化工廠防火防爆設計

1、摘 要本課設主要針對吉林某新建聚丙烯化工廠進行防火防爆設計。文中化工廠是采用間歇式液相本體聚合法生產聚丙烯。文章首先介紹了聚丙烯的生產工藝，并進行工藝劃分確定其主要危險及各個環(huán)節(jié)的火災危險類別。其次，確定各個廠房建筑物的耐火等級及其間距，并對廠區(qū)進行劃分和總平面布置。第三，選擇聚丙烯合成廠房，計算泄壓面積并選擇確定泄壓方式。第四，對生產廠房進行防爆電氣設計，并確定泄爆方式，計算相關設施的泄爆面積，對不同的場所進行了滅火器配置設計。最后，繪制廠區(qū)總平面布置圖和廠房爆炸危險區(qū)域劃分圖。關鍵詞：聚丙烯；耐火等級；防火間距；防火防爆；防爆電器；滅火器；廠區(qū)規(guī)劃設計目錄摘 要I1 前言12 工程概況23

2、 工程項目分析43.1工藝流程介紹43.1.1工藝生產介紹43.1.2安全防火重點部位53.1.3安全工作重點63.2工藝環(huán)節(jié)的劃分63.2.1生產區(qū)63.2.2倉儲設施73.2.3其他設施84 總平面的布置104.1分區(qū)布置104.2火災危險類別的確定104.2.1聚丙烯及生產原料的理化性質簡介104.2.2火災危險類別的確定114.2.3倉儲區(qū)火災危險分類124.3耐火等級的確定124.3.1生產區(qū)124.3.2存儲區(qū)134.3.3生活區(qū)144.3.4附屬設施區(qū)144.1防火間距154.1.1防火間距的設計原則154.1.2防火間距的確定155 防爆電器設計175.1劃分爆炸危險區(qū)域175

3、.2防爆電器的選擇175.2.1爆炸性混合物的分級分組175.2.2防爆電器的選擇186 泄瀑方式確定以及泄爆面積計算216.1泄爆方式216.2泄爆面積的計算217 滅火器的配置227.1滅火器的選擇227.2滅火器的設置228 總結28參考文獻29附錄A附錄B 1 前言化學工業(yè)的歷史源遠流長。數(shù)千年以來，先人們制造陶器、青銅器、鐵器、釀造、造紙、染色等生產工藝，其實都是化學工藝過程。當今社會，隨著社會的進步，科學的發(fā)展，化工產品已在人們生活中起到了越來越重要的作用。無論是衣食住行，還是從事各種生產活動都離不開化工產品。如化肥、燃料、石油、橡膠等?；ぎa業(yè)已經(jīng)稱為國民經(jīng)濟建設重要的支柱產業(yè)之

4、一。隨著社會的發(fā)展和人類文明的進步，供需矛盾有了根本性的好轉，化學工業(yè)也逐步進入了成熟階段。人們在進行化工產品生產時，不僅要考慮工廠的經(jīng)濟效益，同時還要考慮到社會的總體效益。人們也越來越重視環(huán)境、安全等問題了?，F(xiàn)在的化工企業(yè)是以最小的代價來取得最大的收益的。自從1954年意大利Natta教授在實驗室首次合成聚丙烯以來，1957年聚丙烯就實現(xiàn)了工業(yè)化生產。在不到半個世紀的時間里，聚丙烯已成為發(fā)展速度最快、產量最大、牌號最多、用途最廣的合成樹脂品種之一。聚丙烯（PP）是五大通用樹脂之一，是一種優(yōu)良的熱塑性合成樹脂。具有比重小、無毒、易加工、抗沖擊強度高等優(yōu)點，其產品廣泛用于電子電器、汽車、建材、醫(yī)

5、療等領域。但是，聚丙烯生產工藝復雜，其原料氫氣和丙烯均為易燃易爆氣體，高壓容器，原料運輸管道，電氣設備等都存在一定的危險性；同時，工廠的選址，設備的布局，廠房的設計等都是影響安全的重要因素。因此很有必要通過對聚丙烯工廠進行合理的防火防爆設計來減少事故的發(fā)生概率，降低事故的危害程度，進而提高整個工廠的安全生產水平，間接地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，為了有效控制化工生產中各種危險因素，應該從人機環(huán)三個方面同時控制有關的風險因素，詳細了解有關化學品的物化性質和相關的安全操作規(guī)程，加強培養(yǎng)操作人員的安全素質，以便從物和人兩方面消除和控制風險因素。最后對整個化工企業(yè)的區(qū)域規(guī)劃，設計相應的區(qū)塊布置，防火間距

6、，車間位置，設備布置等，從而消除或控制事故，以及在事故發(fā)生后能夠最大的減少損失。本次課程設計的依據(jù)主要是石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB 50160-2008、建筑設計防火規(guī)范GB 50160-2006、爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-2014、 建筑滅火器配置設計規(guī)范GB 50140-2005等等。2 工程概況該聚丙烯生產廠廠址設于吉林經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。總占地面積為350000m，長約700m，寬約500m。吉林經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)位于吉林市西北部的平原地帶（地理中心坐標為：東經(jīng) 126 28 、北緯 43 37 ）。距吉林市中心 15 km ，距長春市 92 km 。位于長春 - 吉林經(jīng)

7、濟走廊的東端。已基本實現(xiàn)了道路、供水、雨排水、排污水、供電、通訊、蒸氣“七通一平”。吉林市屬中溫帶大陸性季風氣候，四季分明。春季干燥多風，夏季溫熱多雨，秋季涼爽多晴，冬季寒冷多雪。年平均氣溫4.2，12-2月平均氣溫-13以下，日平均氣溫大于35的日數(shù)很少，年平均0.3天。全年日照時間 24002600 小時， 年平均降水量為674.2 mm ， 68 月各月降水量都在 100 mm以上，三個月的總降水量占全年的 65% 左右； 122 月降水稀少，每月 6 mm左右。年降水日數(shù) 119.8 天， 68 月每月有 1417 天， 12 月每月約 6 天。風向以西南、西、西北為最多，平均風速2至

8、4m/s，大于或等于8級風日數(shù)一般為715天。根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-20081在進行區(qū)域規(guī)劃時，應根據(jù)石油化工企業(yè)及其相鄰的工廠或設施的特點和火災危險性，結合地形，風向等條件，合理布置。石油化工企業(yè)的生產區(qū)，宜位于鄰近城鎮(zhèn)或居住區(qū)全年最小頻率風向的上風側。石油化工企業(yè)與相鄰工廠或設施的防火間距，不應小于規(guī)定中最小距離。本文聚丙烯工廠設在吉林經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，該開發(fā)區(qū)位于吉林市西北部的平原地帶，不會產生窩風，且風頻最大的為西南風，最小的是西北風。因此，根據(jù)廠區(qū)地形、風向特點，及生產工藝、物料危險性，將本廠的生產區(qū)放置在廠區(qū)的東部；辦公生活區(qū)位于廠區(qū)的西南部；其他設施區(qū)位于廠區(qū)的中

9、部。如此，則會加快生產區(qū)工業(yè)生產中廢氣的排放，并減少其對辦公生活區(qū)的影響。如發(fā)生有毒有害氣體泄漏，也可避免或減緩對辦公生活區(qū)的影響。由于倉儲區(qū)儲存著生產原料以及成品產物，所以為了便于儲存、運輸，防止有毒物質的泄露對生活區(qū)產生影響，則將倉儲區(qū)放置在生產區(qū)的東北部。工廠主要出入口不應少于兩個，并宜位于不同方位。兩條或兩條以上的工廠主要出入口的道路，應避免與同一條鐵路平交；若必須平交時，其中至少有兩條道路的間距不應小于所通過的最長列車的長度；若小于所通過的最長列車的長度，應另設消防車道。生產區(qū)的道路宜采用雙車道；若為單車道應滿足錯車要求。工藝裝置區(qū)、液化烴儲罐區(qū)應設環(huán)形消防車道?？扇家后w的儲罐區(qū)、裝

10、卸區(qū)及化學危險品倉庫區(qū)應設環(huán)形消防車道；當受地形條件限制時，也可設有回車場的盡頭式消防車道。消防道路的路面寬度不應小于6m。工廠內部設有辦公生活區(qū)、附屬設施區(qū)、物料存儲區(qū)、生產區(qū)四大區(qū)域。辦公生活區(qū)分為辦公樓、宿舍樓、浴池、食堂、醫(yī)院、活動中心等建筑；附屬設施區(qū)分為配電站、技安部、鍋爐房、泵站、污水處理站、消防水池等建筑；物料儲存區(qū)主要是罐區(qū)，分為丙烯罐組和氫氣罐組，裝設噴水冷卻系統(tǒng)，原料丙烯和氫氣由其他化工廠供應，用管道連接；生產區(qū)有丙烯固堿車間、丙烯脫硫車間、丙烯精脫水車間、氫氣丙烯局和車間、閃蒸去活車間等。3 工程項目分析3.1 工藝流程介紹3.1.1 工藝生產介紹間歇本體法聚丙烯生產工

11、藝流程框圖見圖3.1，全流程圖可以分為原料精制、聚合反應、閃蒸快活、造粒包裝、丙烯回收等五個部分。1)原料精制 液態(tài)丙烯經(jīng)過脫硫塔、脫一氧化碳塔、脫氧塔、脫水塔等除去硫化物、一氧化碳、水、氧等雜質后，進入精丙烯計量罐。氫氣經(jīng)過脫水塔后，供聚合用。2)聚合反應 精制后的丙烯經(jīng)計量加入到聚合釜內，并將活化劑（一氯二乙基鋁或三乙基鋁自運輸罐用N2 壓入活化劑儲罐，然后再用N2 壓入活化劑計量罐中，經(jīng)計量后加入釜上活化劑加料罐中，然后用丙烯沖入聚合釜內）、給電子體、催化劑、分子量調劑（氫氣）按一定比例分別加入到聚合釜。各物料加完后，開始向聚合釜內通入熱水升溫聚合，整個過程可以手動也可以利用計算機半自動

12、控制。每釜反應時間約為3-4小時，聚合壓力為3.5Mpa，聚合溫度為75。反應到70%-80%的丙烯轉化聚丙烯時，停止聚合反應。將丙烯放入高壓丙烯冷凝器，利用循環(huán)冷卻水將丙烯冷凝回收至平衡壓力，冷凝的液體丙烯進入高壓丙烯回收罐儲存，供下一釜聚合時投料使用。將固體聚丙烯粉料噴入閃蒸去活釜。3)閃蒸快活 用閃蒸的方法使丙烯與聚丙烯分離，得到不含丙烯的聚丙烯粉料，再通入空氣使聚合物失活，然后由下料口送至造粒工具或直接包裝以粉料出廠。未反應的高壓丙烯氣體用冷卻水或冷凍鹽水冷凝回收后循環(huán)利用。4)造粒包裝 打開閃蒸釜下部出料閥，將閃蒸釜內物料裝入口袋，并同時完成稱重、封袋工作。得到的聚合物粉料既可以直接

13、包裝出廠，也可以送往造粒工段，加入相應助劑后，造粒出廠。5)丙烯回收 收集到氣柜內的丙烯氣，經(jīng)壓縮機壓縮并液化后，送入粗丙烯儲罐，再送至氣分裝置再利用。從工藝流流程圖中我們可以看到，原料為丙烯和氫氣，都是易燃易爆氣體，產物聚丙烯粉末也有可燃性，在聚合過程中，運載氣體和尾氣如果處理不當，都可能產生火災爆炸危險。精丙烯罐精脫水脫硫原料丙烯 固 堿 塔催化劑尾氣回收真空丙烯聚 合成品包裝閃蒸去活氫氣活化劑氮氣置換丙烯回收圖3.1 間歇液相式本體法聚丙烯生產工藝方框流程圖3.1.2 安全防火重點部位1、 聚合釜丙烯經(jīng)固堿、脫硫、精脫水后進入丙烯灌，經(jīng)計量后加入聚合釜并攪拌，然后催化劑和氫氣也經(jīng)計量后分

14、別加入聚合釜中。加料完畢后，夾套內通入熱水升溫，引發(fā)反應，由于聚合反應放出大量的熱量使釜溫上升，夾套切換冷水控制反應溫度。若攪拌不能正常工作或者循環(huán)冷卻水出現(xiàn)故障，反應溫度失控，易引起火災，爆炸。聚合釜應設有應急冷卻系統(tǒng)，在緊急狀況時，對釜進行保護。2、 閃蒸釜聚合反應結束后，由聚合釜向閃蒸釜噴料。由于聚丙烯粉料在聚合釜內受到攪拌，又以很大的速度向閃蒸噴料。攪拌葉與粉體之間反復接觸與分離，使粉體表面帶上了大量靜電荷；高速向閃蒸釜噴料時粉體與管壁和釜發(fā)生摩擦、沖撞，使粉體表面電荷又進一步增加。如果不能采取措施消除靜電，可能會造成閃蒸釜內爆燃，包裝時閃爆、著火。采取聚合釜放料口安裝靜電消除器，改善

15、閃蒸工藝等措施降低靜電事故的概率。3、 輸送管道反應原料氫氣和丙烯都由輸送管道進入反應釜發(fā)生反應，反應結束后的剩余原料也經(jīng)輸送管道進行回收。由于氫氣和丙烯均為易燃易爆氣體，如果管道發(fā)生破裂導致原料泄露，很可能會造成火災、爆炸事故。輸送管道要經(jīng)常維修和更換，同時還應有原料泄露的報警系統(tǒng)。3.1.3 安全工作重點1、 聚合釜反應攪拌機應有檢測和聯(lián)鎖，投料前一定要啟動攪拌，并隨時進行巡查，跳閘后要及時處理，發(fā)現(xiàn)異常能自動停止進料；聚合釜電機應選擇相匹配的，且適當降低轉速，以免電機超載跳閘；應對聚合釜體壁面定期打磨，提高壁面光潔度，減少掛壁；當釜內結塊后，要開釜蓋清除結塊；聚合釜系統(tǒng)工作時應不能超溫超

16、壓；聚合釜填料更換前，應先將填料浸泡，防止填料磨損與燒毀；清通聚合釜催化劑加料斗必須用防爆工具。2、 閃蒸釜聚合釜向閃蒸釜噴料時，閃蒸釜要自動或手動間斷向氣柜排放高壓氣態(tài)丙烯。待噴料結束后，閃蒸釜采用自動或手動置換程序交替抽真空補氮氣進行置換，直至閃蒸釜丙烯含量小于1.5%，避免形成爆炸性混合氣體而引起爆炸。回收丙烯閥和噴料閥應有聯(lián)鎖，當丙烯回收閥出現(xiàn)故障無時保證不向閃蒸釜噴料；采取適當?shù)臋z測手段，確保閃蒸釜丙烯含量小于1.5%再打開閃蒸釜出料閥；同樣也應對閃蒸釜體壁面定期打磨，提高壁面光潔度，減少掛壁和摩擦；采取靜電防護措施，保證閃蒸和出料時的安全性。3、 輸送系統(tǒng)為防止物料泄露，經(jīng)常檢查管

17、道是否完好；配備自動報警系統(tǒng)，當出現(xiàn)物料泄漏時，及時報警以便采取措施。4、 危險物質聚丙烯車間危險物質主要是存在于丙烯、氫氣、一氯二乙基鋁、三乙基鋁、二苯基二甲氧基硅、聚丙烯，其中丙烯、氫氣作為反應原料，由于其參加反應的量比較大，所以危險性最大。3.2 工藝環(huán)節(jié)的劃分3.2.1 生產區(qū)間歇式液相本體聚合法生產來聚丙烯共分為五步：丙烯的固堿、丙烯的脫硫、丙烯的精脫水、液相本體聚合、閃蒸去活，氮氣置換。由于閃蒸去活和氮氣置換都是在閃蒸釜中進行的，可在生產區(qū)設置五個生產車間即固堿車間，脫硫車間，精脫水車間，液相本體聚合反應車間，閃蒸去活車間，現(xiàn)根據(jù)廠區(qū)地理環(huán)境與行業(yè)經(jīng)驗，考慮生產環(huán)節(jié)的危險因素以及相

18、關化工廠房設計規(guī)范等，對各廠房進行初步設計，各車間的功能與規(guī)模見表3.1。表3.1 各個生產車間的功能與規(guī)模編號車間名稱生產車間功能長（m）寬（m）高（m）面積（）1固堿車間丙烯在其中固堿6050830002脫硫車間丙烯在其中脫硫6050830003精脫水車間丙烯在其中精脫水6050830004聚合反應車間丙烯和氫氣在催化劑的作用下發(fā)生聚合反應7050835005閃蒸去活車間減壓閃蒸分離出未反應的丙烯，得到聚丙烯粉末7050835003.2.2 倉儲設施為了方便工廠的生產與成品的管理，所以在廠內設計有儲存車間和成品車間。儲存車間6是為了儲存生產原料丙烯（罐裝），儲存車間7是為了儲存生產原料氫氣

19、（罐裝）的，成品車間8是為了儲存產物聚丙烯的。庫房主要分為原料庫和成品庫，原料庫存儲的物質為丙烯和氫氣，成品庫存儲的物質為聚丙烯粉末。下面對各物質的化學性質及存儲注意事項進行簡單介紹。1)丙烯丙烯常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的氣體。分子量42.08g/mol，密度為0.5139g/cm3(20/4)，冰點-185.3，沸點-47.4。易燃，爆炸極限為2%11%。不溶于水，溶于有機溶劑，是一種屬低毒類物質。危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，與其它氧化劑接觸劇烈反應。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，

20、遇火源會著火回燃。滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉?？捎娩撈績Υ?。2)氫氣氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險并且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標準狀況下，1L氫氣的質量是0.0899g，比空氣輕得多）。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101KPa壓強下，溫度-252.87時，氫氣可轉變成無色的液體；-259.1時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質很穩(wěn)定，不容易跟其它物質發(fā)生化學反應，

21、爆炸極限是4%75%，引燃溫度為400。包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶，運輸方式：氫的貯運有四種方式可供選擇，即氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運、金屬氫化物貯運和微球貯運。目前，實際應用的只有前三種，微球貯運方式尚在研究中。3)聚丙烯聚丙烯是一種無毒、無臭、無味的乳白色高結晶的聚合物，是目前所有塑料中最輕的品種之一，密度只有0.90-0.91g/cm3。聚丙烯具有良好的耐熱性，制品在100以上進行消毒滅菌，在不受外力的條件下，150也不變形。催化溫度為-35。具有很好的化學穩(wěn)定性，除了被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其他化學試劑都比較穩(wěn)定；但低分子量的脂肪烴、芳香烴等能使其軟化和溶脹。因此，聚丙烯的儲存對溫度，濕

22、度等外界環(huán)境條件要求不高。根據(jù)丙烯生產工藝流程要求及原料的性質和儲存方式，將原料及成品劃為一個儲存區(qū)，根據(jù)它們的儲存要求，分成以下的原材料以及產成品庫，整個倉儲設施區(qū)共有3個庫房，編號分別為6號、7號、8號庫房，依次存放丙烯,氫氣和聚丙烯。各個建筑物功能與規(guī)格如表3.2所示。表3.2 儲存車間的功能和規(guī)格編號儲存及成品車間的功能長（m）寬（m）高（m）面積（m2）6儲存罐裝丙烯252065007儲存罐裝氫氣252065008儲存聚丙烯5030615003.2.3 其他設施為了滿足化工廠正常工作生產需要，使化工廠更加完整，更加規(guī)范，還設置了生活區(qū)、辦公區(qū)及其它設施建筑。設置辦公樓、食堂1、食堂2

23、、宿舍1、宿舍2、浴池、醫(yī)院、活動中心、技安部、水泵站、鍋爐房、配電站、消防水池、污水處理廠。各個建筑物的規(guī)格如表3.3所示。表3.3 其他設施的規(guī)格編號名稱長（m）寬（m）層數(shù)面積（）9辦公樓40303120010食堂140302120011食堂240202800續(xù)表3.3 其他設施的規(guī)格編號名稱長（m）寬（m）層數(shù)面積（）12宿舍140255100013宿舍240255100014浴池2015230015醫(yī)院3015345016活動中心40301120017技安部2020240018水泵站1510115019鍋爐房1510115020配電站1510115021消防水池2020140022污

24、水處理廠202014004 總平面的布置4.1 分區(qū)布置根據(jù)相關企業(yè)的標準和規(guī)范，考慮到化工企業(yè)的人身財產的安全和火災爆炸等危險因素，把整個工廠劃分為：生活辦公區(qū)，儲存區(qū)，生產區(qū)和附屬區(qū)域。其中生活辦公區(qū)包括食堂1、食堂2、浴池、員工宿舍1、員工宿舍2、辦公樓、醫(yī)院、活動中心；儲存區(qū)包括丙烯儲存區(qū)、氫氣儲存區(qū)、聚丙烯儲存區(qū)；生產區(qū)包括固堿車間、脫硫車間、精脫水車間、聚合反應車間、閃蒸去活車間；附屬設備區(qū)包括：鍋爐房、配電站、技安部、水泵站、污水處理廠和消防水池。4.2 火災危險類別的確定4.2.1 聚丙烯及生產原料的理化性質簡介1、 丙烯丙烯化學式CH3-CH2=CH2,常溫下為無色、無臭、稍

25、帶有甜味的氣體。分子量為42.08g/mol，密度0.5139g/cm(20/4)，冰點-185.3，沸點-47.4。易燃，爆炸極限為2%11%。不溶于水，溶于有機溶劑，是一種屬低毒類物質。危險特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。滅火方法：切斷氣源。若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉?？捎娩撈績Υ妗；馂奈ｋU性為甲類。2、 氫氣氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆

26、炸的危險并且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標準狀況下，1L氫氣的質量是0.0899g，比空氣輕得多）。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101KPa壓強下，溫度-252.87時，氫氣可轉變成無色的液體；-259.1時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質很穩(wěn)定，不容易跟其它物質發(fā)生化學反應，爆炸極限是474.2%，引燃溫度為400。包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶，運輸方式：氫的貯運有四種方式可供選擇，即氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運、金屬氫化物貯運和微球貯運。目前，實際應用的只有前三種，微球貯運方式尚在研究中?；馂奈ｋU性為甲類。3、 聚丙烯無毒、無味，密度小，強度、剛

27、度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的酸、堿、有機溶劑對它幾乎不起作用，火災危險性為丙類。4.2.2 火災危險類別的確定根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-20082表3.1.1（表4.1 生產的火災危險性劃分）可知間歇式本體法生產聚丙烯屬于甲類生產，因為，丙烯的固堿、脫硫、精脫水過程中裝置中都有丙烯；聚合反應時丙烯和氫氣同時存在于聚合釜中；閃蒸去活時，閃蒸釜中也有殘留的高壓丙烯。故其火災危險性定位甲類。表4.1 生產的火災危險性劃分生產 類別火災與爆炸危險

28、性的特征甲使用或產生下列物質（1）閃點28的易燃液體（2）爆炸下限10%的可燃氣體（3）常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導致迅速自燃或爆炸的物質（4）常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質（5）遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑（6）受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質（7）在壓力容器內物質本身溫度超過自燃點的生產乙使用或產生下列物質（1）閃點2860的易燃、可燃液體（2）爆炸下限10%的可燃氣體（3）助燃氣體和不屬于甲類的氧化劑（4）不屬于甲類的化學易燃危險固體（5）助燃氣體（6）生產中

29、排除浮游狀態(tài)的可燃纖維或粉塵，并能與空氣形成爆炸性混合物者丙使用或產生下列物質（1）閃點60的可燃液體（2）可燃固體丁具有下列情況生產（1）對非燃燒物質進行加工，并在高熱或熔化狀態(tài)下經(jīng)常產生輻射熱、火花或火焰的生產續(xù)表4.1 生產的火災危險性劃分?。?）利用氣體、液體、固體作為燃料或將氣體、液體進行爆炸作其他用的各種生產（3）常溫下使用或加工難燃燒物質的生產戊常溫下使用或加工非燃燒物質的生產4.2.3 倉儲區(qū)火災危險分類根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2008（見表4.2儲存物品火災危險性分類）有：丙烯爆炸下限10%，因此丙烯庫的火災危險性為甲類火災危險。氫氣爆炸下限10%，因此氫氣庫的火

30、災危險性為甲類火災危險。聚丙烯庫的火災危險性為丙類火災危險。表4.2 儲存物品火災危險性分類貯存物品類別儲存物品的火災危險性特征甲（1）常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能導致迅速自燃或爆炸的物質（2）常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生可燃氣體并引起燃燒或爆炸的物質（3）受撞擊、摩擦或與氧化劑、有機物接觸時能引起燃燒或爆炸的物質（4）閃點28的易燃液體（5）爆炸下限10%的可燃氣體，以及受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生爆炸下限10%的可燃氣體的固體物質（6）遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，以及極易引起燃燒或爆炸的強氧化劑乙（1）不屬于甲類的化學易燃危險固體（2）閃

31、點2860的易燃、可燃液體（3）不屬于甲類的氧化劑（4）助燃氣體（5）爆炸下限10%的可燃氣體（6）常溫下與空氣接觸能緩慢氧化、積熱不散引起自燃的危險物品丙（1）閃點60的可燃液體（2）可燃固體丁難燃燒物品戊非燃燒物品4.3 耐火等級的確定4.3.1 生產區(qū)根據(jù)生產區(qū)廠房的火炸危險類別，依據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006第3.3.1條表3.3.1（見表4.3廠房的耐火等級及廠房面積）確定各廠房的耐火等級及廠房面積。本次設計廠房全為單層廠房，1至5號生產車間火炸危險等級類別均為甲類，耐火等級為一級。1至3號生產車間的面積為3000m2，4號及5號生產車間的面積為3500 m2，高均為8

32、m。表4.3 廠房的耐火等級、層數(shù)和防火分區(qū)的最大允許建筑面積生產類別廠房的耐火等級最多允許層數(shù)每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積（m2）單層廠房多層廠房高層廠房地下、半地下廠房，廠房的地下室、半地下室甲一級二級除生產必須采用多層者外，宜采用單層4000300030002000乙一級二級不限6500040004000300020001500丙一級二級三級不限不限2不限8000300060004000200030002000500500丁一、二級三級四級不限31不限40001000不限200040001000戊一、二級三級四級不限31不限50001500不限3000600010004.3.2 存儲區(qū)

33、根據(jù)庫房的火災危險類別，依據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006第3.3中表3.3.2倉庫的耐火等級、層數(shù)和占地面積確定各庫房的耐火等級按表4.4設計和劃分。6號和7號庫房選擇耐火等級均為一級，面積均為500m2；8號聚丙烯庫房建筑物火災危險性為丙類，選擇耐火等級為二級，面積為1500m2。表4.4 庫房的耐火等級、層數(shù)和占地面積儲存物類別耐火等級最多允許層數(shù)單層庫房最大允許占地面積()甲一1180一二1750乙一二32000續(xù)表4.4 庫房的耐火等級、層數(shù)和占地面積乙三1500丙一二52800三19004.3.3 生活區(qū)根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006，生活區(qū)的建筑可以依據(jù)民

34、用建筑確定耐火等級和面積（見表4.5民用建筑確定耐火等級和面積）。辦公樓、食堂1、食堂2、浴池、員工宿舍1、員工宿舍2、醫(yī)院、活動中心確定耐火等級均為三級，面積分別為：食堂11200m2、食堂2800m2、辦公樓1200 m2、浴池300 m2、員工宿舍11000 m2、員工宿舍21000m2、醫(yī)院450 m2、活動中心1200 m2，生活區(qū)中單層建筑高度均為4m高，二層建筑為6m高，三層建筑為9m高，四層建筑為12m高，五層建筑為15m高。4.3.4 附屬設施區(qū) 根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006和石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范對其它設施的耐火等級及面積進行設計。其中鍋爐房應為一、二級耐

35、火等級建筑，但每小時鍋爐的總蒸發(fā)量不超過4噸的燃煤鍋爐房可采用三級耐火等級的建筑。因此，設計本化工廠鍋爐房為二級耐火等級建筑，面積為150m2。由于消防水池是露天的，所以不考慮耐火等級，面積為400 m2?？扇加陀徒娏ψ儔浩魇摇⒏邏号潆娧b置室的耐火等級不應低于二級。所以配電站耐火等級設為一級，面積為150 m2。設定技安部、水泵站、污水處理站耐火等級均為三級，面積依次為：400 m2、150 m2、400 m2綜上所述，化工廠內各建筑物的火災危險類別，耐火等級，層數(shù)，面積如表4.6所示。表4.5 民用建筑的耐火等級、最多允許層數(shù)和防火分區(qū)最大允許建筑面積耐火等級最多允許層數(shù)防火分區(qū)的最大允許

36、建筑面積（m2）備 注一、二級按本規(guī)范第1.0.2條規(guī)定25001.體育館、劇院的觀眾廳，展覽建筑的展廳，其防火分區(qū)最大允許建筑面積可適當放寬。2.托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童活動場所不應超過3層或設置在四層及四層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內。續(xù)表4.5 民用建筑的耐火等級、最多允許層數(shù)和防火分區(qū)最大允許建筑面積耐火等級最多允許層數(shù)防火分區(qū)的最大允許建筑面積（m2）備 注三級5層12001.托兒所、幼兒園的兒童用房和兒童游樂廳等兒童活動場所、老年人建筑和醫(yī)院、療養(yǎng)院的住院部分不應超過2層或設置在三層及三層以上樓層或地下、半地下建筑（室）內。2.商店、學校、電影院、劇院、禮堂

37、、食堂、菜市場不應超過2層或設置在三層及三層以上樓層。四級2層600學校、食堂、菜市場、托兒所、幼兒園、老年人建筑、醫(yī)院等不應設置在二層。4.4 防火間距4.4.1 防火間距的設計原則本次設計各建構筑物之間的防火間距的設計主要根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006表3.4.1廠房之間及其與乙、丙、丁、戊類倉庫、民用建筑等之間的防火間距的要求作為最低標準進行確定。并且只考慮鄰近建構筑物的防火間距。生產區(qū)和存儲區(qū)主要考慮廠房和庫房的火災危險類別，該工廠的生產區(qū)內只有甲類廠房，存儲區(qū)內有甲類和丙類庫房，根據(jù)建筑設計防火規(guī)范確定各類別之間的防火間距。生產區(qū)和存儲區(qū)主要考慮廠房和庫房的火災危險類別

38、，該工廠的生產區(qū)有甲類廠房，儲存區(qū)有甲、丙類二種庫房。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2008，各個生產廠房或倉庫之間防火間距設計原則為：甲類甲類：12m 甲類丙類：12m辦公生活區(qū)各建構筑物之間的防火間距的確定根據(jù)建筑設計防火規(guī)范，依據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006表3.4.1民用建筑的防火間距及各建構筑物的耐火等級確定；附屬設施區(qū)各建構筑物之間的防火間距的設計主要依據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB50160-2008表3.2.11石油化工企業(yè)總平面布置的防火間距進行確定。鍋爐房、配電站、泵站等全廠性重要設施和甲類廠房之間間距35 m，和丙類廠房建筑之間間距為25 m。4.4.2

39、 防火間距的確定依據(jù)以上原則，以及化工企業(yè)總平面布置防火間距最低標準，分析基本防火間距如表4.6 化工廠內各個建筑物的火災危險類別、耐火等級、層數(shù)、面積項目類別編號建筑物名稱火災危險類別耐火等級層數(shù)面積(m2)生產區(qū)1生產車間1甲類一級單層30002生產車間2甲類一級單層30003生產車間3甲類一級單層30004生產車間4甲類一級單層35005生產車間5甲類一級單層3500存儲區(qū)6儲存庫1甲類一級單層5007儲存庫2甲類一級單層5008儲存庫3丙類二級單層1500辦公生活區(qū)9辦公樓三級三層120010食堂1三級二層120011食堂2三級二層80012宿舍1三級五層100013宿舍2三級五層10

40、0014浴池三級二層30015醫(yī)院三級三層45016活動中心三級一層1200附屬設備區(qū)17鍋爐房二級單層15018技安處三級單層40019配電站一級單層15020水泵站三級單層150 21消防水池-單層 40022污水處理廠三級單層400下：兩個甲類廠房間防火距離為30m，兩個甲類庫房間防火距離30m，甲類庫房與丙類庫房防火距離為25m。醫(yī)療站、污水處理站、鍋爐房間距為25m，生產廠房和倉庫間距為30m；技術安全科屬三級耐火等級距廠房、倉庫為15m；浴池、職工公寓為三級耐火等級與廠房、倉庫距離為20m；變、配電站距廠房、倉庫等建筑均為25m?？紤]所有建構筑物的面積及它們之間的防火間距，再綜合考

41、慮總體布置及甲類廠房和庫房與廠區(qū)圍墻和廠內主要、次要道路之間的距離，最后考慮工廠整體布局的整齊美觀，綜合考慮確定各建筑物間防火間距，工廠總平面布置見詳圖（附圖A）。5 防爆電器設計5.1 劃分爆炸危險區(qū)域本次設計選擇5號廠房進行爆炸危險區(qū)域劃分。該車間主要是閃蒸去活，聚合釜向閃蒸釜噴料時，閃蒸釜要自動或手動間斷向氣柜排放氣態(tài)丙烯。這個過程排放閥密封不嚴，氣態(tài)丙烯會大量釋放；而且閃蒸結束后，出料閥會釋放出含有1.5%左右丙烯的氣體，如果通風條件不好，導致丙烯聚集到爆炸范圍之內的濃度，引發(fā)爆炸。根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范 GB50058-20143第2.2.3條規(guī)定“第一級釋放源：預計

42、正常運行時周期或偶爾釋放的釋放源。類似下列情況的，可劃為第一級釋放源： 在正常運行時會釋放易燃物質的泵、壓縮機和閥門等的密封處”。 因此，在進行閃蒸加工時密封處為第一級釋放源，釋放物質為丙烯。根據(jù)5號生產車間的反應原理以及反應物質，依據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-20143出料口處為第二級危險源。根據(jù)規(guī)范爆炸危險區(qū)域的劃分應按釋放源級別和通風條件確定，存在第二級釋放源的區(qū)域可劃為2區(qū)，故出料口處劃為2區(qū)。根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-2014對5號廠房的爆炸危險區(qū)域劃分詳見圖（附圖B）5.2 防爆電器的選擇5.2.1 爆炸性混合物的分級分組根據(jù)爆炸

43、和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-2014氣體或蒸汽爆炸性混合物分級、分組舉例，丙烯和氫氣混合時，應按危險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備。爆炸危險區(qū)域內的電氣設備，應符合周圍環(huán)境內化學的、機械的、熱的、霉菌以及風沙等不同環(huán)境條件對電氣設備的要求。根據(jù)蒸汽的爆炸性混合物分級分組標準可知，丙烯屬于B級，T1組；氫氣屬于C級，T2組。因此，氫氣和丙烯混合時引燃溫度分組應該選擇C級，T2組。按C級，T2組選擇防爆電器。表5.1 蒸汽的爆炸性混合物的分級分組標準級別最大試驗安全間隙（MESG）mm最小點燃電流比（MICR）爆炸性氣體混合物應按引燃溫度分組組別引燃溫度tA900.8T1

44、450t續(xù)表5.1 蒸汽的爆炸性混合物的分級分組標準級別最大試驗安全間隙（MESG）mm最小點燃電流比（MICR）爆炸性氣體混合物應按引燃溫度分組組別引燃溫度tB0.5MESR0.90.45MICR0.8T2 300t450T3 200t300C0.50.45T4 135t200T5 100t135T6 85t1005.2.2 防爆電器的選擇爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB500582014中規(guī)定爆炸性氣體環(huán)境電氣設備的選擇應符合下列規(guī)定：一、根據(jù)爆炸危險區(qū)域的分區(qū)、電氣設備的種類和防爆結構的要求，應選擇相應的電氣設備。二、選用的防爆電氣設備的級別和組別，不應低于該爆炸性氣體環(huán)境內爆炸性

45、氣體混合物的級別和組別。當存在有兩種以上易燃性物質形成的爆炸性氣體混合物時，應按危險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備。三、爆炸危險區(qū)域內的電氣設備，應符合周圍環(huán)境內化學的、機械的、熱的、霉菌以及風沙等不同環(huán)境條件對電氣設備的要求。電氣設備結構應滿足電氣設備在規(guī)定的運行條件下不降低防爆性能的要求。根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范GB50058-2014中規(guī)定各種電氣設備防爆結構的選型應符合下列規(guī)定： （1）旋轉電機防爆結構的選型應符合表5.2的規(guī)定。 （2）低壓開關和控制器類防爆結構的選型應符合表5.3的規(guī)定。 （3）低壓變壓器防爆結構的選型應符合表5.4的規(guī)定。（4）燈具類防爆結構的

46、選型應符合表5.5的規(guī)定。（5）信號報警裝置等電氣設備防爆結構的選型應符合表5.6的規(guī)定。表5.2 電氣設備防爆結構的選型危險區(qū)域 防爆電器電器設備2區(qū)隔爆型d正壓型p增安型e無火花型n鼠籠型感應電動機續(xù)表5.2 電氣設備防爆結構的選型危險區(qū)域防爆電器電器設備2區(qū)隔爆型d正壓型p增安型e無火花型n繞線型感應電動機同步電動機直流電動機電磁滑差離合器注：1.表中符號：為適用；為慎用；X為不適用（下同）；表 5.3 變壓器防爆結構的選型危險區(qū)域 防爆電器電器設備2區(qū)隔爆型d正壓型p增安型e充油型n變壓器(包括起動用)電抗線圈(包括起動用)儀表用互感器表5.4 燈具類防爆結構的選型危險區(qū)域 防爆電器電

47、器設備2區(qū)隔爆型d增安型e固定式燈移動式燈攜帶式電池燈指示燈類鎮(zhèn)流器表5.5 信號報警裝置等電氣設備防爆結構的選型危險區(qū)域 防爆電器電器設備2區(qū)本質安全型ia ib隔爆型d正壓型p增安型e信號報警裝置插接裝置接線箱（盒）電氣測量表計表5.6 信號、報警裝置等電氣設備防爆結構的選型爆炸危險區(qū)域防爆結構電氣設備1 區(qū)2 區(qū)本質安全型ia，ib隔爆型d正壓型p增安型e本質安全型ia，ib隔爆型d正壓型p增安型e信號、報警裝置X插接裝置接線箱(盒)電氣測量表計X6 泄瀑方式確定以及泄爆面積計算6.1 泄爆方式泄爆作為減少爆炸損失的一種重要手段在有爆炸危險性的廠房，車間中被廣泛地應用，這里采用屋頂泄爆的

48、方式進行泄爆，另外需要注意防火材料的應用，即與相鄰廠房聯(lián)通處或隔板應采用防火材料。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50016-2006規(guī)定，“泄壓設施宜采用輕質屋面板、輕質墻體和易于泄壓的門、窗等，不應采用普通玻璃。泄壓設施的設置應避開人員密集場所和主要交通道路，并宜靠近有爆炸危險的部位。作為泄壓設施的輕質屋面板和輕質墻體的單位質量不宜超過60kg/ m2。屋頂上的泄壓設施應采取防冰雪積聚措施。散發(fā)較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸汽的甲類廠房，宜采用輕質屋面板的全部或局部作為泄壓面積。頂棚應盡量平整、避免死角，廠房上部空間應通風良好?！?.2 泄爆面積的計算由于氫氣儲存庫房屬于甲類庫房，有較大的爆炸危險性，

49、故選擇7號庫房進行泄壓面積計算。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006中規(guī)定有爆炸危險的甲、乙類廠房宜獨立設置，并宜采用敞開或半敞開式。其承重結構宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結構。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范GB50160-2006廠房內爆炸危險物質類別與泄壓比值丙烯應選擇0.110。設計選擇0.15。根據(jù)泄爆面積計算公式A=10cV2/3 （6.1）式中，A為泄爆面積（m2）；C為泄壓比值（m2/ m3）；V為廠房體積（m3）。對于7號庫房：根據(jù)公式V=25206=3000 m3，C取0.150得：A=312m2可見廠房的泄爆面積為312m2小于廠房的面積500m2。因此可以采用頂棚泄爆。7

50、 滅火器的配置7.1 滅火器的選擇根據(jù)建筑滅火器配置設計規(guī)范GB50140-20064第3.1.1條6、7號倉庫存儲的是丙烯和氫氣，是甲類火災爆炸危險物質，因此6、7號倉庫滅火器配置的危險等級為嚴重危險級。由于廠房中存儲的是氣態(tài)的罐裝的氫氣和丙烯，所以其火災類別為C類火災。根據(jù)4.1.3條規(guī)定：在同一滅火器配置場所，當選用兩種或兩種以上類型滅火器時，應采用滅火劑相容的滅火器。根據(jù)4.2.2條規(guī)定： C類火災場所應選擇磷酸銨鹽干粉滅火器、碳酸氫鈉干粉滅火器、二氧化碳滅火器或鹵代烷滅火器。由于聚丙烯生產原料主要是氫氣和丙烯，氫氣和丙烯的火災危險類別都是C類的，根據(jù)建筑滅火器配置設計規(guī)范GB50140-2005可知，C