防火防爆课程设计Word文档格式.docx
《防火防爆课程设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《防火防爆课程设计Word文档格式.docx（71页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
6.2防爆电气选择15
6.2.1爆炸性混合物分级、分组15
6.2.2防爆电气选择15
7泄爆方式确定及泄爆面积计算16
7.1泄爆方式16
7.2泄爆面积的计算16
8消防灭火器的配备17
8.1灭火器配置场所的火灾种类和危险等级17
8.1.1火灾种类17
8.1.2危险等级17
8.2灭火器的选择17
8.3灭火器的设置18
8.3.1灭火器的最大保护距离18
8.4灭火器的配置18
8.4.1一般规定18
8.4.2灭火器的最低配置基准18
8.5灭火器配置设计计算18
8.5.1计算单元18
8.5.2配置设计计算19
9总结22
参考文献23
附录24
附表Ⅰ工厂厂房防火间距22
附表Ⅱ室外变、配电站与建筑物、堆场、储罐的防火间距24
附表Ⅲ民用建筑之间的防火间距25
附表Ⅳ1旋转电气防爆结构的选型25
附表Ⅳ2低压变压器类防爆结构的造型26
附表Ⅳ3低压开关和控制器类防爆结构的选型26
附表Ⅳ4灯具类防爆结构的选型27
附表Ⅳ5信号、报警装置等电气设备防爆结构的选型27
附表Ⅴ厂房内爆炸性危险物质的类别与泄压比值（m2/m3）27
『摘要』制造氮肥的原料和产品中，有一些物质是易燃易爆物，常常引发其事故的产生，而我们的这次设计就是希望通过对生产基地的考察，来降低氮肥厂中事故的发生。
根据生产工艺过程，设置工厂内所需的厂房。
按照工厂的生产生活需要，对厂区进行合理分区布置，大致可分为：
存储区、生产区、生活区及附属设施区四个部分。
了解生产工艺过程，分析确定工艺过程中所存在的主要危险及各个生产环节和存储场所的火灾危险类型，设定工厂内的生产场所、附属设施、存储区的建、构筑物的功能，确定建、构筑的耐火等级，进行工厂区域规划和总平面布置。
分析选择某一厂房进行爆炸危险区域划分对该厂房的主要防爆电气设备进行分析、选型。
通过对生产过程的了解以及厂房的结果和生产基地的考察我们防火电器的设计和泄爆方式确定及泄爆面积计算。
『关键词』防爆电气设备；
灭火器；
火灾危险性；
耐火等级；
防火间距；
前言
对于这次课程设计我们很认真的进行了任务分工，计算，查资料等，我们这组由八个人组成，分别是戴子栋，孙建中，王祎，艾敏，肖海玲，杨世英，赵杰，汤金学。
就我们考察的氮肥厂而言：
原料结构不合理。
以渣油和石脑油为原料的厂有12个，占装置总数的40％，其原料来源困难并且价格高，对这些厂必须进行原料结构调整，有天然气的地方应改用天然气为原料，没有天然气的地方也应改用煤为原料。
早期引进的厂有待进一步进行技术改造，以实现节能降耗、增加产量。
尤其让我们感到痛心疾首的是操作不规范以及密闭容器的超温超压等现象时有发生。
安全装置失灵亦有发生。
以及由于设计失误选材选材不当，过冷，过热时有小事故发生。
以及厂房的设计不合理性也让我们担忧。
通过这次课程设计我们学到了很多东西，同时我们也明白了安全问题不容半点松懈，安全管理上我们应该严于律己不能怕麻烦就不管。
我们希望我们的课程设计能起到一定的作用。
2工程概况
正座落在韶山——韶山氮肥厂,是一个占地面积为50多万平方米的广西大型二类企业。
该厂始建于1967年,经过40多年年的建设,目前已发展成为以合成氨、尿素为主要产品,兼产多种化工产品的综合性的重点化肥骨干企业。
工厂拥有固定资产1.24亿元,职工2800多人,其中各类专业技术人员504人。
企业具有较先进的化工生产技术,生产过程自动化程度高,有完善的企业管理和产品质量监测手段。
工厂生产装置能力已达到年产合成氨8万吨,尿素13万吨。
为适应工农业生产。
3工程项目分析
3.1工艺流程介绍
3.1.1生产工艺流程简述（以尿素为例）
（图3-1）尿素生产工艺流程示意图
一、液氨与二氧化碳的压缩和净化
1.液氨升压
液氨来自合成氨装置，经液氨过滤器和液氨缓冲槽进入高压液氨泵的入口。
高压液氨泵是电动往复柱塞泵，并带变频调速，可以在一定负荷范围内变化，并设有副线以备开停车及倒泵用。
高压液氨送到高压喷射器作为喷射物料，将高洗涤来的甲铵液带入高压冷凝器。
高压液氨泵以及高压液氨泵出口以后管线均有安全阀，以保证装置备安全。
2、二氧化碳的压缩和净化
从合成氨装置来的二氧化碳气体，经过CO2液滴分离器进入脱硫脱氢装置，脱去二氧化碳气体中的硫等杂质后，进入中压二氧化碳加热器，开车时有中压蒸汽在开工加热器中将CO2温度提高到150℃，以利于脱氢反应器中脱氢反应的进行。
脱氢反应器内装铂系催化剂。
脱氢后气体经冷却、分离返回二氧化碳压缩机四段入口。
脱氢的目的是防止高洗涤器排出气发生爆炸。
在脱氢反应中H2被氧化为H2O。
脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50PPM，脱硫脱氢后的二氧化碳气体在进入二氧化碳压缩机经一段压缩冷却，二段压缩后，直接长距离送尿素。
二、合成和气提
合成塔内设有十一块筛板，形成类似几个串联的反应器，塔板的作用是防止物料在塔内返混。
物料从塔底至塔顶，设计停留时间约一小时。
二氧化碳转化率可达58%以上。
尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，经过溢流管从塔下出口排出，经过液位控制阀进入汽提塔上部，再经塔内液体分配器均匀地分配到每一根汽提管中。
沿管壁成液膜下降。
由塔下部导入的二氧化碳气体，在管内与合成反应液逆流相遇。
管间以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化甲铵液将被汽提蒸出和分解，从塔顶排出。
尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。
塔底液位控制在220mm左右，以防止二氧化碳气体随着液体流入低压分解工段造成低压设备超压。
从汽提塔顶排出的气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液一起进入高压甲铵冷凝器顶部。
高压冷凝器是一个管壳式换热器。
物料走管内，管间走水用以副产蒸汽，根据副产压力高低，可以调节氨和二氧化碳的冷凝程度。
但要保留一部分气体在合成塔内冷凝，以便补偿在合成塔内甲铵转化为尿素所需热量，而达到自热平衡。
所以把控制副产蒸汽压力作为控制合成塔温度压力的条件之一。
从合成塔顶排出的气体，进入高压洗涤器。
在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲氨冷凝吸收，然后经高压冷凝器再返回合成塔。
不冷凝的惰性气体和一定数量的氨气，自高压洗涤器排出高压系统，经低压吸收塔后放空至大气。
从合成塔至高压洗涤器的管道，除设备有安全阀外，还装有分析取样阀。
通过对气相的分析，测得气相中氨、二氧化碳和惰性气体含量，从而可以判断合成塔的操作是否正常。
在高压洗涤器中，NH3和CO2进一步冷凝回收。
在高压洗涤器下部设有换热段。
采用调温水来冷却，调温水在密闭循环系统中取走高压洗涤器甲铵的生成热与冷凝热，此热量在调温水循环冷却器中用冷水移去。
未冷凝的气体进入上部填料段，被高压甲铵泵从循环工序送来的甲铵液进行洗涤回收NH3和CO2。
洗涤后的气体经冷凝液吸收净化后放空。
所生成的甲氨液从高压洗涤器溢流入高压喷射器，再经高压冷凝器返回合成塔。
三、循环
来自汽提塔底部的尿素—甲铵溶液，经过气提塔的液位控制阀减压,气—液混合物喷到精馏塔顶，精馏塔上部为填料塔，下部为分离器。
经过填料段下落的尿素—甲铵液流入循环加热器，甲铵进一步分解，而后进入精馏塔下部的分离器分离。
液体经液位控制阀流入闪蒸槽，气体上升到精馏塔填料段，精馏后的气体导出精馏塔，送到浸没式低压甲铵冷凝器进行吸收，吸收时产生的热量，被冷凝器中冷却水带走。
此冷却水被低压甲铵冷凝器循环水泵送低压甲铵冷凝器循环冷却水冷却。
气液混合物从浸没式低压甲铵冷凝器上部溢流到低压甲铵冷凝液位槽，另一部分液体从液位槽底导出。
经高压甲铵泵升压，送入高压洗涤器顶部。
未能被吸收的惰性气体，经常压吸收塔进行尾气常压吸收。
四、尿液蒸发
尿液进到闪蒸槽，离开闪蒸槽的尿液浓度约为73%（质量）流入尿液贮槽。
尿液经尿液贮槽由尿素溶液泵送到一段蒸发器，尿素溶液浓度从深缩到重量，闪蒸和一段蒸发真空度，由一段蒸发喷射器获得。
一段蒸发器的气液混合物流入一段蒸发分离，分离后气相进入一段蒸发冷凝器冷凝，一段蒸发冷凝排出的冷凝液流至氨水槽。
五、解吸和水解
蒸发冷凝液含有一定量的氨、少量二氧化碳和少量尿素。
经真空大气腿流入氨水槽。
氨水槽内用隔板分为三个间隔（二小一大）。
各间隔之间在下部有孔连通。
因此，液位相同但不完全相混。
大间隔用来储存工厂排放液或冲洗的工艺液体。
一段蒸发冷凝液流入第一小间隔后，一路用低压吸收塔给料泵送往低压吸收塔；
另一路由解吸给料泵经过解吸塔换热器，送到第一解吸塔上部，解吸出氨和二氧化碳。
解吸塔的操作压力为出第一解吸塔的液体，经水解塔给料泵加压经水解塔换热器换热后，进入水解塔的上部。
使液体中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳。
气相进入第一解吸塔上部，进入第二解吸塔上部，从液相中解吸出来的氨和二氧化碳及水蒸汽，直接导入第一解吸塔的下部，与第一解吸塔进行质热交换。
冷凝液一部分作为回流液回流到第一解吸塔顶部，进行质热交换。
以减少出塔气相的水含量，另一部分冷凝液，送到低压甲铵冷凝器。
未被冷凝的气体进入常压吸收塔,进一步回收氨和二氧化碳后放空。
在第二解吸塔解吸后液体含氨小于5ppm,尿素小于5ppm。
经解吸塔换热器换热和废水冷却器冷却后送出界区排放。
3.1.2尿素的生产环节
尿素的工艺流程主要可以分为八个生产环节：
造气（煤气发生炉）、脱硫、变换、压缩、脱碳、铜洗、合成和尿素提炼。
3.1.3尿素及生产原料的理化性质简介
1、尿素
尿素，国际非专利药品名称为Carbamide，能非常有效的使蛋白质变性，尤其能非常有效地破坏非共价键结合的蛋白质。
这特点可以提高某些蛋白质的可溶性，其浓度可达10摩尔体积。
尿素也可用来制造硝酸尿素。
尿素别名碳酰二胺、碳酰胺、脲。
是由碳、氮、氧和氢组成的有机化合物，又称脲。
其化学公式为CON2H4、（NH2）2CO或CN2H4O。
外观是白色晶体或粉末。
它是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。
尿素在肝合成，是哺乳类动物排出的体内含氮代谢物。
这代谢过程称为尿素循环。
尿素是第一种以人工合成无机物质而得到的有机化合物。
2、煤炭
煤炭，英文名称：
coal，是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。
它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。
煤也是获得有机化合物的源泉。
通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃；
通过煤的直接或间接液化，可以获得燃料油及多种化工原料。
煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。
煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。
主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。
①燃烧。
3、氮气
氮气，化学品英文名：
nitrogen，在常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒。
氮气占大气总量的78.12%（体积分数），在标准情况下的气体密度是1.25g·
dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。
氮气的化学性质很稳定，常温下很难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。
在生产中，通常采用灰色钢瓶盛放氮气。
氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。
例如：
碳酸氢铵NH4HCO3，氯化铵NH4Cl，硝酸铵NH4NO3等等。
4、二氧化碳
二氧化碳，英文名称Carbondioxide，是空气中常见的化合物，其分子式为CO2，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。
液态二氧化碳蒸发时吸收大量的热而凝成固体二氧化碳，俗称干冰。
3.2区域选择
根据《石油化工企业设计防火规范》，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。
选择主导风向为北风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，以便生产过程中的废气及时排除和扩散，以减少对本企业和邻近企业和居民的环境影响。
公路和地区架空电力线路，严禁穿越生产区。
区域排洪沟不宜通过厂区。
当相邻设施为港区陆域、重要物品仓库和堆场、军事设施、机场等，对石油化工企业的安全距离有特殊要求时，应按有关规定执行。
接近原料厂地及产品销售地区，运输方便。
地下水位最好低于地下室和地下构筑物的深度；
地下水对建筑基础最好无侵蚀性。
了解蓄水层水量根据工厂运货量、物料性质、外部运输条件、运输距离等因素合理确定采用的运输方式（铁路、公路、水运、空运）。
运输路线应最短，方便，工程量小，经济合理。
靠近水源，保证供水的可靠性，并符合生产对水质、水量、水温的要求。
污水便于排入附近江河或城市下水系统。
应有利于同相邻企业和依托城市（镇）要科技、信息、生产、修理、公用设施、交通运输、综合利用和生活福利等方面和协作。
避免将厂址选择在建筑物密集、高压输电线路地工程管道通过地区，以减少拆迁。
以甲市为例，甲市的主要重型工业区分布在乙区，甲市地处温带季风气候区，常年以西北、东南风为主，最小上风向为西南地区，所以本厂应该建设在东北或者西南区，考虑交通环境和相应的工业配套设施，在乙区选址比较好。
由于本厂的原料和生产成品具有一定的危险性质，所以应该远离居民区和加油站等地点，以确保人身及财产安全。
综合以上所述，应该把本厂设置在远离居民区的乙区郊区。
3.3生产区间划分
3.3.1生产区
因为所有的生产环节基本上都是高温高压条件，所以每个环节单独设置一个车间，相互独立，减小发生事故时的连锁反应的概率。
各生产车间编号分别为1、2、3、4、5、6、7、8，且各个生产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
造气车间
生产制造氨气所需的H2
35
30
10
1050
2
脱硫车间
除去造气车间生成的含硫物质
20
6
600
3
变换车间
将半水煤气转化为气
25
750
4
压缩车间
将H2压缩
5
脱碳车间
除去混合气体中的甲烷
500
铜洗车间
提高H2的浓度
900
7
合成车间
生成NH3的车间
8
尿素提炼车间
合成尿素并提炼
40
15
1400
3.3.2仓储设施
库房主要存储的物质为煤炭、H2、CO2、NH3和尿素。
因为除了煤炭外的几种都是气体，气体一般都采用高压储存或液体储存，并且存放于阴凉干燥处。
储存仓库可分为：
煤库、二氧化碳汽提库、氢气储存室、液氨储存室、尿素储存室，编号分别为9、10、11、12、13。
具体功能和规模见（表3-2）。
（表3-2）各个储存库的功能与规模
储存库名称
储存库功能
9
煤库
储存并提供造气所需煤
50
-
2000
二氧化碳汽提库
提取空气中的CO2，并为尿素生成提供原料
300
11
氢气储存室
存放煤气发生炉产生的H2
225
12
液氨储存室
存放并提供生产所用的NH3
13
尿素储存室
存放最后产物尿素
1500
3.3.3其他设施
根据化工厂生产和生活需要，工厂内还包括以下附属设施：
门卫室、食堂、礼堂、办公楼、技术安全处、停车场、休闲娱乐区、员工宿舍、污水处理站、锅炉房、变配电站和消防水池。
编号分别为14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25。
具体功能和规模见（表3-5）。
（表3-5）工厂内其他设施的功能及规模
名称
功能介绍
层数
14
门卫室
负责维护厂区正常秩序，检查人员出入
食堂
供职工进餐
16
礼堂
进行大型集会和活动的场所
80
3200
17
办公楼
供厂区主要负责人办公进行决策
60
1200
18
技术安全处
负责厂区各项工作安全问题
400
19
停车场
停放各种车辆
100
休闲娱乐区
为企业员工提供休闲娱乐场所
100
8000
21
员工宿舍
为在职员工提供住处
1600
22
污水处理站
处理污水
23
锅炉房
为整个企业的各项生产与生活提供动力、蒸汽和热水
450
24
变、配电站
负责企业的生产与生活供电
消防水池
负责企业消防用水
4火灾危险类别的确定
4.1生产过程中的主要危险
在整个生产操作过程中，始终存在着高温、高压、易燃、易爆、易中毒等危险因素。
同时，因生产工艺流程长、连续性强，设备长期承受高温和高压，还有内部介质的冲刷、渗透和外部环境的腐蚀等因素影响，各类事故发生率比较高，尤其是火灾、爆炸和重大设备事故经常发生。
在进行停车作业检修过程中，设备、管道、阀门等，如果没有进行置换，置换不干净；
在用火作业前没有进行用火分析；
确定的取样分析部位不对而导致分析结果失真；
或者进行作业时，没有采取可靠的隔绝措施，导致易燃易爆气体进入用火作业区域，以上情况，均可导致火灾、爆炸事故。
生产过程中人的不安全行为及预防措施
（一）操作错误、忽视安全和警告
1、不按规定的方法使用机械、设备等。
如，未经许可开动、关停、移动机器；
开动、关停机器时未给信号；
开关未锁紧，造成意外转动、通电或漏电；
忘记关闭设备等。
2、使用带病的机器设备、工具等。
3、机动车超速，机动车违章驾驶等。
4、预防措施：
必须严格执行安全规章制度和安全技术操作规程，每个员工都必须严格按操作规程作业，自觉遵章守纪。
（二）不采取安全措施
1、不防止意外危险，机械部分的固定不稳妥。
2、不防止机械装置突然开动，未设置必要的标志、信号等。
3、预防措施：
安全措施是保证安全生产的有效手段，有关部门和每个员工都要认真对待。
操作前，要严格检查，做到没有有效的安全措施不操作。
操作过程中，要坚守岗位，并严格按操作规程作业。
（三）造成安全防护装置失效
1、拆除或移走安全装置，使安全装置不起作用或安全装置调整错误。
2、预防措施：
不得贪图工作方便，违章将安全防护装置拆除或移动。
对安全装置在操作前，要认真进行检查，确认有效后，方可进行生产作业。
在正常的操作过程中，往往会因人们的不安全意识而造成某种危险状态，从而埋下事故的隐患，导致他人或自身受到伤害。
针对这种状况，除要开展对员工的经常性安全教育外，有关部门还必须加强检查，员工之间也要进行互查，消除人们的不安全意识，杜绝危险状态的产生。
（四）使用保护用具、防护服装方面的缺陷
1、不使用保护用具，不穿安全防护用品。
2、防护用品用具的选择或使用方法有误。
3、使用不安全装束。
如，不穿工作装进入现场工作等。
为提高劳动保护用品的使用效果，除了合理发放和正确使用外，还应教育员工爱护公物，妥善保养，杜绝乱用乱扔现象，防止损坏遗失。
需特别强调的是：
专用劳动保护用品用具，一定要按照用品的养护要求由专人保管，正确选择，以免变质、老化、失效，造成事故或人身伤害。
（五）其他不安全行为
1、用手代替工具。
如，用手代替手动工具；
有分散注意力的行为。
2、没有确认安全与否就强行作业，或从机械中间、机械底部抽取物件。
3、用抛扔代表传递，不必要的奔跑，或恶作剧等。
要做到安全生产，就要求每个员工在生产作业过程中，要始终遵守安全操作规程和各项安全规章制度，禁止违章作业，严格操作纪律和劳动纪律，彻底根除不安全行为或现象。
六、影响安全的心理因素识别
（一）自我表现心理的特征
这种心理在新员工、年青员工身上表现得较为突出。
他们常常表现得很自信、很有把握，在别人面前喜欢表现自己的能力。
但有的员工不懂装懂，盲目操作；
有的一知半解充内行，冒险作业。
自我表现的心理常会导致乱摸乱动机器设备，这种心理一定要克服，这种危险的行为，一定要及时制止和纠正。
生产过程中物的不安全状态包括：
（1）防护、保险、信号等装置缺乏或缺陷：
①无防护：
无防护罩，无安全保险装置，无报警装置，无安全标志，无护栏或护栏损坏，（电气）未接地，绝缘不良，局扇无消音系统，噪声大，危房内作业，未安装防止“跑车”的挡车器或挡车栏。
②防护不当：
防护罩未在适应位置，防护装置调整不当，坑道掘进、隧道开凿支撑不当，防焊装置不当，采伐、集材作业安全距离不够，放炮作业隐蔽所有缺陷，电气装置带电部分裸露。
（2）设备、设施、工具、附件有缺陷：
设计不当、结构不合安全要求，通道门遮挡视线，制动装置有缺陷，安全间距不够，拦车网有缺欠，工件有锋利毛剌、毛边，设施上有锋利倒棱。
（3）强度不够：
机械强度不够，绝缘强度不够，起吊重物的绳索不合安全要求。
（4）设备在非正常状态下运行：
带“病”运转、超负荷运转。
（5）维修、调正不良：
设备失修，地面不平，保养不当、设备失灵。
（6）个人防护用品用具—防护服、手套、护目镜及面罩、呼吸器官护具、听力护具、安全带、安全帽、安全鞋等缺少或有缺陷：
①无个人防护用品、用具。
②所用防护用品、用具不符合安全要求。
（7）生产（施工）场地环境不良：
①照明光线不良，照度不足，作业场地烟雾尘弥漫视物不清，光线过强。
②通风不良：
无通风，通风系统效率低，风流短路，停电停风时放炮作业，瓦斯排放未达到安全浓度时放炮作业，瓦斯浓度超限。
③作业场所狭窄，作业场地杂乱，工具、制品、材料堆放
升级会员 