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1、某化纤厂的防火防爆设计毕业论文某化纤厂的防火防爆设计毕业论文 防火防爆课程设计 设计题目：某化纤厂的防火防爆设计 班 级：安全工程 12班 姓 名：陈 莉 指导教师：杨春海 设计时间：2015年 7 月2015 年 8月 某化纤厂的防火防爆设计 摘 要 本次课程设计主要针对化纤厂进行的防火防爆设计。通过辨识、分析生产原料和产品的危险特性，再根据化纤生产过程中存在的主要危险、有害因素确定工厂内所需厂房、仓库、生活区与办公区，根据建筑设计防火规范1布置工厂内生产场所、附属设施、存储区等建构筑物所在区域，确定各个建、构筑物的功能、耐火等级等方面。通过了解危险物质的性质和建筑物的面积后，根据建筑通过对

2、以上各项内容进行设计，保证化纤厂安全生产。关键词：防火防爆 化纤 耐火等级 防火间距 A characteristic of design for fire and explosion prevention Abstract This course design mainly aimed at the characteristic of design for fire and explosion prevention.Through the identification,analysis,the danger of raw material and product features,Accor

3、ding to chemical fiber main risk existing in the production process,Harmful factors required within a certain factory workshop,warehouse,living area and office area.According to The code for fire protection design of storage place of fire risk category,reasonable arrangement factory production sites

4、,ancillary facilities,such as storage area architectural structures Reasonable arrangement factory production sites,ancillary facilities,such as storage area architectural structures,determine all the function of the building and structures,fire rating,etc.By understanding the nature of the dangerou

5、s substances and the area of the building,according to The code for fire protection design of buildings Key Words:For fire and explosion prevention;Chemical fiber;Fire resistance rating;Fire separation 1 前言 1 2 厂区概况 2 2.1 单位概况 2 2.2 周边环境及自然条件 2 2.2.1交通条件 2 2.2.2自然环境 2 2.2.3社会环境 4 2.3 厂区分布图 5 2.4 生产工

6、艺流程 6 2.5 厂区涉及的有毒有害因素 9 2.6 现有的防火防爆设施、装置及报警系统 11 2.6.1防火设施、装置 11 2.6.2防爆设施、装置 13 2.6.3防火防爆报警系统 13 3 拟定厂区的危险有害因素分区 14 3.1 拟定厂区的危险有害因素分区 14 3.1.1危险有害因素的辨识 14 3.1.2危险有害单元划分、分区 18 3.2 拟定厂区的火灾爆炸分区 19 3.2.1火灾爆炸因素的辨识 19 3.2.2火灾爆炸危险有害单元划分、分区 22 4 火灾爆炸分区安全防护系统设计 24 4.1 消防监控系统 24 4.1.1局部场所报警系统 24 4.1.2区域报警系统

7、27 4.1.3集中报警系统 27 4.1.4控制中心报警系统 29 4.2 防火防爆设施设计 30 4.2.1防火、防爆间距设计 30 4.2.2防火、防爆装置设计 31 4.2.3防火、防爆电气设计 32 5 设计结论、可靠性及合理性评估 34 6 总结 35 附 录 1：厂区总平面分布简图 36 附 录 2：厂区总平面分布图 37 附 录 3：厂区总平面消防设施分布图 38 附 录 4：各构筑物的防火间距图 39 参考文献 40 1 前言前言 化工安全涉及安全科学技术的主要分支学科以及燃烧、爆炸、毒害等核心领域及其化工安全的科学理论和工程技术的发展。化工生产中,所使用的原料多属于易燃、易

8、爆、有腐蚀性的物质。目前世界上已有化学物品 600万种，这些化学物品中约有 70%以上具有易燃、易爆、有毒和腐蚀性强。在生产、使用、贮运中操作或管理不当，就会发生火灾、爆炸、中毒和烧伤等安全生产事故。一旦发生火灾爆炸事故，将会造成厂毁人亡的严重后果，在社会上产生极坏的影响。在现代化工生产过程中，虽然国家、政府一再强调“安全第一，预防为主、综合治理”12 字方针，但是仍旧有事故发生，因此预防火灾爆炸事故是至关重要的。对危险和有害因素的防护措施可分为两个范畴：群体防护措施和个体防护措施。产业用纺织品的应用涵盖了高温过滤、医卫防护、土工合成材料、特殊装饰、农业用、高性能防治复合骨架材料、交通运输、建

9、筑等 20多个工业领域，是一个具有广阔市场前景、资源能耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好的产业，也是我国乃至全世界今后要倾注大量精力科技创新的一个方向，是战略性的新兴产业。然而，在发展的基础上必然存在着危险，而且，公司使用的原料是泡料、再生切片和涤纶短纤维，成品是 PET段纤维和 PPS短纤维，由纤维的特性可知其易燃，在生产和存储过程中也存在着发生火灾的危险。公司使用的乳化剂，矿物油等辅助原料在使用和存储的过程中也存在着发生火灾的风险。资料、进行总结等方式，对化纤厂的厂区规划布置、各工艺生产装置防火防爆等方面进行了合理设计，保证化纤厂生产、存储安全。由于时间仓促，本人水平有限，本课程设计

10、中难免有疏漏错误和不足之处，恳请老师批评指正。2 厂区概况 2.1 单位概况单位概况 本次课程设计的对象是一家占地面积为 50000的化纤公司，公司现有 4条生产线，三个生产区，年产量 15000吨，主要产品有 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）短纤维和 PPS（聚苯硫醚）短纤维。本公司位于常熟市支塘镇工业开发区，靠近 204 国道，区位优越，交通便捷。2.2 周边环境及自然条件周边环境及自然条件 2.2.1 交通条件交通条件 公司区域位置优越，交通便利。本公司东邻太仓市，距上海 100km；南接昆山市、苏州市相城区，离苏州 38km；西接锡山市、江阴市；西北与张家港市相连；北与南通市隔江相望；西

11、北距省会南京市 210km。地处长江三角洲对外开放地区，北濒长江，南接昆山市，东连太仓市，西靠常熟市区，位于苏嘉杭高速公路、沿江高速公路、苏昆太高速公路锡太一级公路、常昆一级公路和 204国道等交通骨干网的环抱之中，区位优势非常独特。临近上海虹桥机场、浦东机场、铁路苏州站和国家一级口岸常熟港，中转服务直通世界各地水陆交通十分便捷，基础设施完善，投资环境优越。2.2.2 自然环自然环境境 公司位于苏州市常熟市支塘镇工业园区附近，地理位置见图 2-1。图 2-1 地理位置 1、地形、地貌 常熟全境地势低平，水网交织，由西北向东南微倾。长江岸线按微地形结构划分，属沿江平原。这一地带系两千年来江潮夹带

12、的泥沙淤积而成。地表冲击物为主，土质为沙性、疏松，海拔在 4.55.5m，局部达到 6m，沿江大堤一般高度在 6.57.5m。公司所在地土壤以夹沙土为主，夹沙土为沿江棉区的主要土种，分布较广，为长江冲积土，全剖面泥沙相混，土色灰黄有石灰反应；乌夹沙土土种表土层较厚，土色黄褐。并且地区域地震基本烈度为 6度。2、河流与水文特征 常熟境内水网交织，各条河流均属太湖水系，其分布呈以城区为轴心向四乡辐射状，东南较密，西北较疏，河道较小，水流平稳。河流常年正常水位比较稳定，涨落不超过 1m。常熟地区的主要河流有望虞河、白茆塘、常浒河、元和塘、张家港、盐铁塘、耿泾塘等，湖泊有昆承湖、尚湖等。常浒河、徐六泾

13、、金泾塘和白茆塘四条航道由盐铁塘相连，可通向上海。其中常浒河为 5级航道，白茆塘现状为 7级航道，徐六泾和金泾塘均为等外级航道，望虞河现状为 5级航道。3、气候特征 公司地处北亚热带南部湿润气候区，季风盛行，温暖湿润，四季分明，雨量充沛。冬季盛行大陆来的偏北风，以寒冷少雨天气为主；夏季盛行海洋来的东南风，以炎热多雨天气为主；春秋两季为东夏两季风交替，常出现冷暖、干湿多变的天气。本地区的异常气候，如潮湿、夏秋旱、梅雨、台风、龙卷风等时有出现；多年入梅期在 6月 16日，出梅在 7 月 4日，台风平均每年 1.5次，龙卷风平均三年有 1 次，冰雹平均每年 1次。根据近几年气象统计资料，本地区 20

14、00年度平均气温 16.5，年均降雨量 1121.5毫米；一月平均气温 3.7，七月平均气温 18.8，年极端最高气温 36.6，最低气温零下 5.9。由于受江湖、河水调节及虞山的影响，光热资源平均高于周围相邻地区，发展农业生产和旅游的资源极为优越。常熟市历年平均风速为 2.8ms，主导风为 ESE。常熟市历年气温、气压、湿度、降水量状况见表 2-1。表 2-1 常熟市气象站气温、气压、湿度、降水量统计表 项目 春季 夏季 秋季 冬季 年均 气温（）平均 14.8 27.9 17.4 2.8 15.5 最高温度 19.8 31.8 22.1 6.9 19.8 最低温度 10.6 24.7 13

15、.7-0.3 12.0 气压（hpa）平均 1014.8 1003.8 1019.7 1026.3 1016.4 相对湿度()平均 75 82 77 75 77 降水量(mm)平均 85.3 161.7 57.7 34.6 1062.3 2.2.3 社会环境社会环境 常熟市市辖九个镇和一个新区（街道）：虞山镇、梅李镇、海虞镇、古里镇、沙家浜镇、支塘镇、董浜镇、尚湖镇、辛庄镇、碧溪新区（街道）。市人民政府驻虞山镇，主城区设在虞山镇，城市副中心设在滨江新城区。支塘镇作为江苏省常熟东南经济开发区最大的配套区，主要发展金属材料加工、装备制造业和高新技术产业。毗邻港口优势：支塘配套区，距离国家一类对外口

16、岸常熟港、太仓港各 30分钟车程。常熟港是上海国际航运中心的组合港，苏州工业园区的配套港，国内外贸易的中转港，以集装箱为主的现代化中型深水港，目前建有 3.5万吨级码头 5座，千吨级码头 5 座；太仓港是以集装箱泊位为主的综合性港口，建有万吨级以上泊位 5个，千吨级泊位 9 个，也是上海国际航运中心的重要组成部分。（1）第一产业 支塘农业以传统的稻麦和水产养殖为主，花卉苗木、牧业、蚕桑、大棚蔬菜等也具有一定规模，近年全镇实现第一产业增加值 18485万元，第一产业劳动力 1.3万人。（2）第二产业 支塘镇近年第二产业实现增加值 183376万元，近年全镇有镇村工业 690家，规模以上企业 89

17、家。已形成以纺织、服装、食品加工等传统劳动密集型企业和无纺设备等特色型工业为主的产业结构。在现有的无纺、电子、建材、化纤、毛纺、服装和机械等支柱产业的基础上，外依上海、苏州工业集群的组合，内依常熟沿江开发区、常熟东南经济开发区的产业链延伸，为投资者的创业发展，提供了广阔的产业配套空间。（3）第三产业 华东地区较有影响力的常熟食品城以及以其为中心而形成的部分配套商贸服务业稳步发展，在聚集人气、提高第三产业比重等方面发挥着重要的主导作用。邮政电信、金融保险等领域服务水平不断提高；商业贸易、餐饮、交通运输、房地产、宾馆、娱乐等领域，私营、个体经营有较大发展。2.3 厂区分布图厂区分布图 图 2-2

18、为厂区周边环境简图。厂区总平面简图见附录 1，厂区总平面分布图见附录 2。图 2-2 厂区周边环境简图 2.4 生产工艺流程 本公司主要生产涤纶短纤维为主，其生产车间分布简图见图 2-5，其生产工艺流程见图 2-6。图 2-4 生产工艺流程图 流程说明：项目涤纶短纤生产采用的 PET 塑料来自于境外进口，为净片，无需清洗。生产过程主要包括二个阶段：前纺工段、后纺工段：（1）前纺工段 真空抽干 将原料（PET净片、色母粒）按比例人工投入车间顶层的转股真空干燥机内，其转鼓主体是一带蒸汽夹套的倾斜旋转圆鼓，各种切片在鼓内被翻动，并用蒸汽间接加热至 150左右，水分蒸发并借助真空系统将水汽抽出，抽真空

19、 6小时除去水份，完成干燥。此工段将产生噪声 N1。在此过程中仅加热至 150左右，远远低于原料的分解温度，不会产生有机废气。螺杆挤压 干燥后的原料由储料仓送入螺杆挤压机，螺杆挤压机电加热至 280285将原料进行熔融后送入熔体分配管路。在熔体分配管路系统中的静态混合器使得熔体进一步均匀混合后进入纺丝箱中。螺杆挤出机组造粒时采用电加热进行，但挤压熔融过程会产生一定量的有机废气 G1，同时加压过程中产生挤压噪声 N2。纺丝固化 纺丝箱体内特殊设计的分配管路系统保证熔体通过该系统到各个纺丝组件的熔体在管道内的停留时间相同，已保证熔体有一个较小的降解差异。熔体通过分配管路、针型阀、计量泵后，使得熔体

20、以均匀流量流入发生组件中。纺丝组件中装有过滤网以滤去聚酯熔体中的杂质，建立纺丝压力，使熔体从喷丝板细孔中喷出形成连续不断的熔体细流。纺丝组件清洗采用真空煅烧炉进行清洗。真空清洗炉采用电加热，真空主要由真空炉膛、废料收集罐、水喷淋洗涤器、真空泵以及控制系统组成。卷绕上油 熔体细流通过环形吹风冷却丝室，由均匀的 20低温层流气流冷却固化后，通过纺丝甬道引到卷绕上油面板（备注：卷绕上油处建有循环水池，通过收集槽引到循环池中，池中是纺丝油剂兑水调配）。牵引盛桶 对应各纺位的一组上油轮对丝束施加纺丝油剂后，由转向辊导向，最终将 16个纺位的丝束合并成一股丝束，通过六辊牵引机，进入喂入轮装置，均匀地喂入位

21、于旋转盛丝桶装置上的盛丝桶内。牵引过程产生牵引机噪声。此工段将产生噪声 N3。（2）后纺工段 牵伸 本工段主要是将盛丝桶中经过平衡的前纺原丝规则排列在集束架下，通过集束导丝，使每根丝束的张力基本一致，并且分为一片丝带进入牵伸阶段，丝束在牵伸段在加热状态下分两道进行均匀牵伸（备注：每条线建有循环池 1个，采用蒸汽加热纺丝油剂调配水至 80）。牵伸倍率根据工艺要求可在一定范围内调整，以实现单丝内部分子结构的完全取向。牵引过程采用蒸汽直接加热的方式，在此过程中水蒸气会有大量的损失。皱折处理 牵伸丝以恒定张力进入卷曲机，按不同的工艺要求对丝束进行皱折处理，以增加纤维的抱合性。烘干定型 皱折丝束进入烘干

22、定型机中进行定性处理（备注：采用 160蒸汽进行烘干，水蒸气及产生的油剂挥发物通过风罩收集后引入到厂房屋面外排放），使得丝束的物理特性趋于稳定。烘干定型过程产生油雾废气 G2。切断打包 烘干后的纤维丝再按要求将丝束以定长切断，经风送提升机送入液压打包机压包成型，切断过程产生废纤维 S1。2.5 厂区涉及的有毒有害因素厂区涉及的有毒有害因素 1、涤纶纤维是由聚合纤维经过加工而成，公司生产两种产品，分别为 PET和PPS。这里研究的是 PET涤纶短纤维在生产过程中的有毒有害因素3，危险化学品一览表如表 2-2。表 2-2 危险化学品一览表 化学品名称 危规号 危险类别 是否剧毒 使用地点 储存地点

23、 商品名 化学名 别名 硫酸 81007 R363738 否 实验室 实验室 胶棉液 硝化纤维素 火棉胶 11032 是 实验室 实验室 合成纤维短丝用油剂 壬基酚聚氧乙烯醚 否 实验室 实验室 苯酚 羟基苯 石炭酸 61067 R232425、R34、R40、R68 是 实验室 实验室 四氯乙烷 61556 是 实验室 实验室 乙醇 酒精溶液 32061 R11 否 实验室 实验室 甲醇 甲醇 木醇 32058 是 实验室 实验室 氢氧化钠 氢氧化钠 苛性钠 82001 R2022 否 实验室 实验室 盐酸 氯化氢 氢氯酸 81013 R2122 否 实验室 实验室 油漆 大漆 33646

24、R21 否 仓库 厂区 松香水 33643 R26、R10 否 仓库 厂区 正丁醇 四丁醇 丁醇 33552 R2325、R10 否 仓库 厂区 2、根据最常采用的标准生产过程危险和有害因素分类与代码的的危险有害因素一览表，如表 2-3。表 2-3 危险有害因素一览表 类别 主要的危险有害因素 生产 触电、设施伤害、火灾、机械伤害、提升、运输、噪声与振动危害、起重伤害、裂缝等、物体打击、车辆运输、火灾、化学爆炸、中毒、化学腐蚀、物理爆炸、高温灼烫、辐射、粉尘爆炸、高处坠落、开停车、检修、危险品运输等 药剂的热感度、火焰感度、机械感度、电能的敏感度、化学能的敏感度等；明火引燃、引爆成品和半成品；

25、静电引起爆炸；雷电引发事故；撞击或磨擦引发事故；温度、湿度引起的事故。建筑 倒塌、高处坠落、物体打击和挤压、电击、起重机械伤害、火灾爆炸、交通事故等 交通运输 公路 恶劣天气、运输的危险货物、道路状况、车辆、人员、道路交通安全标志等 水路 恶劣天气、航道（宽度、弯曲度、深度、航路标志的设置）、海上礁石、浅滩及水中障碍物、机器故障、淹溺等 航空 恶劣天气、机械故障等 铁路 恶劣天气、轨道故障、电气火灾等 电力 触电、电气火灾、静电危害、雷击、停电、短路、过载、灼烫、中毒、高处坠落、车辆伤害、电磁辐射、噪声、振动、高温、粉尘等 机械检修 静止的危险 切削刀具的刀刃。机械加工设备突出较长的机械部分。

26、毛坯、工具、设备边缘锋利飞边和粗糙表面。引起滑跌、坠落的工作平台。运动的危险 卷统和绞缠；卷入和碾压；挤压、剪切和冲撞；飞出物打击；物体坠落打击；切割和擦伤；碰撞和刮蹭 电离辐射危害 放射性物质；x射线装置；r 射线装置等的电离辐射 非电离辐射危害 紫外线、可见光、红外线、激光和射频辐射等 共性危险有害因素 噪声 机械噪声、电磁性噪声、空气动力性噪声等 锅炉压力容器、压力管道 设备本身失效、承压元件的失效、安全保护装置失效等 其它特种 设备 挤压、坠落、物体打击、超载、碰撞、基础损坏、夹钳、擦伤、卷入等 人员 违反操作规程、人员失误、违章指挥、监护不利、生理缺陷、心理缺陷等 管理缺陷 安全责任

27、制、安全管理制度、岗位安全操作规程不健全，不能够有效贯彻落实，不能够持续改进等；事故应急预案不健全、不使用、不能够持续改进、不举行演练、演练未达到效果等 防护缺陷 无防护设施、设备 防护设施、设备不符合要求等 2.6 现有的防火防爆设施、装置及报警系统现有的防火防爆设施、装置及报警系统 2.6.1 防火设施、装置防火设施、装置 根据火灾危险性等级和防火、防爆要求，建筑物的防火等级均应采用国家现行规范要求。凡禁火区均设置明显标志牌。安全出口及安全疏散距离应符合建厂区消防用水与厂内生产、生活用水管网系统合并，在厂内按照规范要求配置消火栓、消防水炮以及手提式干粉灭火器6。手提式干粉灭火器各性能参数如

28、表 2-4，厂区消防分布图见附录 3。1、手提式灭火器 手提式干粉灭火器的结构是利用二氧化碳气体或氮气气体作动力，将瓶内的干粉喷出灭火的。干粉是一种干燥的、易于流动的微细固体粉末，由能灭火的基料和防潮剂、流动促进剂、结块防止剂等添加剂组成。碳酸氢钠干粉灭火器适用于易燃、可燃液体、气体及带电设备的初起火灾；磷酸铵盐干粉灭火器除可用于上述几类火灾外，还可扑救固体类物质的初起火灾。但都不能够扑救金属燃烧火灾。表 2-4 手提式干粉灭火器性能参数 项目规格 MF1 MF2 MF3 MF4 MF5 MF6 MF8 MF10 灭火剂量 kg 1 0.5 2 0.5 3+0.05 -0.10 4+0.05

29、-0.00 5+0.10 -0.15 6+0.10 -0.15 8+0.15 -0.20 10+0.15 -0.20 有效喷射时间 s 6 8 8 9 9 9 12 15 有效喷射距离 m 2.5 2.5 2.5 4.0 4.0 4.0 5.0 5.0 喷射滞后时间 s 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 喷射剩余率%10 10 10 10 10 10 10 10 电绝缘性能 KV 50 50 50 50 50 50 50 50 使用温度 MF-1055-1055-1055-1055-1055-1055-1055-1055 MFZ-2055-2055-2055-20

30、55-2055-2055-2055-2055 灭火性能 2B 5B 7B 10B 12B 14B 18B 20B MFL 3A 5A 8A 8A 8A 13A 13A 21A 2.6.2 防爆设施、装置防爆设施、装置 在厂区的生产车间里使用弹簧式安全阀作为防爆装置，该弹簧式安全阀的各项参数如表 2-5。表 2-5 弹簧式安全阀各项参数 型号 A27W-10T 连接方式 螺纹 阀瓣开启高度 微启式安全阀 公称通径 mm 25 公称压力Mpa 1 整定压力 Mpa 0.3-0.7 流道直径 mm 25 开启高度 mm 120流道直径 适用温度 200 额定排放系数 0.3 启闭压差Mpa 15%整

31、定压力 适用介质 空气、蒸汽、水 制造标准 阀体材料 ZHMn58-2-2 用途 用在受压设备上、容器或管路上的超压保护装置，当设备压力升高超过预定值时，阀门自动开启，继而全量排放，以防止设备压力继续升高。当压力降到规定值时，阀门应及时关闭，从而保护设备安全运行。2.6.3 防火防爆报警系统防火防爆报警系统 厂内不设消防站，由当地消防中队负责消防工作。火灾报警系统：全厂采用电话报警，报警至当地消防中队。其他防火防爆报警系统还未安装到位。3 拟定厂区的危险有害因素分区拟定厂区的危险有害因素分区 3.1 拟定厂区的危险有害因素分区拟定厂区的危险有害因素分区 3.1.1 危险有害因素的辨识危险有害因

32、素的辨识 1、拟定厂区涉及有毒物质，对有毒物质进行辨识。（1）表 3-1为物质毒性判别标准。表 3-1 物质毒性判别标准 指标 LD50(大鼠经口)mgkg LD50(大鼠经皮)mgkg LC50（小鼠吸入，4小时）mgL 有毒 物质 1 5 1 0.01 2 5LD5025 10LD5050 01LC500.5 3 25LD50200 50LD50400 05LC502 业性接触毒物危害程度分级见表 3-2。表 3-2 职业性接触毒物危害程度分级依据 指标 分 级（极度危害）（高度危害）（中度危害）（轻度危害）急性 毒性 吸入LC50，mgm3 20000 经皮LD50，mgkg 2500

33、经口LD50，mgkg 5000 急性中毒发病状况 生产中易发生中毒，后果严重 生产中可发生中毒，预后良好 偶可发生中毒 迄今未见急性中毒，但有急性影响 慢性中毒患病状况 患病率高（5%）患病率较高（5%）或症状发生率高（20%）偶有中毒病例发生或症状发生率较高（10%）无慢性中毒而有慢性影响 慢性中毒后果 脱离接触后，继续进展或不能治愈 脱离接触后，可基本治愈 脱离接触后，可恢复，不致严重后果 脱离接触后，自行恢复，无不良后果 致癌性 人体致癌物 可疑人体致癌物 实验动物致癌物 无致癌性 车间最高容许浓度(mgm3)10 见表 3-3。表 3-3 毒性物质判别 本项目原辅材料 判别依据 物料名称 LD50(大鼠经口)车间最高允许浓度（mgm3）毒性分级 判别结果 PET净片 无资料-3 轻度危害 职业性接触毒物危害程度分级1表1以及建设项目环境风险评价技术导附录A表 1 油剂 无资料-3