m3湿式乙炔气柜的防火防爆设施设计 学位论文Word文档格式.docx

1、建设项目工艺过程可能导致事故的危险源 2.2.1、分析乙炔气体气柜等工艺过程可能导致泄漏、爆炸、 火灾、中毒的危险源 2.2.2、HAZOP分析第3节：装置或单元的火灾危险性分类和爆炸危险区的划分 2.3.1、对厂区和气柜的火灾和爆炸危险区划分第4节：乙炔输送管道存在的危险源 2.4.1、乙炔气体长输管道的路由 2.4.2、长输管道穿、跨越过程存在的危险源和有害因素第三章：厂区设计采用的安全措施工艺系统 3.1.1、气体气柜采用的防泄漏、防火、防爆、防尘、防毒、防腐蚀等主要措施 3.1.2、正常工况和非正常工况下乙炔气体和气柜的安全控制措施总平面布置 3.2.1、厂区主要建筑物的间距和防危措施

2、 3.2.2、厂区和乙炔气柜平面和竖向的主要安全考虑 3.2.3、厂区主要建筑物防火间距和标准规范符合情况 3.2.4、厂区的消防和安全疏散通道和出口的设置 3.2.5、其他的安全措施设备及管道 3.3.1、气柜和乙炔输送管道的设计与国家法规的符合情况 3.3.2、气柜和管道的选择和防护措施 3.3.3、其他的安全措施电气 3.4.1、厂区供电电源、电气负荷、应急或备用电源的设置 3.4.2、为厂区 电气设备划分防爆和防护等级 3.4.3、厂区和气柜的防雷、防静电接地措施 3.4.4、采取的其他电气安全措施第5节：自控仪表及火灾报警 3.5.1、厂区的应急或备用电源、气源的设置 3.5.2、气

3、柜正常工况下自动控制系统的设置 3.5.3、乙炔气体泄漏检测和报警设施的设计 3.5.4、关于乙炔气柜控制室的组成和控制中心的作用 3.5.5、火灾报警、应急广播系统的设置 3.5.6、采取的其他安全措施第6节：建构筑物 3.6.1、厂区主要建筑物一览表 3.6.2、乙炔气柜和各控制室的通风、排烟、除尘、降温等措施 3.6.3采取的其他安全措施第7节：其他的防范措施 3.7.1、关于厂区应对洪水、地质灾害、地震的自然灾害的措施 3.7.2、厂区防燥、防灼烫、安全标志等的设置 3.7.3、采取的其他安全措施第8节：事故应急措施及安全管理机构 3.8.1、厂区周边的主要事故应急救援措施 3.8.2

4、、厂区安全管理机构和人员的设置和配备第9节：安全评价报告意见的采纳情况 3.9.1、参看表格参考文献：建筑设计防火规范石油化工企业设计防火规范石油库设计防火规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范防火防爆技术危险化学品重大危险源辨识（GB18218）危险化学品重大危险源监督管理暂行规定（国家安全监管总局令第40号）乙炔站设计规范危险化学品重大危险源分级方法火灾的危险性分类钢制气柜设计标准厂区相关布置图参照附件厂区概况：地理位置1.选址 石油化工企业附近应有良好的水源，能够满足工厂的生活用水、工业用水和消防用水的需要；厂址应尽量靠近热电供应地，尽量满足工厂的供电供热要求；厂址应有良好的自然通风及交

5、通运输条件，具有良好的铁路和公路运输路线；摘自乙炔站设计规范（GB 50031-91）2.0.1本项目位于独山子区北部布置，在独山子石化总厂第二电厂西北面停建的烷基苯装置规划用地以南独克公路以西的区域。这里北距奎屯市约14km西北距乌苏市区约20km自炼油厂接312国道的公路与矿区铁路专线分别从拟建厂区东、西侧不远处穿过交通较为方便2.厂址地形、地貌概括 建厂区周围地势开阔平缓南高北低自然坡度平均为27%，处于山前倾斜的戈壁平原，地貌形态单一。以西约2km 为南北流向的河谷，南面4km 为低山丘，山丘东侧3km 为洼地水源。由于拟建项目所处位置地势较高对防洪无特殊要求，所以选择在新疆独山子工业

6、园区。3.地质、水文情况 地质构造上属于新第三纪，山前坳陷的西段上覆300-500m 厚的第四纪冲积洪积松散砂砾石层。地下水埋深一般大于50m，工程地质条件良好。该区主要地表水系河谷，河全长70km，集水面积1564km3，年迳流量6.034108m3，洪水期最大流量173m3/s，最小流量4.2m3/s，属山区降雨及隔雪水补给型，迳流年内分布不均。该河谷是该地区生产、生活用水的主要来源之一。4.气候、气象条件 厂址地处欧亚大陆中心，远离海洋，属大陆北温带温带气候，其特点是冬冷夏热，降雨较少，雨季集中，气候适宜，温度的年、日变化小，光照充足，无霜期长。该区域平均风速为2.6m/s，年主导风向为

7、西风其次为东南风。5.温度 年平均温度7.3，极端最高温度37.2，最热月份平均温度七月22.6，最热天平均温度31.1，连续三天最热天平均温度29.0，极端最低温度-25.5，最热月份平均最高温度七月30，最冷月份平均温度一月-18.4，最冷月份平均温度一月-14.6，最冷月份平均温度-28.7，连续五天最冷天平均温度-30.9。6.湿度 最大相对湿度100，最小相对湿度0，年平均相对湿度70。7.气压 年平均气压0.0919MPa，历年最高气压0.0946MPa，历年最低气压0.0900MPa。8.降雨 年平均158.4mm，年最大279.0mm ，年最小71.4mm，日最大21.1mm，

8、月最大62.0mm ，连续天数/量10d/21.8mm，降雪和雪载年最大48.3cm，最大累积深度41cm，年平均30.6cm，年最小14.4cm，基本雪载5MPa/m2。9.风向和风载 正常风载距地面10m处6MPa/m2，主导风向W17次多风SE9。10.风速 年平均风速2.6m/s，最大风速26m/s。11.蒸发量 一年内平均蒸发量2709.9mm，年最大蒸发量3287.1mm，年最小蒸发量2021.3mm。第二节： 1.距居住区、商业中心、学校、体育馆等人员密集区域约300米； 2.距医院约100米； 3.距道路交通干线约80米； 4.周边无地铁站、码头；无军事禁区，法律、行政法规规定

9、的其他场所及设施。第三节：该项目总平面布置图布置主要按乙炔气柜的防爆防泄漏，结合厂区地形及新建设施进行总平面图布置的功能划分。装置的部分公用设施及辅助设施就近布置，储存区域及辅助区域分开布置。乙炔站应布置在氧气站空分设备吸风口处全年最小频率风向的上风侧。摘自乙炔站设计规范（GB 50031-91）2.0.2；全厂性的高架火炬宜位于生产区全年最小频率风向的上风侧。摘自石油化工企业设计防火规范（GB501602008）4.2.6；消防区宜位于生产区全年最小频率风向的下风侧；应便于消防车迅速通往工艺装置区和罐区；宜避开工厂主要人流道路。摘自石油化工企业设计防火规范（GB501602008）4.2.1

10、0； 该项目分为生产区、辅助区，生产区主要为气柜和火炬，位于全年最小频率风向的上风侧，主要用地在东部，便于集中控制管理；辅助区主要为控制室、配电室和消防水池，主要用地在西部，位于全年最小频率风向的下风侧。该项目总体布置原则上在符合园区总体规划的基础上做到节约用地，合理有效的利用现有场地，满足工艺流程、环保、安全与卫生及道路运输的要求。第四节： 1.出入口设计工厂主要出入口不应该少于两个，并宜位于不同方向。摘自石油化工企业设计防火规范（GB50160）4.3.1该项目厂的区内在东、南、西、北各设一个出口，共四个出口。 2.围墙设计 乙炔站应设置围墙或栅栏。围墙或栅栏至乙炔站有爆炸危险的建筑物、电

11、石渣坑的边缘和室外乙炔设备的净距，不应小于下列规定：（1）、实体围墙（高度不应低于2.5m）为3.5m；（2）、空花围墙或栅栏为 5m；摘自乙炔站设计规范（GB 50031-91）2.0.9该项目在距乙炔气柜5米处设有高3米，边长为21米的正方形实体围墙，并在西、南各设有一个出口，共两个出口。第2章：物料的危险性分析2.1.1、乙炔 属于危险化学CAS号74-86-2，沸点为-83.6，凝固点-85，在常温常压下比空气略轻、溶于水和有机溶剂的无色可燃气体；工业生产的乙炔含有磷、硫等杂质时带有刺激性臭味，性质活泼；乙炔纯度、操作压力和温度越高，越容易爆炸，在高温、高压下具有强烈的爆炸能力；乙炔爆

12、炸极限范围很宽，在空气中为2.5%82%（其中7%13%最易爆炸，最适宜的混合比为13%），在纯氧中为2.3%93%（其中30%最易爆炸），属于快速爆炸混合物，其爆炸延滞时间只有0.017s，一旦遇到火源，即可发生火灾爆炸事故。因此在厂房中要严禁吸烟违规用火，预防静电火灾。物料名称危险化学品分类相态密度g/cm3沸点凝点闪点自燃点职业接触限值毒性等级Cac2第3，4类固态2.22 -17.8没有标准1级C2h2第2类气态0.62-83.8-83.6305GBZ 22002PH2.3 有毒气体；2.1 易燃性气体1.379-87.738美国TWA：ACGIH 0.3ppm，0.42mg/m3美国

13、STEL：ACGIH 1ppm，1.4mg/m34级爆炸极限v%火灾危险性分类危害特性稳定甲类电石粉末有刺激性,触及皮肤上的汗液生成Ca（OH）2,灼伤皮肤,直至皮肤溃烂；电石粉尘在浓度达到一定值时，与空气混合可形成爆炸性化物，遇静电、明火或外力冲击作用可发生粉尘爆炸。电石暴露在空气中或电石灰飘落在环境中，会吸收水分显碱性污染环境、破坏植物生长1.582极易燃烧爆炸,与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。能与铜、汞、银等的化合物生成爆炸性物质。甲级极易燃，具有强还原性。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。暴露在空气中能自

14、燃。与氧接触会爆炸，与卤素接触激烈反应。与氧化剂能发生强烈反应。H2S2.1类易燃气体，2.3类毒性气体，有剧毒1.189-60.4-50260106级4.046易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硫酸或其它强氧化剂剧烈反应，引起爆炸。气体比空气重，沿地面扩散并易积存于低洼处，遇火源会着火回燃物质数量浓度位置温度压力大量反应炉201atm2000m3气柜404.9Ph3少量H2s 分析并说明建设项目工艺过程可能导致泄漏、爆炸、火灾、中毒事故的危险源。1.安全罩帽故障导致空气进入。2.气体泵故障导致气体压力过大。3.气柜迎风面没有足够的抗风强度导致气柜变

15、形气体泄露。4.水槽在过高压力下长时间使用可能导致水槽形变使得乙炔泄露。5.没有足够的防腐措施导致钢制气柜关键部位腐蚀。6.没有定期补充因蒸发或压力波动损失的水导致气体泄露7.地基的局部变形导致水槽破裂气体泄漏8.没有轴衬结构的外导轨因进入异物导致罩帽上升故障。9.与其他物质及催化剂发生反应导致爆炸火灾10.因设计缺陷或设备老化造成乙炔泄露导致人员窒息甚至气爆或者喷射火。11.因设计缺陷或设备老化造成活动塔节故障使得空气进入气柜达到乙炔的爆炸下限。12.人员误操作导致出气管封气阀没有关紧导致气体泄漏。13.乙炔气体在管道中流速过快导致摩擦起火。14.寒冷时水槽中水可能结冰导致乙炔泄露。3.3.

16、3 指出建设项目可能造成作业人员伤亡的其他危险和有害因素，如粉尘、窒息、腐蚀、噪声、高温、低温、振动、坠落、机械伤害、放射性辐射等。1.电气伤害雷电伤害：气柜、设备及配电装置有遭受雷电袭击的危险，可能导致火灾、设备破坏、人员触电伤害事故。漏电伤害：设备故障、人员误操作可能造成人身触电事故。2.机械伤害转动设备、设备检测和维修等易产生机械伤害。3.坠落伤害检修时检修人员可能在气柜上坠落造成坠落伤害。4.窒息伤害乙炔气体泄漏可能造成附近空气含氧量降低导致窒息伤害。5噪声危害设备运行产生大量噪音。3.3.4 说明上述3.3.2及3.3.3条中危险源及危险和有害因素存在的主要作业场所。乙炔气柜 配电室

17、 管道3.3.5 说明装置或单元的火灾危险性分类和爆炸危险区域划分。根据危险化学品重大危险源分级方法二、R的计算方法（3.3.6中有详细公式）和火灾的危险性分类中的三、 火灾危险性分类中可燃气体爆炸下限的确定基准。由于绝大多数可燃气体的爆炸下限均小于10% , 一旦设备泄漏，在空气中很容易达到爆炸浓度而造成危险，所以将爆炸下限小于10的气体划为甲类；少数气体的爆炸下限大于10% ，在空气中较难达到爆炸浓度，所以将爆炸下限大于等于10的气体划为乙类。多年来的实践证明，这种划分可行。因此，本规范仍采用此数值。但任何一种可燃气体的火灾危险性不仅与其爆炸下限有关，而且还与其爆炸极限范围值、点火能量、混

18、合气体的相对湿度等有关，使用时应加注意。 因乙炔的爆炸下限为2.1%的可燃气体所以确定乙炔气柜的火灾危险性类别为甲级。 3.3.6 按照危险化学品重大危险源辨识（GB18218）辨识重大危险源，并按照危险化学品重大危险源监督管理暂行规定（国家安全监管总局令第40号）划分重大危险源等级。根据危险化学品重大危险源辨识二、R的计算方法式中：q1,q2,qn 每种危险化学品实际存在（在线）量（单位：吨）；Q1,Q2,Qn 与各危险化学品相对应的临界量（单位：1，2,n 与各危险化学品相对应的校正系数； 该危险化学品重大危险源厂区外暴露人员的校正系数。本项目中乙炔为易燃气体厂区附近无常住人口q=2.34

19、、Q=1=1.5、=1所以R=3.5110 根据危险化学品重大危险源辨识（GB18218）该项目为四级危险化学品重大危险源。特别警示极易燃气体；经压缩或加热可造成爆炸；火场温度下易发生危险的聚合反应。理 化 特 性无色无臭气体，工业品有使人不愉快的大蒜气味。微溶于水，溶于乙醇、 丙酮、氯仿、苯。分子量26.04，熔点-80.8，沸点-83.8，气体密度1.17g/L，相对密度（水=1）0.62，相对蒸气密度（空气=1）0.91，临界压力6.19MPa，临界温度35.2，饱和蒸气压4460kPa（20），爆炸极限2.1%80%（体积比），自燃温度305，最小点火能0.02mJ。 主要用途：主要是

20、有机合成的重要原料之一。亦是合成橡胶、合成纤维和塑料的原料，也用于氧炔焊割。危 害 信 息【燃烧和爆炸危险性】 易燃烧爆炸。能与空气形成爆炸性混合物，爆炸范围非常宽，遇明火、高热和氧化剂有燃烧、爆炸危险。 【活性反应】 与氧化剂接触猛烈反应。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。能与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。 【健康危害】 具有弱麻醉作用，麻醉恢复快，无后作用，高浓度吸入可引起单纯窒息应急处置原则【一般要求】 操作人员必须经过专门培训，应具有防火、防爆、防静电事故和预防职业病的知识和操作能力，严格遵守操作规程。 密闭操作，避免泄漏，全面通风，防止乙炔气体泄漏到工作场所空气中。远离火种、

21、热源，工作场所严禁吸烟。 在发生或合成、使用、储存乙炔的场所，设臵可燃气体检测报警仪，并与应急通风联锁，使用防爆型的通风系统和设备。操作人员应穿防静电工作服，禁止穿戴易产生静电衣物和钉鞋。 避免与氧化剂、酸类、卤素接触。 生产、储存区域应设臵安全警示标志。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 【特殊要求】 【操作安全】 （1）在有乙炔存在或使用乙炔作业的人员，应配备便携式可燃气体检测报警仪。不能接触铜、银和汞。要避免使用含铜66以上的黄铜、含铜银的焊接材料和含汞的压力表。 （2）进入有乙炔存在或泄漏密闭有限空间前，应首先检测乙炔浓度，强制机械通风

22、10分钟以上，直至乙炔浓度低于爆炸下限20%，作业过程中有人监护，每隔30分钟监测一次，可燃气体含量不得高于爆炸下限的20%。 （3）凡可能与易燃、易爆物相通的设备，管道等部位的动火均应加堵盲板 45 与系统彻底隔离、切断，必要时应拆掉一段连接管道。 （4）电石库禁止带水入内。 （5）使用乙炔气瓶，应注意： 注意固定，防止倾倒，严禁卧放使用，对已卧放的乙炔瓶，不准直接开气使用，使用前必须先立牢静止15分钟，再接减压器使用，否则危险。轻装轻卸气瓶，禁止敲击、碰撞等粗暴行为； 同时使用乙炔瓶和氧气瓶时，两瓶之间的距离应超过10m。不得将瓶内的气体使用干净，必须留有0.05MPa以上的剩余压力气体；

23、 乙炔气瓶不得靠近热源和电器设备，夏季要有遮阳措施防止暴晒，与明火的距离要大于10m。气瓶的瓶阀冻结时，严禁用火烘烤，可用10以下温水解冻； 乙炔气瓶在使用时必须设专用减压器。回火防止器，工作前必须检查是否好用，否则禁止使用，开启时，操作者应站在阀门的侧后方，动作要轻缓。 （6）在乙炔站内应注意： 站房内允许冬季取暖时，不得用电热明火，宜采用光管散热器，以免积尘及静电感应，并应离乙炔发生器1m以上，当气温在0以下时，可用氯化钠的水溶液代替发生器及回火防止器的用水，以防冰冻的发生。乙炔发生器管道冻结可用热水解冻。移动式乙炔发生器在夏季应遮阳，防高温和热辐射； 乙炔发生器设备运行时，操作者应密切注

24、意各部位压力和温度的变化。若发现压力表读数骤升或有气体从安全阀逸出，或者启动数分钟压力表的指针没有上升应停止作业，排除故障。严禁超出规定压力和温度； （7）乙炔设备、容器及管道在动火进行大、小修之前应作充氮吹扫。所用氮气的纯度应大于98%，吹扫口化验乙炔含量低于0.5%时，才能动火作业，并应事先得到有关部门批准，设专人监护和采取必要的防火、防爆措施。 【储存安全】 （1）乙炔瓶储存于阴凉、通风的易燃气体专用库房。远离火种、热源。库房温度不宜超过30。 （2）应与氧化剂、酸类、卤素分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储存区应备有泄漏应急处理设备。乙炔

25、瓶贮存时要保持直立，并有防倒措施，严禁与氧气、氯气瓶及易燃品同向贮存。乙炔瓶严禁放在通风不良及有放射线的场所，不得放在橡胶等绝缘体上，瓶库或贮存间有专人管理，要有消防器材和醒目的防火标志。 （3）储存室内必须通风良好，保证空气中乙炔最高含量不超过1%（体积比）。储存室建筑物顶部或外墙的上部设气窗或排气孔。排气孔应朝向安全地带，室内换气次数每小时不得小于3次，事故通风每小时换气次数不得小于7 46 次。 【运输安全】 （1）运输车辆应有危险货物运输标志、安装具有行驶记录功能的卫星定位装臵。未经公安机关批准，运输车辆不得进入危险化学品运输车辆限制通行的区域。 （2）槽车运输时要用专用槽车。槽车安装

26、的阻火器（火星熄灭器）必须完好。槽车和运输卡车要有导静电拖线；槽车上要备有2只以上干粉或二氧化碳灭火器和防爆工具；要有遮阳措施，防止阳光直射。 （3）车辆运输钢瓶时,瓶口一律朝向车辆行驶方向的右方，装车高度不得超过车箱高度，直立排放时，车厢高度不得低于瓶高的2/3。不准同车混装有抵触性质的物品和让无关人员搭车。运输途中远离火种，不准在有明火地点或人多地段停车，停车时要有人看管。发生泄漏或火灾要开到安全地方进行灭火或堵漏。 （4）安 全 措 施【急救措施】 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 【灭火方法】 切断气源。若不能切断气

27、源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器， 尽可能将容器从火场移至空旷处。 灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。 【泄漏应急处臵】 消除所有点火源。根据气体的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员戴正压自给式空气呼吸器，穿防静电服。作业时使用的所有设备应接地。禁止接触或跨越泄漏物。尽可能切断泄漏源。若可能翻转容器，使之逸出气体而非液体。喷雾状水抑制蒸气或改变蒸气云流向，避免水流接触泄漏物。如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。禁止用水直接冲击泄漏物或泄漏源。防止气体通过下水道、通风系统和密闭性空间扩散。隔离泄漏区直至气体散尽。

28、作为一项紧急预防措施，泄漏隔离距离至少为100m。如果为大量泄漏，下47 风向的初始疏散距离应至少为800m。3.3.8说明危险化学品长输管道的路由及穿跨越过程存在的危险源及危险和有害因素。 1.设备老化导致管道泄漏。 2.设备故障导致管道内压力过高。 3.车辆或设备的撞击可能使管道破裂导致气体泄漏。 4.人员误操作导致进气管道压力过大，或者出气管道流量过高 使得气柜内部真空导致气柜变形。 5.管道内流速过快气体与管道摩擦导致起火爆炸。 6.管道埋地时间过长导致管道壁腐蚀导致泄露。3.3.9 根据建设项目前期开展的安全评价等报告，说明主要分析结果。 乙炔作为危险化学品有极易爆炸燃烧的特性，尤其是在高压或者和铜、银接触时发生剧烈的化学反应，所以在设计管道和乙炔气柜时要严禁使用有铜、银的设备，并且要严格控制管道和气柜的压力，要在必要的地方设置能紧急减压火炬。由于乙炔的爆炸极限十分广因此要在厂房严格执行禁火禁火区严禁吸烟、严禁违章动火，严禁穿易起静电的