毕业设计防火防爆技术Word格式.docx
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2.2液化石油气的火灾爆炸危险性5
第三章总平面的布置7
3.1功能分区7
3.2耐火等级的确定7
3.3选址和布置7
3.4防火间距8
第四章防爆电气的设计10
4.1爆炸和火灾危险场所的等级划分、爆炸危险区域的范围确定10
4.1.1生产区爆炸危险区域等级和范围的划分10
4.1.2通风良好的敞开或半敞开的灌瓶间、实瓶库和通风良好的压缩机室、烃泵房、气化间、混气间、汽车槽车库、瓶装供应站的瓶库、瓶组气化间、储罐室等生产性建筑爆炸危险区域等级和范围划分：
10
4.1.3露天设置的地上液化石油气储罐或储罐区的爆炸危险区域等级和范围的划分：
4.1.4易燃物质重于空气的贮罐，其爆炸危险区域的范围划分，宜符合下列规定：
11
4.2爆炸性混合物的分类、分级和分组11
4.2.1一般是将爆炸混合物分为三类：
4.2.2爆炸性气体混合物，应按其最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MIC）分级应符合图4.2.1的规定11
4.2.3爆炸性混合物，按引燃温度分组12
4.3防爆电气的选择13
4.3.1旋转电机防爆结构的选型应符合图4.3.1的规定。
13
4.3.2低压变压器防爆结构的选型应符合图4.3.2的规定。
4.3.3低压开关和控制器类防爆结构的选型应符合图4.3.3的规定。
4.3.4灯具类防爆结构的选型应符合图4.3.4的规定。
14
4.3.5信号报警装置等电气设备防爆结构的选型应符合图4.3.5的规定。
第五章LPG罐区危险性分析16
5.1PoolFire、UVCE、BLEVE危险性分析16
5.2蒸汽云爆炸计算16
5.3爆炸极限、爆炸危险度、爆炸压力、爆炸温度计算17
第六章灭火器配置设计18
6.1灭火器配置场所的火灾种类和危险等级18
6.1.1灭火器配置场所的火灾种类可划分为以下五类：
18
6.1.2工业建筑灭火器配置场所的危险等级应根据其生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：
6.1.3民用建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其使用性质，人员密集程度，用电用火情况，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：
6.2灭火器的选择19
6.3灭火器的设置20
6.4灭火器的配置21
6.4.1一般规定21
6.5灭火器配置设计计算22
6.5.1根据《建筑灭火器配置设计规范GB50140-2005》表3.1.2知：
22
6.5.2划分灭火器设置场所计算单元22
6.5.3修正系数应按表7．3．2的规定取值。
6.5.4计算各单元灭火器设置点数及各点位置23
6.5.5计算单元中每个灭火器设置点的最小需配灭火级别应按下式计算：
23
第七章液化气站的安全管理措施25
7.1安全管理机构25
7.2安全管理制度25
7.3防静电25
第8章设计总结27
参考资料28
第1章概述
液化石油气作为一种新型石油燃料，在工业生产及人民生活中得到越来越广泛的应用。
然而有些地方和单位在新建液化石油站时，忽视防火防爆设计，致使工程存在隐患，火灾爆炸事故时有发生。
因此认真搞好液化石油站的防火防爆设计，对于保障国家和人民生命财产安全是十分必要的。
在了解液化石油气性质的前提下，依据相关规范（主要参考资料），对液化气站进行防火防爆设计，主要包括总平面布置和灭火器的配置。
第2章液化石油气的性质及火灾爆炸危险性
2.1液化石油气的理化性质
液化石油气（英文缩写LPG）指比较容易液化，通常以液态形式运输的。
液化石油气在常温常压下呈气态状态，在常温加压或常压低温下很容易从气态转变为液态，便于运输及贮存，故称液化石油气。
液化石油气主要组成有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等四种。
除上述主要成分外，有的还含有少量的戊烷、硫化物和水等。
2.2液化石油气的火灾爆炸危险性
通常所说的液化石油气都存在液、气两种形态，液、气态处于动态平衡中。
它具有一些以下物理化学性质：
（1）液态比水轻，气态液化石油气比空气重，约为空气的1.5—2倍，密度随压力、温度升高而增加，压力不变时密度随温度升高而减少。
所以液化石油气一旦从容器或管道泄漏出来后不象比重小的可燃气体那样容易挥发和扩散，而是像水一样往低处流动和沉积，很容易达到爆炸浓度，如遇明火、火花就会发生爆炸或燃烧。
因此在使用过程中一定要十分注意安全，避免造成火灾事故。
液化石油气从液态变为气态时，体积膨胀非常大，约增大250—300倍。
（2）易挥发性，体积膨胀系数大。
液化石油气的体积膨胀系数比水大得多，且随温度升高而增大，随温度升高而急。
温度升高10℃，液化气液体体积膨胀约为3—4%。
因此，液化石油气的贮存充装必须注意温度的变化，不论是槽车、贮罐或是钢瓶，在充装时都绝对不能充满，而应留有足够的气相空间。
如果容器全部装满液体，温度升高3至5℃内压就会超出容器设计压力而导致爆炸。
因此通常灌装时，容器内应留有一定的气相空间供温度升高时液态液化石油气膨胀用。
所以严禁超装是液化石油气生产、贮存、运输、使用液化石油气的过程中必须严格遵守的要求。
（3）饱和蒸气压随温度升高而增大由于液化石油气具有这个特点，槽罐车、贮罐及钢瓶严禁超温使用，以免压力而超进容器的设计压力而使容器胀破，造成事故。
（4）气化潜热大液化石油气液态变为气态体积增约250—300倍，并吸收大量的热量，所在液化石油气容易冻伤人。
（5）沸点低。
液化石油气沸点很低，通常都很容易自然气化使用，有时家庭用的瓶装液化石油气在冬天使用时出现冷凝或结冰现象，很难气化，这时千万不能用火烧、开水烫钢瓶，因为钢瓶内液化石油气受热膨胀，很可能会将钢瓶内空间充满，导致钢瓶胀裂发生爆炸。
第三章总平面的布置
3.1功能分区
液化气站是一个接受储存和分配液化石油气的基地，是城镇或燃气企业把液化石油气从生产厂家转往用户的中间场所。
根据功能，可将其分为：
储罐区：
（共2个50m3/罐的卧式储罐，和1个5m3/罐的残液罐。
）
生产区：
（卸车点，泵房，灌瓶车间，气瓶间）
辅助区：
（消防泵房，空港瓶库，配电箱，办公室，寝室，卫生间）
-
3.2耐火等级的确定
根据不同分区来确定耐火等级。
根据液化石油气的火灾与爆炸危险性的特征，液化石油气的生产类别为甲类，耐火等级为一级，防火分区最大允许占地面积为单层厂房为4000平方米。
液化石油气的储存物品类别为甲类，耐火等级为一级，最大允许占地面积为单层库房每座库房750平方米，防火墙间为250平方米。
辅助区耐火等级选为二级。
3.3选址和布置
选址：
液化石油气供应基地的布局应符合城市总体规划的要求，且就远离城市居住区、村镇、学校、剧院、体育馆等人员集中的地区和工业区。
液化石油气供应基地的站址宜选择在所在地区全年最小频率风向的上风侧，且应是地势平开阔、不易积存液化石油气的地段。
同时，应避开地震带、地基沉陷和废弃矿井等地区灌瓶间的气瓶装卸平台前应有较宽敞的汽车回车场地。
布置：
（1）液化石油气站的生产区和辅助区至少应各设置1个对外出入口。
对外出入口宽度不应小于4m。
（2）卧式储罐不宜小于其直径，操作侧不宜小于3.0m。
卧式储罐组应设置联合钢梯平台
（3）液化石油气站生产区内严禁设置地下和半地下建、构筑物（地下储罐和寒冷地区的地下式消火栓和储罐区的排水管、沟除外）。
生产区内的地下管（缆）沟必须填满砂子。
（4）液化石油气站内铁路槽车装卸线应设计成直线，其终点距铁路槽车端部不应小于20m，并应设置具有明显标志的车档。
（5）铁路槽车装卸栈桥应与铁路装卸线平行布置，且应采用不燃烧材料建造，其长度可取铁路槽车装卸车位数量与车身长度的乘积，宽度不宜小于1.2m，两端应设置宽度不小于0.8m的斜梯。
（6）储罐组四周应设置高度为1m的不燃烧体实体防护墙；
（7）液化石油气泵宜露天设置在储罐区内。
当设置泵房时，其外墙与储罐的间距不应小于15m。
（8）当泵房面向储罐一侧的外墙采用无门、窗洞口的防火墙时，其间距可减少至6m。
（9）液态液化石油气泵的安装高度应保证不使其发生气蚀，并采取防止振动的措施。
3.4防火间距
储罐与泵房其外墙的防火间距要求15m，取16m。
储罐与另个储罐防火间距要求2.6m,取2.6m.
储罐与所属泵房的防火间距要求15m,取24m
储罐与灌瓶车间的防火间距要求20m,取26m.
储罐与气瓶间防火间距要求20m,取28m.
储罐与办公室防火间距要求45m,取55m.
储罐与卫生间、配电间防火间距要求20m,取36m.
储罐与空钢瓶库防火间距要求20m,取40m.
储罐与消防泵房防火间距要求30m,取48m.
灌瓶车间与消防泵房防火间距要求30m,取32m.
灌瓶车间与办公室防火间距要求25m,取26m.
灌瓶车间与配电间、发电间防火间距要求20m，取24m.
灌瓶车间及气瓶车间与卸车的防火间距要求20m，取20m.
灌瓶车间与瓶库防火间距要求不限
寝室与空钢瓶库防火间距要求8m，取10m.
消防泵房与办公室防火间距要求8m，取15m.
第4章防爆电气的设计
4.1爆炸和火灾危险场所的等级划分、爆炸危险区域的范围确定
4.1.1生产区爆炸危险区域等级和范围的划分
（1）液化石油气站内灌瓶间的气瓶灌装嘴、铁路槽车和汽车槽车装卸口属第一级释放源，其余爆炸危险场所的释放源属第二级释放源。
（2）根据释放源的级别划分区域等级。
存在第一级释放源的区域可划分为1区，存在第二级释放源的区域可划分为2区。
（3）根据通风等条件调整区域等级。
当通风条件良好时，可降低爆炸危险区域等级；
当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。
有障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域等级。
（4）液化石油气站用电场所爆炸危险区域等级和范围的划分宜符合典型示例的规定。
4.1.2通风良好的敞开或半敞开的灌瓶间、实瓶库和通风良好的压缩机室、烃泵房、气化间、混气间、汽车槽车库、瓶装供应站的瓶库、瓶组气化间、储罐室等生产性建筑爆炸危险区域等级和范围划分：
（1）以释放源为中心，半径为15m，地面以上高度7.5m，顶部与释放源距离为7.5m的范围划分为2区：
（2）在2区范围内，地面以下的沟、坑等低洼处划为1区。
4.1.3露天设置的地上液化石油气储罐或储罐区的爆炸危险区域等级和范围的划分：
（1）以储罐安全阀放散管管口为中心，半径为4.5m，以及至地面以上的范围内和储罐区防护墙以
内，防护墙顶部以下的空间划为2区；
（2）在2区范围内，地面以下的沟、坑等低洼处划为1区；
（3）当烃泵露天设置在储罐区时，以烃泵为中心，半径为4.5m以及至地面以上范围内划为2区。
（1）固定式贮罐，在罐体内部未充惰性气体的液体表面以上的空间划为0区，浮顶式贮罐顺浮顶移动范围内的空间划为1区；
（2）以放空口为中心，半径为1.5m的空间和爆炸危险区域内地坪下的坑、沟划为1区；
（3）距离贮罐听外壁和顶部3m的范围内划为2区；
（4）当贮罐周围设围堤时，贮罐外壁至围堤，其高度为堤顶高度的范围内划为2区。
4.2爆炸性混合物的分类、分级和分组
爆炸性混合物的分类、分级和分组按照爆炸危险环境电力装置设计规范GB50058-2014
I类一一矿井甲烷；
II类一一工业气体（如工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾）
III类一一工业粉尘（如爆炸性粉尘、易燃纤维）
液化石油气爆炸性混合物包括易燃液体、液化易燃气体、压缩易燃气体及低温液体。
4.2.2爆炸性气体混合物，应按其最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MIC）分级应符合图4.2.1的规定
图4.2.1
注：
1.分级的级别应符合现行国家标准《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》；
4.2.3爆炸性混合物，按引燃温度分组
不需要用明火即能引燃的最低的温度称为引燃温度。
引燃温度愈低的物质愈容易引燃。
爆炸性气体混合物按引燃温度的高低，分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组。
应符合图4.2.2的规定
图4.2.2
液化石油气主要成分为丙烷，所以应划分为IIA类（级）、T1组。
4.3防爆电气的选择
各种电气设备防爆结构的选型应符合下列规定：
图4.3.1
1.表中符号：
○为适用；
△为慎用；
X为不适用（下同）；
2.绕线型感应电动机及同步电动机采用增安型时，其主体是增安型防爆结构，发生电火花的部分是隔爆或正压型防爆结构；
3.无火花型电动机在通风不良及户内具有比空气重的易燃物质区域内慎用。
图4.3.2
图4.3.3
图4.3.4
信号、报警装置等电气设备防爆结构的选型图4.3.5
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物质形成的爆炸性气体混合物时，应按危险程序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，应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等到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。
第五章LPG罐区危险性分析
液化气站的主要危险物质是液化气，液化石油气（LPG）是非常重要的燃料，在工业和日常生活中使用量大。
因为液化气的物理化学特性决定，一旦大量泄漏，极易与周围空气混合形成爆炸性混合物，是极易发生火灾、爆炸事故的，其产生的爆炸冲击波及爆炸火球热辐射破坏、伤害作用极大，并且伤害范围大，极易导致次生灾害。
且火灾爆炸危险性的大小是液化石油气＞汽油＞氨气。
液化石油的危险等级属于一级可燃气体，因为其爆炸下限低于1%。
液化石油气易发生LPG罐区池火灾（PoolFire）、蒸气云爆炸（UVCE）和沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）事故，伤亡、损失极为严重。
因此对LPG罐区进行危险分析对指导罐区安全设计，主要是对罐区的：
PoolFire、UVCE、BLEVE等主要危险性进行分析，并进行爆炸极限、爆炸危险度、爆炸力、爆炸温度、爆炸压力计算。
5.1PoolFire、UVCE、BLEVE危险性分析
LPG罐区池火灾危险性主要是池火灾火焰热辐射对附近人员的伤害和对周围建筑物和设备的破坏，另外，着火罐及相邻罐在火焰辐射作用下将产生沸腾液体扩展蒸汽爆炸，导致事故扩大。
蒸汽云爆炸（UVCE）是泄露到空气中的液化石油气与空气的云状混合物。
当油气浓度处在爆炸范围时，遇到火源发生爆炸的现象。
主要破坏作用是冲击波引起的超压，冲击破坏。
沸腾液体扩展蒸汽爆炸（BLEVE）是过热液态压缩气体瞬间汽化而发生的爆炸现象。
它能产生巨大火球，主要危害是热辐射。
5.2蒸汽云爆炸计算
蒸汽云爆炸计算：
100立方米的液化石油气总质量约为45053kg.
表5.2蒸汽云爆炸计算
序号
项目名称
符号
单位
来源或计算式
计算结果
1
地面爆炸系数
λ
1.8
2
破坏系数
k
5.6
3
液化石油蒸汽云的TNT当量系数
a
0.04
4
蒸汽云中液化石油气的总能量
kg
45053
5
液化石油气的燃烧热
MJ/kg
nh
46.5
6
TNT的爆炸热
4.19
7
液化石油气的爆炸总能量
E
150837
8
液化石油气蒸汽云的TNT当量
35999
9
死亡半径
R
m
51
10
财产损失的半径
185
11
火球半径
96
12
火球持续时间
t
s
15
5.3爆炸极限、爆炸危险度、爆炸压力、爆炸温度计算
液化石油气爆炸极限为1.5%—9.5%
爆炸危险度=（爆炸浓度上限-爆炸浓度下限）/爆炸浓度下限
=（9.5%-1.5%）/1.5%
=5.3
爆炸压力为p=Tnp。
/T。
=2393*25.8*0.1/300/24.8
=0.83mpa
（m=24.8n=25.8T=2393kT。
=300KP。
=0.1mpa）
爆炸温度为：
5793度。
第六章灭火器配置设计
建筑灭火器配置按照《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005进行设计。
6.1灭火器配置场所的火灾种类和危险等级
（1）A类火灾：
固体物质火灾。
（2）B类火灾：
液体火灾或可熔化固体物质火灾。
（3）C类火灾：
气体火灾。
（4）D类火灾：
金属火灾。
（5）E类火灾（带电火灾）：
物体带电燃烧的火灾。
液化气站火灾种类为B、C、E类。
6.1.2工业建筑灭火器配置场所的危险等级应根据其生产、使用、储存物品的火灾危险性，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：
（1）严重危险级：
火灾危险性大，可燃物多，起火后蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失的场所；
（2）中危险级：
火灾危险性较大，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所；
（3）轻危险级：
火灾危险性较小，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。
6.1.3民用建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其使用性质，人员密集程度，用电用火情况，可燃物数量，火灾蔓延速度，扑救难易程度等因素，划分为以下三级：
（1）严重危险级：
使用性质重要，人员密集，用电用火多，可燃物多，起火后蔓延迅速，扑救困难，容易造成重大财产损失或人员群死群伤的场所；
（2）中危险级：
使用性质较重要，人员较密集，用电用火较多，可燃物较多，起火后蔓延较迅速，扑救较难的场所；
（3）轻危险级：
使用性质一般，人员不密集，用电用火较少，可燃物较少，起火后蔓延较缓慢，扑救较易的场所。
所以液化气站的火灾危险等级属于严重危险级。
6.2灭火器的选择
灭火器的选择应考虑下列因素：
（1）灭火器配置场所的火灾种类；
（2）灭火器配置场所的危险等级；
（3）灭火器的灭火效能和通用性；
（4）灭火剂对保护物品的污损程度；
（5）灭火器设置点的环境温度；
（6）使用灭火器人员的体能。
在同一灭火器配置场所，宜选用相同类型和操作方法的灭火器。
当同一灭火器配置场所存在不同火灾种类时，应选用通用型灭火器。
在同一灭火器配置场所，当选用两种或两种以上类型灭火器时，应采用灭火剂相容的灭火器。
A类火灾场所应选择水型灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、泡沫灭火器或卤代烷灭火器。
B类火灾场所应选择泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、二氧化碳灭火器、灭B类火灾的水型灭火器或卤代烷灭火器。
极性溶剂的B类火灾场所应选择灭B类火灾的抗溶性灭火器。
C类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、二氧化碳灭火器或卤代烷灭火器。
D类火灾场所应选择扑灭金属火灾的专用灭火器。
E类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、卤代烷灭火器或二氧化碳灭火器，但不得选用装有金属喇叭喷筒的二氧化碳灭火器。
因此液化气站选择磷酸铵盐（干粉）灭火器。
6.3灭火器的设置
灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。
对有视线障碍的灭火器设置点，应设置指示其位置的发光标志。
灭火器的摆放应稳固，其铭牌应朝外。
手提式灭火器宜设置在灭火器箱内或挂钩、托架上，其顶部离地面高度不应大于1.50m；
底部离地面高度不宜小于0.08m。
灭火器箱不得上锁。
灭火器不宜设置在潮湿或强腐蚀性的地点。
当必须设置时，应有相应的保护措施。
灭火器设置在室外时，应有相应的保护措。
灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。
因为液化气站的危险等级为严重危险等级，所以它的火灾场所的灭火器的最大保护距离与手提式是9m,与手推式灭火器的最大保护距离是18m。
6.4灭火器的配置
6.4.1一般规定
（1）一个计算单元内配置的灭火器数量不得少于2具。
（2）每个设置点的灭火器数量不宜多于5具。
（3）当住宅楼每层的公共部位建筑面积超过100m2时，应配置1具1A的手提式灭火器；
每增加100m2时，增配1具1A的手提式灭火器。
（4）当两种介质储罐之间的距离超过15m时，应分别设置。
（5）A类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表6．2．2的规定;
B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表6．2．2的规定;
D类
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