乙烯及配套项目液体产品罐区安全设施设计采用的安全设施和措施

乙烯及配套项目液体产品罐区安全设施设计采用的安全设施和措施1.1选用可靠的设备、材料液体产品罐区内储存的物料多为易燃易爆类危险化学品及有毒有害物质，根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92），罐区内大部分区域划分为爆炸危险场所，生产过程对安全性要求很高。对设备、材料的选择都有严格的要求。1.1.1工艺设备液体产品罐区中主要工艺设备为各化工产品的储罐，包括球罐、拱顶罐及内浮顶罐等，设备的设计及制造充分采用了可靠、先进的技术，确保生产使用过程中的安全可靠。确保设备安全使用的基本要求包括设备的强度、刚度、稳定性、密封性和耐蚀性。承压设备的所有零部件之间基本上是以焊接连接为主，因此在压力载荷作用下，设备本体材料和焊接接头应具有足够的强度。这些焊接接头往往具有结构不连续、受力情况复杂的特点，同时由于不免存在的焊接缺陷，有可能造成这些连接部位的强度削弱，因此，在强度设计及在制造检验过程中都应予以重视。足够的刚度就是保证在载荷作用下，构件不致发生过大的变形；足够的稳定性就是保证在外载荷作用下，设备或构件不致突然垮塌；材料的耐蚀性对于保证承压设备的使用寿命和安全运行是显而易见的，设计应根据具体操作条件和介质的不同腐蚀类型选用相适应的材料并正确确定材料的腐蚀裕量，同时正确选择合适的加工制造方法，以保证设备的长期安全运行。各类设备尤其是承压设备的设计和制造必须从技术上保证受压元件在设计条件下满足相关标准和规范的要求，操作过程中则要求采取措施严格控制在不高于容器设计压力和设计温度下工作，但在压力容器实际运行时由于种中原因可能发生工艺过程失控或受到外界因素干扰，造成超压或超温，容器会因各种失效导致发生破裂，甚至引起爆炸、燃烧、有毒有害物质大量泄漏的严重事故。所以原则上应在承压设备上或工艺系统中设置泄压装置。承压设备常用的泄压装置有安全阀和爆破片装置两种。安全阀属于重闭式泄压装置，只泄放超压部分的介质；爆破片属于非重闭式泄压装置，由进出口介质压差作用驱使爆破片破裂而自动泄压的装置。1.1.2仪表自动控制设备所有现场安装的电子式仪表根据危险区域的等级划分，选用符合IEC60079标准或GB3836标准，具有国家防爆合格证的产品。1.1.3电气设备电气设备的选择要适合装置环境特征，特别重要的负荷，仪表控制系统采用双UPS冗余式供电，事故应急照明采用EPS电源供电，消防报警系统、通讯系统采用设备自带UPS不间断电源。配电设备的选择要求及电气设备防护等级见表1.1.3-1、1.1.3-2。表1.1.3-1配电设备选择要求1区2区非防爆区电动机隔爆型(dIIB/CT3)及以上增安型(eIIT3)及以上-带电弧或带火花设备隔爆型(dIIB/CT3)及以上隔爆型(dIIB/CT3)及以上IP54及以上照明灯具隔爆型(dIIB/CT3)及以上增安型(eIIT3)及以上IP54及以上表1.1.3-2电气设备防护等级普通户内环境普通电气设备IP30及以上普通户外环境户外防水防尘电气设备IP54及以上腐蚀环境防腐电气设备IP66及以上爆炸危险环境1区隔爆电气设备IP55及以上爆炸危险环境2区隔爆或增安电气设备IP55及以上爆炸危险环境11区尘密电气设备IP66及以上高、低压电力电缆及控制电缆均采用阻燃型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆；6（10）kV电压等级的电力电缆选用8.7/10kV的电缆，380V电压等级的电力电缆选用0.6/1kV的电缆，控制电缆选用0.45/0.75kV的电缆；1.2泄压、防爆、防火安全措施1.2.1泄压措施液体产品罐区内的可燃液体储罐及密闭的管道在日晒、进料温度升高等情况下有因温度升高而引发超压的可能，为了防止因超压造成设备或管道破裂产生泄漏，在上述可能发生超压的部位均设置安全阀。球罐顶部出口设不少于两个安全阀，阀前设手动切断阀；可能发生超压的密闭管道在适当部位设置安全阀，安全阀出口接入储罐进料管线，在超压时将物料回收至储罐。1.2.2防爆措施1）仪表防爆措施0区内的电子式仪表选用本安型仪表（EExi），选用本安仪表时采用隔离型安全栅；安装在1区和2区的电子式仪表选用隔爆型(EExd)或本安型（EExi）；安装在1区和2区的仪表接线箱选用增安型（EExe）或隔爆型（EExd）。2）电气设施的防火、防爆措施电气设备、材料安装在爆炸危险区域内的电气设备和配电线路应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）的要求。设置在爆炸危险区内的电动机的防爆结构型式须满足《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）的要求。3）建筑物的防爆措施配电所等有防爆要求的建筑物，采用钢筋混凝土抗爆强，距离爆炸装置防爆范围内的建筑物在面向爆炸的方向不设置门窗，但必须设置时采用抗爆门窗。1.2.3建构筑物防火措施本工程建筑设防本着符合健康、安全及环境(HSE)保护的要求，遵守并满足建筑设计防火规范和石油化工企业设计防火规范的要求。门窗均采用防火材料，地面采用不发火的材料铺设，墙体或钢结构均涂刷防火涂料，耐火极限满足规范要求。1.2.4消防设施1）稳高压消防给水系统液体产品罐区及装卸设施周边已设有独立的稳高压消防给水系统，消防系统设计供水能力为2810m3/h，供水压力为0.8~1.2MPaG，外装置区外围管网呈环状布置，管网上设有室外地上式消火栓。液体产品罐区及装卸设施中主要物料为丁二稀、丁稀-1、剩余C4、C5、C9、乙二醇、MTBE、苯类、裂解轻燃料油、裂解重燃料油、异丁烷、轻烃等，其火灾危险类别为甲、乙、丙类，根据国家现行的有关规范应设稳高压消防水系统、自动喷淋灭火系统、固定式和半固定式泡沫灭火系统。消防时水量约为539L/s，消防时压力不小于0.80MPaG，火灾延续时间为6h。本设计所需消防水直接接自装置周边的稳高压消防给水管网，并与外管网形成环状管网，管网上设置室外地上式消火栓和固定式消防水炮，室外消火栓采用大口径SS150型地上式消火栓，水炮采用SP50，消火栓和水炮间距不大于60m，保护半径不大于120m，室外消火栓旁设室外消火栓箱，箱内有龙带和水-雾两用水枪，并在管网的适当位置上加隔断阀，保证在管网事故时同一时间内停止使用的消火栓不超过5个。值得一提的是根据《铁路工程设计防火规范》（TB10063-2007）铁路装卸设施部分每个室外消火栓箱内设4盘龙带和2支水-雾两用水枪。2）自动水喷淋灭火系统液体产品罐区球罐组采用固定式消防冷却水系统，分为上、下半球两部分，每个储罐设2根消防进水管，每根消防进水管道上设1个雨淋阀，分别供给球罐上、下半球的消防冷却用水。着火罐冷却水供给强度9L/min.m2，冷却面积为整个罐体表面积，邻近罐冷却水供给强度1.5L/min.m2，冷却面积为半个罐体表面积，经计算消防冷却水流量为1938m3/h。罐区内其它罐组按照《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)规范要求采用移动式消防冷却水系统。雨淋阀具备遥控开启和现场人工开启的功能。雨淋阀集中布置在雨淋阀室内。表1.2.4需要喷淋冷却保护的设备设备位号设备名称备注3720-T-007A/BC5储罐C5罐组3710-T-006A/B/C丁二烯储罐丁二烯及剩余C4罐组3710-T-005A/B剩余C4储罐3710-T-004A/B丁烯-1储罐3710-T-003A/B液化燃料储罐3710-T-002A/B异丁烷储罐3710-T-001乙腈储罐3）泡沫灭火系统液体产品罐区内乙二醇罐组、MTBE罐组及苯类罐组内2座内浮顶罐储存介质均为水溶性的，按照《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)规范要求应设置固定式泡沫灭火系统，其余罐均采用半固定式泡沫灭火系统。固定式泡沫灭火系统采用低倍数泡沫灭火系统。经计算泡沫混合液设计流量为160L/s，连续供给时间大于30min，使用6%抗溶性水成膜泡沫液，则设计泡沫液贮量为30m3。对于设有固定式泡沫灭火系统的储罐，当发生火灾时，人工启动相应储罐的连锁控制启动按钮，按程序依次启动着火罐前泡沫混合液管道电动阀、平衡压力式泡沫混合装置控制柜、泡沫站中相应罐区泡沫混合液出口电动阀。4）灭火器为了及时有效地扑救初期火灾，减少火灾损失，按照《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)在罐区内、公路和铁路装卸栈台内以及泵棚等建构筑物内各设置小型手提式灭火器若干，在变配电所内设置二氧化碳灭火器若干，灭火器的选择采用干粉型A、B、C类灭火器。1.3报警、停车联锁和紧急停车设施本装置设立一套独立的安全联锁系统（SIS），以确保人员及生产装置、重要机组和关键设备的安全。该系统可以自动停车，也可由操作人员在中央控制室辅助操作台上手动停车。SIS按照IEC61508中规定SIL3级设计。SIS采用TUV安全认证的三重化或四重化的可编程控制器（ProgrammableLogicController-PLC）。重要场所检测仪表采用“三取二”或“二取一”，SIS按照故障安全型设计。1.4可燃气体和有毒物质泄漏检测、报警和火灾探测措施1.1.1可燃和有毒物质泄漏检测、报警措施在可能泄漏或聚集可燃/有毒气体的场所，分别设置可燃/有毒气体传感变送器，并将信号接至DCS系统独立的AI卡笼或独立的AI卡，在中央控制室设置独立的操作站显示和独立的声光报警设施。表1.1.1气体检测器设置汇总表单元各区域台数（台）介质气体检测器总台数（台）备注可燃气体检测器370082碳氢化合物82380012碳氢化合物12390028碳氢化合物28合计1221.1.2火灾探测措施1）火灾自动报警系统根据国家和石油化工行业的消防规范以及地方消防管理部门的有关规定，本工程设火灾自动报警系统一套。设计对象为液体产品罐区、化工液体公路装卸设施和化工液体铁路装卸设施。2）系统功能该系统具有对界区内的火灾情况进行早期检测、显示、报警和事故记录等功能。火灾报警控制器分别设在液体产品罐区现场控制室和化工液体公路装卸设施现场控制室内。化工液体铁路装卸设施利用铁路综合楼内的火灾报警系统，不增设新的火灾报警控制器，报警信号直接送至铁路综合楼。各区域火灾报警控制器通过网络模块跟消防控制中心的火灾报警控制盘进行通信。火灾的初期情况可以通过设在界区内的报警设备以自动或者人工的报警方式，将报警信号送往火灾报警控制器，然后由控制器启动现场的警报设备发出报警，通知现场人员撤离。3）火灾报警系统的设备和网络结构本装置的火灾自动报警系统是由消防控制中心内的火灾报警控制盘、液体产品罐区现场控制室内的火灾报警控制器、化工液体公路装卸设施现场控制室内的火灾报警控制器、感烟探测器、感温探测器、声光报警器、手动报警按钮等组成。在化工液体公路装卸设施界区内安装感烟探测器14只、手动报警按钮6只、声光警报器3只、防爆型手动报警按钮5只、防爆型警铃2只；在化工液体铁路装卸设施界区内设置感烟探测器10只、手动报警按钮1只、声光警报器1只、防爆型手动报警按钮8只、防爆型警铃2只；在液体产品罐区界区内设置感烟探测器22只、手动报警按钮8只、声光警报器4只、防爆型手动报警按钮22只、防爆型警铃8只。系统选用二总线地址编码系统，主要设备均选用可编码型设备。4）火灾紧急警报火灾报警系统的紧急警报和应急广播是通过扩音对讲系统来实现的。当火灾发生时，可通过火灾报警控制器将报警信号送至扩音对讲系统的报警信号发生器，驱动安装在现场的号角扬声器发出警报提醒现场人员火灾的发生并提示迅速撤离。火灾自动报警系统除在火灾发生时自动启动声光报警器和警笛外，还应与电气专业、水道专业和暖通专业等设备联动，如启动消防泵、喷淋设施、排烟风机以及切断火灾区域的非消防电源等。火灾报警系统由机柜间内的仪表UPS提供电源，电压为220VAC,50Hz。火灾报警系统主机蓄电池容量按能正常工作10小时或持续报警5小时考虑。火灾自动报警控制器采用联合接地方式，接地电阻小于1欧姆。火灾自动报警系统传输控制网路根据消防法规的要求自成体系。1.5劳保用具、事故淋浴、洗眼器等急救措施表1.5产品罐区及装卸设施安全防护器具一览表器材名称配备（安）位置器材数量备注空气呼吸器外操间2套过滤式防毒面具外操间2个长管式防毒面具外操间1套防毒口罩个人1副/人定期更换耳塞（罩）个人1副/人定期更换防护眼镜个人1副/人定期更换风向标装置现场4个警示标志已按要求设置齐全3个便携式可燃/有毒气体检测器外操间6个在罐区存在腐蚀性物质（如硫酸，碱液等）及高毒物质的岗位，设置事故淋浴、洗眼器，方便操作人员在不慎接触到有毒有害物质是可以及时采取有效的自救措施，保证人员的生命安全。1.6通风、除尘、降温、采暖措施1）通风措施通风设备尽量采用低噪声质优产品，满足GBJ87-85《工业企业噪声控制设计规范》的要求：通风机的选用设计工况效率，不低于风机最高效率的90%。各种规格轴流风机20台。2）空调措施现场机柜室空调系统新风入口设置可燃气体探侧器，当气体浓度达到工艺要求数值时，新风阀门自动关闭，室内空调维持室内风循环。控制室的恒温恒湿空调机及净化机设有备用电源，电源等级同工艺。空调风管穿越防火分区设置防火阀，不同规格防火阀4个。3）采暖措施罐区及装卸设施部分现场操作室设置热水采暖，保证室内温度不低于10℃。热水来自换热站95/70℃热水。1.7供电、防雷、防静电接地等措施1.7.1供电工艺装置中大部分用电负荷属于一、二级负荷。中断正常供电，将造成重大经济损失，可能引起主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱。需较长时间才能恢复，企业将造成大量减产。一级负荷或二级负荷由两路电源供电。对装置内重要仪表和计算机控制系统采用UPS（不停电电源装置）供电，关键场所照明采用EPS供电或采用带内置电池的应急灯具。1.7.2防雷装置区域内变电所、控制楼及工艺生产区域的建构、筑物均属第II类防雷建筑物，其余按第III类防雷建筑物考虑。其防雷保护装置由防雷网、引下线和接地极组成，并且与接地系统相连。1.7.3防静电接地装置区域内所有工艺生产装置及其管线，按工艺和管道要求应设置防静电接地，对于移动设备的静电接地，则在每个作业区内，均应予留若干个接地的端子排板和裸露金属体，一旦移动设备被置入作业区后，应采用专用连接夹头等连接器与该设置的接地端子排连接，并满足静电接地规范要求。所有防静电接地线应与接地系统相连。控制楼DCS控制系统的工作接地、保护接地均连至整个装置的接地网。变电所内的工作接地、保护接地也连至整个装置的接地网。装置接地系统采用包括环绕变电所、控制楼的接地干线、绕生产区和公共区域的接地干线,接地支线和接地极,组成公共接地网，联合接地电阻不大于1Ω。所有电气设备正常不带电的金属外壳，低压电源系统分别安装三级SPD电涌保护器配合保护防雷，所有工艺设备（包括转动机组、塔、框架、管线等设备）均应可靠接地。1.8建构筑物泄压、安全距离、疏散、急救通道等措施有泄压要求的装置采用轻质泄压墙板，不使用普通玻璃，作为泄压的轻质屋面板和轻质墙板的单位质量不宜超过60kg/m2。按规范要求设置不少于两个向外开启的安全疏散门及疏散楼梯。罐区内各建（构）筑物之间及储罐之间的安全距离严格执行《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92(1999)）和《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)等的有关规定。设备平面布置上工艺设备间距离，储罐间距离符合消防要求。罐区与周围设施也符合防火间距的要求。在各建筑物安全出口、生产区的安全出口以及当正常照明因故障熄灭后，对需要确保生产安全停车的场所均设置必要的应急照明。照明采用EPS供电或采用带内置电池的应急灯具并在正常照明供电故障后，能维持照明30分钟。液体产品罐区设计界区外部西侧道路为7.0m宽、东侧为7.0m宽、北侧为12.0m以及南侧11.0m宽的全厂性城市型道路构成围绕装置的环行道路，并分别与拟建罐区内道路相接。化工液体铁路装卸设施外部西侧7.0m宽、东侧7.0m宽、南侧7.0m宽的全厂性道路与其装置内部6.0m宽道路构成围绕铁路装卸设施环形道路，在事故发生时，可以有效组织人员的安全疏散及保证急救通道的畅通。液体产品罐区距消防站的距离为0.9km,均满足消防服务半径的要求。液体产品罐区内道路采用水泥混凝土道路，路面宽度为6.0m。消防道路转弯半径不小于6.0m，与厂区周边全厂道路相接的转弯半径为12.0m。液体产品罐区内道路与架空工艺管廊交叉处的净空高度不小于5.0m。1.9减少泄漏和降低事故后果的措施1）减少泄漏的措施液体产品罐区内的所有设备和管线按标准规范设置安全阀、安全联锁系统。在有可能发生大量危险物料泄漏的储罐出口或泵的吸入管线设置紧急切断阀门，减少事故时的物料泄漏量并能在事故时快速切断物料。2）降低事故后果的措施罐区内在有可能发生泄漏的区域按规范设置了有毒及可燃气体检测器，以便及时发现物料的泄漏并采取措施。同时按标准规范设计了完善的消防系统。1.10防止泄漏的可燃液体和受污染的消防水直接排放的主要措施按照中石化《水体污染防治紧急措施设计导则》以及环评对乙烯有关水体污染防治的有关要求，在乙烯工程厂区内设置了事故水池。事故水池主要用于厂区内发生事故或火灾时，污染事故水及污染消防水的控制、收集和存放。事故水池总有效容积为45000m3。本装置内的污染事故水及污染消防水通过围堰内排水沟、初期雨水管道收集，排入初期雨水池储存，通过泵提升至污水处理厂；当发生较大事故，初期雨水池储存满后，剩余的污染事故水及污染消防水直接排入雨水管道，通过全厂雨水排水系统排至事故水池统一处理。1.11主要安全设施的规格数量表1.11安全设施规格表序号安全设施名称规格数量执行的标准条文一预防事故设施气体监测系统（GDS）包括可燃气体/有毒气体检测器1套GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》DCS联锁报警系统压力、温度、液位、流量、组分报警设施1套SH3005-1999《石油化工自动化仪表选型设计规范》GB3836《爆炸性气体环境用电气设备》双回路供电系统3150A，31.5kA中压供电系统/3200A，70kA低压供电系统2套GBJ65-83《工业与民用电力装置的接地设计规范》防静电接地系统加强型防腐接地材料1套SH30038-2000

《石油化工企业生产装置电力设计规范》防雷设施1套GB50057-94《建筑物防雷设计规范》GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》火灾报警系统包含感烟、感温探测器、手动报警按钮（普通型及防爆型）、防爆红外火焰探测器等1套GB50116-2008《火灾自动报警系统设计规范》工业电视监视系统1套GBJ115-87《工业电视系统工程技术规范》安全警示标志3GB2894-1996《安全标志》风向标4二控制事故设施保安电源（UPS）100kVA，输入C380V，输出AC220