害系数计算图获得。它代表了单元内物料泄漏或反应能量释放所引起的火灾爆炸事故的综合效应。

8确定基本最大可能财产损失BASEMPPD和实际最大可能财产损失ACTULMPPD

生产分离器ACTULMPPD=CVDFC=0.630.150.348=0.0328百万美元

燃油沉降罐ACTULMPPD=CVDFC=0.520.090.327=0.0153百万美元

柴油柜ACTULMPPD=CVDFC=0.580.180.505=0.0527百万美元

燃料气加热器ACTULMPPD=CVDFC=0.470.450.348=0.0736百万美元

9确定最大可能工作日损失MPDO

MPDO是指事故引起的最大生产中断日数，考虑到偏差，这里取MPDO与ACTULMPPD关系的上限值。MPDO（Y）与ACTULMPPD（X）之间的方程式为：

将各评价单元的ACTULMPPD（X）代入上式，得出各评价单元最大可能工作日损失MPDO。

生产分离器最大可能工作日损失MPDO为4.59天。

燃油沉降罐最大可能工作日损失MPDO为2.91天。

柴油柜最大可能工作日损失MPDO为6.1天。

燃料气加热器最大可能工作日损失MPDO为7.45天。

通过上述分析，可以看出DOW化学指数法不但是一种具体的评价法，又是一种如何进行评价的思想方法与工作方法，能够通过分析对评价单元进行相对分级。但是评价中所用数据来源于以往事故统计、物质的潜在能量及现行防灾措施的经验，尽管把这些经验量化成了数据，但是还需进一步完善，需要与其他综合安全评价体系想结合，弥补这一缺陷，获得更为准确的安全评价数据。

参考文献：

[1]DOW分析法在石油库安全评价中的应用天然气与石油2006年2月24卷1期

[2]DOW化学火灾爆炸危险指数法在新建200万t/a柴油加氢装置加氢反应器安全评价中的应用化工安全与环境2015年第8期