《电石装置安全设计规范》征求意见稿.docx
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《电石装置安全设计规范》征求意见稿
《电石装置安全设计规范》（征求意见稿）
编制说明
一、规范编制的必要性
（一）电石的生产过程危险、有害因素分析
电石生产的原料主要是生石灰和碳素材料，产品为电石，副产品为电石炉气。
生石灰具有腐蚀性，可致人体灼伤。
碳素材料可以燃烧，可能导致火灾。
电石由于其物理化学性质，在危险货物品中被列为第4.3类，属于遇湿易燃物品。
电石遇水或潮湿的空气发生反应释放乙炔气体，乙炔气体易燃易爆，与空气混合浓度在2.1%~87%时形成爆炸性气体混合物。
电石炉气的主要组分为一氧化碳，一氧化碳（CO）无色、无味、无臭、有毒气体，一氧化碳与空气混合后达到一定的浓度比例时，会引起燃烧及爆炸，当空气中一氧化碳含量在0.16~0.2%（1600~2000ppm）时，人吸入1~1.5小时后会中毒死亡，而浓度增加到1.5%以上时，则人吸入15分钟既会中毒死亡；其安全浓度控制在0.01%以下时才能确保人身安全。
氮气常用于吹扫和置换，当氮气浓度较高时会造成窒息。
在生产过程中，电石炉内以约2200℃的高温来冶炼电石，电石以熔融态由电石炉出炉口流出，产生较强的高温辐射热，容易造成灼烫。
电石的冶炼主要依靠电能，电炉用电电压高、电流大，电炉设备的电流通过部分必须绝缘良好，接触导电使人体受到伤害甚至死亡。
原料和产品的处理和输送，以及电石炉气的处理过程中，会产生大量的粉尘，对于人的呼吸器官、视觉器官、皮肤等都是有害的；其中焦炭和电石粉尘为爆炸性粉尘，可与空气形成粉尘爆炸性混合物，可能引起爆炸。
各种胶带输送机、料仓、电石炉、石灰窑、吊车等设备高度较高，存在着高处作业的状况。
电动机驱动的设备众多，存在物体打击和机械伤害的风险。
因此，电石生产过程中危险、有害因素众多，火灾、爆炸、灼烫、中毒与窒息、机械伤害、物体打击、高处坠落、触电等事故都可能发生。
（二）电石生产行业发生了较多的安全事故
近些年来，电石生产行业发生的多起安全生产事故，造成了严重的人员伤亡和重大财产损失以及恶劣的社会影响。
详见附件部分电石生产安全事故案例。
（三）《电石装置安全设计规范》是贯彻实施国家有关法律法规的体现
《电石装置安全设计规范》的编制和实施是贯彻实施《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》的具体体现，《电石装置安全设计规范》旨在规范电石行业安全设计，提高电石生产的本质安全，从源头上避免或减少电石生产中安全事故的发生，从设计上消除或削减危险源的产生与存在，为减少电石行业安全事故的发生具有重要意义。
（四）《电石装置安全设计规范》是提高电石行业本质安全的保证
《电石装置安全设计规范》从设计源头上规范了电石装置最基本的安全要求，其《电石装置安全设计规范》编制为电石安全设计提供了技术支撑，是电石行业安全生产的基本保障。
本规范的编制，可提高电石行业安全设计的执行水平，有利于电石行业安全设计的有效推广，促进行业内各装置的本质安全。
本规范通过对电石装置安全设计基本要求的规定，完善了电石行业安全设计的内容，使我国电石行业安全设计更加规范化、科学化和合理化。
本规范的编制和实施是从设计源头上对电石生产安全事故的遏制，必将减少电石行业的安全生产事故，为整个行业带来较好的社会效益和经济效益。
二、标准编制工作的简况
（一）项目来源
根据《国家安全监管总局关于下达2014年安全生产行业标准制修订项目计划的通知》（安监总政法〔2014〕39号），由中国电石工业协会和中国天辰工程有限公司编制《电石装置安全设计规范》。
（二）起草过程
1.2013年6月，受中国电石工业协会委托，中国天辰工程有限公司负责编制《电石装置安全设计规范》。
2.2013年6～8月，中国天辰工程有限公司进行了资料查阅、调研和现场回访调查等工作。
3.2013年9月，中国电石工业协会和中国天辰工程有限公司联合成立了标准编制组，初步确定了《电石装置安全设计规范》的编写提纲。
4.2013年10月，中国天辰工程有限公司成立《电石装置安全设计规范》编写项目组，组织各专业技术人员对编制规范具体内容进行编制和讨论。
5.2014年3月，国家安全生产监管总局通过了中国电石工业协会提请的《电石装置安全设计规范》立项申请审查。
6.2014年4月，中国天辰工程有限公司成立以技术部牵头的专家组，对《电石装置安全设计规范》编写的初稿进行了内部审查，提出了宝贵的修改意见。
7.2014年6月，由中国电石工业协会牵头，结合对标准提出的论证意见，在深入开展行业安全生产现状调研和文献收集的基础上，广泛征集了电石企业、研究设计单位及行业协会的意见。
8.2014年10月26～28日，由中国电石工业协会牵头，组织了勘察设计、科研单位和企业等行业专家对《电石装置安全设计规范》编写的征求意见稿进行了审查，提出了宝贵的修改意见。
9.2014年10月29～30日，中国天辰工程有限公司派《电石装置安全设计规范》主要起草人参加全国安全生产标准化技术委员会举办的“标准的结构和编写”培训班，并取得了标准资格证书。
为推动《电石装置安全设计规范》的编写具有重要作用。
10.2014年11月10～12月15日，中国天辰工程有限公司对第二次专家意见进行了讨论，针对专家的意见，对《电石装置安全设计规范》的内容进行了升版（第三版）。
（三）标准的主要起草单位和起草人
主要起草单位：
中国天辰工程有限公司和中国电石工业协会。
参与起草的单位有：
XXX等单位（待定）。
标准起草参与人：
戎兰狮、孙伟善、焦阳、XXX等（待定）
标准主要起草人：
耿玉侠、李勇、汤明伟、XXX等（待定）
（四）编制方法
1.企业调研
在规范起草过程中，编制项目组先后到产业比较集中地区和有代表性的电石生产企业进行调研，了解企业的安全设施设置状况、生产状况、安全状况和管理状况。
与企业技术、生产人员沟通交流，从企业的生产工艺、装备水平、生产管理水平、安全管理等方面出发，全面考察行业安全风险，重点分析如何通过设计实现工艺和设备的本质安全。
2.国内外相关资料的检索、查新
收集国内外有关安全设计的信息，尤其是国内权威部门颁布的有关安全设计方面的法律法规、标准规范的要求等，通过查新、检索国内电石行业生产状况，包括行业已有的研究成果、实测数据、公开报道、刊登的论文和资料等。
3.专家咨询
为掌握更多电石企业实施安全生产的详细资料，多次向有安全生产的咨询机构和技术专家了解安全生产过程，查阅了多家电石生产企业安全生产报告，同时向业内专家、设计单位以及企业一线工程技术人员进行了咨询。
4.任务下达，成立编制项目组
通过一系列的工作，结合国家安全生产监督管理总局有关文件的要求，考虑电石生产的危险有害因素、电石行业生产特性和多年来的事故，以及安全设计规范的严肃性、时效性，编制了标准的初稿和编制说明。
5.在技术部牵头下，组织专家组对编制内容进行了审查，对标准的初稿进行修改。
（五）技术路线
图1编制技术路线
三、标准的编制原则、主要内容、参考资料
（一）编制原则
1.规范水平要有先进性，逐步实现电石的安全设计达到或接近世界先进水平。
2.提高电石装置本质安全设计水平，防止和减少电石装置生产过程中产生的安全危害。
3.行业水平要有可淘汰性，可使电石生产行业中那些经整改仍无法达到安全设计规范水平的电石企业有序强制淘汰。
4.电石生产建设项目必须符合现行《电石行业准入条件》要求。
5.规范应有可实现性和指导性，对现有的电石生产企业进行调查统计，应确保70%以上电石生产企业通过技术改造，能够达到规范要求。
（二）标准的主要内容
本规范主要由以下几部分组成：
前言、总则、规范性引用文件、术语和定义及略缩语、电石装置危险有害因素及风险程度（危险源）分析、工艺安全设计、总平面布局安全设计、建（构）筑物安全设计、自动控制安全设计、电气安全设计、电信安全设计、设备安全设计、设备和管道布置安全设计、管道材料安全设计、消防安全设计、采暖通风及除尘安全设计、个人防护与应急救援设施设计和附录等内容。
（三）主要参考资料
1.《中华人民共和国安全生产法》
2.《危险化学品安全管理条例》
3.《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》
4.《国家安全监督总局关于第二批重点监管危险化工工艺目录和调整首批重点监管危险化工工艺中部分典型工艺的通知》
5.《电石行业准入条件》（2014年修订）
6.《建筑设计防火规范》GB50016
7.《危险货物品名表》GB12268
8.《危险化学品重大危险源辨识》GB18218
9.《职业性接触毒物危害程度分级》GBZ230
10.《化工建设项目安全设计管理导则》AQ/T3033
11.《化工企业工艺安全管理实施导则》AQ/T3034
12.《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493
四、技术论证和预期效果
（一）电石行业概况
1.我国电石行业发展历史
我国电石主要用于生产电石法聚氯乙烯，2012年统计数据表明，聚氯乙烯生产消耗的电石量约占电石表观消费量的80%以上；其次用于生产聚乙烯醇、醋酸乙烯、双氰胺和1，4-丁二醇等化工产品，该领域对于电石的需求量约占电石总消费量的10%左右；其余用于生产金属焊接切割用的乙炔气、氯丁橡胶、石灰氮及其衍生物等产品。
经过多年来的发展，电石行业的经济总量持续增长，产品应用领域不断拓宽，已经成为我国石油和化学工业体系中不可或缺的组成部分。
相对于欧美等发达国家，我国电石行业起步较晚。
1957年，全国电石产能仅10万吨。
进入上世纪六十年代，以电石法乙炔为原料的有机合成工业在我国迅速崛起，国内电石产能扩张速度有所加快，电石行业在国民经济发展中的作用也逐渐明显。
据不完全统计，1983年国内电石生产企业的数量达到约200家，拥有各种类型的电石炉合计430多座，设备总容量约130万千伏安，产能合计为240万吨/年。
到2012年，我国共有电石生产企业约330家，生产能力提高到2700万吨。
2.电石生产和消费情况
2008年，我国电石产量和表观消费量分别为1360万吨和1320万吨，到2012年产量和表观消费量分别达到1858.3万吨和1869.2万吨，5年时间电石产量、表观消费量年均增长率均在10%左右。
近几年来我国电石产能、产量、表观消费量统计见表1。
表12008年－2012年国内电石产能、产量以及表观消费量统计
年 度
2008
2009
2010
2011
2012
产能（万吨/年）
2150
2400
2400
2500
2700
产量（万吨）
1360.8
1503.3
1464.7
1737.6
1869.2
表观消费量（万吨）
1349.5
1511.8
1508.4
1719.1
1858.3
产量同比增长（%）
-8.2
10.4
-2.7
18.9
7.6
表观消费量同比增长（%）
-8.2
10.4
-0.2
13.9
8.1
开工率（%）
63.3
62.6
61
69.5
69.2
3.电石进出口情况
我国是电石生产大国，电石产品基本供国内自用，进口量很少，出口贸易也不活跃。
海关统计资料显示，2012年国内电石出口量为15.8万吨，仅占当年产量的0.85％,几乎不存在电石进口。
我国近几年来电石进出口情况见表2。
表22007年—2012年国内电石产品进出口统计
年度
2007
2008
2009
2010
2011
2012
进口量（吨）
33
46.97
36.15
168
10.88
15.8
出口量（万吨）
11.99
11.55
12.87
14.96
18.51
0.024
4.电石企业组织结构情况
2014年2月11日，工业和信息化部正式颁布了新修订的《电石行业准入条件（2014年修订）》。
新《电石行业准入条件》将电石新建项目的起始规模提高至单台炉容量不小于40000KVA，建设总容量（一次性建成）要大于150000KVA。
同时对电石产能实行总量控制,原则上禁止新建电石项目，新增电石生产能力必须实行等量或减量置换，且被置换产能须在新产能建成前予以拆除。
强化技术进步，加快落后产能淘汰。
受此影响，国内电石生产企业的规模将不断扩大，产业集中度也持续提高。
2006年，国内最大电石企业的规模只有30万吨/年，全国电石产量前十位的企业共生产电石137万吨，仅占全国总产量的12%。
2012年，
我国新增电石产能约300万吨，淘汰产能约130万吨，累计现有装置能力约为2700多万吨，其中国内电石企业的最大规模已接近200万吨/年，产能60万吨以上的电石企业有13家，占全国总产能的比例也上升到45.8%，详见表3。
表32012年我国电石产能60万吨以上的企业产能情况
序号
企业名称
产能（万吨）
占全国产能
比例（%）
1
新疆天业股份公司
200
7.4
2
鄂尔多斯化工集团
140
5.2
3
新疆中泰化学股份有限公司
108
4
4
中盐吉兰泰氯碱化工有限公司
64
2.37
5
宜宾天原集团股份有限公司
62
2.3
6
内蒙古宜化化工有限公司
150
5.55
7
新疆圣雄能源开发有限公司
60
2.22
8
山东荏平信发化工有限公司
100
3.7
9
宁夏大地化工有限公司
100
3.7
10
宁夏英力特化工股份有限公司
75
2.78
11
包头海平面高分子工业有限公司
60
2.22
12
内蒙古君正化工有限责任公司
60
2.22
13
内蒙古伊东集团东兴化工有限公司
60
2.22
8
合计
1239
45.9
5.电石企业布局情况
电石是资源和能源密集型产业，对于煤炭和电力的依赖程度较高。
近年来，国内电石产能向资源、能源大省集中的趋势愈发明显。
内蒙古、新疆、宁夏、陕西、甘肃等地区凭借其能源和资源优势，成为最受电石企业青睐的地区。
2012年，这五个省的电石产量分别达到495.1万吨、312.1万吨、309.5万吨、146.7万吨和126.8万吨，合计占全国总产量的74.4%，电石向中西部集中的态势日趋明显。
6.电石生产工艺介绍
电石生产方法有氧热法和电热法两种。
目前，企业大多采用比较成熟的电热法生产工艺，即生石灰和含碳原料（焦炭、无烟煤或石油焦）在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应生成电石。
主要生产流程是：
原料加工、配料，然后通过电石炉上端的入口将混合料加入炉内，在电石炉中加热至2000℃左右，发生以下反应：
CaO+3C→CaC2+CO↑
熔融状态的电石从出炉口泄入电石锅后，用牵引设备将电石坨运至冷却厂房进行冷却。
氧热法工艺是借鉴煤气化技术，将电石生产与煤气化整合为一体的全新生产工艺，氧热法电石炉生产工艺是将粒度合格的碳素材料（焦炭、无烟煤或煤粉）与粒度合格的钙质原料（石灰石、石灰或电石渣）按比例混合，然后用成型机将混合粉料压制成一定颗粒的原料，通过输送设备送至氧热法电石炉内，通过喷嘴喷氧与原料中的碳燃烧放出的热量促使碳元素与石灰反应生产电石。
此技术已由中国天辰工程有限公司与北京化工大学成立了联合研发团队，还停留在中试阶段，需要行业推动国家设立专项资金，以集中国内优势资源进行技术攻关。
7.电石生产装置介绍
电石生产使用的主要装置是电石炉，生成电石的电化学反应就是在电石炉内完成的。
电石炉主要由炉体、电极、变压器及其短网、出炉系统、尾气净化系统等组成。
按照炉体构造的不同，电石炉可以分为开放式、内燃式以及密闭式三种。
（1）开放式电石炉
2005年，国家颁布了《电石行业准入条件》，要求开放式电石炉必须依法淘汰。
在随后出台的《产业结构调整指导目录》（2005年版）中，开放式电石炉也被列为淘汰类生产装置。
目前，国内的开放式电石炉已经全部被淘汰。
（2）内燃式电石炉
内燃式电石炉在炉面上增加了吸气烟罩、排烟气管道、烟囱以及烟气净化处理等装置，从而大大减少了炉面热辐射和烟尘排放。
因此相对于开放式电石炉，粉尘及各种有害气体的排放量也大大减少，工人的操作环境也得以改善，安全生产水平明显提高。
内燃式电石炉在我国电石行业发展壮大过程中发挥了至关重要的作用。
“十五”期间，内燃式电石炉就成为很多电石新建项目的首选设备，产能总量也因此迅速增长。
内燃式电石炉在国内电石产能中的比例一度超过90%。
近几年来，随着密闭式电石炉的不断推广，内燃式电石炉的产能比例才有所下降。
2007年和2014年的两次修订的《电石行业准入条件》均明确指出新建电石装置必须采用密闭电石炉，内燃式电石炉将逐渐被淘汰。
（3）密闭式电石炉
密闭式电石炉的特点是在炉体上加装炉盖，将电石炉整体密封起来，炉盖上装有自动加料管，装置运行时与空气隔绝，正常情况下，炉面上不发生燃烧现象，热能损失较小，副产的电石炉气可以净化后作为燃料或用于生产化工产品。
20世纪八、九十年代，为提升电石炉的技术装备水平，我国从挪威Elkem公司引进了7台25500千伏安的密闭式电石炉及其配套设备。
通过对引进技术和设备的消化吸收，国内企业和科研院所逐步开发出符合我国电石行业实际的密闭式电石生产技术，密闭式电石炉的关键装备和成套设备也已经完全实现国产化，《电石行业准入条件》（2007年修订）颁布之后，密闭式电石炉的产能快速增长，在行业总产能中所占的比例也不断提高。
《电石行业准入条件》（2014年修订）的颁布，将加速内燃式电石炉的淘汰，等量替换的密闭电石炉所占比例也将快速增大。
预计“十二五”期间密闭式电石炉的产能比例可达到85%以上。
（二）预期效果
《电石装置安全设计规范》通过对电石装置安全设计基本要求的规定，提高电石装置的本质安全，完善了电石行业安全设计的内容，使我国电石行业安全设计更加规范化、科学化和合理化。
《电石装置安全设计规范》的编制和实施是从设计源头上对电石生产安全事故的遏制，必将减少电石行业的安全生产事故，为电石行业带来较好的社会效益和经济效益。
五、对标情况
《电石装置安全设计规范》是从设计源头规范电石装置本质安全，本规范的编制在国内乃至国际尚属首次，没有现成的标准可以借鉴。
六、需要说明的主要问题
（一）引言的说明
本规范的引言说明了标准制订的目的、原则，并指出，在技术可行、经济合理的前提下，采用适宜、可靠的安全措施与对策，将电石装置的安全风险降低到最低程度。
（二）适用范围的说明
本规范适用于新建、改建、扩建电石装置的安全设计。
（三）规范性引用文件的说明
根据编制需要，选择《建筑设计防火规范》GB50016、《建筑物防雷设计规范》GB50057、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058等纳入规范性引用文件。
（四）术语和定义的说明
对规范内的术语进行定义说明；并对缩略语PCS、SIS、DCS和UPS进行了说明。
（五）要求的说明
根据电石装置的危险、有害因素，结合电石行业的特点，并考虑近些年电石生产过程中的安全事故，详细规定了电石装置危险有害因素及风险程度（危险源）分析的方法和各个专业的安全设计基本要求。
（六）与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系
本标准与现行法律、法规和强制性标准都是相符合的。
七、相关建议
（一）标准实施的可行性分析
本规范的制订遵循“安全第一、预防为主”的安全生产方针，在符合国家现行法律、法规以及电石行业产业政策要求的前提下，对电石装置安全设计做出了详细的规定。
本规范是在广泛调研、系统总结和反复论证的基础上完成的。
不仅汲取了电石行业在安全设计上的成功经验，也总结了多起电石行业安全事故的教训，同时全面分析电石装置的危险、有害因素，综合考虑电石生产过程的特点，并紧密结合了国内电石行业的现状与发展需求，以确保规范的科学性、合理性、先进性和前瞻性。
规范要求设置具备可行性。
本规范内容侧重于电石装置危险有害因素及风险程度（危险源）分析的方法和各个专业的安全设计基本要求，从源头规范电石装置安全设计的基本要求，从而规范电石行业安全设计，提高电石生产的本质安全，对促进电石行业安全生产提供了技术保证。
（二）标准实施的建议
建议由县级以上人民政府安全监督管理行政主管部门负责监督实施。
（三）标准性质的建议
考虑安全生产的重要性，建议本标准定为安全生产行业推荐性标准。
八、征求意见的反馈和处理
（一）标准征求意见稿发送
建议由国家安监总局在安监总局官方网站上公开征求意见，各省、市、自治区安监部门均组织了相关企业进行了讨论，并将讨论意见汇总反馈。
（二）标准征求意见稿发送单位涉及领域
本标准规范应征求意见的单位有：
安全监管部门、电石生产企业、省市电石行业协会、安全生产专业服务机构、科研院所等。
（三）意见处理情况
对标准征求意见反馈的意见进行汇总，并整理相应的《意见汇总处理表》，针对《意见汇总处理表》提出的问题，组织安全监管部门、电石生产企业、电石行业协会和设计单位进行再次讨论。
九、部分电石生产安全事故案例
1970年7月19日，三明某化工厂电石车间3#电石炉电极导电卡漏水，未及时采取措施消除隐患，炉上带水湿料下榻至炉内，发生爆炸，造成1人死亡，2人重伤。
2001年12月6日，某氯碱公司电石厂电石炉1号电极夹套漏水，停炉抢修时，蒸汽热浪及熔融的物料从2号电极处顺打开的加料口向外喷射，造成平台上的工人41名灼伤。
2007年11月19日，宁夏石嘴山市某有限公司发生电石喷炉事故，导致6人重伤、6人轻伤，其中4人伤势严重。
事故是由于电石炉内大量进水后，水遇高温分解产生大量氢气、氧气及一氧化碳气体，同时水与炉面上部的高温熔融电石反应产生乙炔气体，在高温的情况下急剧爆燃，炉内未反应的物料同时喷出，导致人员灼烫及设备损坏事故的发生。
2009年12月6日， 宁夏某公司电石厂发生喷炉事故，电石厂职工在检修电石炉时，由于炉内渗水，造成炉内气体喷出，当场灼伤41名正在检修的职工。
2013年02月，内蒙古君正能源化工在生产电石过程中炉盖顶部软连接部件损坏，循环水渗透至炉内致使炉压急速升高，使上部安全水封罐失效飞出一百多米，其火焰串烧至炉顶料仓底部层，此事故造成多名工人受伤。
以上事故案例均为因循环水泄漏进入电石炉引起的火灾或爆炸事故。
针对漏水存在隐患，采取如下安全措施：
第5.5.1.4条：
电石炉应设炉气组分（CO、H2、O2等）在线检测、报警，当H2含量超标时，联锁关闭电石炉变压器及炉气净化系统，对循环水系统进行检查；同时，第5.5.4.2条对炉盖、电极把持系统、短网、出炉口、料嘴、炉壳、荒炉气烟道、净炉气烟道各用水点应在回水管路设流量、温度监测及报警；炉盖、电极把持系统、短网、料嘴各用水点宜在进水管路设流量监测，以快速判断各循环冷却水支管是否漏水。
第5.5.4.4条：
采用闭式循环冷却水时，应采取检漏措施。
通过判断，可以及时切断漏水支管阀门，避免对炉内高温区产生影响。
2009年11月10日，宜良县某电石厂因变压器着火造成起火事故。
该厂当时已经生产出一批80吨的电石，出炉时温度很高。
车间里有两个变压器，其中一个变压器里的变压油起火，同时引燃电石炉。
锅炉内喷出的灰造成一人轻微烫伤。
以上事故案例为变压油温度过高导致的火灾事故。
采取的安全措施：
第5.5.4.6条：
变压器油水冷却器循环冷却水应在回水支管设压力、温度监测及报警，宜设流量监测和报警。
2003年9月25日，内蒙古某电石厂循环水站输送电源线路故障造成2#电石炉循环冷却水泵跳闸，操作工启动柴油机进行紧急供水以满足电石炉的生产。
由于柴油机未能成功启动且停炉不及时，造成炉盖被烧毁，大量残余水流进电石炉发生爆炸，将整个炉盖、二楼电极设备炸
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