自然环境对安全生产的影响

在工业企业设计中，会有涉及避免自然环境影响的条款，今天就和大家交流学习一下自然环境对安全生产的影响。01空气流动（风）的影响大家都知道，空气有重力，能流动，就形成了风，就是因为这个性质，空气流动可以携带一定的能量、物料到其他地方，如果对这些能量或物料的逸散不能进行有效管控，则会酿成事故。规范中规定的有关防火间距均为建筑间的最小间距要求，有条件时，设计师要根据建筑的体量、火灾危险性和实际条件等因素，尽可能加大建筑间的防火间距。影响防火间距的因素较多，条件各异。在确定建筑间的防火间距时，综合考虑了灭火救援需要、防止火势向邻近建筑蔓延扩大、节约用地等因素以及灭火救援力量、火灾实例和灭火救援的经验教训。在确定防火间距时，主要考虑飞火、热对流和热辐射等的作用。其中，火灾的热辐射作用是主要方式。热辐射强度与灭火救援力量、火灾延续时间、可燃物的性质和数量、相对外墙开口面积的大小、建筑物的长度和高度以及气象条件等有关。对于周围存在露天可燃物堆放场所时，还应考虑飞火的影响。飞火与风力、火焰高度有关，在大风情况下，从火场飞出的“火团”可达数十米至数百米。对各类建筑物之间的防火间距的规定，例如：规定了除甲类仓库外的其他单层、多层和高层仓库之间的防火间距，明确了乙、丙、丁、戊类仓库与民用建筑的防火间距。主要考虑了满足灭火救援、防止初期火灾（一般为20min内）向邻近建筑蔓延扩大以及节约用地等因素：防止初期火灾蔓延扩大，主要考虑“热辐射”强度的影响。考虑在二、三级风情况下仓库火灾的影响。甲、乙、丙类液体储罐区，液化石油气储罐区，可燃、助燃气体储罐区和可燃材料堆场等，应布置在城市（区域）的边缘或相对独立的安全地带，并宜布置在城市（区域）全年最小频率风向的上风侧。结合我国城市的发展需要，规定了甲、乙、丙类液体储罐区，液化石油气储罐区，可燃、助燃气体储罐区，可燃材料堆场等的平面布局要求，以有利于保障城市、居住区的安全。可燃材料露天堆场，包括秸秆、芦苇、烟叶、草药、麻、甘蔗渣、木材、纸浆原料、煤炭等的堆场。这些场所一旦发生火灾，灭火难度大、危害范围大。在实际选址时，应尽量将这些场所布置在城市全年最小频率风向的上风侧；确有困难时，也要尽量选择在本地区或本单位全年最小频率风向的上风侧，以便防止飞火殃及其他建筑物或可燃物堆垛等。高层民用建筑，超过3000个座位的体育馆，超过2000个座位的会堂，占地面积大于3000m²的商店建筑、展览建筑等单、多层公共建筑应设置环形消防车道，沿建筑物设置环形消防车道或沿建筑物的两个长边设置消防车道，有利于在不同风向条件下快速调整灭火救援场地和实施灭火。消防车库、办公室、控制室等场所，有的在事故救援时是核心要害部位，要确保绝对安全，有的受事故影响会造成较大损失，故宜布置在储罐区全年最小频率风向的下风侧，最大限度降低事故发生后对上述部位的影响。厂址应根据企业、相邻企业或设施的特点和火灾危险类别，结合风向与地形等自然条件合理确定。散发有害物质的企业厂址宜位于邻近居民区或城镇全年最小频率风向的上风侧，且不应位于窝风地段。有较高洁净度要求的企业，当不能远离有严重空气污染区时，则应位于其最大频率风向的上风侧，或全年最小频率风向的下风侧。化工企业厂址选择要正确处理好与周边相邻城镇、居民区、企业、公用线路等之间关系。精细化工企业与石油和化学基本化工企业具有相同的易燃、易爆火灾危险属性，一方面对周边环境存在火灾危险，另一方面周边相邻企业、居民区等火源种类繁杂，对精细化工企业带来不安全因素，厂址应结合地形、风向等自然条件综合比较择优确定，这样可降低或减少火灾事故造成的危害。为防止企业可能产生的可燃气体散发随风向下扩散，遇到城镇或居民区的明火引燃可燃气体逆向回火，引起火灾事故，化工企业厂址宜位于邻近城镇或居民区全年最小频率风向的上风侧。全厂性重要设施应布置在爆炸危险区范围以外，宜统一、集中设置，并位于散发可燃气体、蒸气的生产设施全年最小频率风向的下风侧。为避免在生产、仓储和装卸过程中，可能泄漏或散发的可燃气体、蒸气随风向下风向扩散、遇到明火或火花引燃逆向回火，可能散发可燃气体、蒸气的生产、仓储设施、装卸站及污水处理设施宜布置在人员集中场所及明火地点或散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧；布置在山丘地区窝风地段、可能使得泄漏或散发的可燃气体、蒸气不易扩散，从而容易引发火灾事故，在山丘地区，应避免布置在窝风地段。空分站应布置在空气洁净地段，并宜位于可燃气体、蒸气、粉尘等散发地点的全年最小频率风向的下风侧。全厂性的高架火炬宜位于生产区全年最小频率风向的上风侧。全厂性高架火炬在事故排放时可能产生“火雨”，且在燃烧过程中，还会产生大量的热、烟雾、噪声和有害气体等。尤其在风的作用下，如吹向生产区，对生产区的安全有很大威胁。为了安全生产，故全厂性高架火炬宜位于生产区全年最小频率风向的上风侧。02洪涝灾害的影响2019年夏季，山东中部地区受台风影响，遭受多年不遇的暴雨侵袭，部分地区洪涝灾害严重，其中对工业生产企业的安全生产造成了一定程度的威胁，某石化企业，邻河道建设，河道多年未进行疏浚，附近村民在河道中开荒种粮，造成河道变窄，严重阻塞，暴雨来袭时，河道不能及时泄洪，河面水位上涨，没过河堤，侵入到企业储罐区、中央控制室、装置区等部位，造成储罐漂浮、中央控制室淹没，后期，企业在储罐区设置了最低压罐物料线，即保证储罐不会漂浮的最低物料高度，储罐中存料不得低于该限值，以防止此类情况再次发生。2021年7月17日至23日，河南省遭遇历史罕见特大暴雨，发生严重洪涝灾害，特别是7月20日郑州市遭受重大人员伤亡和财产损失。其中登封电厂集团铝合金有限公司7月20日发生爆炸事故，经调查认定，这是一起由极端暴雨引发颍河水位暴涨，漫溢洪水涌入公司车间电解槽，与高温熔融铝液发生反应造成爆炸的次生事故。爆炸导致房屋倒塌致5人死亡，但登封市告成镇党委、政府只上报“因灾死亡”，未如实报告真实原因，并且违规使用灾后重建补助资金400万元用于死亡人员家属补偿。石油库应选在不受洪水、潮水或内涝威胁的地带；当不可避免时，应采取可靠的防洪、排涝措施。库区场地的设计应避免洪水、潮水及内涝水的淹没。对于受洪水、潮水及内涝水威胁的场地，当靠近江河、湖泊等地段时，库区场地的最低设计标高，应比设计频率计算水位高0.5m及以上；当在海岛、沿海地段或潮汐作用明显的河口段时，库区场地的最低设计标高，应比设计频率计算水位高1m及以上。当有波浪侵袭或壅水现象时，尚应加上最大波浪或壅水高度。当有可靠的防洪排涝措施，且技术经济合理时，库区场地也可低于计算水位。在沿海等地段石油库库区场地最低设计中，我国沿海各港因潮型和潮差特点不同，南北方港口遭受台风壅水程度差异较大，南方港口特别是汕头、珠江、湛江和海南岛地区直接遭受台风，壅水增高显著，壅水高度在设计水位以上约1.5m～2.0m，而北方沿海港口受台风风力影响较弱，壅水高度较弱。一般壅水高度在设计水位以上1.0m左右，不超过1.3m。因此，库区场地的最低设计标高要结合当地情况，综合考虑防洪、防潮、防浪及防内涝等因素来确定。当埋地油罐受地下水或雨水作用有上浮的可能时，应对油罐采取抗浮措施。隔油池的保护高度不应小于400mm。隔油池应设难燃烧材料的盖板，保护高度规定是为了防止隔油池超负荷运行时污油外溢，导致发生火灾或造成环境污染。例如，某石油化工厂由于下大雨致使隔油池负荷过大，油品自顶部溢出，遇蒸汽管道油气大量挥发，又遇电火花引起大火，蔓延1500m2，火灾持续2h。03地震的影响建筑变形缝是在建筑长度较长的建筑中或建筑中有较大高差部分之间，为防止温度变化、沉降不均匀或地震等引起的建筑变形而影响建筑结构安全和使用功能，将建筑结构断开为若干部分所形成的缝隙。特别是高层建筑的变形缝，因抗震等需要留得较宽，在火灾中具有很强的拔火作用，会使火灾通过变形缝内的可燃填充材料蔓延，烟气也会通过变形缝等竖向结构缝隙扩散到全楼。因此，要求变形缝内的填充材料、变形缝在外墙上的连接与封堵构造处理和在楼层位置的连接与封盖的构造基层采用不燃烧材料。该构造由铝合金型材、铝合金板（或不锈钢板）、橡胶嵌条及各种专用胶条组成。配合止水带、阻火带，还可以满足防水、防火、保温等要求。一、二、三级石油库的库址，不得选在抗震设防烈度为9度及以上的地区。在地震烈度9度及以上的地区不得建造一、二、三级石油库，主要是考虑在这类地区建库如发生强烈地震，储罐破裂的可能性大，对附近企业的安全威胁大，经济损失严重。与储罐等设备连接的管道，应使其管系具有足够的柔性，并应满足设备管口的允许受力要求。管道与储罐等设备的连接采用柔性连接，对预防地震和不均匀沉降等所带来的不安全问题有好处，对动力设备还有减少振动和降低噪音的作用。对于储罐来说，在地震作用下，罐壁发生翘离、倾斜，罐基础不均匀沉降，使储罐和配管连接处遭到破坏是常见的震害。例如，1989年10月17日美国加州LomaPrieta地震，位于地震区域的炼油厂所有遭到破坏的储罐的破坏原因都与罐壁的翘离有关。此外，由于罐基础处理不当，有一些储罐在投入使用后其基础仍会发生较大幅度的沉降，致使管道和罐壁遭到破坏。为防止上述破坏情况的发生，采取增加储罐配管的柔性(如设金属软管)来消除相对位移的影响是必要的，而且也有利于罐前阀门的安装与拆卸和消除局部管道的热应力。04地势影响甲、乙、丙类液体储罐（区）宜布置在地势较低的地带。当布置在地势较高的地带时，应采取安全防护设施。结合我国城市的发展需要，规定了甲、乙、丙类液体储罐区，液化石油气储罐区，可燃、助燃气体储罐区，可燃材料堆场等的平面布局要求，以有利于保障城市、居住区的安全。甲、乙、丙类液体储罐或储罐区要尽量布置在地势较低的地带，当受条件限制不得不布置在地势较高的地带时，需采取加强防火堤或另外增设防护墙等可靠的防护措施；液化石油气储罐（区）宜布置在地势平坦、开阔等不易积存液化石油气的地带。液化石油气储罐区因液化石油气的相对密度较大、气化体积大、爆炸极限低等特性，要尽量远离居住区、工业企业和建有剧场、电影院、体育馆、学校、医院等重要公共建筑的区域，单独布置在通风良好的区域。液化石油气泄漏时的气化体积大、扩散范围大，并易积聚引发较严重的灾害。除在选址要综合考虑外，还需考虑采取尽量避免和减少储罐爆炸或泄漏对周围建筑物产生危害的措施。设置防护墙可以防止储罐漏液外流危及其他建筑物。防护墙高度不大于1.0m，对通风影响较小，不会窝气。美国，苏联的有关规范均对罐区设置防护墙有相应要求。日本各液化石油气罐区以及每个储罐也均设置防火堤。因此，要求液化石油气罐区设置不小于1.0m高的防护墙，但储罐距防护墙的距离，卧式储罐按其长度的一半，球形储罐按其直径的一半考虑为宜。甲、乙、丙类液体仓库应设置防止液体流散的设施。遇湿会发生燃烧爆炸的物品仓库应采取防止水浸渍的措施。甲、乙、丙类液体，如汽油、苯、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、煤油、柴油、重油等，一般采用桶装存放在仓库内。此类库房一旦着火，特别是上述桶装液体发生爆炸，容易在库内地面流淌，设置防止液体流散的设施，能防止其流散到仓库外，避免造成火势扩大蔓延。防止液体流散的基本做法有两种：一是在桶装仓库门洞处修筑漫坡，一般高为150mm～300mm；二是在仓库门口砌筑高度为150mm～300mm的门槛，再在门槛两边填沙土形成漫坡，便于装卸。金属钾、钠、锂、钙、锶，氢化锂等遇水会发生燃烧爆炸的物品的仓库，要求设置防止水浸渍的设施，如使室内地面高出室外地面、仓库屋面严密遮盖，防止渗漏雨水，装卸这类物品的仓库栈台有防雨水的遮挡等措施。对于忌水物质的反应或储存设备，应采取防止该类物质与水接触的安全措施。一些精细化工企业使用遇水会产生剧烈反应甚至爆炸的物质（如三氯化磷等）参加反应，或储存遇水会产生剧烈反应甚至爆炸的物质（如双乙烯酮）时，为防止泄漏或防止这些物质与水接触，反应器或储罐的设备设计通常采用分段外夹套且夹套内的罐（釜）筒体无焊缝的方式；在反应器工艺设计时可以使用导热油等与反应物不会产生反应的介质进行加热或冷却；实际生产中通常会采用对反应器夹套每批进行泄漏检查的方法以减低泄漏风险。采取防止泄漏的可燃液体和受污染的消防水流入区域排洪沟的措施。建在山区的石油化工企业，由于受地形限制，区域性排洪沟往往可能通过厂区，甚至贯穿生产区，若发生事故，可燃气体和液体流入排洪沟内，一旦遇明火即可能被引燃，燃烧的水面顺流而下，会对下游邻近设施带来威胁。区域性排洪沟一般会汇入下游某一水体，泄漏的可燃液体和受污染的消防水一旦流入区域排洪沟，会对下游水体造成重大环境污染。例如，某厂排水沟(实际是排洪沟)因沟内积聚大量油气，检修时遇明火而燃烧，致使长达200多米的排洪沟起火，所以当区域排洪沟通过厂区时应采取防止泄漏的可燃液体和受污染的消防水流入区域排洪沟的措施。05雷电的影响山东青岛黄岛油库库区始建于1973年，油库原油储存能力76万m³，成品油储存能力约6万m³，是我国三大海港输油专用码头之一。1989年8月12日9时55分油库老罐区，原油储量2.3万m³的5号混凝土油罐爆炸起火，大火前后共燃烧104h，烧掉原油4万多m³，占地250亩的老罐区和生产区的设施全部烧毁，这起事故造成直接经济损失3540万元。在灭火抢险中，10辆消防车被烧毁，19人牺牲，100多人受伤，其中公安消防人员牺牲14人，油库职工牺牲5人，负伤85人。油库特大火灾事故的直接原因：01非金属油罐本身存在的缺陷(半地下混凝土油罐)，遭受对地雷击产生感应火花而引爆油气。混凝土油罐遭受雷击引爆的形式主要有六种：一是球雷雷