基于DOW指数法的油库安全评价

摘要：采用DOW指数法对河南周口某油库储罐区进行了初步评价，根据储罐区现状确定工艺单元危险系数和火灾爆炸指数，对储罐区可能发生火灾、爆炸的危险程度进行了预测。根据油库采取的安全措施确定安全补偿系数。引入补偿火灾爆炸指数概念，并在此基础上引入安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法。

关键词：油库；DOW指数法；安全评价；火灾爆炸指数

Abstract: This paper does the initial evaluation for the oil depot storage area in Zhou kou, Henan by using the DOW index method, according to the storage area status, it determines the process unit risk coefficient and fire explosion index, forecasts the fire and explosion danger degree in the storage tank area. According to the oil depot safety measures, it determines the safety compensating coefficient. This paper introduces the compensation fire explosion index concept, and on its basis, it introduces the safety check table, fire explosion index assessment and system safety analysis these three stages safety evaluation methods.

Key words: oil depot; DOW index; safety evaluation; fire explosion index

中图分类号：V351.19文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

0前言

油库存在大量易燃易爆品，发生火灾爆炸事故的概率相对较高，且一旦发生火灾爆炸事故，火灾蔓延速度快，扑救困难，损失严重。应用合理有效的方法对油库进行安全评价，并采取有效地措施降低油库的火灾爆炸危险性，是目前油库安全研究的重点内容。

DOW指数法是油库安全评价常用方法之一。郑贤斌、张景林、蔡立勇、陈学锋等人均运用DOW指数法对油库进行了安全评价[1-4]。

但是DOW指数法是对生产过程、工艺装置、物质自身的危险性进行评价，而事实上还必须考虑影响事故发生的其它因素，特别是外部因素，对这些因素的分析是DOW指数方法的空白[1]。

本文应用DOW指数法对河南周口某油库储罐区（以下简称周口油库储罐区）进行安全评价，同时，为弥补DOW指数法的不足，在DOW指数法的基础上引入安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法。

1周口油库DOW指数法安全评价`

1.1 DOW指数法安全评价程序[2]

DOW指数法是以工艺过程中物料的火灾爆炸潜在危险性为基础，结合工艺条件物料量等因素求取火灾、爆炸指数，进而可求出经济损失的大小，以经济损失评价生产装置的安全性。

1.2周口油库储油概况

该油库的储罐区现有立式钢制内浮顶罐9座，固定顶罐14座，共计23座，总储存量为41600万m³，其中车用汽油组分油和和轻柴油储量合计37000 m³，约占总储量的88.94%。

1.3确定评价单元物质系数

物质系数MF是表述物质由燃烧或其他化学反应引起火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性，是一个最基础的数值。该评价单元存在的危险物质为柴油和汽油，物质系数以“存在的最危险物质”原则来确定[3]，因而物质系数按汽油来选取。汽油闪点为-50℃，可燃性NF=3，化学不稳定性NR=0，通过查取《物质系数表》，可知汽油的物质系数MF=16。

1.4暴露区域面积的确定

暴露半径：R= F&FI×0.84×0.3048m/ft= 43.12m

暴露面积:S=πR2= 5,837.17m2

暴露区域意味着其内的设备将会暴露在本单元发生的火灾或爆炸环境中。为了评价这些设备在火灾、爆炸中遭受的损坏，要考虑实际影响的体积。该体积是围绕着工艺单元的圆柱体的体积，其面积是暴露区域，高度相当于暴露半径。该体积表征了发生火灾、爆炸事故时生产单元所承受风险的大小。

1.5危害系数DF的确定

危害系数是由单元危险系数(F3)和物质系数(MF)按《单元危害系数计算图》来确定的，它代表了单元中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。由F3=8，MF=16，查表得DF为0.68，它表示一旦发生火灾爆炸事故其影响区域内68%将遭到破坏。

1.6最大可能财产损失(基本MPPD)

最大可能财产损失，即基本MPPD为暴露区域的更换价值与危害系数之积， 由于事故影响范围内的财产更换价值估计有困难，所以一般只评价到影响面积即可[4]。

1.7安全补偿系数的确定

安全措施补偿系数是指采取安全措施以预防严重事故的发生，降低事故的概率和危险性，根据火灾爆炸指数法的规定，安全措施有三类，即工艺控制安全措施C1，物质隔离安全措施C2及防火安全措施C3。

1.8实际最大可能财产损失（实际MPPD）

实际MPPD=基本MPPD×C，亦即，采取安全补偿措施之后，该单元一旦发生火灾其财产损失将会降为原来的0.47倍。

2安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法

油罐区油罐一般均匀分布，因此可假设暴露区域内财产值均匀分布，暴露区域面积S与最大可能财产损失成正比。记作：基本MPPD∝S。

因为

所以MPPD∝(F&FI)2，即F&FI∝（基本MPPD）1/2。

设F&FI’为采取安全补偿措施后的火灾爆炸指数，简称补偿火灾爆炸指数，则补偿火灾爆炸指数F&FI’∝（实际MPPD）1/2。

因为（实际MPPD×C）1/2=（基本MPPD）1/2×C1/2

所以补偿火灾系数F&FI’/F&FI= C1/2 ，即F&FI’=F&FI× C1/2。

据此计算周口油库补偿火灾爆炸指数F&FI’=F&FI× C1/2=128×0.471/2=88，查表4可知，火灾爆炸危险等级由很大降为较轻。

引入补偿火灾爆炸指数F&FI’概念，能够将评价单元固有火灾爆炸指数与安全补偿系数联系起来，量化安全补偿系数对火灾爆炸风险的影响。

在此基础上，引入安全安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法。此法由用于光气及光气化产品企业的安全安全检查表-危险指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法[5]演化而来。油库安全安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法流程如下：

第一阶段采用安全检查表检查油库区全区性危险因素，以消除重大隐患。

第二阶段用DOW指数法进行评价，计算补偿火灾爆炸指数F&FI’，确定危险等级，避免出现非常危险的状态。此阶段考虑安全补偿措施，有利于激励油库管理人员积极采用安全补偿措施。

第三阶段采用事件树（ETA）、危害和可操作性研究（HAZOP）找出消除重大危险的有效途径。

此方法其实是一个安全评价体系，综合了多种评价方法，篇幅所限，此处不再展开。

3结语

3.1通过DOW指数法分析可见，周口油库一旦发生火灾，其最大危害半径为43.12m，最大影响区域面积为5,837.17m2，火灾爆炸指数F&FI为128，危险等级很大。采取安全补偿措施后，安全补偿系数为0.47，一旦发生火灾其实际最大财产损失将降为未采取安全补偿措施的0.47倍。

3.2在暴露区内财产更换价值估计有困难的情况下，为量化安全补偿措施对降低油库火灾爆炸危险的作用，引入补偿火灾爆炸指数F&FI’，F&FI’=F&FI× C1/2。周口油库补偿火灾爆炸指数F&FI’为88，火灾爆炸危险等级由很大降为较轻。可见周口油库采取的安全补偿措施是十分有效的。

3.3为弥补DOW指数法的不足，引入安全检查表-火灾爆炸指数评价-系统安全分析三阶段安全评价法，此方法融合了安全检查表、DOW指数法安全评价和安全系统分析，既能全面检查全区性危险因素又能避免出现非常危险的状态，同时还可找出消除重大危险的有效途径。

参考文献

[1] 郑贤斌与李自力, DOW火灾爆炸指数评价法在油库中的应用. 油气储运, 2003. 22(5).

[2] 张景林,崔国璋.安全系统工程[M].北京:煤炭工业出版社,2002

[3] 蔡立勇,C. Liyong. DOW评价法在贵州某油库安全现状评价中的应用. 石油化工应用, 2010. 29(6).

[4]. 陈学锋等, DOW分析法在石油库安全评价中的应用. 天然气与石油, 2006. 24(1).

[5] 吴穹,许开立.安全管理学[M].北京:煤炭工业出版社,2002

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。