油漆厂仓储安全评价和防护设计.docx

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油漆厂仓储安全评价和防护设计

某油漆厂仓储的风险评价与消防设计

摘要

通过对神经网络、安全评价表方法在综合评判上的研究，找到两者结合的切合点，提出了神经网络评价表评判这一新方法。

并将该方法应用到油漆厂仓储的评价中，对通过在评价表中列出的分值，进行BP运算。

由于BP神经网络具有模糊的特点，因此该评价方案解决了安全评价表死板的特点，具有了一定的灵活性。

当今很多油漆厂仓储设在离厂门比较远的地方，由于油漆厂除了仓储之外的其他车间都存有很多危险物品。

一旦发生火灾，员工仅逃离仓储区是不够的，必须逃离整个厂区才才能安全。

然而这段逃离时间往往要超过安全疏散时间。

因此笔者提出了越墙疏散路线设计方案，该方案将有效解决以上提到的问题。

在火灾发生时，为了减少工作人员获取手提式灭火器所消耗的时间，提出了轨道灭火器布置方案。

该方案的特点是可以很大程度上减少获取灭火器所用的时间。

从而可以更有效地抑制事故的蔓延。

关键词：

神经网络评价表，越墙疏散，疏散时间，轨道

Throughtheneuralnetworksecurityevaluationformcomprehensiveevaluationmethodinthestudy,tofindacombinationofbothtomeet,theneuralevaluationformthisnewevaluationmethod.Themethodisappliedtotheevaluationofpaintwarehouse,rightthroughtheevaluationtableliststhescore,BPoperations.AsBPneuralnetworkswithfuzzyfeatures,theevaluationprogramtoaddressthesafetyevaluationformrigidcharacteristics,withacertaindegreeofflexibility.

Today,manyofstoragebasedpaintfromthefactorygateinmoreremoteareas,Inadditiontowarehousingduetopaintotherthantheworkshopthattherearemanydangerousgoods.Oncethefirebrokeout,thestafffledstorageareaaloneisnotenoughandwemustfleethewholefactorywillbesafe.Butthistimeisoftenfleetosafetyevacuationovertime.Thisauthorofevacuationrouteswalldesignprogram,whichwilleffectivelysolvetheabovementionedproblems.

Whenthefireoccurred,inordertoreducestaffaccesstoportablefireextinguishersconsumedtimeafireextinguishertracklayoutprogram.Theprogramfeaturescanbeconsiderablyreducedbytheuseoffireextinguishersaccesstime.Thusbemoreeffectiveininhibitingthespreadoftheaccident.

Keywords：

neuralnetworksecurityevaluation，evacuationrouteswall，safetyevacuationovertime，fireextinguishertracklayout

绪论

油漆作为一种涂料，给人们的生活添加了丰富多彩的颜色。

并且应用于社会中的各个领域，比如建筑与装潢业、汽车制造业、造船厂，甚至连小朋友制作模型时也会用到油漆。

说到这里，嗅觉灵敏的商人们便起了投资制造油漆的念头。

于是大大小小的油漆厂遍布于我国各个省市。

由于油漆原料与成品都具有易燃的化学性质。

因此发生在油漆厂的火灾事故也非常多，并且造成很大的人员伤亡与经济损失。

通过XX和google新闻搜索，在网页中输入“油漆厂火灾事故”之后，搜索到了很多有关油漆厂事故的新闻报道。

我统计了一下，就去年（2006年）全国发生有明确报道的油漆厂火灾爆炸事故就达到18起。

其中较为严重的事故有：

发生在2006年10月29日下午2时许，兰州彭家坪油漆厂发生的突然爆炸。

导致一工人从10米高的车间内震出，当场死亡；2006年5月15日，成都某油漆厂发生爆炸，大量有毒物质外泄，威胁到周围居民的正常生活，导致非常大的环境污染。

2006年3月2日下午5时许，三峡油漆股份有限公司发生火灾，造成直接经济损失11万元。

虽然现在各个企业都很重视安全生产，但是依然有事故发生，这说明还是存在安全漏洞。

所以，我们就更有必要对其安全问题进一步进行研究与讨论。

于是，我又深入对这些火灾事故进行分析，结果发现，油漆厂发生火灾后，火灾所造成燃烧最严重、损失最大的地方就是存放成品以及原料的仓储，同时该处也是事故高发区。

在毕业设计实习期间我去了上海造漆厂，进行过一次系统的实习工作。

从中发现，前辈们也对油漆仓储的安全工作下了很大的功夫。

比如在整个厂区中，重点把仓储划分为最危险区域，并在仓储以外画有一个安全线，当火灾发生时，线内作业人员将会有生命危险；在室内油漆仓储设置完善的通风设备；油漆分布堆放的间隔；自动防火、灭火装置以及逃生路线等等。

据了解，中国其他油漆厂也都能达到与之相同的安全水平，然而即使有了这些看似很完善的防护措施，最后还是不能完全避免火灾的发生。

因此，我的毕业设计就要针对造漆厂的仓储再做评价与设计，吸取前人的优点与不足，结合自己所学到的理论知识，争取将事故发生率进一步缩小。

在评价方面，我会尝试使用一套新的方案，即人工神经网络评价法。

我选择该方案的主要原因是由于它结合了模糊评价法与人工智能的特点，吸取了模糊评价中“模糊”的优点，但同时又去掉了模糊评价中“死板”的缺点，另外结合仿神经网络中，学习的特点，使之可以结合大量数据，自动改变函数参数阈值。

这样将给评价带来更高的灵活性。

最后我将对评价结果进行分析，然后设计仓储的防火设施与消防设施，在此设计中将严格遵循标准与规定，其中包括《建筑设计防火规范》和《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005，采用系统设计的理念，完整、全面地结合各方面因素，力争做到以防为主，防消结合。

正文主体

1.企业及仓储周边概况

企业名称：

上海造漆厂

单位地址：

上海市闵行区光华路521号

企业类型：

国有企业（分支机构）

主要负责人：

施惠德安全机构专职安全人员：

4人

经营方式：

制造加工总投资：

9213万元人民币

1.1.面积地形

上海造漆厂系华谊（集团）公司上海涂料有限公司下属的一家生产硝基漆、过氯乙烯漆、丙烯酸漆、聚氨脂漆、汽车塑料漆及辅料的中型涂料企业。

本企业创建于1932年。

由1985年7月从上海陕西南路345号处，搬迁至现上海闵行区颛桥镇光华路521号处。

厂实际使用占地面积为61476平方米，现生产厂房建筑面积为32179平方米。

1.2.地理位置

地势平坦较高，厂区跨光华路南北两侧，南区靠六磊塘（河流），东接金牛化工厂，西靠邱泾塘，北区西紧接巴斯夫上海涂料有限公司，东接上海依多科华工有限公司。

1.3.周边概况

居民住房为砖木结构为主，离厂区2百米左右，居民常驻人口约360人左右，外来人约600人左右。

周边厂房为混凝土结构，离厂区百米左右。

1.4.气候气象

上海市属亚热季风气候，受其所属厂区地面风特征为冬季（一月）西北风，春季（四月）东南风，夏季（七月）东南风，秋季（十月）东北风。

最大年平均风速4.1米/秒，年平均静风频率为4%。

最高气压冬季753毫米汞柱，夏季769毫米汞柱，最高气温（极端）40.2摄氏度，最低温度（极端）12.1摄氏度。

一年四季分明，天气晴朗，雨水充沛，春季温暖，夏季炎热，秋季凉爽，冬季湿冷。

1.5.厂区分布

厂区分为南北厂区，北厂区有3个生产车间、储罐区、化学物品仓库、成品仓库、车库。

南厂区有1个生产车间、动力车间、锅炉房、水源、食堂、办公楼等。

现有职工388余人，其中化工操作150余人，四班三运转制人员25余人。

1.6.产品与原料

本厂是一家生产四大系列涂料的化工企业，工艺流程以物理加工为主，使用易燃易爆、有毒有害危险化学品的主要原料有：

甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙脂、硝化棉等。

主要产品为硝基漆、过氯乙烯漆、丙烯酸漆、聚氨脂漆、汽车塑料漆及辅料。

在生产过程中若遇操作失控或设备因素及不可抗拒的自然灾害情况下，存在火灾、爆炸、人员中毒等严重事故的潜在危险。

1.7.施救配置

根据本厂生产危险性特点，厂建有工企专职消防队。

有东风140型消防车壹辆，义务消防队员68名，专职消防队员9名、防火员1名、队长1名。

化救队伍人员30余人，无线对讲机一副、氧气防护面具二套。

2.仓储的危险源分析

2.1.主要物料的危险特性

上海造漆厂仓储安全评价所涉及到的主要化学品如下表所列。

表格21仓储中的主要危险化学品一览表

国标编号

品名

闪点（℃）

爆炸极限（V%）

32052

甲苯

4.44

1.2-7

33535

二甲苯

30

1.0-7.0

32120

醋酸丁酯

22

1.2-7.5

32127

醋酸乙酯

-4

2-11.5

31025

丙酮

-20

2.5-13.0

33552

丁醇

35

1.2-7.0

33590

环己酮

43

1.1-9.4

41031

硝化棉

12.8

——

上海造漆厂仓储中所存放的主要原料有甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、丙酮、丁醇、环己酮、硝化棉；产品有硝基色漆、聚氨酯色漆、聚氨酯丙烯酸席释剂、丙烯酸烘烤型漆、过氯乙烯色漆、硝基漆、过氯乙烯漆稀释剂均属于“含一级易燃溶剂的油漆、辅助材料及涂料”中闪点易燃液体，其危险特性与溶剂有直接的关系，各产品危险特性基本相同。

我将在下面列出仓储中存放数量比较多，危险性比较大的三种化学品的详细信息，其中包括甲苯、二甲苯、醋酸丁酯。

在后面的定量分析中也将着重对这三种化学品进行分析。

标识

中文名：

甲苯

英文名：

Methylbenzene;Toluene

分子式：

C7H8

分子量：

92.14

UN编号：

1294

危规号：

32052

RTECS号：

XS5250000

CAS号：

108-88-3

理化性质

外观与性状：

无色透明液体，有类似苯的芳香气味

熔点（℃）：

-94.9

溶解性：

不溶于水、可混溶于苯、醇、醚等大多数有机溶剂。

沸点（℃）：

110.6

燃烧热（kJ/mol）：

3905.0

饱和蒸气压（kPa）：

4.89/30℃

相对密度（水=1）：

0.87

临界温度（℃）：

318.6

相对密度（空气=1）：

3.14

临界压力（MPa）：

4.11

主要用途：

作为生产甲苯衍生物、炸药、染料中间体、药物涂料原料。

燃烧爆炸危险性

燃烧性：

易燃

燃烧（分解）产物：

一氧化碳、二氧化碳

闪点（℃）[闭]：

4

聚合危害：

不能出现

爆炸极限（V%）：

1.2-7.0

稳定性：

稳定

自燃温度（℃）：

535

禁忌物：

强氧化剂

危险特性：

其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

与氧化剂物质能发生强烈反应。

其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

流速过快易产生和积聚静电。

灭火方法：

泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。

用水灭火无效。

消防人员须戴好防毒面具，在安全距离以外，在上风向灭火。

泄漏处置

人员迅速撤离泄漏污染区至安全区，切断火源，应急处理人员穿消防服，使用不发火工具收集、堵漏。

防止进入下水道。

减少蒸发采用喷水雾，用活性炭、砂土吸附、收集、转移、回收。

对废弃的处理应按环保法规定的要求处置。

包装与储运

储存于阴凉、通风仓内。

禁止明火、热源、库温不超过30℃。

防止太阳光直射。

保持容器密封。

应与氧化剂分开存放。

采用防爆型照明，配制相应品种和数量的消防器材。

滤装流速不超过3m/s，且有接地。

装运包装要完好，装载应稳妥确保运输过程中容器不泄漏，防止阳光直射。

运输采用槽罐车，应有接地链。

危险性类别：

第3.2类危险货物包装标志：

7包装类别：

Ⅱ

表格22甲苯

表格23二甲苯

标识

中文名：

二甲苯，邻二甲苯

英文名：

1,2-xylene；0-xylene

分子式：

C8H10

分子量：

106.17

UN编号：

1307

危规号：

33535

RTECS号：

ZE2450000

CAS号：

95-47-6

理化性质

外观与性状：

无色透明液体，有类似甲苯的气味

熔点（℃）：

-25.5

溶解性：

不溶于水、可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。

沸点（℃）：

144.4

燃烧热（kJ/mol）：

4563.3

饱和蒸气压（kPa）：

1.33/32℃

相对密度（水=1）：

0.88

临界温度（℃）：

357.2

相对密度（空气=1）：

3.66

临界压力（MPa）：

3.70

主要用途：

用作溶剂和用于合成油漆涂料。

燃烧爆炸危险性

燃烧性：

易燃

燃烧（分解）产物：

一氧化碳、二氧化碳

闪点（℃）[闭]：

30

聚合危害：

不能出现

爆炸极限（V%）：

1.0-7.0

稳定性：

稳定

自燃温度（℃）：

463

禁忌物：

强氧化剂

危险特性：

其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

与氧化性物质能发生强烈反应。

其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

流速过快易产生和积聚静电。

灭火方法：

泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。

用水灭火无效。

消防人员须戴好防毒面具，在安全距离以外，在上风向灭火。

泄漏处置

人员迅速撤离泄漏污染区至安全区，切断火源，应急处理人员穿消防服，使用不发火工具收集、堵漏。

防止进入下水道。

减少蒸发采用喷水雾，用活性炭、砂土吸附、收集、转移、回收。

对废弃的处理应按环保法规定的要求处置。

包装与储运

储存于阴凉、通风仓内。

禁止明火、热源、库温不超过30℃。

防止太阳光直射。

保持容器密封。

应与氧化剂分开存放。

采用防爆型照明，配制相应品种和数量的消防器材。

滤装流速不超过3m/s，且有接地。

装运包装要完好，装载应稳妥确保运输过程中容器不泄漏，防止阳光直射。

运输采用槽罐车，应有接地链。

危险性类别：

第3.3类危险货物包装标志：

7包装类别：

Ⅱ

表格24醋酸丁酯

标识

中文名：

乙酸丁酯；醋酸丁酯

英文名：

Butylacetate;Butyethanoate

分子式：

C6H12O2

分子量：

116.16

UN编号：

1123

危规号：

32120

RTECS号：

AF7350000

CAS号：

123-86-4

理化性质

外观与性状：

无色透明液体，有果子香味。

熔点（℃）：

-73.5

溶解性：

微溶于水、溶于醇、醚等有机溶剂。

沸点（℃）：

126.1

燃烧热（kJ/mol）：

3463.5

饱和蒸气压（kPa）：

2.00/25℃

相对密度（水=1）：

0.88

临界温度（℃）：

305.9

相对密度（空气=1）：

4.1

临界压力（MPa）：

无资料

主要用途：

用作喷漆、人造革、胶片、硝化棉、树脂等的溶剂。

燃烧爆炸危险性

燃烧性：

易燃

燃烧（分解）产物：

一氧化碳、二氧化碳

闪点（℃）[闭]：

22

聚合危害：

不能出现

爆炸极限（V%）：

1.2-7.5

稳定性：

稳定

自燃温度（℃）：

370

禁忌物：

强氧化剂、碱类、酸类。

危险特性：

其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

与氧化性物质能发生强烈反应。

遇高热容器内压增大，有开裂爆炸危险。

灭火方法：

泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。

用水灭火无效。

泄漏处置

人员迅速撤离泄漏污染区至安全区，切断火源，应急处理人员穿消防服，使用不发火工具收集、堵漏。

防止进入下水道。

减少蒸发采用喷水雾，用活性炭、砂土吸附、收集、转移、回收。

对废弃的处理应按环保法规定的要求处置。

包装与储运

储存于阴凉、通风仓内。

禁止明火、热源、库温不超过30℃。

防止太阳光直射。

保持容器密封。

应与氧化剂分开存放。

采用防爆型照明，配制相应品种和数量的消防器材。

罐装流速在3m/s且有接地装置，防止静电积聚。

装运包装要完好，装载应稳妥确保运输过程中容器不泄漏，防止阳光直射。

运输采用槽罐车，应有接地链。

危险性类别：

第3.2类危险货物包装标志：

7包装类别：

Ⅱ

2.2.仓储本身存在的主要危险

表格25危险品库房四邻间距数据表

距离（m）

粉料库

冷库

成品仓库

硝化棉库

氧化剂库

溶剂库

灌区

成品库

20

54

50

20

>20

>40

55

粉料库

20

50

>20

20

>20

45

冷库

>50

>40

>20

20

15

成品仓库

13

13

15

20

硝化棉库

18.5

18.5

31

氧化剂库

18.5

58.5

溶剂库

95

灌区

2.2.1.仓储中所用的主要原料和产品大多属于易燃易爆的化学危险品，在储存、搬运过程中一旦发生物料泄露，遇明火等点火源可引起火灾，如其蒸汽向周围扩散，和空气混合能形成爆炸性混合气体，再遇明火等点火源可引起后果更为严重的爆炸事故。

2.2.2.储存区使用的防暴电气设施如防暴等级不符合现场防暴要求、或者安装时不符合整体防爆要求、以及没有良好的保养维护，也有引发火灾爆炸事故的可能。

2.2.3.硝化棉是爆炸性物质，在储存、搬运过程中，如不严格按照安全操作规程要求执行，可能造成燃烧爆炸事故。

2.2.4.仓库中存放的原料及成品均为易燃可燃液体，如包装容器破损，导致大量泄露，如果违章动火、吸烟，或有其他点火源存在时可能印发火灾爆炸事故。

2.2.5.原料储存过程在正常情况下由于是静止的，在各种检测报警设施完备有效、操作规范的情况下，事故率相对较低，但在异常情况下，也存在许多潜在危险性。

灌区主要物料为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等。

甲苯、二甲苯、醋酸丁酯为易燃液体，罐区若发生泄露在空气中能形成混合性爆炸物，若遇有静电、雷击、明火将发生爆炸和火灾事故，并对周围装置及罐区造成严重威胁。

若泄露的易燃液体进入下水系统，沿途下水道充满易燃气体，遇到明火、撞击、雷击会引起爆炸、火灾，排污管受到损坏。

2.3.重大危险源

根据厂里所提供的实际质料可知，储罐区存储无质量：

甲苯，50t；二甲苯，50t；醋酸丁酯，15t。

由《重大危险源辨识》（GB18218-2000）规定的储存场所的临界量：

甲苯，100t；二甲苯，100t；醋酸丁酯，100t

根据标准中给出的公式，∑qn=Qn，可知：

50/100+50/100+15/100=1.15>1

依据《重大危险源辨识》（GB18218-2000）规定的辨识重大危险源依据和方法，上海造漆厂储存区属于重大危险源。

3.仓储的评价

危险化学品生产单位专项安全评价是运用科学的评价方法，分析、预测在生产、储存过程中的危险有害因素种类和危险危害程度，并在此基础上提出科学、合理和可行的安全技术措施和管理对策，使生产、储存过程中因事故或危害引起的损失减少到最小程度。

对以开业并进行生产的危险化学品生产代为专项安全评价属于安全现状评价范畴，主要是判断和评价现有系统在安全管理上的符合性和安全设施的针对性、可靠性、有效性、从而作出评价结论并提出安全补充措施。

笔者将先采用定性和定量方法进行评价，并得出评价结果。

然后用“人工神经网络评价法”对上海造漆厂仓储进行评价，得出评价结果后。

将这两个结果进行比较，确定评价的正确性。

3.1.人工神经网络评价法

人工神经网络，亦称为神经网络，是由大量处理单元（神经元Neurons）广泛互联而成的网络是对人脑的抽象、简化和模拟，反映人脑的基本特征。

人工神经网络的研究是从人脑的生物结构出发研究人的智能行为，模拟人脑信息处理的功能。

它是根植于神经科学、数学、统计学、物理学、计算机科学及工程等学科的一种技术。

人工神经网络是由简单的处理单元所组成的大量并行分布的处理机，这种处理机具有存储和应用经验知识的自然特性，它与人脑的相识之处概括为两个方面：

一是通过学习过程利用神经网络从外部环境中获取知识；二是内部神经元（突触权值）用来存储获取的知识信息。

（摘自《人工神经网络原理及仿真实例》，高隽编著，机械工业出版社，出版日期，2003年8月。

第1页）

BP神经网络就是应用BP算法的模拟神经网络，是目前得到广泛应用的神经网络。

它有若干神经元组成，其中包括输入层、隐含层、输出层。

其工作过程分为两步，第一步是学习期，此时各计算单元状态不变，通过修改网络的链接权生成系统输入、输出间的映射关系，及函数关系，以保证系统实际的输出为期望输出；第二步是工作期，此时各连接权固定，计算单元状态变化以求达到稳定。

图31神经网络结构图

图中中输入层的单元数即是评价指标数目，中间为隐含层，因综合评价结果只能有一个数据，所以输出层是一维输出层。

BP网络的学习主要有以下四个过程：

Ø输入有输入层经过中间层向输出层的“模式顺传播”过程；

Ø网路的希望输出与网络实际输出之间的误差信号，由输出层经过中间层向输入层逐层修正连接权的“误差逆传播”过程；

Ø由“模式顺传播”与“误差逆传播”的反复交替进行的网络“记忆训练”过程；

Ø网络趋向收敛即网络的全局误差趋向极小值的“学习收敛”过程。

归纳起来为“模式顺传播”，“误差逆传播”,“记忆训练“，学习收敛”过程。

其学习步骤具体如下:

设输入模式向量X=（x1,x2,…,xn）,希望输出向量Y=（y）；中间层单元输入向量S=（s1，s2，…，sp），输出向量Bk=（b1，b2，…，bp）；输出层单元输入向量L=（l）,输入向量C=（c）;输入至中间层连接权{wij}（i=1，2，…，n）（j=1，2，…，p）；中间层到输出阀值为{r}。

以上k=1，2，…，m。

反向传播神经网络BPnetwork算法运作方式可描述如下：

Ø权值和阈值初始化。

给各连接权{wij}，{vj}，及阈值{r}，给他们赋予（-1，+1）之间的随机数。

Ø给定输入x=（x1，x2，…xn）和目标输出Y=（y）。

Ø计算神经网络前向传播信号。

对于具有n个节点的输入层，p个节的隐含层和一个节点的输出层的3层网络而言，输入隐含层的输出信号为bj=飞[∑wijxi-Θ],（j=1,2,…,p）;隐含层/输出层的输出信号为c=[∑vjbj-r];网络的相应函数是f（x）=1/（1+exp（-x））。

Ø修正权值。

从输出层开始，将误差信号沿连接通路反向传播，以修正权值，即：

Vj（N+1）=vj（N）+αdbj

Wij（N+1）=wij（N）+βejai

V（N+1）=v（N）-αd