聚丙烯厂防火防爆设计

1、摘要本次课程设计主要针对天津市宏瑞达工程塑料有限公司聚丙烯工厂进行防火防爆设计。该企业采用间歇式液相本体聚合法生产聚丙烯。该课程设计介绍了液相本体聚合法生产聚丙烯的工艺流程，并对工艺环节进行了划分；确定了耐火等级和防火间距，对厂区总平面进行了布置；对生产厂房进行防爆电气设计，并确定泄爆方式，计算相关设施的泄爆面积；对不同的场所进行了灭火器配置设计。关键词：丙烯；耐火等级；防火间距；防火防爆；防爆电器；灭火器36 / 39文档可自由编辑打印目 录摘要I1 前言12 工程概况23 工程项目分析43.1 工艺流程介绍43.1.1 生产工艺简述43.1.2 安全防火重点部位53.1.3 安全工作重点6

2、3.2 工艺环节的划分73.2.1 生产区73.2.2 仓储设施73.2.3 其他设施94 总平面的布置104.1 分区布置104.2 火灾危险类别的确定104.2.1 聚丙烯及生产原料的理化性质简介104.2.2 生产工艺火灾危险分类114.2.3 存储区火灾危险分类124.3 耐火等级的确定134.3.1 生产区134.3.2 储存区144.3.3 生活区144.3.4 附属设施区154.4 防火间距174.4.1 防火间距设计原则174.4.2 防火间距的确定185 防爆电气的设计215.1 划分爆炸危险区域215.2 防爆电气选择215.2.1 爆炸性混合物分级、分组215.2.2 防

3、爆电气选择226 泄爆方式确定及泄爆面积计算236.1 泄爆方式256.2 泄爆面积的计算257 灭火器的配置267.1 灭火器的选择267.2 灭火器的设置26总结33参考文献341 前言聚丙烯（PP）是五大通用树脂之一，是一种优良的热塑性合成树脂。具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度高等优点，其产品广泛用于电子电器、汽车、建材、医疗等领域。截止目前我国大型聚丙烯生产企业已超过80家，生产装置100余套，总生产能力780万t/a左右，成为仅次于美国的世界第二大聚丙烯生产国。目前我国已经基本上形成了溶剂法、液相本体气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举，大、中、小型生产规模共存的生

4、产格局。其中，连续法装置46套，生产能力为636万t/a，占国内总生产能力的81.6%左右；此外，我国还存在大量间歇法小本体聚丙烯装置，单套年产量不足万吨，至多十几万吨，而合计能力超过100万t/a。约占国内总生产能力的18.4%左右。由于国内需求旺盛，我国聚丙烯投资积极性很高，未来一段时间国内聚丙烯生产能力将有大幅提高，特别是几个世界级的大型炼化一体化项目以及正处于发展起步阶段的大型煤制烯烃项目对我国聚丙烯能力提高将产生大的影响。目前国内在建的聚丙烯项目共20个，产能合计573万t/a，加上“十二五”期间可能新实施的部分项目，预计2015年我国聚丙烯产能将猛增至1400万t/a左右，而预计届

5、时我国聚丙烯年需求量约1600万t左右，以国内装置满负荷运行计算，供需缺口将缩小到200万t/a左右。因此可以预见，在未来一段时间内，我国聚丙烯生产工厂将会大幅增加。聚丙烯生产工艺复杂，其原料氢气和丙烯均为易燃易爆气体，高压容器，原料运输管道，电气设备等都存在一定的危险性；同时，工厂的选址，设备的布局，厂房的设计等都是影响安全的重要因素。因此很有必要通过对聚丙烯工厂进行合理的防火防爆设计来减少事故的发生概率，降低事故的危害程度，进而提高整个工厂的安全生产水平，间接地提高企业的经济效益。本次课程设计的依据主要是石油化工企业设计防火规范GB50160-2008、建筑设计防火规范GB50160-20

6、08、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92、建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005等等。2 工程概况天津市宏瑞达工程塑料有限公司聚丙烯工厂位于天津市宝坻塑料制品工业区，该区位于天津市北部，拥有污水处理厂，供水厂，供电厂，供热站等完善的基础设施；距市中心60公里；距天津港90公里。紧邻津蓟高速公路、潮阳东路、宝黑公路等一级公路，地理位置优越。宝坻塑料制品工业区地处中纬度欧亚大陆东岸，属于暖温带半湿润大陆季风型气候，年平均气温12.3。七月份最热，月平均气温可达26；一月份最冷，月平均气温-4。年平均降水量550-680毫米，夏季降水量约占全年降水量的80%。该地区季风盛

7、行，冬、春风速最大，年平均风速为2-4米/秒，多为西南风，少有西北风。该厂区坐北朝南，南门为工厂正门，东西侧为其他塑料工厂，北面是农田。根据石油化工企业设计防火规范GB50160-2008在进行区域规划时，应根据石油化工企业及其相邻的工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形，风向等条件，合理布置。石油化工企业的生产区，宜位于邻近城镇或居住区全年最小频率风向的上风侧。石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距，不应小于规定中最小距离。本文中天津市宏瑞达工程塑料有限公司聚丙烯工厂位于天津市宝坻塑料制品工业区，开发区位于吉林市西北部的平原地带，不会产生窝风，且风频最大的为西南风，最小的是西北风。因此，根据

8、厂区地形、风向特点，及生产工艺、物料危险性，将本厂的生产区放置在厂区的西北部；办公生活区位于厂区的西南部；仓储区位于厂区的东北部；其他设施区位于厂区的西北部。如此，则会加快生产区工业生产中废气的排放，并减少其对办公生活区的影响。如发生有毒有害气体泄漏，也可避免或减缓对办公生活区的影响。由于仓储区储存着生产原料以及成品产物，所以为了便于储存、运输，防止有毒物质的泄露对生活区产生影响，则将仓储区放置在生产区的东北部。工厂主要出入口不应少于两个，并宜位于不同方位。两条或两条以上的工厂主要出入口的道路，应避免与同一条铁路平交；若必须平交时，其中至少有两条道路的间距不应小于所通过的最长列车的长度；若小于

9、所通过的最长列车的长度，应另设消防车道。生产区的道路宜采用双车道；若为单车道应满足错车要求。工艺装置区、液化烃储罐区应设环形消防车道。可燃液体的储罐区、装卸区及化学危险品仓库区应设环形消防车道；当受地形条件限制时，也可设有回车场的尽头式消防车道。消防道路的路面宽度不应小于6m。工厂内部设有办公生活区、附属设施区、物料存储区、生产区四大区域。办公生活区分为办公楼、宿舍楼、浴池、食堂等建筑；附属设施区分为配电站、技安部、锅炉房、泵站、污水处理站、消防水池等建筑；物料储存区主要是罐区，分为丙烯罐组和氢气罐组，装设喷水冷却系统，原料丙烯和氢气由其他化工厂供应，用管道连接；生产区有丙烯固碱车间、丙烯脱硫

10、车间、丙烯精脱水车间、氢气丙烯局和车间、闪蒸去活车间等。 3 工程项目分析3.1工艺流程介绍3.1.1生产工艺简述间歇式本体法聚丙烯流程简述：由气分来的丙烯经脱水罐、固碱塔、水解塔、脱硫塔、固碱塔、分子筛塔、脱氧塔、分子筛塔、脱砷塔脱去其中的大部分的水、硫、氧、砷等杂质后进入丙烯原料罐，先将氢气（钢瓶或炼油二部氢气）用减压法计量或经氢气流量计计量通入具备生产条件的聚合釜空釜内，以调节聚丙烯的分子量，再打开聚合釜与原料贮罐的气相平衡线阀，由原料罐向聚合釜串气相，待釜压与原料罐平衡后，关闭聚合釜气相平衡阀。原料丙烯由原料泵定量打入聚合釜中，活化剂一氯二乙基铝或三乙基铝自运输罐用N2 压入活化剂储罐

11、，然后再用N2 压入活化剂计量罐中，经计量后加入釜上活化剂加料罐中，然后用丙烯冲入聚合釜内。按聚合配比，将一定量的第三组分（DDS）加入催化剂加料斗中，用一定量的丙烯冲入聚合釜中，再用丙烯将定量的催化剂从催化剂加料斗冲入聚合釜。启动热水泵，将热水罐中热水打入聚合釜夹套，控制升温速度为：3060 分钟釜压由初压升至3.0MPa,并根据反应情况在2.02.6Mpa 将热水切换成了冷水，使反应控制在顶温7581，釜压在3.43.8MPa，经恒温23 小时，根据反应情况判断反应终点。反应至终点，回收聚合釜内未反应的丙烯，当丙烯回收罐与聚合釜压力平衡时（1.01.6MPa）,回收结束,联系闪蒸岗位向已净

12、化好的闪蒸釜喷料。每次喷料压力不超过1.2MPa，当聚合釜压力降至0.6MPa 以下时，喷料结束，聚合准备再次投料。聚合釜向闪蒸釜喷料时，闪蒸釜要自动或手动间断向气柜排放气态丙烯。待喷料结束后，闪蒸釜采用自动或手动置换程序交替抽真空补氮气进行置换，直至闪蒸釜丙烯含量小于1.5%，置换结束。进行现场放料包装或从闪蒸釜向料仓压料包装，直至粉料放料包装完毕。图3.1 间歇液相式本体法聚丙烯生产工艺方框流程图从工艺流流程图中我们可以看到，原料为丙烯和氢气，都是易燃易爆气体，产物聚丙烯粉末也有可燃性，在聚合过程中，运载气体和尾气如果处理不当，都可能产生火灾爆炸危险。3.1.2安全防火重点部位1聚合釜丙烯

13、经固碱、脱硫、精脱水后进入丙烯灌，经计量后加入聚合釜并搅拌，然后催化剂和氢气也经计量后分别加入聚合釜中。加料完毕后，夹套内通入热水升温，引发反应，由于聚合反应放出大量的热量使釜温上升，夹套切换冷水控制反应温度。若搅拌不能正常工作或者循环冷却水出现故障，反应温度失控，易引起火灾，爆炸。聚合釜应设有应急冷却系统，在紧急状况时，对釜进行保护。2闪蒸釜聚合反应结束后，由聚合釜向闪蒸釜喷料。由于聚丙烯粉料在聚合釜内受到搅拌，又以很大的速度向闪蒸喷料。搅拌叶与粉体之间反复接触与分离，使粉体表面带上了大量静电荷；高速向闪蒸釜喷料时粉体与管壁和釜发生摩擦、冲撞，使粉体表面电荷又进一步增加。如果不能采取措施消除

14、静电，可能会造成闪蒸釜内爆燃，包装时闪爆、着火。采取聚合釜放料口安装静电消除器，改善闪蒸工艺等措施降低静电事故的概率。3输送管道反应原料氢气和丙烯都由输送管道进入反应釜发生反应，反应结束后的剩余原料也经输送管道进行回收。由于氢气和丙烯均为易燃易爆气体，如果管道发生破裂导致原料泄露，很可能会造成火灾、爆炸事故。输送管道要经常维修和更换，同时还应有原料泄露的报警系统。3.1.3安全工作重点聚合釜反应搅拌机应有检测和联锁，投料前一定要启动搅拌，并随时进行巡查，跳闸后要及时处理，发现异常能自动停止进料；聚合釜电机应选择相匹配的，且适当降低转速，以免电机超载跳闸；应对聚合釜体壁面定期打磨，提高壁面光洁度

15、，减少挂壁；当釜内结块后，要开釜盖清除结块；聚合釜系统工作时应不能超温超压；聚合釜填料更换前，应先将填料浸泡，防止填料磨损与烧毁；清通聚合釜催化剂加料斗必须用防爆工具。2.闪蒸釜聚合釜向闪蒸釜喷料时，闪蒸釜要自动或手动间断向气柜排放高压气态丙烯。待喷料结束后，闪蒸釜采用自动或手动置换程序交替抽真空补氮气进行置换，直至闪蒸釜丙烯含量小于1.5%，避免形成爆炸性混合气体而引起爆炸。回收丙烯阀和喷料阀应有联锁，当丙烯回收阀出现故障无时保证不向闪蒸釜喷料；采取适当的检测手段，确保闪蒸釜丙烯含量小于1.5%再打开闪蒸釜出料阀；同样也应对闪蒸釜体壁面定期打磨，提高壁面光洁度，减少挂壁和摩擦；采取静电防护措

16、施，保证闪蒸和出料时的安全性。3输送系统为防止物料泄露，经常检查管道是否完好；配备自动报警系统，当出现物料泄漏时，及时报警以便采取措施。4.物质聚丙烯车间危险物质主要是存在于丙烯、氢气、一氯二乙基铝、三乙基铝、二苯基二甲氧基硅、聚丙烯，其中丙烯、氢气作为反应原料，由于其参加反应的量比较大，所以危险性最大。3.2工艺环节的划分3.2.1生产区间歇式液相本体聚合法生产来聚丙烯共分为七步：丙烯的固碱、丙烯的脱硫、丙烯的精脱水、液相本体聚合、闪蒸去活，氮气置换。由于闪蒸去活和氮气置换都是在闪蒸釜中进行的，可在生产区设置五个生产车间即固碱车间，脱硫车间，精脱水车间，液相本体聚合反应车间，闪蒸去活车间，各

17、车间的功能与规模见表3.1。 表3.1 各个生产车间的功能与规模编号车间名称生产车间功能长（m）宽（m）高（m）面积（）1固碱车间丙烯在其中固碱60401024002脱硫车间丙烯在其中脱硫60401024003精脱水车间丙烯在其中精脱水60401024004聚合反应车间丙烯和氢气在催化剂的作用下发生聚合反应60501030005闪蒸去活车间减压闪蒸分离出未反应的丙烯，得到聚丙烯粉末60501030003.2.2仓储设施为了方便工厂的生产与成品的管理，所以在厂内设计有储存车间和成品车间。储存车间6是为了储存生产原料丙烯（罐装），储存车间7是为了储存生产原料氢气（罐装）的，成品车间8是为了储存产物

18、聚丙烯的。库房主要分为原料库和成品库，原料库存储的物质为丙烯和氢气，成品库存储的物质为聚丙烯粉末。下面对各物质的化学性质及存储注意事项进行简单介绍。1.丙烯丙烯常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08，密度0.5139g/cm(20/4)，冰点-185.3，沸点-47.4。易燃，爆炸极限为2%11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。灭火方法：切断气源。若不能切断气

19、源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。可用钢瓶储存。2.氢气氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度最小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多）。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87时，氢气可转变成无色的液体；-259.1时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应，爆炸极限是.2%，引燃温度为400。包装方式：氢气拖

20、车/瓶组/钢瓶，运输方式：氢的贮运有四种方式可供选择，即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。目前，实际应用的只有前三种，微球贮运方式尚在研究中。3.聚丙烯聚丙烯是一种无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最轻的品种之一，密度只有0.90-0.91g/rm。聚丙烯具有良好的耐热性，制品在100以上进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150也不变形。催化温度为-35。具有很好的化学稳定性，除了被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其他化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃等能使其软化和溶胀。因此，聚丙烯的储存对温度，湿度等外界环境条件要求不高。根据丙烯生产工艺流程要求及原料的

21、性质和储存方式，将原料及成品划为一个储存区，根据它们的储存要求，分成以下的原材料以及产成品库，整个仓储设施区共有3个库房，编号分别为6号、7号、8号库房，依次存放丙烯,氢气和聚丙烯。各个建筑物功能与规格如表3.2所示。表3.2 储存车间的功能和规格编号储存及成品车间的功能长（m）宽（m）高（m）面积（）6储存罐装丙烯30 20 46007储存罐装氢气 30 20 46008储存聚丙烯 50 30 415003.2.3其他设施为了使化工厂更加完整，更加规范，现设置食堂、浴池、技安部、泵站、办公楼、锅炉房、配电站、员工宿舍、消防水池、污水处理厂。各个建筑物的规格如表3.3所示。表3.3 其他设施的

22、名称和规格编号名称长（m）宽（m）层数面积（）9办公楼60203120010食堂40302120011宿舍40302120012浴池2020140013锅炉房3030190014技安处3020160015配电站2020160016泵站2020160017消防水池2020190018污水处理厂5030115004 总平面的布置4.1分区布置根据相关企业的标准和规范，考虑到化工企业的人身财产的安全和火灾爆炸等危险因素，把整个工厂划分为：生活办公区，储存区，生产区和附属区域。其中生活办公区包括食堂、浴池、员工宿舍、办公楼；储存区包括丙烯储存区、氢气储存区、聚丙烯储存区；生产区包括固碱车间、脱硫车间、

23、精脱水车间、闪蒸去活车间；附属设备区包括：锅炉房、配电站、技安部、泵站、污水处理厂和消防水池。4.2火灾危险类别的确定4.2.1聚丙烯及生产原料的理化性质简介1.丙烯丙烯化学式CH3-CH2=CH2,常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08，密度0.5139g/cm(20/4)，冰点-185.3，沸点-47.4。易燃，爆炸极限为2%11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。

24、喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。可用钢瓶储存。火灾危险性为甲类。2.氢气氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度最小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多）。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87时，氢气可转变成无色的液体；-259.1时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应，爆炸极限是474.2%，引燃温度为400。包装方式：氢气拖车/瓶

25、组/钢瓶，运输方式：氢的贮运有四种方式可供选择，即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。目前，实际应用的只有前三种，微球贮运方式尚在研究中。火灾危险性为甲类。3.聚丙烯无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱、有机溶剂对它几乎不起作用，火灾危险性为丙类。4.2.2生产工艺火灾危险分类根据建筑设计防火规范GB50160-2008表3.1.1（表A1生产的火灾危险性划分）可知间歇式本体法生产聚丙烯属于甲类生产，因为，丙烯

26、的固碱、脱硫、精脱水过程中装置中都有丙烯；聚合反应时丙烯和氢气同时存在于聚合釜中；闪蒸去活时，闪蒸釜中也有残留的高压丙烯。故其火灾危险性定位甲类。表A1生产的火灾危险性划分生产类别火灾与爆炸危险性的特征甲 使用或产生下列物质（1）闪点28的易燃液体（2）爆炸下限10%的可燃气体（3）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质（4）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质（5）遇酸、受热、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂（6）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质（7）在压力容器内物质本身温

27、度超过自燃点的生产乙使用或产生下列物质（1）闪点2860的易燃、可燃液体（2）爆炸下限10%的可燃气体（3）助燃气体和不属于甲类的氧化剂（4）不属于甲类的化学易燃危险固体（5）生产中排除浮游状态的可燃纤维或粉尘，并能与空气形成爆炸性混合物者丙使用或产生下列物质（1）闪点60的可燃液体（2）可燃固体丁具有下列情况生产（1）对非燃烧物质进行加工，并在高热或熔化状态下经常产生辐射热、火花或火焰的生产（2）利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行爆炸作其他用的各种生产（3）常温下使用或加工难燃烧物质的生产戊常温下使用或加工非燃烧物质的生产4.2.3存储区火灾危险分类根据建筑设计防火规范GB501

28、60-2008表3.1.1（见附录中表A2贮存物品火灾危险性划分）有：丙烯爆炸下限10%，因此丙烯库的火灾危险性为甲类火灾危险。氢气爆炸下限10%，因此氢气库的火灾危险性为甲类火灾危险。表A2贮存物品火灾危险性划分贮存物品类别火灾与爆炸危险性的特征甲（1）常温下能自行分解或在空气中氧化即能导致迅速自燃或爆炸的物质（2）常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质（3）受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质（4）闪点28的易燃液体（5）爆炸下限10%的可燃气体，以及受到水或空气中水蒸气的作用，能产生爆炸下限10%的可燃气体的固体物质（6）遇酸、受热、

29、撞击、摩擦以及遇有机物或硫磺等易燃的无机物，以及极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂乙（1）不属于甲类的化学易燃危险固体（2）闪点2860的易燃、可燃液体（3）不属于甲类的氧化剂（4）助燃气体（5）爆炸下限10%的可燃气体（6）常温下与空气接触能缓慢氧化、积热不散引起自燃的危险物品丙（1）闪点60的可燃液体（2）可燃固体丁难燃烧物品戊非燃烧物品4.3耐火等级的确定4.3.1生产区根据生产区厂房的火灾危险类别，依据建筑设计防火规范GB50160-2008第3.3.1条表3.3.1（见表A3厂房的耐火等级及厂房面积）确定各厂房的耐火等级及厂房面积。本次设计厂房全为单层厂房，1至5生产车间火灾危险类别均为甲

30、类，择耐火等级为一级 。1至3号厂房面积均为2400，4号和5号厂房面积为3000。表A3厂房的耐火等级、层数和防火分区的最大允许建筑面积生产类别厂房的耐火等级最多允许层数每个防火分区的最大允许建筑面积（m2）单层厂房多层厂房高层厂房地下、半地下厂房，厂房的地下室、半地下室甲一级二级除生产必须采用多层者外，宜采用单层4000300030002000乙一级二级不限6500040004000300020001500丙一级二级三级不限不限2不限8000300060004000200030002000500500丁一、二级三级四级不限31不限40001000不限200040001000戊一、二级三级四

31、级不限31不限50001500不限3000600010004.3.2储存区根据库房的火灾危险类别，依据建筑设计防火规范GB50160-2008库房的耐火等级、层数和占地面积确定各库房的耐火等级按表A4 设计和划分。6号和7号库房选择耐火等级均为一级，面积均为600；8号聚丙烯库房建筑物为丙类，选择耐火等级为二级，面积为1500。表A4 库房的耐火等级、层数和占地面积储存物类别耐火等级最多允许层数单层库房最大允许占地面积/甲一1180一、二1750乙一、二32000三1500丙一、二52800三19004.3.3生活区根据建筑设计防火规范GB50160-2008，生活区的建筑可以依据民用建筑确定

32、耐火等级和面积（见附录一中表A5民用建筑确定耐火等级和面积）。办公楼、食堂、浴池、员工宿舍确定耐火等级均为三级，面积分别为：食堂1200、办公楼1200、浴池400、员工宿舍1200，生活区中单层建筑高度均为4米高，二层建筑为6米高，三层建筑为9米高。表A5民用建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积耐火等级最多允许层数防火分区的最大允许建筑面积（m2）备 注一、二级按本规范第1.0.2条规定25001.体育馆、剧院的观众厅，展览建筑的展厅，其防火分区最大允许建筑面积可适当放宽。2.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所不应超过3层或设置在四层及四层以上楼层或地下、半

33、地下建筑（室）内。三级5层12001.托儿所、幼儿园的儿童用房和儿童游乐厅等儿童活动场所、老年人建筑和医院、疗养院的住院部分不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层或地下、半地下建筑（室）内。2.商店、学校、电影院、剧院、礼堂、食堂、菜市场不应超过2层或设置在三层及三层以上楼层。四级2层600学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、老年人建筑、医院等不应设置在二层。4.3.4附属设施区根据建筑设计防火规范 GB50160-2008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

34、室的耐火等级不应低于二级。确定锅炉房和配电站的耐火等级分别为二级和一级，面积分别为900和600；设定技安部、泵站、污水处理站耐火等级均为三级，面积依次为：600、600、1500；消防水池做露天处理，不考虑耐火等级。附属设施中单层建筑高度均为4米高。消防水池容积的计算：根据建筑设计防火规范GB50160-2008表8.2.2-1工厂，仓库和民用建筑一次灭火的室外消火栓用水量和表8.4.1室内消火栓用水量以及表8.6.3不同场所火灾延续时间计算消防水池容量。得表4.1各建筑一次火灾消防用水量及火灾延续时间，消防水池总容量等于建筑的室外消火栓用水量加上室内消火栓用水量之和再乘以火灾延续时间，由表

35、4.1选择消防用水量最大的厂房即五号厂房计算：消防水池总容量=（40L/S+2*10L/S）* 3h=648m3因此可取消防水池规格为半径15米高1米的，圆筒状消防水池。 表4.1各建筑一次火灾消防用水量及火灾延续时间项目类别编号建筑物名称火灾危险类别耐火等级室外消火栓用水量（L/S）室内消火栓用水量（L/S）数量*流量火灾延续时间（h）生产区1生产车间1甲类一级302*1032生产车间2甲类一级302*1033生产车间3甲类一级302*1034生产车间4甲类一级302*1035生产车间5甲类一级302*103存储区6储存库甲类一级151*537储存库甲类一级151*538储存库丙类二级252

36、*103办公生活区9办公楼三级253*15210食堂三级254*10211宿舍三级254*10212浴池三级151*52附属设备区13锅炉房二级152*5214技安处三级152*5215配电站一级152*5216泵站三级152*5217消防水池-18污水处理厂三级252*102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4.1所示。表4.2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面积(m2)生产区1生产车间1甲类一级单层24002生产车间2甲类一级单层24003生产车间3甲类一级单层24004生产车间4甲类一级单

37、层30005生产车间5甲类一级单层3000存储区6储存库甲类一级单层6007储存库甲类一级单层6008储存库丙类二级单层1500办公生活区9办公楼三级三层120010食堂三级二层120011宿舍三级二层120012浴池三级单层400附属设备区13锅炉房二级单层90014技安处三级单层60015配电站一级单层60016泵站三级单层60017消防水池-单层3532（ m3 ）18污水处理厂三级单层15004.4防火间距4.4.1防火间距设计原则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GB50160-2008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

38、准进行确定。并且只考虑邻近建构筑物的防火间距。生产区和存储区主要考虑厂房和库房的火灾危险类别，该工厂的生产区内只有甲类厂房，存储区内有甲类和丙类库房，根据石油化工设计防火规范确定各类别之间的防火间距。生产区和存储区主要考虑厂房和库房的火灾危险类别，该工厂的生产区有甲类和乙类厂房，储存区有甲、丙类二种库房。根据建筑设计防火规范GB50160-2008，各个生产厂房或仓库之间防火间距设计原则为：甲类甲类：30m 甲类丙类：20m 办公生活区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，依据建筑设计防火规范GB50160-2008表5.2民用建筑的防火间距及各建构筑物的耐火等级确定；附属设施区

39、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GB50160-2008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、配电站、泵站等全厂性重要设施和甲类厂房之间间距35 m，和丙类厂房建筑之间间距为25 m。表4.2厂房的防火间距耐火等级防火间距（m）耐火等级一、二级三级四级一、二级101214三级121416四级141618表4.3用建筑之间的防火间距(m)耐火等级一、二级三级四级一、二级6.07.09.0三 级7.08.010.0四 级9.010.012.04.4.2防火间距的确定依据以上原则，工厂内各建构筑物之间的防火间距确定见表B。所有建构筑物的面积及它

40、们之间的防火间距，再综合考虑总体布置及甲类厂房和库房与厂区围墙和厂内主要、次要道路之间的距离，对工厂总平面布置见详图即图01。表B厂内各个车间、库房、附属设施之间的防火间距（m）（实际间距/最小间距）建筑物编号火灾危 险类 别耐火等 级生产车 间1生产车 间2生产车 间3生产车 间4生产车 间5原料储存库6原料储存库7成品储存库8办公楼9食堂10宿舍11浴池12锅炉房13技安部14配电站15泵站16消防水池17污水处理站181甲类一级2甲类一级30/303甲类一级*30/304甲类一级*30/305甲类一级*30/30*30/306甲类一级 * * *30/407甲类一级* * * * *30

41、/308三级* * * *30/309三级50/50 * * * * *10三级* * * * * * *8/1011三级 * * * * * *8/1012三级 * * * * * * * *8/1013二级35/60*35/40 * * * * * * *7/1014三级 * * * * *25/30 * * *15一级 * * * * * *25/50 * * * * *16三级 * * * * * * * * * * *7/1017* * * * * * * * * * * * *18三级 * * * * * * * * * * * 8/308/305 防爆电气的设计5.1划分爆炸危险

42、区域本次设计选择5号厂房进行爆炸危险区域划分。该车间主要是闪蒸去活，聚合釜向闪蒸釜喷料时，闪蒸釜要自动或手动间断向气柜排放气态丙烯。这个过程排放阀密封不严，气态丙烯会大量释放；而且闪蒸结束后，出料阀会释放出含有1.5%左右丙烯的气体，如果通风条件不好，导致丙烯聚集到爆炸范围之内的浓度，引发爆炸。 根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-92第2.2.3条规定“第一级释放源：预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。类似下列情况的，可划为第一级释放源： 在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处”。 因此，在进行闪蒸加工时密封处为第一级释放源，释放物质为丙烯。根据5号生产

43、车间的反应原理以及反应物质，依据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范3 GB50058-92出料口处为第二级危险源。根据规范爆炸危险区域的划分应按释放源级别和通风条件确定，存在第二级释放源的区域可划为2区，故出料口处划为2区。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92对5号厂房的爆炸危险区域划分详见02图。5.2防爆电气选择5.2.1爆炸性混合物分级、分组根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92气体或蒸汽爆炸性混合物分级、分组举例，丙烯和氢气混合时，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

44、以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求。根据蒸汽的爆炸性混合物分级分组标准可知，丙烯属于B级，T1组；氢气属于C级，T2组。因此，氢气和丙烯混合时引燃温度分组应该选择C级，T2组。按C级，T2组选择防爆电器。表5.1蒸汽的爆炸性混合物的分级分组标准级别 最大试验安全间隙（MESG）mm 最小点燃电流比（MICR）爆炸性气体混合物应按引燃温度分组组别 引燃温度tA 90 0.8T1 450<tB 0.5MESR0.9 0.45MICR0.8T2  300<t450T3  200<t300C

45、 0.5 0.45T4  135<t200T5  100<t135T6  85<t1005.2.2防爆电气选择爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892第2.5.2条 中规定爆炸性气体环境电气设备的选择应符合下列规定：一、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。二、选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。三、爆炸危险区域内的电气设备，应

46、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。电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。根据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92第2.5.3条规定各种电气设备防爆结构的选型应符合下列规定： （1）旋转电机防爆结构的选型应符合表C1的规定。 （2）低压开关和控制器类防爆结构的选型应符合表C2的规定。 （3）低压变压器防爆结构的选型应符合表C3的规定。（4）灯具类防爆结构的选型应符合表C4的规定。（5）信号报警装置等电气设备防爆结构的选型应符合表C5的规定。表C1 电气设备防爆结构的选型危险区域 防爆电器电器 设备2区隔爆

47、型d正压型p增安型e无火花型n鼠笼型感应电动机绕线型感应电动机×同步电动机直流电动机电磁滑差离合器注：1.表中符号：为适用；为慎用；X为不适用（下同）；表 C2变压器防爆结构的选型危险区域 防爆电器电器 设备2区隔爆型d正压型p增安型e充油型n变压器(包括起动用)电抗线圈(包括起动用)仪表用互感器表C3灯具类防爆结构的选型危险区域 防爆电器电器 设备2区隔爆型d增安型e固定式灯移动式灯携带式电池灯指示灯类镇流器表C4 信号报警装置等电气设备防爆结构的选型危险区域 防爆电器电器 设备2区本质安全型ia ib隔爆型d正压型p增安型e信号报警装置插接装置接线箱（盒） 电气测量表计表C5信号

48、、报警装置等电气设备防爆结构的选型爆炸危险区域防爆结构电气设备1 区2 区本质安全型ia，ib隔爆型d正压型p增安型e本质安全型ia，ib隔爆型d正压型p增安型e信号、报警装置X插接装置      接线箱(盒)    电气测量表计 X 6 泄爆方式确定及泄爆面积计算6.1泄爆方式泄爆作为减少爆炸损失的一种重要手段在有爆炸危险性的厂房，车间中被广泛地应用，这里采用屋顶泄爆的方式进行泄爆，另外需要注意防火材料的应用，即与相邻厂房联通处或隔板应采用防火材料。根据建筑设计防火规范GB50016-2008中3.6.4规定，“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/。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。3.6.5 散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房，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。”6.2泄爆面积的计算由于