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文档简介
1、防火防爆工程课程设计目 录1前言22工厂选址分析43工厂生产环节分析6 3.1生产工艺简述6 3.2重油生产过程中涉及原料和产物的理化特性简介8 3.3重油生产过程中火灾危险性等级划分9 3.4安全防火重点部位9 3.5安全工作重点及措施124工艺环节的划分15 4.1生产区15 4.2储存区15 4.3生活区与辅助生产区16 4.4区域规划175总平面的布置18 5.1生产区火灾危险分类18 5.2存储区火灾危险分类18 5.3耐火等级的确定18 5.3.1生产区18 5.3.2储存区18 5.3.3生活区19 5.3.4辅助生产区19 5.4防火间距设计206防爆电气的设计22 6.1划分
2、爆炸危险区域22 6.2防爆电气选择22 6.2.1爆炸性混合物分级、分组22 6.2.2防爆电气选择227泄爆方式确定及泄爆面积计算23 7.1泄爆方式23 7.2泄爆面积的计算238灭火器的配置24 8.1灭火器的选择24 8.2灭火器设置249总结27参考文献28 第ii页沈阳航空航天大学 防火防爆工程课程设计摘要本文了解了重油生产工艺过程,通过分析生产过程中所涉及的原料与产物的理化性质,确定了其生产工艺过程中所存在的主要危险和各个生产环节和存储场所的火灾危险类别,并详细说明了重油生产过程中火灾爆炸的预防措施。然后确定了工厂内生产场所、辅助生产场所、存储区、生活区的各建、构筑物的功能,确
3、定了工厂内各建筑的耐火等级以及各建筑物之间的防火间距,从而进行了工厂区域规划和总平面布置。在此基础上选择了3号车间进行爆炸危险区域划分,并对该厂房的主要防爆电气设备进行分析、选型。最后选择了4号车间进行了爆炸危险场所分析,计算了该车间的泄爆面积,选择并确定泄爆方式。最后选择了8号仓库为例进行灭火器配置。关键词:重油;常减压法;危险性分析;区域划分;防火防爆1前言重油也叫重油、渣油,英文名:residual oil.为黑褐色粘稠状可燃液体,粘度适中,燃料性能好,发热量大。用于锅炉燃料,雾化性良好,燃料完全,积炭及灰少,腐蚀性小。闪点较高,存储及使用较安全。重油是原油炼制出的成品油中的一种,广泛用
4、于船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。重油主要由石油的裂化残渣油和直馏残渣油制成的,其特点是粘度大,含非烃化合物、胶质、沥青质多。我国重油消费的主要方式是以燃烧加热为主,少量用于制气原料,具有较强的节约和替代潜力。同时,我国煤炭资源比较丰富,很多大型煤矿生产能力未充分发挥。从我国石油供需情况看,工业用油占石油消费量的一半,其中重油又占工业用油的35,因此,我国减少工业用油的重点将放在重油替代方面,是缓解我国石油消费过快增长的有效途径。根据国家统计局统计,我国重油消费主要是用作烧油,主要集中在发电、交通运输、冶金、化工、轻工等行业。其中电力行业的用量最大,占消费总量的32;其次是石
5、化行业,主要用于化肥原料和石化企业的燃料,占消费总量的25;第三是交通运输行业,主要是船舶燃料,占消费总量的22;近年来需求增加最多的是建材和轻工行业(包括平板玻璃、玻璃器皿、建筑及生活陶瓷等制造企业),占消费总量的14;钢铁部门的重油消费占全部消费量的比例为7左右重油主要技术指标有粘度、含硫量、闪点、水、灰分、和机械杂质。常减压蒸馏是目前石油化工企业必不可少的第一道工序,通过常减压蒸馏可从原油中直接得到各种燃料,润滑油馏分及裂化原料。然而,蒸馏过程火灾爆炸危险性、危害性较大,一旦发生火灾,火热迅速扩大,扑救困难,损失严重。生产中必须十分强调防火安全。各行业重油的主要用途如下:电力行业的重油消
6、费主要用于两个方面:一是燃油发电、供热机组,二是燃煤机组的点火、助燃和稳燃用油。虽然整个电力行业中燃油机组装机容量只有1700 万千瓦,仅占整个装机容量的5.7,但却消耗了32的重油消费量。石油化工行业的重油使用主要为自备电厂的发电、油田生活采暖、炼油厂生产工艺用热、化肥厂生产用原料和燃料以及其他化工生产。建材行业消耗的重油主要用于平板玻璃和建筑卫生陶瓷的生产,随着产品质量要求的提高,一部分高档产品生产将会逐步转向天然气和液化石油气为燃料。钢铁行业消费的重油主要用于加热炉、自备电厂发电供热和耐火材料等方面。化工行业耗油主要用于化肥、炭黑、原油加工和化学品生产供热。我国重油的主要消费地区集中在华
7、南、华东地区,占全国消费总量的71左右。另外,东北占14、华北占10、华中占5。华南主要集中在广东省,占该地区消费量的80。华东主要是上海、江苏、浙江、山东,占该地区消费量的72。从原油中通过逐步分离最终得到重油。常减压蒸馏是目前石油化工企业必不可少的第一道工序,通过常减压蒸馏可从原油中直接得到各种燃料,润滑油馏分及裂化原料。然而,蒸馏过程火灾爆炸危险性、危害性较大,一旦发生火灾,火热迅速扩大,扑救困难,损失严重。生产中必须十分强调防火安全。等危险,所以在对制取重油的厂区建立的同时要考虑影响危险发生的因素,利用道化学火灾爆炸指数法、事件树分析、原因后果分析等风险评估方法对厂区危险因素进行分析,
8、在工厂设计时把防火防爆的思想灌输进去,选址、工艺流程划分、厂房、仓库的设计面积、防火间距等问题都应该在建厂前加以考虑,按安全原理学中安全预评价的思路提前进行本质安全化设计,用于辅助防火防爆相关知识,这样便可从根本上保证环境不受污染,人员生命和财产得到保护。课程设计的依据主要是石油化工防火防爆手册、火灾危险环境电力装置设计规范gb50058-92、化工厂工艺设计石油化工企业设计防火规范gb50160-92(1999年版)、建筑设计防火规范gb50016-2006、防爆电器设计gb50058-92和中国知网上的前辈论文。 第28页2工厂选址分析作为一个石油化工生产企业,厂址选择尤为重要。化工企业选
9、址的基本原则包括:1、原料与市场是否丰富2、气候是否无恶劣天气,如台风、暴雨3、能源是否充足4、运输条件是否便利5、供水是否充足6、对环境是否有较大不利影响7、劳动力来源是否充足8、是否有良好的工程基础9、是否有良好的写作条件10、是否能预防附近其他场所带来的灾害及其他。考虑安全因素则应主意以下几点:1、工厂要与其他工厂隔开一定距离2、工厂所在位置的主导风向的下风向应无居民区,商业区等3、建筑物的高度应有一定的限制4、工厂内不应存在与生产原料、产品不相容的物质和建筑5、工厂的进出口设计应主意工厂的交通和疏散等问题6、工厂内必须有足够生产、生活和灭火的水源7、工厂的地形应便于工厂建筑合理的设置8
10、、社区应和谐安全共同发展。根据以上工厂选址的原则综合分析得出以下结论。本次防火防爆设计针对的是重油厂,该厂采用工艺的是减压法制重油,其厂址位于辽宁省沈阳市黄河北大街205号附近。地处沈阳郊区,属北温带大陆气候,年平均气温6.9,最高气温36.5,最低气温-29.9,年降水量540毫米左右,无地震、洪涝等自然灾害。且远离市中心,靠近国道1501和国道101道路,交通非常方便。主要风向为西南季风。化工厂的东侧和西侧为同类化工企业,南侧和西侧为城市道路,与城市居民区相距较远。本厂坐东朝西,厂区长330米,宽可达230米,厂区占地面积78900余平方米。该地区自来水主管网已形成,供水能力可满足各类企业
11、的生活和工业用水需要;电力充足,容量大,二次变电所供电容量为6.6万千伏安;其投资建设的生活及工业排水工程,可满足区域内的生活污水排放,工业污水直接进入污水处理厂进行处理。该化学工业园地势平坦,交通便利,供水、供电、供气、供暖方便,适宜建厂且该地区有辽河石油建立的输油管道,原料供给很充足。工厂内部设有生活区、辅助生产区、物料存储区、生产区四大区域。生活区分为办公楼、宿舍楼、浴池、食堂、安全消防处等建筑;附属设施区分为变电站、应急电站、车库、污水处理站、消防水池等建筑;物料储存区主要包括原料存储罐区和成品存储罐区(贮罐类型为浮顶罐),装设喷水冷却系统,原料原油由其辽河石油管道供应,先存储在原料储
12、罐内;生产区有原料油的供给和预热及蒸汽稀释车间,除氧站、净化车间、加热车间、精馏车间;工厂计划发展扩建区主要用来满足该化工厂的发展与设备设施完善之需。3工厂生产环节分析3.1生产工艺简述1.重油的生产方法 目前制取重油的方法有:1.常压法蒸馏;2.常减压法蒸馏;3.化工合成法 在这三种制取重油的方法中常用的符合中国国情的是第一第二种,而杂质更少精度更高的方法就是常减压蒸馏法,此方法可以适应不同种类的原料。对于以原油为原料的可以仅适用常压法,而以稠油为原料时则使用常减压法蒸馏。本次设计的工厂是使用原油为原料,故选用第二种方法:常减压法蒸馏。2.常减压法蒸馏使用的装置结构图3.1 常减压装置常压系
13、统结构图3.2 常减压装置减压系统结构3.其工艺过程主要有:原料原油的供给、水除氧、原油电脱盐、闪蒸、常压蒸馏、减压蒸馏、分馏、冷凝冷却、存储。(1)原油电脱盐就是在一定温度下,破乳剂,注水、混合、电场等因素综合作用下,原油中小水滴聚结成大水滴,靠油水密度差而将原油中水和溶解在其中的盐同时分离的过程。由于辽河原油含盐量较低,本装置采用了一级电脱盐,但是随着原油的逐渐重质化、劣质化,原油脱盐前含盐量已经是设计值的一倍 。设计电脱盐温度定为120,注水量为5%(占原油),注入破乳剂的浓度2%,注入量20ppm (占原油),为了降低能耗,装置采用容-6脱水作为部分电脱盐注水,今年还尝试使用硫磺酸性水
14、代替除盐水作为电脱盐注水,并且能够保证脱后含盐在5mg/l以下。 (2)原油经过脱盐工序后,进行闪蒸,预热原料至400。脱盐后原油从容-1出来经过四路换热后进入塔-1,经过闪蒸,塔-1顶出重整料,不凝气经换-52加热后去原油稳定,当原油稳定停工时去炉-1烧掉。塔-1 底油经泵-2/1.2抽出,经过四路换热到304左右后,被常压炉加热到370 左右出来进入常压塔第四层上方,经过常压塔精馏后,塔顶油汽经过冷凝冷却后的汽油一部分打入塔顶,一部分作为常顶汽油出装置,不凝气到常压炉烧掉。 然后从上到下侧线依次馏出常一线、常二线、常三线,常四线直接被抽出。初馏塔直径3.2米,内装18层浮阀塔盘,开有一个侧
15、线。初馏塔抽出4%(占原油)直接送入常压塔,可以减少常压炉的热负荷。常压塔直径上部为3.8米,下部为4.8米,内装47层浮阀塔盘,及一个供常二中换热的填料段常二中取热段采用环矩鞍和隔栅填料解决。(3)接下来将蒸馏后剩余的油进行减压蒸馏(4)最后将分馏,再对分馏出的各种油分别进行冷却处理,并通过管道输送装置将分馏出的各种油存入个自的存储库。水原油预热冷凝冷却储存电脱盐除氧综上所述,重油的生产工艺框图如图3.1所示。图 3.1 重油生产工艺流程框图3.2重油生产过程中涉及原料和产物的理化特性简介1、原油黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。火灾类型为甲类。相对密度:0.750.95;粘度一般在
16、1100mpas;凝固点:-5035;含胶量:5%20%;原油中碳元素占83%一87%,氢元素占11%一14%,其它部分则是硫、氮、氧及金属等杂质。2、重油火灾类型为甲类。外观与性状:黑色油状物。略具烃类特有的臭味,少量重油具有淡淡的甜味。水溶液是中性;熔点(): 约-169.4;沸点():约 -103.9;临界温度(): 约9.2;临界压力(mpa): 约5.04;引燃温度(): 约275;爆炸上限%(v/v):约 36.0;爆炸下限%(v/v):约2.7 ;3.3重油生产过程中火灾危险性等级划分结合重油生产工艺中化学物质的理化性质,1号车间进行首先对原料油进行预热;2号车间进行水除氧和电脱
17、盐过程,因此在2区主要危险物质为原油的燃烧及泄漏;在3号车间进行初馏,危险物质主要为原油;4号车间进行常压法蒸馏,危险物质有原油,汽油,煤油,柴油;5号车间进行减压法蒸馏,危险物质有减一,减二,减三,重油;6号车间为产物的冷凝冷却车间危险物质最多。根据建筑设计防火规范中3.1.2内容:同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时,该厂房或防火分区内的生产火灾危险性分类应按火灾危险性较大的部分确定。由此可以得出结论:6个厂房均为甲类火灾危险性。3.4安全防火重点部位1、初馏塔和常压塔初馏塔和常压塔作为重油生产装置的龙头,工艺控制条件要求严格,而且易燃易爆,存在许多危险因素,一旦物料发生
18、泄漏,或压力容器超压破损,将导致火灾、爆炸事故,不仅会造成巨大经济损失,还会威胁人身安全,甚至是灾难性后果,因此必须对初馏塔和常压塔操作进行危害分析,对可能出现的各种危险因素进行危害分析,对可能出现的各种危险因素进行分析识别。一旦设备、管线在外界环境不安全因素如天气或认为破坏、违章情况下发生破裂,物料或燃料气发生大量泄漏,还可能出现气体爆炸。另外,由于初馏塔和常压塔本身的特殊性,还有其他一些主要危险因素:高空坠落、高温烫伤、物体打击、静电等。2、电脱盐在电脱盐脱水过程中,有高温热油,使用高电压(15kv35kv)电场的电气装置,如果脱盐脱水罐内未充满原油或存在有空气就启动高压电源;或者高压电器
19、绝缘不良或电场强度超过2kv/cm使绝缘击穿,会导致爆炸火灾。3、容易形成爆炸性气体混合物蒸馏过程中,由于处于沸腾状态,体系内始终呈现气液共存状态,若因设备破裂或操作失误,使物料外泄或吸入空气,或由于冷凝、冷却不足,使大量蒸气经贮槽等部位逸出,均可形成爆炸性气体混合物,遇点火源就会发生容器内或外的爆炸燃烧。例如,某炼油厂减压塔在停工检修前,由于消除真空过快,塔内油气很浓,温度很高,空气由放空阀大量吸入,导致爆炸事故,塔内有14层塔板被炸坏脱落。4、 容易发生自燃原油和石油馏分的自燃点较低,如汽油为255390,柴油为350380,原油为350左右,而蒸馏装置内的油品温度在220395之间,如果
20、这些油品在生产装置内某个部位渗漏出来,均已达到与接近油品的自燃点而引发自燃。5、蒸馏操作过程复杂危险蒸馏操作是一种复杂的过程,精馏塔的辅助设备多,如进料泵、加热的再沸器、气相冷凝冷却器、回流管和受液槽以及侧线出料(包括多个侧线出料)、顶出料、底出料系统等,蒸馏过程某一指标或某一环节出现偏差,都会干扰整个蒸馏系统的平衡,导致事故发生。例如,蒸馏控制温度过高,易出现超压爆炸、泛液、冲料、过热分解及自燃的危险,甚至使操作失控而引起爆炸;若温度过低,则有淹塔的危险。加料量超负荷,对于釜式蒸馏,可造成沸溢性火灾;对于塔式蒸馏,则可使气化量增大,使未冷凝的蒸气进入受液槽,导致槽体超压爆炸。操作中回流量增大
21、,不但会降低体系内的操作温度,而且容易出现淹塔以至操作失控。蒸馏设备的出口管道被凝结、堵塞,会造成设备内压力升高,发生爆炸火灾。高温的蒸馏设备内,若冷水或其他低沸点物质进入,瞬间会大量气化,因内压骤升而出现爆炸火灾。某石油化工厂蒸馏釜内油的粘度不合格,为了调整油粘度,直接加入了未进行切水和检查的蜡油于油温为280的蒸馏釜内,造成水气膨胀,釜内压力急剧上升,导致12m容积的蒸馏釜爆炸,造成3人死亡、13人受伤的重大事故。6、加热系统具有危险加热炉,特别是减压加热炉,其原料组分重,炉出口温度高,如果各路进料不均匀,炉管内易结焦,造成局部过热,严重时还会在塔内形成焦块,堵塞抽出管线从而引起冲塔事故。
22、加热炉都为管式明火加热炉,炉管因长期使用,氧化剥蚀,管壁变薄,易导致炉管破裂发生漏油起火。在未关掉气源与燃料油阀时进行点火,易造成回火或炉膛爆炸,管道拉断,油品物料喷出,随即引起火灾事故。7、设备、管线易遭受破坏设备、管线等在长时间的反复加压与物料高速流动、摩擦过程中,金属壳体材料易出现金属疲劳。高温条件下操作引起温差应力破坏,高温蠕变破裂。高大的塔器和管道易遭受外力如振动、风力、地基下沉和外加载荷等附加应力的作用而发生变形裂缝。处理含腐蚀性介质物料如石油蒸馏中原油含硫量较高,加工过程中生成酸性含硫化合物,具有较强的腐蚀性,在减压塔底泵出口高温管线、常压塔顶油气挥发线、空冷器的气、液相变等部位
23、,易发生腐蚀穿孔,壁厚减薄,进而失去承载能力或发生泄漏,酿成火灾。8、工艺中存在的引火源装置中多采用管式加热炉,用油和燃气进行明火加热,为了满足油料的蒸馏要求,加热炉炉膛温度需要很高,加热炉易成为可燃物料的引火源。常压蒸馏装置用电较多,有配电室,大量的电机、电线、开关、灯具,有些设备上还有变压器。其中有不防爆或达不到防爆要求的,产生了电火花或发生短路就可能形成引火源。油料在管道内高速流动会产生静电且易积聚,最高静电电压可达万伏以上,若静电得不到及时导除,就可能放电产生电火花。雷雨时,蒸馏塔顶部如有可燃气体排出,可能造成雷击起火。装置内的管道、设备都是金属的,抢修、检修都离不开电气焊等明火作业,
24、如违章动火易引发事故。3.5安全工作重点及措施1、初馏塔和常压塔特护措施:(1)成立初馏塔和常压塔特护小组;(2)设立专职初馏塔和常压塔管理人员;(3)加强对初馏塔和常压塔渗碳检测,放置炉管应力下降而发生断裂;(4)初馏塔和常压塔及其压力容器的安全附件,即压力表、安全阀、液位计等按国家规定定期进行校验;(5)加强职工安全教育,定期培训;(6)维护保养好消防设施;(7)严格执行初馏塔和常压塔检修动火作业和进入容器作业安全方案,落实安全责任制,落实好现场安全防范措施;(8)规范劳保着装;(9)编制初馏塔和常压塔事故应急预案,定期举行应急预案演练,不断提高职工事故应急反应和处置能力。2、防止形成爆炸
25、性混合物电脱盐脱水器开工时应排净罐内空气,充满油后再通高压电,以免电火花引起罐内油气和空气的混合物爆炸。高压电器应经常检查、维修,发现绝缘不良或电场强度超高时应停止使用,防止产生电火花。蒸馏系统应严格进行气密性和耐压试验检查,保证其密闭。减压蒸馏正常生产时,与塔相连的法兰、放空阀应严密,防止空气吸入塔内形成爆炸性气体。蒸馏完毕后要注意正确消除真空,当塔内温度冷却到200以下时,方可缓慢消除塔内真空度。3、严格按照规程安全操作蒸馏操作中,不但要注意对温度、压力、进料量、回流量等操作参数严格控制,而且要注意它们之间的相互制约和相互影响,应尽量使用自动操作与控制系统,以减少人为操作的失误。通蒸汽加热
26、时,气门开启度要适宜,防止因开得过大,使物料急剧蒸发,大量蒸汽排不出去而使压力增高,引起设备爆裂。操作中要时刻注意保持蒸馏系统的通畅,防止进出管道堵塞,压力升高,造成危险。避免低沸物和水进入高温蒸馏系统,高温蒸馏系统开车前必须将塔及附属设备内的冷凝水放尽,以防其突然接触高温物料,发生瞬间汽化增压而导致喷料或爆炸。冷凝冷却器中的冷却剂或冷冻盐水不能中断,防止高温蒸气使后续设备内温度增高,或逸出设备遇火源而引起火灾爆炸事故。4、保证加热炉安全加热炉是采用明火对管内原料进行加热,生产中应使各路进料均匀,避免局部过热。炉用燃油、瓦斯的压力和流量要控制平稳,加热炉的出口温度必须严格控制。减压加热炉的炉管
27、在生产中应注入适量的蒸汽,以免炉管结焦。如果发现火苗扑炉管及炉管晃动、鼓泡、漏油等,应及时处理。每次点火前,必须用氮气或蒸汽置换燃料管线内的空气,至含氧量降低到0.21为止,以防点火时发生回火,并再向炉膛内吹扫1015min,驱净可燃气体。点炉时必须先点火,后开燃油燃气阀。在炉膛内应设置可燃气体浓度检测报警装置和自动安全点火控制装置。5、采取防腐措施蒸馏设备和管道在材质和设计上应符合安全生产要求,可采用合理的流速和必要的腐蚀裕度,避免在转油线上出现90急转弯头,选择合适的耐腐蚀材料、涂料和耐磨衬里;采取阳极保护和阴极保护;采取工艺防腐措施,如含硫物料在进入蒸馏设备之前要进行除硫处理,使用中和剂
28、和缓蚀剂等。6、加强装置的检查维护发现设备破损,应及时修复。定期更换仪器、仪表、设备容器、管线等,坚决杜绝设备带病运转,超期服役和超负荷运行。加热炉必须加强维修,每次检修必须对管壁测厚,清炉除焦。炉龄老、管子剥蚀严重的,应予更新。7、设置安全装置和灭火设施脱盐脱水罐应装设停电、停泵、漏油报警装置,并注意检查其使用状况。蒸馏设备应具有完备的温度、压力、流量仪表装置。减压蒸馏的真空泵应装有单向阀,防止突然停车时空气流入设备内。加压蒸馏设备应设置安全泄放装置。加热炉应设防爆门,以便发生爆炸时能及时泄压。系统应附设紧急放空管等安全装置,在出现事故时能保证迅速排放掉反应器内物料,防止发生爆炸事故。系统的
29、排气管应通至厂房外,管上应安装阻火器,大型石化企业中的排放管应通向火炬装置。常减压蒸馏装置电气设备必须防爆,并有良好的接地。在装置区、罐区应设置固定式可燃气体泄漏监测报警器以便及时发现火情。加热炉、蒸馏塔、汽提塔以及轻重油泵房内应设有蒸汽灭火设施,装置内设泡沫灭火系统,其控制阀应设在便于操作的地方,保证装置一旦出现火情能迅速、及时的控制其蔓延扩大。8、强化防火安全管理制定健全的防火安全生产规章制度、责任制度,用电、用火制度,以及有效而完善的应急事故处理规程。建立与制定强有力的防火安全监督、巡检、制度,及时查出事故隐患,控制不安全因素。 4工艺环节的划分4.1生产区本生产区的划分如下:将原料原油
30、的供给和预热过程设置在区块1;将水除氧与原油电脱盐设置于区块2;将初馏塔设置在区块3;将常压炉与常压塔设在区块4。减压塔设置在区块5;冷凝冷却系统和储存装置设置于区块6;各区块的功能及其尺寸下表4.1。表4.1各个生产区块的功能与规模项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数(高)长 宽 高生产区1原料原油的供给和预热甲类一级单层30x30x62水除氧与原油电脱盐甲类一级单层40x30x63初馏塔甲类一级单层40x40x604常压炉与常压塔甲类一级单层40x40x605减压塔乙类一级单层40x40x606冷凝冷却系统和储存管道入口乙类一级单层40x30x64.2储存区生产过程中涉及到的存储
31、物质较多,为便于管理与生产,现将所涉及物质划分为原油与轻油,稠油与重油两大库区。情况如下:1、原油与轻油:原油与轻油易燃,重油存储区应远离火种,热源,工作场所严禁吸烟,要使用防爆型的通风系统和设备,防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。在传送过程中,管道和容器必须接地和跨接,防止产生静电。应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。远离火种,热源。库温不宜超过30。应与氧化剂分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具,储区应备有泄漏应急处理设备。2、稠油与重油:操作处置注意事项:密闭操作,提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训,严
32、格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶耐油手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。灌装时应控制流速,且有接地装置,防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄露应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项:储存于阴凉、通风良好的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类分开存放,切忌混储。配备相应的品种和数量的消防器材。储存区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。各个建筑物功能与规格如表3.2所示。
33、表4.2储存车间的功能和规格项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数(高)长宽高存储区7原油储存罐甲类一级单层40x40x68汽油储存罐甲类一级单层30x30x69重油储存罐丙类一级单层30x20x610其他混合油储存罐丙类一级单层30x30x64.3生活区与辅助生产区生活区内设食堂、礼堂、浴池、职工宿舍、办公楼、停车场。辅助生产区内设污水处理站、技术安全处、锅炉房、配电站、消防水池、医院兼急救站、泵站。各个建筑物的规格如表4.3所示。表4.3其他设施的名称和规格项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数(高)长宽高生活区14食堂三级二层30x50x415礼堂三级二层40x30x41
34、6浴池三级二层30x25x417职工宿舍三级二层40x30x418办公楼二级二层30x40x419停车场三级单层30x40x4辅助生产区20污水处理站二级单层30x30x421技术安全处二级二层30x20x422锅炉房二级单层20x20x423配电站一级单层20x20x424消防水池二级单层11x11x425医院兼急救站二级二层40x40x3.526泵站二级单层20x20x427装卸站一级单层20x20x44.4区域规划根据石油化工企业设计防火规范第三章有关规定。因此该重油工厂的地址选在辽宁省沈阳市黄河北大街205号四台子旁边的空地上。将生产区各车间布置到厂子西北区域,6个仓库分别列在东南部分
35、区域,中间部分设置污水处理站,变电站,消防水池应对火灾爆炸危险的发生。生活区建筑设在厂区的西南区域,正门设在厂子北部。另外在生产车间区和仓储区之间再设一大门,便于生产过程中物资的运输和成品的外送,最主要的是供这一区域的人员能够及时疏散离厂。具体分布如区域规划图所示。5总平面的布置5.1生产区火灾危险分类结合重油生产工艺中化学物质的理化性质,1号车间进行首先对原料油进行预热;2号车间进行水除氧和电脱盐过程,因此在2区主要危险物质为原油的燃烧及泄漏;在3号车间进行初馏,危险物质主要为原油;4号车间进行常压法蒸馏,危险物质有原油,汽油,煤油,柴油;5号车间进行减压法蒸馏,危险物质有减一油,减二油,减
36、三油,重油;6号车间为产物的冷凝冷却车间危险物质最多。根据建筑设计防火规范中3.1.2内容:同一座厂房或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时,该厂房或防火分区内的生产火灾危险性分类应按火灾危险性较大的部分确定。由此可以得出结论:6个厂房均为甲类火灾危险性。5.2存储区火灾危险分类根据建筑设计防火规范表a1与a2的储存物品火灾危险性分类,存储区分为6个仓库,依据标准可以得出各个库区的火灾危险性分类:原油闪点 (): -5035,所以确定储存室的火灾危险性为甲类;重油闪点:约400 确定储存室的火灾危险性为丙类。减压油、润滑油、裂化料、柴油闪点均大于60,确定储存室的火灾危险性为丙类。所以对
37、于各存储区火灾危险性分类如下:7号为甲类、8号为甲类、9号为丙类,10号为丙类5.3耐火等级的确定5.3.1生产区根据建筑设计防火规范表a3的厂房耐火等级、层数、面积和平面布置情况,另外考虑生产区各个厂房的火灾危险性等级;本次设计厂房均为单层建筑,1号厂房面积600、2号厂房面积1200、3号4号与5号厂房面积设为2500, 6号厂房面积为1200,且均为一层建筑。得耐火等级应都为一级。5.3.2储存区根据建筑设计防火规范表3.2.2的仓库耐火等级、层数、面积要求进行分析,考虑存储区各个厂房的火灾危险性等级, 7号厂房面积设为1600、8号厂房面积设为900、9号厂房面积设为600、10号厂房
38、面积设为900、11号厂房面积设为600、12号厂房面积为600,13号厂房面积设为1200。得各存储库房的耐火等级都是一级。5.3.3生活区根据民用建筑的耐火等级、最多允许层数、防火分区最大允许建筑面积,食堂、礼堂、浴池、职工宿舍、办公楼,技安处、是人员较为密集的地方,面积分别为1500、1600、750、1200、1200、600,确定耐火等级为二级;停车场露天,结合工厂内车辆来往数量设为2000,耐火等级设为二级更安全。另设2个门卫室每个50。5.3.4辅助生产区根据建筑设计防火规范第3.2.5条:锅炉房应为一、二级耐火等级的建筑,但每小时锅炉的总蒸发量不超过4t的燃煤锅炉房可采用三级耐
39、火等级的建筑。第3.2.6条:可燃油油浸电力变压器室、高压配电装置室的耐火等级不应低于二级。确定锅炉房和变电站的耐火等级分别为二级和一级,面积分别为400和500;医疗站内人员身体受情况影响对火灾爆炸等危险的抵抗能力比正常人群差,设定其耐火等级为二级,面积为1600;消防水池做露天处理,耐火等级设为二级,面积121,体积484m;泵站危险性较低,耐火等级设为二级,面积为400。综上所述,化工厂内各个建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积表5.1所示。表5.1化工厂内各个建筑物的火灾危险类别、耐火等级、层数、面积项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级层数(高)长 宽 高生产区1原料原油的
40、供给和预热甲类一级单层30x30x62水除氧与原油电脱盐甲类一级单层40x30x63初馏塔甲类一级单层40x40x604常压炉与常压塔甲类一级单层40x40x605减压塔乙类一级单层40x40x606冷凝冷却系统和储存管道入口乙类一级单层40x30x6存储区7原油储存罐甲类一级单层40x40x68汽油储存罐甲类一级单层30x30x69重油储存罐丙类一级单层30x20x610其他混合油储存罐丙类一级单层40x30x6生活区11食堂三级二层30x4 0x412礼堂三级二层40x30x413浴池三级二层30x25x414职工宿舍三级二层40x30x415办公楼三级二层30x40x416停车场三级单层
41、30x40x4辅助生产区17污水处理站二级单层30x30x418技术安全处二级二层30x20x419锅炉房二级单层20x20x420配电站一级单层20x20x421消防水池二级单层11x11x422医院兼急救站二级二层40x40x3.523泵站二级单层20x20x424装卸站一级单层20x20x45.4防火间距设计本次设计各建构筑物之间的防火间距的设计主要根据石油化工企业设计防火规范表3.2.11石油化工企业总平面布置的防火间距的要求作为最低标准进行确定。并且只考虑邻近建构筑物之间的防火间距。生产区和存储区主要考虑厂房和库房的火灾危险类别,由于生产区内各个厂房均为甲类厂房,甲类甲类:25-30
42、m。其他设施各建构筑物之间的防火间距的确定根据建筑设计防火规范表5.2.1民用建筑的防火间距及各建构筑物的耐火等级确定,一般为10米,工厂与外墙相距10米。附属设施区各建构筑物之间的防火间距的设计主要依据石油化工企业设计防火规范表3.2.11石油化工企业总平面布置的防火间距进行确定。锅炉房、变电站、消防水泵都属于全厂重要性设施,污水处理场与它们之间的防火间距至少应为30m。每个分区内各建构筑物之间的防火间距确定以后,要对分区之间的各建构筑物之间的防火间距进行确定。本次设计主要考虑全厂重要性设施与甲类厂房、库房之间的防火间距要求,根据规范应为30m。依据以上各原则,再综合考虑全厂建筑布局的整齐美
43、观,工厂内各建筑的位置面积,与周边主、次干道的距离位置关系,与周边围墙的适宜距离大小 ,得出相应的工厂总平面布置详图。对工厂总平面布置见详图。防火间距见表5.2表5.2防火间距表格(重复单元不考虑) 单元编号 单元作用 与其相邻的单元编号 实用防火间距(m)1 原料原油的供给和预热2、3、4302 水除氧与原油电脱盐1、4、6303 初馏塔1、4/1130/304 常压炉与常压塔2、3、5/13、1630305 减压塔4、6/23、2230/256 冷凝冷却系统和储存管道入口2、5/1830/357 原油储存罐10、19、20、22、24258 汽油储存罐9、12、21259 重油储存罐8、1
44、0、21、222510 其他混合油储存罐7、92511 食堂3/13、1430/1512 礼堂15、161513 浴池4/11、15、1630/1514 职工宿舍11、151515 办公楼12、13、141516 停车场4、5/12、1330/1517 污水处理站18、20、242518 技术安全处17、232519 锅炉房20、242520 配电站17、192521 消防水池*22 医院兼急救站9、233023 泵站18、22、242524 装卸站17、19、23256防爆电气的设计6.1划分爆炸危险区域选择3号生产车间进行爆炸危险区域划分。3号车间为初馏后油进行常压蒸馏的反应环节,由车间内
45、具体化学反应过程以及反应物、反应生成物成分,结合爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范对生该区域存在的释放源为第一级释放源。根据规范2.2.5爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定,存在第一级释放源的区域可划为1区。假设该生产厂房通风良好,释放源接近地坪处,因此该厂房的爆炸危险区域划分应依据本规范第2.3.3条和第2.3.7条进行划分。6.2防爆电气选择6.2.1爆炸性混合物分级、分组厂房内主要的危险化学品为原油、汽油、煤油,根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范中的表3.1,找到重油,煤油,石油均为a级t3组。由此该厂房爆炸危险物质爆的级别和组别为a级t3组。6.2.2防爆电气选择根据爆
46、炸和火灾危险环境电力装置设计规范第2.5.2条爆炸性气体环境电气设备的选择应符合下列规定:根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求,应选择相应的电气设备。并且所选用的防爆电气设备的级别和组别,不应低于该爆炸性危险物质级别和组别。当存在有两种以上易燃性物质时,应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。爆炸危险区域内的电气设备,应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。综上所述,该厂房的防爆电气类型应选择a级t3组。具体规格根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范第2.5.3条厂区内主要防爆电气根据附表要求进行选择。由此电动机选择鼠笼型感应电
47、动机2区正压型;信号、报警装置选择本质安全型;接线装置及电表选择2区隔爆型;开关,控制盘选用2区隔爆型.7泄爆方式确定及泄爆面积计算7.1泄爆方式根据建筑设计防火规范的部分规定3.6.1 有爆炸危险的甲、乙类厂房宜独立设置,并宜采用敞开或半敞开式。其承重结构宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构。3.6.2:有爆炸危险的甲、乙类厂房应设置泄压设施。3.6.4 泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等,不应采用普通玻璃。泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位质量不宜超过60kg/m2。屋顶上的泄压设施应采取防冰
48、雪积聚措施。3.6.5:散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房,宜采用轻质屋面板的全部或局部作为泄压面积。顶棚应尽量平整、避免死角,厂房上部空间应通风良好。7.2泄爆面积的计算本次设计对4号车间作为泄爆方式的选择对象,1号车间主要可燃物质为原油,依据建筑设计防火规范中的表3.6.3可知泄压比应0.110,设计值稍微大于最小泄压比选用0.130。根据泄爆面积计算公式 (7.2)式中:a泄爆面积c泄压比值v厂房体积依据式(7.1)可以算出所选择厂房的泄爆面积为400.1平方米。厂房面积为900平方米,所以选择顶棚泄爆。建筑设计防火规范第3.6.4中规定,作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的单位
49、质量不宜超过60/,屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。8灭火器的配置8.1灭火器的选择 本次设计以8号仓库为例进行灭火器配制。8号仓库的主要物质为汽油。分析其理化特性:其蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生剧烈反应。遇高热分解出有毒的烟雾。其燃烧、爆炸危险性与轻汽油相似。原油本身无明显毒性,其不同的产品和中间产品表现出不同的毒性,遇热分解释放出有毒的烟雾,吸入大量蒸气能引起神经麻痹。对环境有危害,还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。根据配置场所的使用性质以及其中可燃物的种类,可判断该场所可能发生哪类的火灾,然后进行灭火器的选择。由于8号仓库内的危险物质为汽油,可以确定的火灾种类为b类火灾。b类火灾配置场所的灭火器的配置基准参照b类火灾配置场所的规定执行。根据使用场所不同,按照建筑灭火器配置设计规范第3.2.1条中工业建筑灭火器配置场所的危险等级划分,1号车间为严重危险级。由于重油的供给与运输车间的火灾危险类别为甲类,建筑耐火等级为一级, 1号车间的重油,确定危险等级为严重,选择泡沫灭火器。此选择根据建筑灭火器配置设计规范第4.1.1 条,进行灭火器的选择应考虑的因素:灭火器配置场所的火灾种类;灭火器配置场所的危险等级;灭火器的灭火效能和通用性;灭火剂对保护物品的
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