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投資建設(shè)項目管理師--特殊工藝危險性

發(fā)布時間:2010-01-14 共2頁

特殊工藝危險是影響事故發(fā)生概率的主要因素,特定的工藝條件是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸事故的主要原因。特殊工藝危險有下列12項。
1)毒性物質(zhì)
毒性物質(zhì)能夠擾亂人們機體的正常反應(yīng),因而降低了人們在事故中制定對策和減輕傷害的能力。毒性物質(zhì)的危險系數(shù)為0.2×NH,對于混合物,取其中最高的NH值。
NH是美國消防協(xié)會在NFPA 704中定義的物質(zhì)毒性系數(shù),其值在NFPA 325 M或NFPA 49中已列出。附表中給出了許多物質(zhì)的NH值;對于新物質(zhì),可請工業(yè)衛(wèi)生專家?guī)椭_定。
NFPA 704對物質(zhì)的NH分類為:
NH =0火災(zāi)時除一般可燃物的危險外,短期接觸沒有其他危險的物質(zhì);
NH =1短期接觸可引起刺激,致人輕微傷害的物質(zhì),包括要求使用適當?shù)目諝鈨艋粑鞯奈镔|(zhì);
NH =2高濃度或短期接觸可致人暫時失去能力或殘留傷害的物質(zhì),包括要求使用單獨供給空氣的呼吸器的物質(zhì);
NH =3短期接觸可致人嚴重的暫時或殘留傷害的物質(zhì),包括要求全身防護的物質(zhì);
NH =4短暫接觸也能致人死亡或嚴重傷害的物質(zhì)。
注:上述毒性系數(shù)NH值只是用來表示人體受害的程度,它可導(dǎo)致額外損失。該值不能用于職業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境的評價。
2)負壓操作
本項內(nèi)容適用于空氣泄入系統(tǒng)會引起危險的場合。當空氣與濕度敏感性物質(zhì)或氧敏感性物質(zhì)接觸時可能引起危險.在易燃混合物中引入空氣也會導(dǎo)致危險。該系數(shù)只用于絕對壓力小于500mmHg(66 661 Pa)的情況。系數(shù)為0.50。
如果采用了本項系數(shù),就不要再采用下面“燃燒范圍內(nèi)或其附近的操作”和“釋放壓力”中的系數(shù),以免重復(fù)。
大多數(shù)汽提操作,一些壓縮過程和少許蒸餾操作都屬于本項內(nèi)容。
表壓= 絕對壓力一大氣壓
3)燃燒范圍或其附近的操作
某些操作導(dǎo)致空氣引入并夾帶進入系統(tǒng),空氣的進入會形成易燃混合物,進而導(dǎo)致危險。本條款將討論以下有關(guān)情況:
(1) NF =3或NF =4的易燃液體貯罐,在貯罐泵出物料或者突然冷卻時可能吸入空氣,系數(shù)取0.50。
打開放氣閥或在負壓操作中未采用惰性氣體保護時,系數(shù)為0.50。
貯有可燃液體,其溫度在閉杯閃點以上且無惰性氣體保護時,系數(shù)也為0.50。
如果使用了惰性化的密閉蒸汽回收系統(tǒng),且能保證其氣密性則不用選取系數(shù)。
(2)只有當儀表或裝置失靈時,工藝設(shè)備或貯罐才處于燃燒范圍內(nèi)或其附近,系數(shù)為0.30。
任何靠惰性氣體吹掃,使其處于燃燒范圍之外的操作,系數(shù)為0.30,該系數(shù)也適用于裝載可燃物的船舶和槽車。若已按“負壓操作”選取系數(shù),此處不再選取。
(3)由于惰性氣體吹掃系統(tǒng)不實用或者未采取惰性氣體吹掃,使操作總是處于燃燒范圍內(nèi)或其附近時,系數(shù)為O.80。
4)粉塵爆炸
粉塵最大壓力上升速度和最大壓力值主要受其粒徑大小的影響。通常,粉塵越細,危險性越大。這是由于細塵具有很高的壓力上升速度和極大壓力伴生。
本質(zhì)系數(shù)將用于含有粉塵處理的單元,如粉體輸送、混合粉碎和包裝等。
所有粉塵都有一定的粒徑分布范圍。為了確定系數(shù),采用10%粒徑,即在這個粒徑處有90%粗粒子,其余10%為細粒子。根據(jù)表13—8確定合理的系數(shù)。
除非粉塵爆炸試驗已經(jīng)證明沒有粉塵爆炸危險,否則都要考慮粉塵系數(shù)。

5)釋放壓力
    操作壓力高于大氣壓時,由于高壓可能會引起高速率的泄漏,因此要采用危險系數(shù)。是否采用系數(shù),取決于單元中的某些導(dǎo)致易燃物料泄漏的構(gòu)件是否會發(fā)生故障。
例如:己烷液體通過6.5cm2的小孔泄漏,當壓力為517 kPa(表壓)時,泄漏量為272 kg/min;壓力為2069kPa(表壓)時,泄漏量為上述的2 5倍即680 kg/min。用釋放壓力系數(shù)確定不同壓力下的特殊泄漏危險潛能,釋放壓力還影響擴散特性。
由于高壓使泄漏可能性大大增加,所以隨著操作壓力提高,設(shè)備的設(shè)計和保養(yǎng)就變得更為重要。
系統(tǒng)操作壓力在20685 kPa(表壓)以上時,超出標準規(guī)范的范圍(美國機械工程師學(xué)會非直接火加熱壓力容器規(guī)范中第八章第一節(jié))。對于這樣的系統(tǒng),在法蘭設(shè)計中必須采用透鏡墊圈、圓錐密封或類似的密封結(jié)構(gòu)。
參見圖13—2,根據(jù)操作壓力確定初始危險系數(shù)值。下列方程適用于壓力為0—6 895 kPa(表壓)時危險系數(shù)y的確定(譯者注:直接引用原文公式,故公式中的壓力即x值的單位應(yīng)為“磅/英寸2”)。
Y=0.161 09+1.615 03(x/l 000)-1.428 79(x/1 000)2+0.517 2(x/1 000)3

表13—9可確定壓力為0—6 895 kPa(表壓)的易燃、可燃液體的壓力系數(shù)(也包括圖13—2在內(nèi))

用圖13—2中的曲線能直接確定閃點低于60℃的易燃可燃液體的系數(shù)。對其他物質(zhì)可先由曲線查出初始系數(shù)值,再用下列方法加以修正:
(1)焦油、瀝青、重潤滑油和柏油等高粘性物質(zhì),用初始系數(shù)乘以0.7作為危險系數(shù)。
(2)單獨使用壓縮氣體或利用氣體使易燃液體壓力增至103 kPa(表壓)以上時,用初始系數(shù)值乘以1.2作為危險系數(shù)。    
(3)液化的易燃氣體(包括所有在其沸點以上貯存的易燃物料),用初始系數(shù)值乘以1.3作為危險系數(shù)。  
確定實際壓力系數(shù)時,首先由圖13—2查出操作壓力系數(shù),然后求出釋放裝置設(shè)定壓力系數(shù),用操作壓力系數(shù)除以設(shè)定壓力系數(shù)得出實際壓力系數(shù)調(diào)整系數(shù),再用該調(diào)整系數(shù)乘以操作壓力系數(shù)求得實際壓力系數(shù)。這樣,就對那些具有較高設(shè)定壓力和設(shè)計壓力的情況給予了補償。
注意調(diào)節(jié)釋放壓力使之接近于容器設(shè)計壓力是非常有利的。例如,對于使用易揮發(fā)溶劑,特別是氣態(tài)的反應(yīng),可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)中釋放的溫度并根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)及有關(guān)動力學(xué)數(shù)據(jù),用計算機模擬來確定是否需要釋放壓力;但是在一些反應(yīng)系統(tǒng)中并不需要釋放壓力。
在一些特定場合,增加壓力容器的設(shè)計壓力以降低釋放的可能性是有利的,在有些場合也許能達到容器的最大允許壓力。
6)低溫
本項主要考慮碳鋼或其他金屬在其展延或脆化轉(zhuǎn)變溫度以下時可能存在的脆性問題;如經(jīng)過認真評價,確認在正常操作和異常情況下均不會低于轉(zhuǎn)變溫度,則不用系數(shù)。
測定轉(zhuǎn)變溫度的一般方法是對加工單元中設(shè)備所用的金屬小樣進行標準擺錘式?jīng)_擊試驗,然后進行設(shè)計,使操作溫度高于轉(zhuǎn)變溫度。正確設(shè)計應(yīng)避免采用低溫工藝條件。
系數(shù)給定原則為:
(1)采用碳鋼結(jié)構(gòu)的工藝裝置,操作溫度等于或低于轉(zhuǎn)變溫度時。系數(shù)取0.30。如果沒有轉(zhuǎn)變溫度數(shù)據(jù),則可假定轉(zhuǎn)變溫度為10 ℃。
(2)裝置為碳鋼以外的其他材質(zhì),操作溫度等于或低于轉(zhuǎn)變溫度時,系數(shù)取0.20。切記,如果材質(zhì)適于最低可能的操作溫度,則不用給系數(shù)。
7)易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量
易燃和不穩(wěn)定物質(zhì)數(shù)量主要討論單元中易燃物和不穩(wěn)定物質(zhì)的數(shù)量與危險性的關(guān)系。分為3種類型,用各自的系數(shù)曲線分別評價。對每個單元而言,只能選取一個系數(shù),依據(jù)是已確定為單元物質(zhì)系數(shù)代表的物質(zhì)。
(1)工藝過程中的液體或氣體。
該系數(shù)主要考慮可能泄漏并引起火災(zāi)危險的物質(zhì)數(shù)量,或因暴露在火中可能導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)事故的物質(zhì)數(shù)量。它應(yīng)用于任何工藝操作,包括用泵向貯罐進料的操作。該系數(shù)適用于下列已確定作為單元物質(zhì)系數(shù)代表的物質(zhì);
①易燃液體和閃點低于60℃的可燃液體;
②易燃氣體;
③液化易燃氣;
④閉杯閃點大于60℃的可燃液體,且操作溫度高于其閃點時;
⑤化學(xué)活性物質(zhì),不論其可燃性大小(NR=2,3或4)。
確定該項系數(shù)時,首先要估算工藝中的物質(zhì)數(shù)量(kg)。這里所說的物質(zhì)數(shù)量是在10min內(nèi)從單元中或相連的管道中可能泄漏出來的可燃物的量。在判斷可能有多少物質(zhì)泄漏時要借助于一般常識。經(jīng)驗表明,取下列兩者中的較大值作為可能泄漏量是合理的:
 ①工藝單元中的物料量;
 ②相連單元中的最大物料量。
 緊急情況時,通過遙控關(guān)閉閥門,使相連單元與之隔離的情況不在考慮之列。
 在正確估計工藝中物質(zhì)數(shù)量之前,要回答的問題是“什么是最大可能的泄漏量?”當你熟悉了工藝后,做出判斷的結(jié)果與上述估算有較大差異時,只要確信你的結(jié)果可靠,就應(yīng)當采用它。記住:憑借你對工藝的熟悉和良好的判斷,總能使你得到更為符合實際的估算值。但要注意:如果泄漏物具有不穩(wěn)定性(化學(xué)反應(yīng)性)時,泄漏量一般以工藝單元內(nèi)的物料量為準。
 例:加料槽、緩沖罐和回流罐是與單元相連的一類設(shè)備,它們可能裝有比評價單元更多的物料。可是,如果這些容器都配備遙控切斷閥,則不能把它們看做是“與工藝單元相連的設(shè)備”。
在火災(zāi)、爆炸指數(shù)計算表的特殊工藝危險的“G”欄中的有關(guān)空格中填寫易燃或不穩(wěn)定物質(zhì)的合適數(shù)量。
 使用圖13—3時,將求出的工藝過程中的可燃或不穩(wěn)定物料總量乘以燃燒熱HC(J/kg),得到總熱量(J)。燃燒熱HC可從附表或化學(xué)反應(yīng)試驗數(shù)據(jù)中查得。
對于NR=2或NR值更大的不穩(wěn)定物質(zhì),其HC值可取6倍于分解熱或燃燒熱中的較大值。分解熱也可從化學(xué)反應(yīng)試驗數(shù)據(jù)中查得。
在火災(zāi)、爆炸指數(shù)計算表的特殊工藝危險“G”欄有關(guān)空格處填入燃燒熱HC (J/kg)值。
由圖13—3工藝單元能量值查得所對應(yīng)的危險系數(shù)。總能量值與曲線的相交點代表系數(shù)值。該曲線中總能量值蓋與系數(shù)y的曲線方程為:(譯者注:從原文直接引用公式,故計算時式中的能量即X數(shù)值的單位應(yīng)為英熱單位×109。本節(jié)以下各公式與此注相同。)
lgY = 0.171 79 + O.429 88(lg X)一0.372 44(lg X)2+0.17712(lg X)3一0 029 984(lg X)4 

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