第四章 性能式評估案例分析
4.2 IPA 儲槽 Dow F＆EI 初步危害分析
1.道氏係數（F＆EI）為評估製程單元（包含反應器、攪拌器、預熱 器、冷卻塔…等及儲存危險物品的倉庫）風險的估算工具。
（1）選擇製程單元的種要決定因素為：
潛在的化學能量。
危險物質的存量。
每平方面積單位的價值（資本密度）。
製程壓力與溫度。
過去發生火災爆炸的記錄或可能性。
（2）道氏係數可用於決定發生於製程工廠或相關設施實際最大 損失，即實際經驗裡「最惡劣操作情況下」所發生的損失，
而且計算是建立在可量化的基礎上，分析步驟如圖 16:
2. F＆EI 分析計算過程
（1）決定物質因子 MF: MF 為測定化合物、混合物或純物質釋放 能量強度的數字，亦是計算 F＆EI 的第一步，取決於物質的
F＆EI＝MF×F3 選擇適當的製程單元
決定物質因子 MF
計算 F1
（一般製程危害）
計算 F2
（特殊製程危害）
決定危害因子 F3 F3＝F1×F2
決定曝露範圍
決定曝露範圍的價值
基本最大可能財物損失（Base MPPD）
加入信用係數所得實際的 最大可能財物損失（Actual MPPD）
毀損係數
最大可能停工天數（MPDO）
業務中斷損失（BI）
圖 16 F＆EI 計算流程圖［39］
易燃性（Nf）與反應性（Nr），以數字 1～40 表示，MF 的求 法可由危險物質在 NFPA 之易燃性分級（Nf）與反應性分級
（Nr），依表 36 求出 IPA 之 Nf＝3 ，Nr＝0，所以 MF＝16。
（2）一般製程危害（F1）
放熱反應危害點數：輕度放熱反應＝0.3（氫化、水解）；
中度放熱反應＝0.5（烷化、酯化、加成、氧化、聚合、縮 合）；高度危害放熱反應＝1.0（鹵化）；特殊敏感放熱反 應＝1.25（硝化），此供應流程放熱反應危害點數為 0。
吸熱反應危害點數：反應器內之吸熱反應＝0.2；由燃料供 給吸熱反應所須能量時＝0.4；鍛燒＝0.4；電解＝0.2；熱 分解或裂解為 0.2（若以火燄直接加熱為 0.4），此供應流 程吸熱反應危害點數為 0。
物料般運與輸送：經由輸送管線裝卸閃火點＜37.8℃易燃性 物料，危害點數＝0.5；儲存於倉庫或倉儲區之火災危險物 料，當 Nf＝3 或 Nf＝4 的易燃液體或氣體，危害點數＝0.85，
若儲存於未裝自動撒水系統之貨架上，危害點數再加 0.2，
此供應流程物料般運與輸送點數為＝0.5。
密閉或室內製程單元：處理易燃液體場所宜維持開放、通風 良好，避免可燃性蒸氣或粉塵滯留，發生燃燒、爆炸的危險。
密閉是指上有屋頂，下有多於三面牆的場所，或是上無屋 頂，下面四周有牆圍繞的場所，危害點數分類如下：
A.在密閉場所內安裝過濾集塵設備＝0.5。
B.在密閉場所內處理易燃液體，其溫度高於閃火點，危害 點數＝0.3，若液體的量超過 10000 磅（約 1000 加侖），
危害點數＝0.45。
Nr 0 1 2 3 4 Nf
0 1 14 24 29 40 1 4 14 24 29 40 2 10 14 24 29 40 3 16 16 24 29 40 4 21 21 24 29 40 表 36 MF 與 Nf 及 Nr 對照表（NFPA325M OR 49）
C.在密閉場所內處理任何易燃液體或 LPG，其溫度高於其 沸點，危害點數＝0.6，，若液體的量超過 10000 磅（約 1000 加侖），危害點數＝0.9。
D.若安裝設計良好的機械通風系統，第 A、C 項之危害點 數可減少 50％。
此密閉式供應流程非處理易燃液體，點數為 0。
接近製程單元（緊急救援時）：緊急設備應隨時可接近製程 單元，最低標準應至少從兩邊接近，自道路至少可通向製程 單元的一邊，監控火災爆炸用的噴槍口，易於取用者，可視 為第二個接近製程單元的方法，危害點數分類如下：
A.凡接近不易且製程面積超過 925 平方公尺者，危害點數 為 0.35。
B.凡接近不易且倉庫面積超過 2312 平方公尺者，危害點 數為 0.35。
C.小於 A、B 項面積之製程，經工程判斷顯示接近不易，
有難以控制火災之嫌，危害點數＝0.2。
視物質火災特性，接近製程單元危害點數取 0.2。
排放和溢流控制：僅適用於製程單元內危險物質之閃火點低 於 60℃者，儲槽區之排放和溢流控制量為最大儲槽量加上 消防水放射 30 分鐘之量。危害點數分類如下：
A.使用護牆，將溢流危險物圍堵在護牆內，危害點數＝
0.5。
B.製程單元四周有平坦區域，使得溢流危險物蔓延得以延 燒此區域，危害點數＝0.5。
C.製程單元三面設護牆，能將溢流危險物引流至集液池或 非外露排放溝，且符合下列情況者，則危害點數＝0，若 僅部份符合，危害點數＝0.5。。
a.導向集液池或暗溝之地面坡度土質至少 2％，硬質 表面至少 1％。
b.製程單元到集液池或暗溝最短距離在 15m 以上，或 大垂直儲槽的直徑以上之距離（若製程單元是大型 儲槽時）。
c.集液池的容量至少需為最大儲槽容量加上消防水放
射 30 分鐘之量之和。
D.若集液池或暗溝使用公共用設施管路外露，或未符合上 述距離規定，危害點數＝0.5。
以儲槽專用室之現況評估排放和溢流控制危害點數＝0.5。
（3）特殊製程危害（F2）
毒性物質：危害點數係以 NFPA 704 識別系統中 Nh（健康危 害，health hazard）為基準，使用 Nh×0.2 做為該毒性物質 的危害點數，若是混合物的危害點數則以 Nh 最高的組成物 質為準，IPA 在 NFPA 704 識別系統中 Nh＝1，危害點數＝0.2。
絕對壓力＜500mmHg 之低壓（真空）：適用於有空氣洩漏會 造成危害的製程狀況，危害起因於空氣與對濕氣、氧氣敏感 的物質接觸，或因空氣介入而型成易燃性混合氣體，危害點 數＝0.5。
在易燃性範圍或接近易燃性範圍操作：儲存可燃液體儲槽溫 度高於其閃火點而無惰性氣體充入者，危害點數＝0.5；若 充入惰性氣體者使用密閉式蒸氣回收系統，且能確保氣密，
則危害點數＝0。
粉塵爆炸：粉塵爆炸產生的最大壓力上升率和最大壓力，受 到粒徑極大影響，粉塵粒徑愈小，爆炸威力愈大，決定危害 點數使用粒徑的 10％。
釋放壓力：若操作壓力大於一大氣壓力，外洩率將增高，閃 火點低於 60℃的易燃性與可燃性液體，可直接引用圖 17。
圖 17 易燃性與可燃性液體釋放壓力［37］
低溫：碳鋼或其它金屬暴露於低於可延展或易碎之轉移溫度 時，可能碎裂而給與適當的點數，若經審慎評估，正常或異 常操作狀況皆不致出現低於此一轉移溫度，則無須記以危害 點數。
易燃物或不穩定物質的量：儲存中的液體或氣體（在製程區 以外），應用圖 18（閃火點＜37.8℃之易燃液體使用曲線B）， 先計算總BTU×109值（即儲存危險物品量乘以Hc），同一槽 室有 2 個以上儲槽，且在 30 分鐘內無法宣洩到容量足夠的 集液池，則須以槽室所有危險物總BTU求其危害點數。11400
（l）×0.785÷0.454＝19711（lb），Hc經查表(［37］p462) 為 13.1 BTU/lb×10-3，總BTU×109＝19711（lb）×13.1 BTU/lb
×10-3＝2.5×10-4(BTU×109)，查圖 18，點數取 0.16。
圖 18 儲存中的液體或氣體危害點數［37］
腐蝕與侵蝕：製程流體含不潔物、油漆脫落、襯墊在縫隙脫 落都會造成製程內在或外在的腐蝕，危害點數依下列情況計 算：
A.具有形成凹洞或局部侵蝕之風險，腐蝕率小於 0.5mm/
年者，危害點數＝0.1。
B.腐蝕率在 0.5mm/年～1.0mm/年者，危害點數＝0.45。
C.腐蝕率大於 1mm/年者，危害點數＝0.5。
D.有應力腐蝕發生風險者，危害點數＝0.75。
E.需用襯裡防範腐蝕之處，危害點數＝0.2。
危害點數取 0.2
洩漏－接合處與包裝：墊圈、接合處、軸心的密封填料和包 裝是危險物洩漏之源，特別是有溫度、壓力循環下，危害點 數依下列情況計算：
A.泵浦與活塞桿的密封填料可能會輕微洩漏，危害點數＝
0.1。
B.製程在泵浦、壓縮機與法蘭接頭常有規則性洩漏問題，
危害點數＝0.3。
C.有溫度、壓力循環製程，危害點數＝0.5。
D.有應力腐蝕發生風險者，危害點數＝0.75。
E.需用襯裡防範腐蝕之處，危害點數＝0.2。
危害點數取 0.1。
使用火燄加熱器：製程內若有加熱設備，且內部之易燃液 體、蒸氣、可燃性粉塵外洩出來，則增加引燃之機會，火燄 加熱器即為 F＆EI 計算中的製程單元，對火燄加熱器鄰近的 各種製程單元而言，應用圖 19，以火燄加熱器空氣入口到 製程單元潛在洩漏點之距離為橫軸，選擇適用之曲線，求出 縱軸對應的危害點數。
A.製程單元內危險外洩物處於高於其閃火點溫度或危險 外洩物是可燃性粉塵使用 A-1 曲線。
B.製程單元內危險外洩物處於高於其沸點溫度，使用 A-2 曲線。
圖 19 火燄設備危害點數［37］
此案無火燄加熱器，危害點數取 0。
○11熱油熱交換系統：大多數熱交換流體都會燃燒，且常使用於 高於閃火點、沸點以上，熱交換流體的量及操作溫度決定其 危害點數，僅在製程單元使用熱油熱交換系統才應用危害點 數，使用表 37 決定危害點數時取下列兩者量較少者：
A.製程單元管線破裂達 15 分鐘洩流之量。
B.在循環的熱油之量。
表 37 熱油熱交換系統危害點數［37］
量（加侖） 在閃火點以上（危害點數） 在沸點以上（危害點數）
0.25
＜5000 0.15
0.30 0.45
5000～10000
0.50 0.75
1000～25000
0.75 1.15
＞10000
此案無熱油熱交換系統，危害點數取 0。
○12轉動設備：泵浦及壓縮機大於某一規格以上較易產生危險，
以下各種製程單元皆配以 0.5 之危害點數：
A.超過 600 HP 之壓縮機。
B.超過 75 HP 之泵浦。
C.混合機和循環泵浦因缺乏冷卻劑而使製程生熱。
D.其它曾發生過事故大型高速之旋轉設備，例如離心機。
使用氮氣壓送，泵浦規格＜75 HP，危害點數取 0。
（4）製程單元危害係數 F3（Unit Hazard Factor）
F3＝F1（一般製程危害）×F2（特殊製程危害）＝2.2×
2.16＝4.75，而 F1 是所有 GPH（General Process Hazard）
中危害點數之和再加 1；F2 是所有 SPH（Special Process Hazard）中危害點數之和再加 1；F3 的範圍在 1～8 之間，
如圖 22 中的毀損係數表示毀損暴露程度的大小，MF 與 F3 增加時，毀損係數將由 0.01 曾加至 1.00，F3 代表由各種促 成因素引起的燃料或反應能量外洩造成的火災與爆轟波毀 損的全部情況，當 MF＝16，F3＝4.75 時，查圖 20 得毀損係 數＝0.52，F3 可用來決定 F＆EI（F＆EI＝MF×F3）。
圖 20 毀損係數［37］
（5）決定火災爆炸係數（F＆EI）
欲求IPA儲槽設備之F1、F2，配合場所建築物設施與（防 護）設備設置狀況，評估各項危害點數，填入表38中，計算 出F＆EI＝76。
暴露半徑可從圖 21 查出，由其 F＆EI＝76 對應之暴露 半徑約為 64 呎，在其製程單元因燃料外洩而引發火災、爆 炸，其附近設備可能暴露在火災、爆炸危害中，此被波及的 範圍為暴露範圍，暴露範圍內的設備價值乘以毀損係數 0.52 可得到 Base MPPD（maximum probable property damage）。
圖 21 暴露範圍［37］
（6）Base MPPD 與 Actual MPPD：基本（Base）的 MPPD 由暴露範 圍內之置換費求得。置換費＝原來價格×0.82×通貨膨脹係
（6）Base MPPD 與 Actual MPPD：基本（Base）的 MPPD 由暴露範 圍內之置換費求得。置換費＝原來價格×0.82×通貨膨脹係