有时需要应用明渠敷设废液下水管道课件

化工设计第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统

王静康教授第7章化工过程分析,安全工程与生态工业系统

教材依据本“化工设计”教材(496页)：是高等教育‘十五’、‘十二.五’国家级规划教材,希望同学课下参考教材学习。第一节系统可靠性与可靠度分析

第二节安全性与损失的预防

第三节风险性分析与评估

第四节工业系统安全工程

第五节化工厂安全设计概述

第六节

单元操作的绿色环保措施

第七节

工业生态系统

第八节

产品生命周期分析与评价第五节化工厂安全设计概述一、工厂的定位、选址和布局二、化工工艺设计三、化工单元区域规划四、压力容器的设计、制造和检验五、化工装置维护六、公用工程设施安全（四）、设备的维护

1．设备的试压有多种仪表可以用来精确测定容器选定区域的壁厚，但这并不能保证未测定的区域没有薄弱环节。所以，仪表测定无法完全取代定期的液压试验。液压试验是在超过正常操作压力下测定容器的耐压能力。通常试验的压力是正常工作压力的1.5倍。对容器壁变薄速率的分析、由钻孔或插入物的冶金学研究测定容器壁厚或应用经验，可以确定定期液压试验的频率。液压试验一般是用水进行。如果水与容器的应用互相排斥，可以应用其他无危险情性液体，但是应该尽量避免应用空气成其他气体。只有压力试验不适于应用液体，并且容器设有隔墙，使人员和财产可以预防容器破裂的发射物和冲击力，才谨慎地选择应用某些气体。除非容易破损使人员遭受伤害，从安全的观点出发，管道和非极需维护的设备无需进行液压试验。（四）、设备的维护（四）、设备的维护

事先关闭或切断动力源后，人员才能在电力或机械驱动的设备上作业。为实现上述要求，可以锁定电开关于“关”的位置；切断电力或机械马达；拆卸皮带传动装置；锁定主推进器的料阀于“关”的位置；停止活塞、曲柄或飞轮的运动。任何例外，如调节压盖和密封垫等，都要获得监察的批准。应该制定书面程序并对程序的应用进行严格培训。（五）、化学污染设备的处理离开操作区的所有设备都应该是清洁的，从而在移至没有受过物料危险性严格训练的维修人员处，可以安全作业。所有设备一旦停止运行就应该立即贴上有关化学品污染状况的标志，污染状况标志要随着污染条件的变化及时修正。在许多情况下，设备拆卸之前就清除设备的污染是不现实的。遇有这种情况，应当尽可能在设备搬动之前完成设备的清洗和净化。如果不能在操作区清除设备的污染，就得把设备移至能够进行清理工作的有充分消防条件的区域，有计划地个别处理。

应该特别注意预防管道和阀门排出夹在其中的物料，这可能会成为危险的爆炸源。所有阀门都应该是清洁的，阀帽应该是松开的。排放前务必要打开阀门。动火区的管道有可能被加热。易燃废液不得进入排水槽或下水道。玻璃制品和其他废料必须分别处理。如果详细考虑还会发现其他一些具体问题。重要的是不能让这类维护工作听其自然。（五）、化学污染设备的处理六、公用工程设施安全公用工程设施是指水、电、汽的供应设施以及其他辅助设施，公用工程设施的充分设计和配置直接关系化工厂运行和操作的安全。公用工程设施的各个款项不仅对于化工厂人员的健康和安全极为重要，而且这些款项的失误常是化工厂事故或伤害的渊源。（一）、电气设施由于化工生产本身所闭有的易燃、易爆、易腐蚀等危险性以及高温或深冷、高压或真空等苛刻的操作条件，化工厂对电气设施有很高的要求。在所有电气设施的装配中，都应该考虑至少是最低安全限度的防护措施。电气线路、设备和照明设施的配置，必须满足易燃液体或气体泄漏形成爆炸性混合物的防护要求。需要采取的防护措施包括，防蒸汽的照明设施、全封闭的电动机、油浸式或部分封闭的开关、火花放电设施的完全隔离等。由于人员不允许在爆炸性气氛中作业，防止爆炸性气氛的形成比采用防爆设备更安全、更经济。当爆炸性气氛通过密封或控制易燃液体、气体和粉尘仍不能避免时，所涉及的空间应该限制或隔离在防护罩下或通风橱中。设置在高过地面6m以上露天构架上的电气设备，一般可以认为不受近于泄漏点的临时的、局部的爆炸性混合物暴露的影响。（一）、电气设施所有的建筑钢筋和露天构架，所有的罐、鼓、管线和罐车，所有的处理或应用或在处理或应用易燃液体或气体区的化工设备，都应该接地消除静电。松软接地最好与大的水管道连接，打入地内或嵌入接地钢板，但务必不得与电缆管线、喷水支路管道，气体、蒸汽或过程管线连接。对于接地应该适当维护，定期检验损坏情况并测定接地电阻。（一）、电气设施为了避免控制仪表和设备的使用失误，被控制设备的电压、名称和序号应该明显标示在开关盒、补偿器和启动器上。所有延伸电缆都应该是三相的，而且限定在一定的长度。在易爆炸区域，禁止使用助听器、普通电话、打印机、无线电传系统和对讲电话装置等。按照电器规范选择和安装电气仪表，谨慎操作，避免失误。（一）、电气设施（二）、水和蒸汽设施温度高于57℃的水与皮肤接触一般会引起至少是一度的灼伤，因此，洗浴或冲洗皮肤使用的热水，务必不得由蒸汽和水直接混合产生，只能使用有热交换的水加热器。热水加热器不仅应该有过压压力释放阀，而且还应该有过热释放熔断塞。在处理腐蚀性或毒性物料的区域应该安装安全淋浴器。以扑灭身体上的火焰。所有安全淋浴器的阀门应该设置在相同的高度，与喷头的相对位置也应该相同。这些阀门应该沿着相同的方向以完全类似的方式操作。对于每个淋浴器，都必须坚持进行定期检验。饮用水，一般采用市政的或其他公共的水源。应注意，防止可能被污染的水回流至饮用水系统。不能单纯依靠止逆闽，还必须应用附加的设施，防止供应管线压力损失时水的虹吸回流。非饮用水。在所有供应非饮用水的水出口，张贴警戒条款，向工作人员警示水是不安全的。非饮用水可以洗涤其他用具，只是要求其不含有化学品以及构成不卫生条件或对人员有害的其他物质。（二）、水和蒸汽设施尽管有不少过程或动力供应需要高压蒸汽，但只有0.1MPa或更低压力的低压蒸汽适合于室内加热装置。蒸汽的疏水器和泄放阀应该安装在人员可以避开的区域。如果蒸汽冷凝液排放至污水管线，应该配置专门设施，防止疏水器故障使蒸汽泄放时造成压力的累计。

人员与没有保温的蒸汽管线、散热器接触会引起严重的烫伤。高出地面2.1m以下或人员易于接触的所有蒸汽管线、设备和散热器，都应该保温并保持足够的警惕。（二）、水和蒸汽设施（三）、供氧空气和辅助气体设施空气一般是经压缩由管道输送至各个区域，供过程、动力或仪表应用，有时与空气面罩连通，供人员呼吸。由于所需空气质量的差异，任何供氧空气都应该由各自的系统供应。供呼吸的空气必须与一氧化碳、油蒸气、锈粉末或其他杂质等污染物隔离，氧、氮和二氧化碳的比例必须适当。压缩机最好选用专门设计的供氧空气压缩机。若选用普通油润滑，则需配置特殊的装置。此外，仍需要经常检验空气中一氧化碳的水平。

供氧空气在输送过程中保证不被污染。为此，与供氧空气连接的设备、过程或其他设施不得相互连通。空气管道与空气面罩连接时，过滤器和吸尘护罩应该安装在靠近出口处，截取或移除杂质粒子和湿气液滴等。过滤器下游管道的材质应该是非铁的，最好是钢的。从呼吸空气中不必添加或移出湿气，人体能够承受相当宽的湿度范围而不至于感到不适或有害。氮、二氧化碳和其他惰性气体有时被称作辅助气体而非过程气体。这些气体的管线一般是在1MPa或略低的压力下操作，主要的安全问题是气体的鉴别。在罐内或限定的空间内工作时，惰性气体被错当成呼吸气体通入，会造成伤亡事故。辅助气体的所有出口和阀门都应该标示出气体的名称。

（三）、供氧空气和辅助气体设施（四）、废料处理设施从排风系统或烟囱排放出的有害气体和悬浮微粒，必须在环境法规规定的允许浓度限度之下。液体或固体废料的处理也完全类似。排放到公共下水系统的化学废液在排放前必须经过充分处理，完全清除有害化学物质，确保其在下水道通往河流的出口点处于无害的浓度。分液器和捕集器常用来清除油品或其他非水溶性物质，沉降池可以有效地清除夹带的固体。下水道。加工易燃挥发性物料，应用地下管道系统输出废液，在管道内空气的间隙中会形成爆炸性混合物。所以，重要的是要防止任何易燃挥发性废液进入封闭的地下下水管线。下水管道清理和维护时也应该足够开放。有时需要应用明渠敷设废液下水管道，并配置充分的阻火设施。废液在进入废液处理系统前，多数情形都需要用足够量的水稀释。释放到空气中的气体和排放到工厂以外的液体，都必须控制在有害浓度之下。粉尘、特殊物质、烟雾和蒸气都不得排放到空气中。（四）、废料处理设施***安全设计的分工1.安全措施项目和分工2.系统安全工程3.化工安全技术的新进展安全设计的分工关于安全设计，需在设计的各阶段，事前充分审查与各专业设计有关的安全性，并制定必要的安全措施。另外，在通常的设计阶段中，各技术专业也要同时进行研究，对安全设计一定要进行特别慎重的审查，消除考虑不周和缺陷之处。安全设计的分工因进行设计的专业或工程公司归属关系及行业侧重点不同，分工也不尽一致（详见参考文献)。表9.1安全措施项目和分工1.安全措施项目和分工表9.1安全措施项目和分工1工艺过程的安全表9.1安全措施项目和分工23防止发生运转中的事故防止扩大受害者范围的措施2.系统安全工程系统安全工程可定义为：用系统工程方法创造系统可以接受的条件，使系统可能发生的事故减少到最低限度，并达到最佳安全状态。系统安全工程的方法可概括为：①系统安全分析；⑦危险性评价(包括对物质、工艺人机关系、环境等的评价)；②比较；④综合评价；⑤最佳化计划的决策。其中系统分析和评价是系统安全工程的核心。系统安全的分析方法现在已发展到许多种，其中最常用的则有25种．它们各有特点。如果按照从初级到高级的不同程度分，则有安全检查表(cL)、初步危险性分析(PHA)、故障类型影响分析(FM2A)、致命度分析(cA)、事件树分析(ETA)、事故树分析(RA)。如果按照分析的数理方法划分，则有定性及定量分析;如果从逻辑的观点看，则有归纳分析和演绎分析。系统安全工程：系统安全的评价方法系统安全的评价方法，当前主要的有两种：其一为对系统的可靠性，安全性进行评价；其二为利用生产所需原料．所谓物质系数法，进行评价。美国的道化学公司的火灾爆炸指数评价法，经过不断修改，现已发展为第七版。日本的冈山法，正田法都源于此。最近英国帝国化学公司发展的蒙德法．较大幅度地改善了道化学公司的方法。使评价结果更接近实际。日本1976年发表的化工联合企业评价六步骤标准．简单易行，易于掌握，有很多可取之处。系统安全工程的方法系统安全工程的方法，不仅适用于工程，而且适用于管理，实际上现在已形成安全管理系统，两者结合才能确保安全。安全工程和系统安全管理两个分支，应用范围可归纳为以下方面：①发现事故隐患；②预测由故障引起的危险；②设计和选用安全措施方案；④组织实现安全措施；⑤对措施效果做出总结评价；⑥不断进行改善。系统安全工程的方法在化工设计及企业安全领域里引进系统安全工程的方法优越性很多，它可以使安全工作从过去的凭直观、经验的传统方法改变成定性定量的方法，它亦属于是应用信息化手段完成安全性分折评估，进而指导安全性设计的近代新方法，目前仍处在需要进一步研究、发展与深化的阶段。3.化工安全技术的新进展近几十年来，安全技术的科学技术成果的不断发展，使安全技术已发展成为一个独立的科学技术体系。对安全的认识不断深化，实现实全生产的方法和手段日趋完善。1．设备故障诊断技术和安全评价技术迅速发展。

随着化学工业的发展，高压技术的应用，对压力容器的安全监测变得极为重要。无损探伤技术得到迅速发展，声发射技术和红外热像技术在探测容器的裂纹方面，断裂力学在评价压力容器寿命方而都得到了重要应用。

危险性具有潜在的性质，在一定条件下可以发展成事故，也可以采取措施抑制其发展。所以危险性辨识成为重要问题。目前国内外积极推行的安全评价技术，就是在危险性辨识的基础上，对危险性进行定性和定量评价，并根据评价结果采取优化的安全措施。2．监测危险状况、消除危险因素的

新技术不断出现危险状况测试、监视和报警的新仪器不断投入应用。不少国家广泛采用了烟雾报警器、火焰监视器。感光报警器、可燃性气体检测报警仪、有毒气体浓度测定仪、噪声测定仪、电荷密度测定仪和嗅敏仪等仪器。消除危险因素的新技术、新材料和新装置的研究不断深入。橡胶和纺织行业已有效地采用了放射性同位素静电中和剂，在烃类燃料和聚合物溶液中，抗静电添加剂已投入使用。压力、温度、流速、液位等工艺参数自动控制与超限保护装置被许多化工企业所采用。化工安全技术的新进展3.救人灭火技术有了很大进展许多国家在研制高效能灭火剂、灭火机和自动灭火系统等方面取得了很大进展。如美国研制成功的新灭火抢救设备空中飞行悬挂机动系统，具有救人救火等多种功能。法国研制的含有玻璃纤维的弹性软管