防火防爆课程设计初稿.docx
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防火防爆课程设计初稿
本科课程设计
市头加油站防火防爆课程设计
学院环境科学与工程学院
专业安全工程
年级班级2015级
（1）班
学号
学生姓名
指导老师张孝春、刘爱华
2018年1月日
5.2加油站爆炸危险区域划分
5.3泄爆
5.4防爆电器设计
6.1安全管理制度
6.2应急救援措施
附录
摘要
加油站遍布全国各地，是机动车辆必不可少能源供应基地，也是经济发展的动力源泉。
因而对加油站的安全生产进行科学的管理尤为重要。
为了消除事故隐患，加强加油站的安全管理，维护社会稳定，保障财产生命安全，我们选取市桥加油站为设计试验点，根据实际情况，编制此防火防爆课程设计。
主要内容包括加油站耐火等级的确定、防火分区的划分、火灾爆炸危险性分析、防爆电气的设计、消防设计和安全管理措施。
第一章工程概况
1.1地理位置及周边环境
广州市番禺市头加油站所在地区番禺区东北面的南村镇，在大学城的南方向。
加油站位于番禺区省道S296新市公路段与沙边街交汇处旁，加油站东侧为广州市柏林网络科技有限公司；西侧为沙边街路；南侧为广州市镁世家具有限公司；侧为华之艺桁架有限公司。
位置如下图1.1.1。
图1.1.1加油站地理位置图
1.2加油站规模
广州市番禺市头加油站位于广东省广州市番禺区南村镇十字路晒布岗。
法定代表：
蒋次添；企业类型：
集体企业，属于中国石化加油站。
经营汽油（#92、#95）、柴油（#0）。
建筑规模：
占地面积约620m2，罩棚面积180m2， 该加油站有钢制卧式汽油储罐2台，单罐容积均为：
20m3，总容积40m3；钢制卧式柴油储罐1台，罐容积为：
20m3。
该站现有员工9人，其中站长1人，核算1人，计量1人。
1.3站内构件及设备分布
加油站建筑构件情况如表1.3.1
表：
1.3.1建筑构件情况
建筑构件
占地面积m2
生产类别
备注
地下油罐区
甲
油罐总容量60m3
罩棚
加油岛
甲
四个
办公室
消防间
配电间
厕所
绿化
加油设备如表1.3.2
设施、设备名称
备注
汽油埋地储罐
2个，每个20m3
柴油埋地储罐
1个，每个20m3
加油机
4台
加油枪
4支
表1.3.2加油设备
整体分布如图1.3.1（CAD平面图、模型图）
第二章火灾危险性分析
2.1火灾危险性类别和耐火等级
2.1汽油、柴油的性质
2.1.1汽油的性质
1.外观为透明液体，主要成分为C4—C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。
易挥发，易燃，具有特殊气味。
空气中含量为74～123mg/m3时遇火爆炸。
汽油的热值约为46000KJ/Kg。
2.汽油的密度
标准大气压下，常温下，汽油的密度是0.75g/mL左右。
汽油是一种混合物，成分是不同的。
它的密度在0.73-0.8g/mL之间。
3.燃点
汽油的燃点427℃,柴油燃点应该是220℃左右,相对来说燃点越低,蒸发度就越大。
烟头表面温度在200℃～300℃，但中心温度高达700℃～800℃，可使汽油引燃。
4.闪点
闪燃时的最低温度叫闪点。
汽油的闪点：
-50～-20℃。
5.健康危害：
侵入途径：
吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：
急性中毒：
对中枢神经系统有麻醉作用。
慢性中毒：
神经衰弱综合征、植物神经功能症状类似精神分裂症。
2.1.2柴油的物化性质
1.柴油的密度密度
（820kg/m3-860k/m3）-20号柴油的密度为0.83g/ml国标柴油的密度范围为0.810～0.855，在此范围内的柴油均可正常使用。
2.比重
标准密度为：
零号轻柴油也就是车用柴油，在摄氏20度时与水的比重为0.84-0.86。
一公斤柴油大概是1.162—1.190（升）一升柴油大概是0.84-0.86（公斤）轻柴油按质量分为优质品,一级品和合格品三个等级。
3.热值
与国际0#、-10#柴油相比不含蜡、无腐蚀、无杂质等优点，凝点可以-20摄氏度以下。
热值为10800千卡/千克。
4.柴油的闪点：
55℃以上。
5.考虑到季节变化及城市内黄牌车辆并不允许直接通行此加油站柴油设计为0#柴油
2.2工艺操作过程危险性分析
加油站作业工艺操作事故主要发生在卸油、量油、加油、清罐四个环节。
（1）卸油时发生火灾、爆炸事故。
加油站60％～70％的火灾事故发生在卸油作业中，常见事故有：
①油罐漫溢。
②油品滴漏。
。
③静电起火、爆炸事故。
④明火火灾、爆炸事故。
⑤雷电火灾、爆炸事故。
（2）量油时发生火灾、爆炸事故。
油罐车送油到站后应静置稳油15rain，待静电消除后开盖量油；油罐未安装量油孔或量油孔铝质（铜质）镶槽脱落，在储油罐量油时，量油尺与钢质管口摩擦产生火花；在气压低、无风的环境下，穿化纤服装，摩擦产生静电火花。
（3）加油时发生火灾、爆炸事故。
原因为：
加油时，大量油蒸气外泄，又操作不当油品外溢，在加油口附近形成了一个爆炸危险区域，遇烟火、使用手机或BP机、铁钉鞋摩擦、金属碰撞、电器打火、发动备、线路、连接、开关缺陷、保护接地装置失效、绝缘破损、失效或老化等造成接触人员发生触电伤害。
（4）采光照明不良加油站的采光照明如不符合有关要求，可能引起操作人员的误操作，而引发各类事故。
2.3加油站站内外环境危险性分析
2.3.1站外环境危险性分析
1）市头加油站周边很多厂房和仓库，在生产过程中易产生明火或火星，而油罐区、加油区与站外明火源的防火距离部分不满足要求，尤其是变压器和顺农农庄。
2）一旦站外厂房或仓库发生火灾爆炸，会迅速蔓延殃及站内，形成二次爆炸。
3）加油站与站外厂房或仓库的安全距离不满足要求。
2.3.2站内环境危险性分析
（1）站内各设施、构筑物之间安全距离不满足要求，如办公室与加油岛的防火间距若不符合要求，员工在使用手机或打火机等产生明火或火星，易引发爆炸。
（2）油蒸气释放挥发。
油蒸气主要释放点是“五口五法兰”：
五口指的是地埋储罐量油口（孔）、加油枪出油口、通气管出气口（孔）、迸油管管口（快速接头处）、储罐人孔；五法兰指的是在检查井内出油管上2个法兰盘、进油管和通气管上的各1个法兰盘、加油机波纹管下面的1个三角法兰盘。
由于汽油的挥发性强，任何时候都会有或多或少的油蒸汽散发到空气当中，若遇到静电火花、明火或雷击等很容易引起火灾，甚至爆炸事故。
第三章耐火等级和防火间距设计
3.1火灾危险类别的分类
依据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），确定加油站构件及周边建筑火灾危险性和耐火等级：
表3.1.1加油站各构件火灾危险性及耐火等级
构件
火灾危险性
耐火等级
地下油罐
甲
一级
加油岛
甲
一级
站房
-
二级
消防间
-
二级
厕所
-
二级
表3.1.2周边建筑火灾危险性及耐火等级
类别
名称
火灾危险性
耐火等级
厂房
源美纱窗
丙
二级
迅辉UV光源厂
丙
二级
番禺永盛金属线材厂
丙
二级
广州广诚塑料制品有限公司
丙
二级
玻璃水厂
丁
四级
五凤标准件厂
丁
四级
达成钢筋加工厂
丁
四级
广州震华机械设备有限公司
丁
四级
世豪玻璃厂
戊
四级
仓库
木材仓库
丙
三级
钢材仓库
戊
四级
其他
变压器
乙
二级
废品站
丙
三级
顺农农庄
丁
四级
3.2站外防火间距设计
根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）及《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012（2014版）），确定加油站与周边建筑防火间距:
3.2.1加油站与周边建筑防火间距
类别
名称
与油罐区的防火间距设计（m）
厂房
源美纱窗
迅辉UV光源厂
35
番禺永盛金属线材厂
35
广州广诚塑料制品有限公司
玻璃水厂
五凤标准件厂
达成钢筋加工厂
30
广州震华机械设备有限公司
30
世豪玻璃厂
30
仓库
木材仓库
35
钢材仓库
30
城市次干道
省道s296
沙边街
其他
变压器
45
废品站
45
顺农农庄
27
3.3站内防火间距设计
根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012（2014版）），加油站等级划分以满足表3.3.1规定：
表3.3.1加油站的等级划分
级别
油罐容积（m3）
总容积
单罐容积
一级
150＜V≤210
V≤50
二级
90＜V≤150
V≤50
三级
V≤90
汽油罐V≤30，柴油罐V≤50
注：
V为油罐总容积；柴油罐容积可折半计入油罐总容积。
可判定该加油站等级为三级
（汽油罐要求比柴油罐略高一些，两者相差不大，故均依汽油罐标准设计）
表3.3.2加油站内设施的距离设计（单位:
m）
设施名称
汽、柴油罐
油品卸车点
加油机
站房
变配电间
站区围墙
埋地油罐
通气管管口
汽柴油罐
埋地油罐
0.5
—
—
—
4
6
3
通气管管口
—
—
3
—
4
6
3
油品卸车点
—
—
5
6
—
加油机
—
5
6
—
注表中：
“—”表示无防火间距要求，为填入部分为重复项。
第四章加油站灭火设备配置设计
4.1加油站的火灾类型
根据《中国建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2010）中火灾种类及危险等级的划分，确定加油站的火灾种类和危险等级如下
表4.1.1加油站火灾种类及危险等级划分
建筑构件的名称
占地面积m2
火灾种类
危险等级
站房营业厅
A类
严重危险级
办公区
A类
严重危险级
仓库
A类
严重危险级
卫生间
A类
严重危险级
地下储罐区
B类
严重危险级
加油区
B类
严重危险级
配电室
E类
严重危险级
4.2灭火器配置设计
4.2.1灭火器数量配置计算
根据《中国建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2010）（下文简称《灭火器设计规范》）中灭火器配置设计计算规定，计算单元的最小需配灭火级别应按下式计算：
Q=K*S/U
式中Q——计算单元的最小需配灭火级别（A或B）；
S——计算单元的保护面积（m2）；
U——A类或B类火灾场所单位灭火级别最大保护面积（m2/A或m2/B）；
K——修正系数。
这里取1.
其中，灭火器的最大保护距离按《灭火器设计规范》规定，应满足下表要求
4.2.1.1A类火灾场所的灭火器最大保护距离（m）
灭火器形式
危险等级
手提式灭火器
推车式灭火器
严重危险级
15
30
中危险级
20
40
轻危险级
25
50
表4.2.1.2B、C类火灾场所的灭火器最大保护距离（m）
灭火器形式
危险等级
手提式灭火器
推车式灭火器
严重危险级
9
18
中危险级
12
24
轻危险级
15
30
E类火灾场所的灭火器，其最大保护距离不应低于该场所内A类或B类火灾的规定。
4.2.2灭火器类型的选择
根据《灭火器设计规范》，灭火器类型应满足以下规定：
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。
4.2.3灭火器配置设计
根据上述规范及加油站相关信息，可确定加油站灭火器的配置，如表4.2.3.1
表4.2.3加油站灭火器配置的设计
建筑构件的名称
占地面积m2
火灾种类
最大保护面积m2
灭火器类型
灭火器型号
数量
（具）
站房营业厅
30
A类
50
手提式（磷酸铵盐）干粉灭火器
MF/ABC36型
2
办公区
30
A类
50
手提式（磷酸铵盐）干粉灭火器
MF/ABC36型
2
仓库
20
A类
50
手提式（磷酸铵盐）干粉灭火器
MF/ABC36型
2
卫生间
10
A类
50
手提式（磷酸铵盐）干粉灭火器
MF/ABC36型
2
地下储罐区
72
B类
0.5
推车式50kg（磷酸铵盐）干粉灭火器
MF/ABC35型
2
加油区
120
B类
0.5
手提式（磷酸铵盐）干粉和泡沫灭火器
MF/ABC4型、MP6型
8
配电室
27
E类
55
手提式二氧化碳灭火器
MT2型
2
4.3灭火沙、灭火毯的设计
根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2012（2014版））中加油加气站的灭火器材配置要求10.1.1中第六条规定：
一、二级加油站应配置灭火毯5块，沙子2m3；三级加油站应配置灭火毯2块，沙子2m3。
加油加气合建站按同级别的加油站配置灭火毯和灭火沙子。
对于该加油站现配置设计如下：
1.配置灭火毯2块，消防沙5m3。
灭火毯的放置位置为站房仓库内，消防沙的放置位置为油站配电房附近的消防沙池内。
2.同时配置消防铁铲4把、消防沙桶4个。
3.消防器材养护：
a.灭火毯应放置在方便取用的位置妥善保管，并注意防雨、防潮，在使用或受潮后应及时进行清洁和晾晒，防止霉变损坏。
b.消防铁铲和消防沙桶应放置在消防器材间内妥善保管，并注意防雨、防生锈，当锈蚀时应及时除锈后重新涂漆。
第五章加油站防爆设计
5.1加油站爆炸危险性分析
加油站中爆炸风险是汽油和柴油的爆炸燃烧,其伤害模型有两种:
沸腾液体扩展蒸汽爆炸模型和蒸气云爆炸模型前者属于火灾性，后者属于爆炸型。
对于沸腾液体扩展蒸汽爆炸模型采用《安全系统工程（第二版）》[4]第247页凝聚相爆炸计算方法进行计算。
（如下）
最大正相超压△ps=0.137Z-3+.119Z-2+0.269Z-1-0.019
△p-s=△ps/p0
Z=R/（1000E/pa）1/3
E=1.8WQC
式中△p-s——冲击波超压与环境压力的比值；
Z——无纲量距离；
△ps——冲击波超压；
pa——环境压力；
R——目标到爆源的距离；
E——爆源总能量；
W——含能材料的质量；
Qc——爆炸料的爆炸热；
参考《安全系统工程（第二版）》[5]244页中关于冲击波超压对人体、建筑物伤害程度如下表5.1.1、5.1.2由此可得距离加油站不同距离的冲击波为多少。
表5.1.1冲击波超压对人体的伤害作用
超压P0/MPa
伤害作用
0.02～0.03
轻微作用
0.03～0.05
听觉器官损伤或骨折
0.05～0.10
内脏严重损伤或死亡
>0.1
大部分人员死亡
表5.1.2冲击波超压对建筑物的破坏作用
超压P0/MPa
伤害作用
0.005～0.006
门窗玻璃部分破碎
0.006～0.015
受压面的门窗玻璃大部分破碎
0.015～0.02
窗框破坏
0.02～0.03
墙裂缝
0.04～0.05
墙大裂缝
0.06～0.07
木建筑厂房房柱折断，房架松动
0.07～0.10
砖墙倒塌
0.10～0.20
防震钢筋混泥土破坏，小房屋倒塌
0.20～0.30
大型钢架结构破坏
由上表可知，当超压小于0.02MPa时，人员才方能免于损伤，此时的安全距离为6.3m；根据表5.8可知，当超压小于0.005MPa时，建筑物才可能免于遭受破坏，此时的安全距离为10m。
对于油站蒸汽云爆炸模型采用《防火防爆工程》[5]第177-178页爆炸波理论与实验研究结果中无约束蒸汽云爆炸计算与TNT当量计算，这里仅采用TNT当量计算法。
如下：
WTNT=AWfQf/QTNT
式中:
A为蒸气云的TNT当量系数,取4%;
WTNT为蒸气云的TNT当量,kg;
Wf为蒸气云中燃料的总质量,kg;
Qf为燃料的燃烧值,MJ/kg;
QTNT为TNT的爆热,4.12～4.69MJ/kg。
对于该加油站估算得WTNT=15000（kg,TNT）,爆炸危险性十分大。
5.2加油站爆炸危险区域划分
由于汽油是易燃液体，其蒸气与空气混合后极易产生爆炸性气体混合物，属于Ⅱ类爆炸性混合物，所以应按爆炸性气体环境危险区域划分。
根据加油站的爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，进行分区。
根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）的规定对该加油站进行划分。
如表5.2.1及5.2.2所示：
表5.2.1爆炸和火灾危险场所的类别和等级
类别
等级
特征
气体或蒸汽爆炸性混合物的爆炸危险场所
Q－1
（0区）
正常情况下能形成爆炸性混合物的场所
Q－2
（1区）
正常情况下不能形成，但在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所
Q－3
（2区）
正常情况下不能形成，但在不正常情况下形成爆炸性混合物可能性较小的场所。
如：
该场所内爆炸危险物质的量较少，爆炸性危险物质的比重很小且难以积聚，爆炸下限较高并有强烈气味等。
粉尘或纤维爆炸性混合物的爆炸危险场所
G－1
（10区）
正常情况下能形成爆炸性混合物的场所
G－2
（11区）
正常情况下不能形成，但在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所
火灾危险场所
H－1
（21区）
生产过程中产生、使用、加工、贮存或转运闪点高于场所环境温度的可燃液体，在数量和配置上。
引起火灾危险的场所
H－2
（22区）
生产过程中悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维不可能形成爆炸性混合物，而在数量和配置上能引起火灾危险的场所
H－3
（23区）
固体状可燃物在数量和配置上能引起火灾危险的场所
表5.2.2加油站内各区域爆炸和火灾危险场所的等级划分
区域
油罐区
加油区
办公区
消防间
配电间
厕所
等级
Q-2
（1区）
Q-2
（1区）
H-1
（21区）
H-1
（21区）
H-1
（21区）
H-1
（21区）
5.3泄爆
由于加油站与其他建筑结构相比，火灾爆炸危险性极大，情况十分特殊，所以加油站设计为敞开式建筑设计，无相关泄爆面积的计算。
5.4防爆电器设计
根据《压变压器类防爆结构的造型》、《低压开关和控制器类防爆结构的选型》、《灯具类防爆结构的选型》和《爆炸危险场所电气设备选型》表格为加油站选用合适的电气设备如下：
表5.4.1防爆电器设计
油罐区
加油岛
辅助区
灯具、低压开关和控制器、低压变压器
隔爆型、防爆通风或充气型
隔爆型、防爆通风或充气型
隔爆型、或防爆通风或充气型
隔爆式或防爆充气型
第六章加油站安全管理制度及应急救援措施
6.1安全管理制度
一、建立健全各种管理规则，悬挂整齐、位置适当并认真贯彻执行，有关人员要熟记会用。
二、制定切实可行的消防预案，定期组织消防训练和进行安全教育，使加油站人员做到：
人人熟悉消防知识，人人会用消防器材，人人关心安全工作。
三、建立健全安全检查制度，全面安全检查一般每周不少于两次，并认真作好登记。
四、按规定配齐消防设备器材，并定期进行检查保养，消除外部泥土、灰尘和油污，灭火机药剂要定期更换。
换装日期要及时填写登记簿。
五、电气设备要符合安全防爆等级要求，安装工艺安全规范。
六、加油站所有供电线路和用电设备要定期检查，发现不安全因素，必须及时排除。
七、储油罐安装呼吸阀必须符合设计要求，在呼吸管上安装的透气阀或阻火器，性能要良好。
八、加油站进出口、加油区设置“严禁烟火”、“禁打手机”“顾客止步”等安全警告标识，储油区清洁整齐、无易燃物、无抛洒油痕迹。
九、使用和维修各种设备器材，要严守操作规程，并按说明书要求进行，防止损坏机件、设备或发生事故。
十、夜间安全值班管理制度
1、加油站必须设夜间安全值班员。
2、值班时应坚守岗位，履行职责，不得睡觉、喝酒，发现不安全隐患及时排除，不得拖延。
3、值班员不得将与经营无关的人员、车辆带入或留在加油站。
4、管好炉火、电器等取暖用具。
5、熟悉消防器材的摆放位置、使用方法，一旦遇到火灾，及时果断处理。
6、夜间值班员必须等白班安全员接班，将值班情况交代清楚并填好记录后，方能离岗。
6.2应急救援措施
6.2.1救援程序
当出现重大汽油、柴油泄漏、火灾时，按下列抢险程序进行处理：
（1）急报报警电话119、110，非本公司人员迅速撤离现场;
（2）切断一切电源，熄灭一切火种;
（3）设立警戒区，在贮灌站围墙外范围内，禁止各种机动和非机动车辆、行人通行，并在下风方向设立大范围警戒区;
（4）急报当地政府、当地安监局、环保局等相关职能部门和公司主要领导;
（5）如有漏油未燃，应立即查明原因，采取各种有效措施处理，疏散站内车辆，车辆疏散时所采取的方法必须保证不会由此而引起着火爆炸;
（6）如漏油已燃，应立即查明起火原因，并立即用备用的灭火器材进行扑救，防止贮罐内因温度升高而产生燃烧、爆炸。
将人员和物资疏散到安全地带;
（7）如遇到操作、卸车时发生汽油、柴油大量泄漏、燃烧、爆炸时，应立即尽一切可能关闭各控制阀门，防止事态扩大。
（8）如贮罐经过多方努力，仍将发生爆炸时，应立即将人员和物资疏散到安全地带，并通知附近单位和人员进行疏散，以免引起人员伤亡和财产损失。
（9）请专业消防人员处置。
（10）注意保护好事故现场，便于事故调查。
6.2.2具体事故及对应处置方法
（1）油料泄漏处置方法
①闸阀发生漏油应及时维修，必要时进行更换。
油管线发生泄漏，应立即关闭闸阀，更换管线，用棉纱或消防沙清理地面，将清理物妥善处理。
②卸油泵和加油机发生泄漏（加油机泵、管线、胶管、加油枪），应立即停止作业，关闭闸阀进行维修或更换。
用棉纱或消防沙清理地面，并将清理物妥善处理。
③油罐发生泄漏，应及时清空油罐，用消防沙建立防护堤，控制泄漏范围，用棉纱或消防沙清理地面，并将清理物妥善处理。
（2）发生火灾处置方法
①加油机火灾处置
a加油机起火报告后，迅速启动应急预案。
b立即到配电室切断电源。
c消防员马上携带灭火器冲向起火地点，消灭加油机火情。
d根据站长命令，确定是否报警。
e火情完全消除，站长确认安全后，宣布重新营业。
②油罐区火灾处置
a员工发现油罐区起火后，迅速报告站长。
站长下令启动应急预案,并报警。
b切断加油站电源总开关
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