課程設(shè)計(jì)丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì)

1、丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 1 大學(xué) 課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)( (論文論文) ) 題 目： 300m3丙烯罐區(qū)的安全 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 2 摘要摘要 由于工業(yè)過(guò)程特別是化工工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)為代表的高能化、自動(dòng)化大型生產(chǎn)裝置 在世界范圍內(nèi)的迅速發(fā)展，災(zāi)害性爆炸事故、火災(zāi)事故、大范圍人群中毒事故不斷出現(xiàn)， 這些災(zāi)害所造成的后果和社會(huì)問(wèn)題遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)事故本身。隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模越來(lái)越宏大、高科技 越來(lái)越密集，避免化學(xué)工業(yè)災(zāi)害性事故成為工業(yè)裝置平穩(wěn)安全運(yùn)行的核心問(wèn)題。 本次論文通過(guò)對(duì) 300 丙烯球罐區(qū)球罐的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、附件設(shè)計(jì)及其防火防爆安全 技術(shù)設(shè)計(jì)，以技

2、術(shù)上先進(jìn)性、可行性，經(jīng)濟(jì)上合理性為前提，綜合分析丙烯的物理、化學(xué) 性質(zhì)，通過(guò)其危險(xiǎn)性的分析來(lái)設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐區(qū)的布置。同時(shí)對(duì)重大事故分析、安全管理制度和 措施的研究來(lái)制定一系列的預(yù)防措施，從而保證過(guò)程正常運(yùn)行、安全生產(chǎn)，為創(chuàng)造一個(gè)良 好的工作環(huán)境提供了保障。 關(guān)鍵詞：球罐 防火防爆 安全設(shè)計(jì) 管理制度 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 3 目錄目錄 第一章第一章 概述概述.5 一、丙烯的性質(zhì)一、丙烯的性質(zhì).5 1、丙烯的理化性質(zhì).5 2、丙烯的毒性.5 二、丙烯的危害二、丙烯的危害.5 1、環(huán)境危害.6 2、危險(xiǎn)特性.6 三、事故的預(yù)防與控制三、事故的預(yù)防與控制.6 1、操作儲(chǔ)存的注意事項(xiàng).6 2、個(gè)體防護(hù).6

3、3、事故應(yīng)急處理.7 四、法規(guī)信息四、法規(guī)信息.7 第二章第二章 總平面布置設(shè)計(jì)總平面布置設(shè)計(jì).8 一、丙烯球罐區(qū)的方位布置一、丙烯球罐區(qū)的方位布置.8 1、區(qū)域規(guī)劃.8 2、工廠總平面的布置.9 二、廠內(nèi)道路及罐區(qū)的布置二、廠內(nèi)道路及罐區(qū)的布置.10 1、道路的規(guī)劃.10 2、罐區(qū)的布置.11 三、管線的布置三、管線的布置.12 1、簡(jiǎn)單設(shè)置.12 2、管線保冷大都是用發(fā)泡的泡沫塑料成型管殼.13 3、彎曲、異形處的保冷.13 4、外防護(hù)層.13 四、防火堤的設(shè)計(jì)原則四、防火堤的設(shè)計(jì)原則.14 第三章第三章 球罐的設(shè)計(jì)球罐的設(shè)計(jì).15 一、球罐的設(shè)計(jì)條件一、球罐的設(shè)計(jì)條件.15 二、罐體的設(shè)

4、計(jì)二、罐體的設(shè)計(jì).15 1、球罐材料的確定.15 2、罐體制造.15 三、球罐的附件三、球罐的附件.16 1、附件的簡(jiǎn)介.16 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 4 2、安全閥.16 3、梯子平臺(tái).18 4、水噴淋裝置.18 5、液位計(jì).19 6、壓力表.20 7、溫度計(jì).20 8、防雷、防靜電裝置.21 第四章第四章 罐區(qū)的消防安全設(shè)計(jì)罐區(qū)的消防安全設(shè)計(jì).22 一、球罐區(qū)消防安全的注意事項(xiàng)一、球罐區(qū)消防安全的注意事項(xiàng).22 1、消防給水系統(tǒng).22 2、罐區(qū)的消防.22 3、球罐的安全措施.23 二、二、水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的介紹水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的介紹.24 1、水噴霧系統(tǒng)的作用.24 2、水霧噴頭的選型

5、.25 三、球罐區(qū)水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三、球罐區(qū)水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì).26 1、供水管道設(shè)計(jì).26 2、系統(tǒng)控制.27 3、水霧噴頭的布置.27 4、設(shè)計(jì)冷卻水噴霧強(qiáng)度核算.28 四、球罐區(qū)消防系統(tǒng)的監(jiān)督與維護(hù)四、球罐區(qū)消防系統(tǒng)的監(jiān)督與維護(hù).30 第五章第五章 重大事故后果分析重大事故后果分析.31 一、引起重大事故的原因一、引起重大事故的原因.31 1、火災(zāi)危險(xiǎn)性分析.31 2、液化丙烯火災(zāi)爆炸的事故樹(shù)分析（fta）.32 二、重大事故后果分析計(jì)算二、重大事故后果分析計(jì)算.34 1、丙烯球罐火災(zāi)爆炸的傷害模型.34 2、丙烯球罐火災(zāi)爆炸的定量評(píng)價(jià)計(jì)算（球罐蒸氣云爆炸）.34 第六章第

6、六章 安全管理措施及制度安全管理措施及制度.36 一、防雷電一、防雷電.36 1、雷電的危害.36 2、雷電的安全防護(hù)措施.36 二、防靜電二、防靜電.36 1、靜電的危害.36 2、靜電的安全防護(hù)措施.37 三、開(kāi)停車制度三、開(kāi)停車制度.37 1、裝置的開(kāi)車管理.37 2、裝置的停車管理.38 四、防泄漏四、防泄漏.38 1、丙烯的泄漏.38 2、防泄漏的安全措施.38 3、丙烯泄漏的應(yīng)急處理措施.39 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).40 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 5 第一章第一章 概述概述 一、丙烯的性質(zhì)一、丙烯的性質(zhì) 1、丙烯的理化性質(zhì)、丙烯的理化性質(zhì) 丙烯（propene,ch2=chch3）常溫下為

7、無(wú)色、無(wú)臭、稍帶有甜味的氣體。 分子量 42.08，密度 0.5139g/cm3(20/4)，冰點(diǎn)-185.3，沸點(diǎn)-47.4。易燃， 爆炸極限為 2%11%。不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。 丙烯是三大合成材料的基本原料,主要用于生產(chǎn)丙烯腈、異丙烯、丙酮和環(huán) 氧丙烷等。 2、丙烯的毒性、丙烯的毒性 本品為單純窒息劑及輕度麻醉劑。 (1)急性中毒：人吸入丙烯可引起意識(shí)喪失，當(dāng)濃度為 15時(shí)，需 30 分鐘； 24時(shí)，需 3 分鐘；3540時(shí)，需 20 秒鐘；40以上時(shí)，僅需 6 秒鐘，并 引起嘔吐。 (2)慢性影響：長(zhǎng)期接觸可引起頭昏、乏力、全身不適、思維不集中。個(gè)別 人胃腸道功能發(fā)生紊亂。 丙烯主要

8、經(jīng)呼吸道侵入人體。吸入 6.4%濃度，歷時(shí) 2.25min，有感覺(jué)異常 和注意力不集中；12.8%，1min 同樣的癥狀較明顯；15%，30min 或 24%33%，3min 可引起意識(shí)喪失；40%以上時(shí)，僅 6s 即意識(shí)喪失，并引起嘔 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 6 吐眩暈。數(shù)分鐘接觸后，尚可引起眼瞼及面潮紅、流淚、咳嗽；50%2min 引起 麻醉，然而停止接觸可完全恢復(fù)。 丙烯嗅覺(jué)閾為 17.3mg/m3，近 1mg/m3 時(shí)眼輕度敏感。丙烯的慢性影響與 乙烯相似。 二、丙烯的危害二、丙烯的危害 1、環(huán)境危害、環(huán)境危害 丙烯對(duì)環(huán)境有危害，對(duì)水體、土壤和大氣可造成污染。 2、危險(xiǎn)特性、危險(xiǎn)特性 易

9、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(xiǎn)。 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(yīng)。 氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃。 有害燃燒產(chǎn)物： 一氧化碳、二氧化碳。 三、事故的預(yù)防與控制三、事故的預(yù)防與控制 1、操作儲(chǔ)存的注意事項(xiàng)、操作儲(chǔ)存的注意事項(xiàng) (1) 密閉操作，全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī) 程。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防 止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、酸類接觸。在傳送過(guò)程中，鋼 瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及

10、附件 破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 (2) 儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò) 30。應(yīng) 與氧化劑、酸類分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用 易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 7 2、個(gè)體防護(hù)、個(gè)體防護(hù) (1) 工程控制：生產(chǎn)過(guò)程密閉，全面通風(fēng)。 (2) 呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，但建議特殊情況下，佩戴自吸 過(guò)濾式防毒面具（半面罩） 。 (3) 眼睛防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，高濃度接觸時(shí)可戴化學(xué)安全防護(hù)眼 鏡。 (4) 身體防護(hù)：穿防靜電工作服。 (5) 手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手

11、套。 (6) 其他防護(hù)：工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。避免長(zhǎng)期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性 空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護(hù)。 3、事故應(yīng)急處理、事故應(yīng)急處理 丙烯泄漏后，應(yīng)迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限 制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防靜電工作服。 盡可能切斷泄漏源。用工業(yè)覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點(diǎn)附近的下水道等 地方，防止氣體進(jìn)入。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤 或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝 設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。 四、法規(guī)信息四、法規(guī)信息 化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l

12、例(1987 年 2 月 17 日國(guó)務(wù)院發(fā)布)， 化學(xué)危 險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則(化勞發(fā)1992 677 號(hào))， 工作場(chǎng)所安全使用化 學(xué)品規(guī)定(1996勞部發(fā) 423 號(hào))等法規(guī)，針對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品的安全使用、生產(chǎn)、 儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定；常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志 (gb 13690-92)將該物質(zhì)劃為第 2.1 類易燃?xì)怏w。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 8 第二章第二章 總平面布置設(shè)計(jì)總平面布置設(shè)計(jì) 一、丙烯球罐區(qū)的方位布置一、丙烯球罐區(qū)的方位布置 1、區(qū)域規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃 (1) 由于球罐內(nèi)儲(chǔ)存的是有毒易燃易爆的甲 a 類液體，而且丙烯在常溫常 壓下是氣態(tài)，所以在進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃時(shí)，

13、應(yīng)根據(jù)石油化工企業(yè)及其相鄰的工廠或 設(shè)施的特點(diǎn)和火災(zāi)危險(xiǎn)性，結(jié)合地形、風(fēng)向等條件，合理布置。 (2) 石油化工企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)，宜位于鄰近城鎮(zhèn)或居住區(qū)全年最小頻率風(fēng)向 的上風(fēng)側(cè)。 (3) 石油化工企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)沿江河岸布置時(shí)，宜位于鄰近江河的城鎮(zhèn)、重 要橋梁、大型錨地、船廠等重要建筑物或構(gòu)筑物的下游。 (4) 石油化工企業(yè)的液化烴或可燃液體的罐區(qū)鄰近江河、海岸布置時(shí)，應(yīng) 采取防止泄漏的可燃液體流入水域的措施。 (5) 石油化工企業(yè)與相鄰工廠或設(shè)施的防火間距，不應(yīng)小于表 2-1 的規(guī)定。 (6) 高架火炬的防火距離，應(yīng)經(jīng)幅射熱計(jì)算確定；對(duì)可能攜帶可燃液體的 高架火炬的防火距離，并不應(yīng)小于表 2-1 規(guī)

14、定。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 9 表 21 石油化工企業(yè)與相鄰工廠或設(shè)施的防火間距（單位：m） 注： a. 括號(hào)內(nèi)指防火間距起止點(diǎn)。 b. 當(dāng)相鄰設(shè)施為港區(qū)陸域、重要物品倉(cāng)庫(kù)和堆場(chǎng)、軍事設(shè)施、機(jī)場(chǎng)等，對(duì) 石油化工企業(yè)的距離有特殊要求時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 2、工廠總平面的布置、工廠總平面的布置 (1) 工廠總平面，應(yīng)根據(jù)工廠的生產(chǎn)流程及各組成部分的生產(chǎn)特點(diǎn)和火災(zāi) 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 10 危險(xiǎn)性，結(jié)合地形、風(fēng)向等條件，按功能分區(qū)集中布置。 (2) 可能散發(fā)可燃?xì)怏w的工藝裝置、罐組、裝卸區(qū)或全廠性污水處理場(chǎng)等 設(shè)施，宜布置在人員集中場(chǎng)所，及明火或散發(fā)火花地點(diǎn)的全年最小頻率風(fēng)向的 上風(fēng)側(cè)；在山區(qū)或

15、丘陵地區(qū)，并應(yīng)避免布置在窩風(fēng)地帶。 (3) 液化烴罐組或可燃液體罐組，不應(yīng)毗鄰布置在高于工藝裝置、全廠性 重要設(shè)施或人員集中場(chǎng)所的階梯上。但受條件限制或有工藝要求時(shí)，可燃液體 原料儲(chǔ)罐可毗鄰布置在高架工藝裝置的階梯上。 (4) 當(dāng)廠區(qū)采用階梯式布置時(shí)，階梯間應(yīng)有防止泄漏的可燃液體漫流的措 施。 (5) 全廠性的高架火炬，宜位于生產(chǎn)區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。空氣 分離裝置，應(yīng)布置在空氣清潔地段并位于散發(fā)乙炔、其他烴類氣體、粉塵等場(chǎng) 所的全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 (6) 液化烴罐組或可燃液體罐組，不宜緊靠排洪溝布置。 (7) 汽車裝卸站、液化烴灌裝站、甲類物品倉(cāng)庫(kù)等機(jī)動(dòng)車輛頻繁進(jìn)出的設(shè) 施，應(yīng)

16、市容在廠區(qū)邊緣或廠區(qū)外，并宜設(shè)圍墻獨(dú)立成區(qū)。 (8) 采用架空電力線路進(jìn)出廠區(qū)的總變配電所，應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣。 二、廠內(nèi)道路及罐區(qū)的布置二、廠內(nèi)道路及罐區(qū)的布置 1、道路的規(guī)劃、道路的規(guī)劃 (1) 工廠主要出入口不應(yīng)少于兩個(gè)，并宜位于不同方位。 (2) 工藝裝置區(qū)、罐區(qū)、可燃物料裝卸區(qū)及其倉(cāng)庫(kù)區(qū)，應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道， 當(dāng)受地形條件限制時(shí)，可設(shè)有回車場(chǎng)的盡頭式消防車道。 (3) 液化烴、可燃液體的罐區(qū)內(nèi)的儲(chǔ)罐與消防車道的距離，應(yīng)符合下列規(guī) 定：任何儲(chǔ)罐的中心至不同方向的兩條消防車道的距離，均不應(yīng)大于 120m；當(dāng) 僅一側(cè)有消防車道時(shí)，車道至任何儲(chǔ)罐的中心，不應(yīng)大于 80m。 (4) 主干道及其廠外

17、延伸部分，應(yīng)避免與調(diào)車頻繁的廠內(nèi)鐵路或鄰近廠區(qū) 的廠外鐵路平交。 (5) 路面上凈空高度不宜低于 5m。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 11 (6) 消防道路的路面高度不應(yīng)小于 6m。 (7) 路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于 12m。 (8) 庫(kù)內(nèi)道路(包括消防車道)路面邊緣鄰設(shè)施的最小凈距,見(jiàn)表 22。 表 22路面邊緣距相鄰設(shè)施最小凈距 序號(hào)相鄰設(shè)施名稱最小凈距（m） 1防火堤外坡腳線3 2圍墻1 3建筑物外墻6.0-9.0 4電桿、燈柱、管線支架1 注： a. 表中最小凈距、城市型廠內(nèi)道路自路面邊緣算起,公路型廠內(nèi)道路自路 肩緣算起。路.肩寬度一般為 1.0 或 1.5m,條件受限時(shí)可減少至 0.5m

18、 或 0.75m; b. 生產(chǎn)工藝有特殊要求的建(構(gòu))筑物及管線至道路邊緣的最小凈距,應(yīng)符合 現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定的要求; c. 當(dāng)廠內(nèi)道路與建(構(gòu))筑物之間設(shè)置邊溝、管線等或綠化時(shí),應(yīng)按需要另行 確定其凈距。 (9) 當(dāng)?shù)缆仿访娓叱龈浇孛?2.5m 以上、且在距道路邊緣 15m 范圍內(nèi)，有 工藝裝置或可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體的儲(chǔ)罐及管道時(shí)，應(yīng)在該段道路的邊 緣設(shè)護(hù)墩、矮墻等防護(hù)設(shè)施。 (10) 生產(chǎn)區(qū)的道路宜采用雙車道；若為單車道應(yīng)滿足錯(cuò)車要求。 (11) 可供消防車通行的裝置內(nèi)道路的裝置，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)貫通式道路。當(dāng)裝置寬度小于或等于 60m，且裝置外兩側(cè)設(shè) 有消防車道時(shí)，

19、可不設(shè)貫通式道路； 2) 道路的寬度不應(yīng)小于 4m，路面上的凈空高度不應(yīng)小于 4.5m。 2、罐區(qū)的布置、罐區(qū)的布置 (1) 液化烴、可燃?xì)怏w、助燃?xì)怏w的罐組內(nèi)，儲(chǔ)罐的防火間距不應(yīng)小于表 2-3 的規(guī)定。 表 2-3 液化烴、可燃?xì)怏w、助燃?xì)怏w的罐組內(nèi)儲(chǔ)罐的防火間距 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 12 注： a. d 為相鄰較大儲(chǔ)罐的直徑。 b. 不同型式儲(chǔ)罐之間的防火距離，應(yīng)采用較大值。 c. 液氨、液氧儲(chǔ)罐的防火間距同液化烴儲(chǔ)罐。 (2) 相鄰液化烴罐組儲(chǔ)罐間的距離，不應(yīng)小于 16m。 (3) 液化烴壓力儲(chǔ)罐宜設(shè)不高于 0.6m 的防火堤，防火堤距儲(chǔ)罐不應(yīng)小于 3m，堤內(nèi)應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土地面，并宜

20、坡向四周。防火堤內(nèi)的隔堤不宜高于 0.3m (4) 低溫的液氨儲(chǔ)罐、液化烴儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)防火堤，堤內(nèi)有效容積應(yīng)為一個(gè)最 大儲(chǔ)罐容積的 60。 (5) 液化烴儲(chǔ)罐的安全閥出口管，應(yīng)接至火炬系統(tǒng)。確有困難時(shí)，可就地 放空，但其排氣管口應(yīng)高出相鄰最高儲(chǔ)罐罐頂平臺(tái) 3m 以上。 (6) 在同一罐組內(nèi)，宜布置火災(zāi)危險(xiǎn)性類別相同或相近的儲(chǔ)罐；沸溢性液 體的儲(chǔ)罐，不應(yīng)與非沸溢性液體儲(chǔ)罐同組布置；液化烴的儲(chǔ)罐，不應(yīng)與可燃液 體儲(chǔ)罐同組布置。 (7) 液化烴的儲(chǔ)罐，應(yīng)設(shè)液位計(jì)、溫度汁、壓力表安全閥；以及高液位報(bào) 警裝置或高液位自動(dòng)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料裝置。 三、管線的布置三、管線的布置 1、簡(jiǎn)單設(shè)置、簡(jiǎn)單設(shè)置 (1) 沿地面

21、或低支架敷設(shè)的管道，不應(yīng)環(huán)繞工藝裝置或罐組四周布置。 (2) 管道及其桁架跨越廠內(nèi)道路的凈空高度，不應(yīng)小于 5m。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 13 (3) 可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體的管道橫穿鐵路或道路時(shí)，應(yīng)敷設(shè)在管 涵或套管內(nèi)。 (4) 可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體的管道，不得穿越或跨越與其無(wú)關(guān)的煉 油工藝裝置、化工生產(chǎn)單元或設(shè)施；但可跨越罐區(qū)泵房（棚） 。在跨越泵房（棚） 的管道上，不應(yīng)設(shè)置閥門、法蘭、螺紋接頭和補(bǔ)償器等。 (5) 布置在公路型道路路肩上的管架支柱、照明電桿、行道樹(shù)或標(biāo)志桿等， 應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 至雙車道路面邊緣不應(yīng)小于 0.5m； 2) 至單車道中心線不應(yīng)小于 3m。 (

22、6) 設(shè)備和管道應(yīng)根據(jù)其內(nèi)部材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性和操作條件，設(shè)置相應(yīng)的 儀表、報(bào)警訊號(hào)、自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)或緊急停車措施。 (7) 甲、乙，類設(shè)備和管道，應(yīng)有惰性氣體置換設(shè)施。 (8) 罐組之間的管道布置，不應(yīng)妨礙消防車的通行。 2、管線保冷大都是用發(fā)泡的泡沫塑料成型管殼、管線保冷大都是用發(fā)泡的泡沫塑料成型管殼 球罐道生產(chǎn)車間 600 的 6 英寸保冷管線設(shè)計(jì) (1) 與保溫施工防潮方法不同。不僅要安裝足以防潮的外防護(hù)層，還要對(duì) 長(zhǎng)方形和圓形接縫處的密封材料的選擇進(jìn)行細(xì)致的研究。 (2) 當(dāng)包冷層的厚度超過(guò) 75mm 時(shí)，最好分二層進(jìn)行施工。此時(shí)，內(nèi)部溫 度相當(dāng)?shù)蛣t對(duì)第一層和第二層的包冷材料分別選擇

23、不同的材料。 (3) 使用聚苯乙烯泡沫管殼時(shí)，高溫下熔融的瀝青或溶劑類物質(zhì)對(duì)聚乙烯 有腐蝕作用，所以，不能用這些材料作密封?？捎靡源姿岷鸵蚁┲瑸橹?，能溶 于乙醇的溶劑作密封。泡沫塑料管殼由毛坯加工的，也有在圓形模具中經(jīng)發(fā)酵 制成的。截切的管殼一般其溫度收縮率大而且強(qiáng)度也比較弱。 (4) 泡沫玻璃為無(wú)機(jī)物，不燃燒。但其導(dǎo)熱率大，則只用于對(duì)防火要求高 或極低的場(chǎng)合，它是由毛坯截切而成的。施工時(shí)，在接縫處要用密封材料進(jìn)行 密封。主要用扁鋼加以固定。它質(zhì)脆易壞，所以，最好不要用鐵絲固定。 3、彎曲、異形處的保冷、彎曲、異形處的保冷 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 14 (1) 不規(guī)則部分：彎頭、三通、閥門、轉(zhuǎn)動(dòng)

24、機(jī)械的保冷，可用成型的預(yù)制 塊，也可用現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡的聚氨脂泡沫塑料進(jìn)行施工。 (2) 需要維修的部位保冷：對(duì)于法蘭、人孔等要使用容易拆除保冷層的預(yù) 制塊。并用密封材料將連接處黏接，里層用石棉、玻璃棉等天才使之成為易于 維修的結(jié)構(gòu)。 (3) 移位、變形處的保冷：對(duì)于膨脹節(jié)等部位，為使保冷處能適應(yīng)自由移 動(dòng)、變形，要在石棉、玻璃棉等柔軟的保溫層上面包山防潮膜，這種防潮膜最 好使用重疊的復(fù)合膜。 4、外防護(hù)層、外防護(hù)層 最典型的施工是先在保冷材料噴涂 6mm 厚的瀝青瑪締酯上包上鍍鋅鐵皮或 鋁皮。有關(guān)板金的加工和保溫一樣。 四、防火堤的設(shè)計(jì)四、防火堤的設(shè)計(jì)原則原則 為了防止液體著火時(shí)流淌造成火災(zāi)蔓延，對(duì)

25、易燃液體的地上儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置不 燃材料建造的防火堤，防火堤設(shè)計(jì)原則如下： (1) 防火堤應(yīng)能承受所容納液體的靜壓.，且不會(huì)滲漏。 (2) 管道穿堤處應(yīng)采用非燃燒材料嚴(yán)密封閉, 引出防火堤外的管線離地面應(yīng) 有 1m 左右的高度. (3) 應(yīng)在防火堤的不同方位上設(shè)置兩個(gè)以上人行臺(tái)階或坡道，隔堤均應(yīng)設(shè) 置人行臺(tái)階。 (4) 在防火堤內(nèi)雨水溝穿堤處，應(yīng)設(shè)防止可燃液體流出堤外的措施。 (5) 罐組應(yīng)設(shè)防火堤，防火堤內(nèi)的有效容積固定罐不應(yīng)小于其中最大的一 個(gè)；浮頂罐，不應(yīng)小于罐組內(nèi) 1 個(gè)最大儲(chǔ)罐容積的一半。 (6) 相鄰罐組至防火堤的外堤腳線之間的距離應(yīng)有不小于7m寬的消防空地， 設(shè)有事故存液池的罐組與相鄰

26、罐組儲(chǔ)罐間的距離，不應(yīng)小于25m，且其間應(yīng)留 有寬度不小于7m的消防空地。防火堤外側(cè)基腳線至建筑物、構(gòu)建物的距離不宜 小于選用10m。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 15 第三章第三章 球罐的設(shè)計(jì)球罐的設(shè)計(jì) 一、球罐的設(shè)計(jì)條件一、球罐的設(shè)計(jì)條件 設(shè)計(jì)參數(shù)： 設(shè)計(jì)溫度：50 設(shè)計(jì)壓力：1.96mpa 工作壓力：1.84mpa 液壓試驗(yàn)壓力：2.45mpa 容積：300m3 球殼內(nèi)直徑：8306mm 儲(chǔ)存物質(zhì)：ch3-ch=ch2 物料密度：0.504kg/cm3 充裝系數(shù)：0.9 地震設(shè)防烈度：7 度 基本風(fēng)壓值：350pa 基本雪壓值：400n/ 球罐建造場(chǎng)地：類、遠(yuǎn)震、b 類地區(qū) 二、罐體的設(shè)計(jì)二、

27、罐體的設(shè)計(jì) 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 16 1、球罐材料的確定、球罐材料的確定 參考球罐與大型儲(chǔ)罐 ，儲(chǔ)存丙烯的球罐球殼材料選用 16mnr 材料，最 大許用應(yīng)力為 163mpa。 2、罐體制造、罐體制造 橘瓣式球殼的設(shè)計(jì)： 橘瓣式球殼組裝焊縫較為規(guī)則，施工簡(jiǎn)便。多數(shù)采用偶數(shù)支柱，分塊分帶 對(duì)稱，因此組裝應(yīng)力及焊接內(nèi)應(yīng)力較均勻，較易保證球罐質(zhì)量。當(dāng)球殼按等強(qiáng) 度設(shè)計(jì)，用不同的分帶去承受不同液柱高度的附加壓力時(shí)，產(chǎn)生不等厚的球片 結(jié)構(gòu)。 橘瓣式結(jié)構(gòu)較靈活，按照原材料的大小及壓縮機(jī)跨度的尺寸，可設(shè)計(jì)成不 同球心夾角的分帶和分塊，以滿足結(jié)構(gòu)和制造工藝的要求。 橘瓣式結(jié)構(gòu)也有其缺點(diǎn)：由于球片在各帶位置尺寸

28、大小不一，只能在本帶 內(nèi)或在上、下對(duì)稱帶之間進(jìn)行互換;下料成型較復(fù)雜，原材料利用率較低。 橘瓣式結(jié)構(gòu)適用于任何大小球罐，是世界各國(guó)普遍采用的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)球罐和大型儲(chǔ)罐 ，300m3的球罐，由于體積小，所以選用橘瓣式的 球罐設(shè)計(jì)，并依據(jù)書(shū)中表格可得，球罐應(yīng)分為 4 帶，上下溫帶和赤道帶。上 下極帶各三塊板，上下溫帶各 12 塊板。 三、球罐的附件三、球罐的附件 1、附件的簡(jiǎn)介、附件的簡(jiǎn)介 球罐的附件主要有安全閥、梯子平臺(tái)、水噴淋裝置、隔熱和保護(hù)設(shè)施、液 位計(jì)、壓力表、溫度計(jì)、防雷及防靜電裝置等。在設(shè)計(jì)丙烯球罐的時(shí)候應(yīng)考慮 這些因素。 2、安全閥、安全閥 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 17 (1) 安全閥

29、的種類、數(shù)量及可設(shè)置的位置 安全閥按其結(jié)構(gòu)和平衡內(nèi)壓的方式可分為彈簧式，杠桿式和脈沖式 。彈 簧式安全閥結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度也較高，但對(duì)彈簧質(zhì)量要求嚴(yán)格。杠桿式安全閥 體積大，沒(méi)有嚴(yán)密的排氣結(jié)構(gòu)、泄放能力低且回座性能差。脈沖式安全閥結(jié)構(gòu) 復(fù)雜。球罐通常采用彈簧式安全閥，所以這里采用彈簧式安全閥。 按照安全閥閥瓣的最大開(kāi)啟高度與閥孔直徑之比，安全閥可以分為全啟式 和微啟式。全啟式安全閥閥瓣最大開(kāi)啟高度等于或大于 1/4 閥孔直徑，即在閥 瓣最大開(kāi)啟高度時(shí)，閥瓣與閥座的間隙面積等于或大于閥孔截面積。微啟式是 指閥瓣最大開(kāi)啟高度小于閥孔直徑 1/4 的安全閥。全啟式安全閥排放能力大、 靈敏度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)

30、雜且加工調(diào)試要求嚴(yán)格；采用全啟式安全閥可以縮小球罐 上安全閥接管口徑，所以在球罐上應(yīng)用比較廣泛，此處也選用全啟式安全閥。 為防止球罐運(yùn)轉(zhuǎn)異常造成內(nèi)壓超過(guò)設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)在氣相部分設(shè)置一個(gè)以上 的安全閥，以便及時(shí)排出部分氣相物料，自動(dòng)地將內(nèi)壓回復(fù)到設(shè)計(jì)壓力以下。 同時(shí)，在氣相部分還要設(shè)置一個(gè)以上的輔助的火災(zāi)安全閥，使得由于火災(zāi)而使 罐內(nèi)物料溫度及壓力上升時(shí)，能自動(dòng)發(fā)生作用，排泄物料，確保球罐不超壓。 安全閥的型式通常采用直接載荷彈簧式。 (2) 安全閥性能和作用 1) 在球罐的正常工作壓力下保持嚴(yán)密不漏，從而保證正常工作壓力下的安 全運(yùn)行。 2) 在球罐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，安全閥自動(dòng)開(kāi)啟并迅速排出罐

31、內(nèi)氣體。當(dāng) 安全閥的排放能力足夠大時(shí)，則可保證球罐內(nèi)壓力保持在最高許用壓力內(nèi)，因 而能在非常壓力狀態(tài)下保持球罐不受破壞。 3) 在球罐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值下降到正常工作壓力時(shí)，安全閥自動(dòng)關(guān)閉，球 罐內(nèi)介質(zhì)停止外泄，可避免因介質(zhì)不必要外泄而造成的浪費(fèi)，同時(shí)也保證了球 罐運(yùn)行的連續(xù)性。 4) 在安全閥泄放時(shí)，由于排出介質(zhì)速度過(guò)高而發(fā)出聲響，即發(fā)出事故警報(bào)。 由經(jīng)驗(yàn)的人員還可以通過(guò)安全閥泄放產(chǎn)生的聲響變化，了解到球罐內(nèi)壓力變化 的情況，采取應(yīng)急措施。 (3) 安全閥的選用 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 18 一般安全閥的選擇：由操作壓力選定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定 安全閥的使用溫度范圍，由計(jì)算出的安全閥

32、的定壓值決定彈簧的調(diào)壓范圍，再 根據(jù)操作介質(zhì)決定安全閥的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)型式，然后根據(jù)安全閥泄放量計(jì)算出安 全閥的噴嘴面積或噴嘴直徑。 當(dāng)設(shè)置多個(gè)安全閥時(shí)，排泄量應(yīng)為各個(gè)安全閥排泄量之和。但備用安全閥 的排泄量不算入所需排泄量。 (4) 安全閥的注意事項(xiàng) 1) 安全閥應(yīng)選用彈簧式安全閥，不可采用低揚(yáng)程的安全閥。 2) 彈簧不可與介質(zhì)及大氣直接接觸，在不得已的場(chǎng)合，應(yīng)進(jìn)行耐腐蝕處 3) 彈簧的調(diào)節(jié)螺絲不能松動(dòng)，應(yīng)有防止隨意調(diào)整的印封。 4) 安全閥應(yīng)垂直安裝，以保證容器和安全閥之間暢通無(wú)阻。 5) 安全閥的安裝位置盡可能布置在平臺(tái)附近，以便檢查及維修。 6) 油氣一般可排入大氣，其出口高度應(yīng)比裝置最高

33、構(gòu)筑物搞 3 米 7) 單獨(dú)排入大氣安全閥，其出口管線管徑按管線壓力降不大于其定壓的 10%確 定，但不應(yīng)小于安全閥的出口直徑。 8) 容器上的安全閥的入口管線應(yīng)盡量縮短，當(dāng)管線較長(zhǎng)時(shí)，必須加以支撐， 以防泄壓時(shí)造成超壓力。 9) 一般情況下，安全閥的前后不裝設(shè)隔斷網(wǎng)。但在個(gè)別情況下，如泄放介 質(zhì)中含有固體雜質(zhì)，而影響安全閥在跳開(kāi)后不再能關(guān)嚴(yán)時(shí)，則可以在安全閥前 面安裝帶鉛封的閘閥，保證閘閥處于全開(kāi)狀態(tài)，并應(yīng)在閘閥域安全閥之間裝設(shè) 一個(gè)通大氣的 dn20 檢查閥。 10) 有保證設(shè)施以及設(shè)置在寒冷地區(qū)的球罐的安裝閥，應(yīng)選防凍結(jié)構(gòu)。 11) 備用安全閥應(yīng)有明確其為備用的標(biāo)志。 12) 安全閥的排

34、放管應(yīng)向放空罐出傾斜，以排除凝液，同時(shí)其結(jié)構(gòu)應(yīng)保證 不發(fā)生影響到安全閥本體的振動(dòng)。 13) 在向大氣直接排放的場(chǎng)合，排放蒸氣應(yīng)垂直向上噴出，并在端部設(shè)置 保護(hù)罩，以防止雨水、鐵屑、塵土等的堆積。 3、梯子平臺(tái)、梯子平臺(tái) 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 19 球罐外部設(shè)有頂部平臺(tái)、中間平臺(tái)以及為了從地面進(jìn)入這些平臺(tái)的斜梯、 直梯或盤梯。頂部平臺(tái)位工藝操作作用的平臺(tái)。中間平臺(tái)設(shè)置位操作人員上下 頂部平臺(tái)的中間休息，或作為檢查球罐赤道部位外部情況用的。球罐采用一個(gè) 單獨(dú)的梯子。梯子結(jié)構(gòu)分成：上部盤梯和下部斜梯二部分。 4、水噴淋裝置、水噴淋裝置 球罐上裝設(shè)水噴淋裝置是為了內(nèi)盛的液化石油氣、可燃性氣體及毒性氣體

35、 的隔熱需要，同時(shí)也可起消防的保護(hù)作用。但是，隔熱和消防保護(hù)有不同的要 求，一般淋水裝置的構(gòu)造為環(huán)形冷卻水管或倒流式淋水裝置。 可燃、易燃?xì)怏w及液體球罐、液化氣體球罐都應(yīng)設(shè)消防噴淋水裝置。因高 溫季節(jié)（日曬）或其他因素導(dǎo)致罐內(nèi)溫度升高且必須加以控制的球罐，消防噴 淋水裝置也可以進(jìn)行冷卻降溫噴淋，而在噴淋水量上進(jìn)行調(diào)節(jié)。 球罐的上部裝設(shè)噴淋噴嘴或溢流堰，同時(shí)，為了保證噴淋強(qiáng)度，使噴淋水 均勻地分布在球罐表面并形成水膜，而沿球罐緯向設(shè)幾代噴淋噴嘴，以提高噴 淋效率和覆蓋率。在球罐的下部也應(yīng)設(shè)噴淋噴嘴，以保護(hù)罐下部的閥門、附件 及儀表。 噴淋水管、噴淋噴嘴與溢流堰的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)工藝條件保證足夠的噴淋

36、強(qiáng) 度和覆蓋率。噴淋強(qiáng)度應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。溢流堰河噴淋噴嘴的 布置還應(yīng)考慮梯子平臺(tái)及球罐其他附件的位置。對(duì)焊后需進(jìn)行整體熱處理的球 罐，應(yīng)在熱處理前焊完噴淋管支撐墊板，噴淋水裝置在熱處理后進(jìn)行安裝。 為防止污垢堵塞噴淋噴頭，噴淋水管一般可選用鍍鋅鋼管，管路附件也應(yīng) 考慮耐腐蝕材料。在投產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行噴淋裝置的噴淋試驗(yàn)，驗(yàn)收合格后方可正式 投入使用。 5、液位計(jì)、液位計(jì) 盛裝易燃、有毒、劇毒介質(zhì)的球罐必須裝設(shè)板式液面計(jì)或自動(dòng)液面指示器。 液位計(jì)上應(yīng)有防止液位計(jì)泄漏的裝置和保護(hù)罩，并標(biāo)明允許的液位上限和下限。 在寒冷地區(qū)對(duì)液位計(jì)的導(dǎo)管還應(yīng)加裝防凍措施。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 20 采用玻璃

37、板式的液面計(jì)，應(yīng)根據(jù)球罐的設(shè)計(jì)壓力和節(jié)支特點(diǎn)選型。玻璃板 式液面計(jì)的耐壓試驗(yàn)壓力應(yīng)為球罐最高工作壓力的 1.5 倍，試驗(yàn)合格后方可進(jìn) 行安裝、使用。為了便于檢修和防止因液面計(jì)損壞造成泄漏，球罐的玻璃板式 液面計(jì)連接管上應(yīng)裝設(shè)截止閥。為保證在正常工作時(shí)截止閥處于常開(kāi)狀態(tài)，應(yīng) 有明確的全開(kāi)標(biāo)志。 液化氣體球罐的板式液面計(jì)，在夏季易產(chǎn)生假液面；對(duì)含污物的介質(zhì)，玻 璃板易掛料而無(wú)法觀測(cè)。因而對(duì)工藝條件嚴(yán)格或特殊介質(zhì)的球罐，應(yīng)裝設(shè)適于 介質(zhì)性能的其他液位指示劑，必要時(shí)還應(yīng)有液位上下限報(bào)警裝置。根據(jù)工藝要 求，一些球罐裝有在儀表室集中觀測(cè)的二次液位計(jì)。 目前國(guó)內(nèi)比較常見(jiàn)的球罐用液位計(jì)有浮子鋼帶液位計(jì)、磁力

38、翻板液位計(jì)等， 它們一般都具有就地觀測(cè)和遠(yuǎn)傳到儀表室集中觀測(cè)、報(bào)警等性能。 在球罐上比較常用的浮子鋼帶液位計(jì)為 uhz-112 型，可用于液氨、液氮、 液烴等介質(zhì)，它具有良好的密封性能和防爆性能。這種液面計(jì)的浮子有兩根導(dǎo) 向鋼絲，因而在球罐上部應(yīng)設(shè)三個(gè)接管口，中間管口為鋼帶導(dǎo)管接口，兩側(cè)的 管口為導(dǎo)向鋼絲固定口，在球罐下部應(yīng)設(shè)導(dǎo)向鋼絲支架。在安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保證 導(dǎo)向鋼絲垂直度。為防止腐蝕性氣體進(jìn)入液位計(jì)內(nèi)腔，可向鋼帶導(dǎo)向系統(tǒng)和液 位計(jì)內(nèi)腔注入封液，一般選用 45#變壓器油。 液位計(jì)設(shè)置時(shí)要在高、低液位線有報(bào)警裝置，防止裝載過(guò)量、抽空，以免 發(fā)生事故，特別在裝載液化氣時(shí)更要慎重。 6、壓力表、壓力

39、表 為了測(cè)量容器內(nèi)壓力，球罐應(yīng)設(shè)置壓力表?？紤]到壓力表由于某種原因而 發(fā)生故障，或由于儀表檢查而取出等情況，應(yīng)在球殼的上部和下部各設(shè)一個(gè)以 上的壓力表。 壓力表的最大刻度為正常運(yùn)轉(zhuǎn)壓力的 1.5 倍以上（不超過(guò) 3 倍） 。 為使壓力表讀數(shù)盡可能正確，壓力表的表面直徑應(yīng)大于 150mm。 壓力表前應(yīng)安裝截止閥，以便在儀表標(biāo)校時(shí)可以取下壓力表。 球罐應(yīng)設(shè)置壓力計(jì)。一般在球罐上設(shè)置就地觀測(cè)的壓力表。壓力表應(yīng)與球 罐氣相空間相接。對(duì)大型球罐或重要介質(zhì)在工藝條件上由要求的球罐，除安裝 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 21 就地觀測(cè)的壓力表外，應(yīng)加裝在儀表室集中觀測(cè)、報(bào)警的二次壓力計(jì)，其儀表 管路一般應(yīng)與球罐相空

40、間相接，特殊時(shí)也可取液相壓力。 7、溫度計(jì)、溫度計(jì) (1) 在球罐上安裝 1 個(gè)以上的溫度計(jì)，此溫度計(jì)可以測(cè)量比最低使用溫度 低 10的溫度。 (2) 溫度計(jì)的保護(hù)管 1) 保護(hù)管的強(qiáng)度，應(yīng)能承受設(shè)計(jì)壓力 1.5 倍以上的外壓，并能充分承受使 用過(guò)程中所加的最大載荷（流體阻力或外部沖擊） 。 2) 保護(hù)管外徑，由于強(qiáng)度所限而不能太大。保護(hù)管的插入長(zhǎng)度應(yīng)對(duì)溫度計(jì) 的敏感原件是足夠的。 3) 低溫球罐或在寒冷地區(qū)裝設(shè)的球罐，必須防止雨水、濕氣等流入測(cè)保護(hù) 管內(nèi)而結(jié)冰，從而影響正確的溫度測(cè)定。 溫度儀表 采用的通用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范為： zbyl2383工業(yè)自動(dòng)化儀表標(biāo)度的般規(guī)定 ； zby124 一 83

41、工業(yè)自動(dòng)化儀表檢測(cè)儀表和顯示儀表的精度等級(jí)、基本誤 差及工作條件影響的表示方法 ； gbj9386工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 ； hgj 51687自控安裝圖冊(cè) ； 比較常用的有 wss 型防護(hù)型雙金屬溫度計(jì)和 wtz 型壓力式溫計(jì)。要求球 罐上安裝 1 個(gè)以上的溫度計(jì)，此溫度計(jì)可以測(cè)量比最低使用溫度低 10的溫度 wss 型防護(hù)型雙金屬溫度計(jì)有較好的防水性能，結(jié)構(gòu)緊湊且安裝方便。這 種溫度計(jì)在罐外部分不易損壞，所以被廣泛采用。但目前 wss 型防護(hù)型雙金屬 溫度計(jì)表頭型式僅為軸向與徑向兩種，又因溫度計(jì)一般直接在球罐底部安裝， 致使表盤的方向很不易進(jìn)行觀測(cè)，需要加以改進(jìn)。 wtz 型壓力

42、式溫度計(jì)安裝在特制的嵌裝溫度計(jì)表頭的支架上，因而可使安 裝的位置、表盤方向便于觀測(cè)與維護(hù)。但壓力式溫度計(jì)的罐體外是采用毛細(xì)管 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 22 與表頭相連，毛細(xì)管容易受損，這種溫度計(jì)安裝也比較復(fù)雜。 8、防雷、防靜電裝置、防雷、防靜電裝置 球罐的壁厚大于 4 毫米，不需加設(shè)獨(dú)立的防雷設(shè)施（如避雷塔） ，可以在 球罐頂部高點(diǎn)（如安全閥放散管、手動(dòng)放散管、頂部平臺(tái)欄桿）上加裝接閃器， 并用導(dǎo)線與地極相連。其接地電阻不得大于 10 歐姆。 為防止在球殼及附件上產(chǎn)生靜電聚集，在球罐支柱下部設(shè)有接地栓，用導(dǎo) 線與地極相連，按國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求其接地電阻不得大于 100歐姆。一 般把球罐防雷接

43、地和靜電接地綜合為一個(gè)整體，所以要求其接地電阻不得大于 10 歐姆。 第四章第四章 罐區(qū)的消防安全設(shè)計(jì)罐區(qū)的消防安全設(shè)計(jì) 一、球罐區(qū)消防安全的注意事項(xiàng)一、球罐區(qū)消防安全的注意事項(xiàng) 1、消防給水系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng) 在消防用水由工廠水源直接供給時(shí)，工廠給水管網(wǎng)的進(jìn)水管不應(yīng)少于兩條。 當(dāng)其中一條發(fā)生事故時(shí)，另一條應(yīng)能通過(guò) 100的消防用水和 70的生產(chǎn)、生 活用水的總量。 在消防用水由消防水池供給時(shí)，工廠給水管網(wǎng)的進(jìn)水管，應(yīng)能通過(guò)消防水 池的補(bǔ)充水和 100的生產(chǎn)、生活用水的總量。 (1) 水池的容量，應(yīng)滿足火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)消防用水總量的要求。當(dāng)發(fā)生火 災(zāi)能保證向水池連續(xù)補(bǔ)水時(shí)，其容量可減去火災(zāi)延續(xù)時(shí)

44、間內(nèi)的補(bǔ)充水量； (2) 水池的容量小于或等于 1000 立方米時(shí)，可不分隔，大于 1000 立方米 時(shí)，應(yīng)分隔成兩個(gè)，并設(shè)帶閥門的連通管； (3) 水池的補(bǔ)水時(shí)間，不宜超過(guò) 48 小時(shí)； 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 23 (4) 當(dāng)消防水池與全廠性生活或生產(chǎn)安全水池合建時(shí)，應(yīng)有消防用水不作 他用的技術(shù)措施； (5) 寒冷地區(qū)應(yīng)設(shè)防凍措施。 2、罐區(qū)的消防罐區(qū)的消防 罐區(qū)應(yīng)設(shè)置消防冷卻水系統(tǒng)，儲(chǔ)罐容積大于 100m3時(shí)，應(yīng)設(shè)置固定式消防 冷卻水系統(tǒng)和移動(dòng)式消防冷卻供水系統(tǒng)。當(dāng)儲(chǔ)罐容積小于或等于 100m3或儲(chǔ)罐 設(shè)有隔熱層時(shí)，可不設(shè)固定式消防冷卻水系統(tǒng)。移動(dòng)式消防冷卻供水系統(tǒng)應(yīng)能 滿足消防冷卻總用水

45、量的要求。罐區(qū)的消防冷卻總用水量，應(yīng)按儲(chǔ)罐固定式消 防冷卻用水量和移動(dòng)式消防冷卻用水量之和計(jì)算。 (1) 固定式消防冷卻水系統(tǒng)的用水量計(jì)算，應(yīng)符合下列規(guī)定： 1) 著火罐冷卻水供給強(qiáng)度，不應(yīng)小于 9l/minm2； 2) 距著火罐 1.5 倍著火罐直徑范圍內(nèi)的鄰近罐冷卻水供給強(qiáng)度，不應(yīng)小于 4.5l/minm2； 3) 著火罐和鄰近罐的冷卻面積，應(yīng)按其表面積計(jì)算。 (2) 移動(dòng)式消防冷卻用水量，應(yīng)按罐區(qū)內(nèi)最大一個(gè)儲(chǔ)罐用水量確定，并應(yīng) 符合下列規(guī)定： 1) 儲(chǔ)罐容積小于 400 立方米時(shí)，不應(yīng)小于 30l/s，大于或等于 400 立方米 時(shí)，不應(yīng)小于 45l/s； 2) 當(dāng)罐區(qū)只有一個(gè)儲(chǔ)罐時(shí)，計(jì)

46、算用水量可減半； 3) 當(dāng)設(shè)有可供消防車取水的消防循環(huán)水池時(shí)，移動(dòng)式冷卻用水量可不計(jì)入 消防冷卻總用水量中。 固定式消防冷卻水系統(tǒng)可采用水噴霧、多孔管式水噴淋或多齒堰式淋水等 型式；但當(dāng)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的物料燃燒，在罐壁可能生成碳沉積時(shí)，應(yīng)設(shè)水噴霧。 3、球罐的安全措施、球罐的安全措施 (1) 儲(chǔ)罐強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，要把好罐體的選材、材料制作工藝、焊接 工藝和壁厚關(guān)，罐材應(yīng)用 16 mnr、16 mnv 鋼，不準(zhǔn)使用 a3 鋼、沸騰鋼和含 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 24 碳量大于 0.24%的材料，罐體應(yīng)進(jìn)行熱處理，以消除焊接過(guò)程中造成的應(yīng)力變 化，焊接要經(jīng)過(guò) 100%的無(wú)損探傷，安裝時(shí)應(yīng)選擇剛性不燃的

47、堅(jiān)固基礎(chǔ)作為罐體 基座，罐距地面的高度一般不小于 1.5 m，以便接管操作和檢修。 (2) 儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)液位計(jì)、壓力表、安全閥、緊急切斷裝置及防凍排污閥、溫 度計(jì)，以及高液位、超壓報(bào)警裝置，儲(chǔ)罐的安全閥及放空管應(yīng)接入全廠性火炬。 獨(dú)立的放空管應(yīng)通往安全地帶。 (3) 儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置靜電接地及防雷設(shè)施，儲(chǔ)罐防雷接地點(diǎn)不應(yīng)少于 2 個(gè)，接 地點(diǎn)離儲(chǔ)罐周邊的間距不宜小于 30 m，接地電阻不應(yīng)小于 10 ，為了便于正確 檢測(cè)，接地線應(yīng)作可拆裝處理。此外，為消除由于管內(nèi)液態(tài)烴流動(dòng)與管壁摩擦 產(chǎn)生的靜電，液態(tài)烴工藝管道，不帶電的金屬部分，都應(yīng)可靠接地保護(hù)，接地 電阻不得大于 10 ，所有法蘭及絲扣連接處應(yīng)焊上導(dǎo)

48、線或用銅片跨接。 (4) 緊急泄壓放空設(shè)施，采取的措施有兩種：一種是有安全泄壓閥和放空 管經(jīng)密閉管道泄放至火炬系統(tǒng)焚燒放空；二是倒罐泄壓，即設(shè)置應(yīng)急管線，使 物料安全轉(zhuǎn)移至備用儲(chǔ)罐。 (5) 儲(chǔ)罐脫水應(yīng)該用二次脫水裝置，儲(chǔ)罐根部閥不能常開(kāi)，脫水系統(tǒng)應(yīng)有 伴熱功能。 (6) 液態(tài)烴類罐組應(yīng)該按規(guī)范要求設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器，罐區(qū)內(nèi)電器 設(shè)備均應(yīng)防爆。 (7) 為防止火災(zāi)時(shí)儲(chǔ)罐超溫超壓而引發(fā)爆炸，要對(duì)著火罐及周邊罐及時(shí)降 溫，固定噴淋裝置是行之有效的措施之一。一般供水壓力不得小于 0.2 mpa， 供水強(qiáng)度為 0.15 l/sm2，著火罐和相鄰罐分別按其全表面和一半表面計(jì)算用水 量。目前，該裝置大

49、多采用盤管或噴頭兩種方式。 (8) 罐區(qū)消防供水應(yīng)采用環(huán)狀管網(wǎng)，給水干管不應(yīng)少于二條，管徑不小于 150 mm。為便于消防車向管網(wǎng)供水，還應(yīng)設(shè)水泵接合器，且至少 2 個(gè)。罐區(qū)內(nèi) 應(yīng)設(shè)消火栓，其一般間距為 60 m，裝罐區(qū)、增壓泵房、加熱氣化區(qū)等重點(diǎn)部位 附近應(yīng)設(shè)置箱式消火栓，其保護(hù)半徑約為 30 m，消火栓用水量為 20 l/s45 l/s(視儲(chǔ)罐大小而定)。大型罐區(qū)應(yīng)設(shè)固定帶架水槍，其供水壓力對(duì)球罐不小于 0.35 mpa，對(duì)臥罐不小于 0.25 mpa，該水槍具有射程遠(yuǎn)、流量大、旋轉(zhuǎn)靈活等 特點(diǎn)，是罐區(qū)消防的重要設(shè)施之一。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 25 (9) 罐區(qū)消防用電應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷，并采

50、用單獨(dú)供電回路，所有儲(chǔ)罐的金屬 設(shè)備、容器、管道等都應(yīng)具有良好的電器連接和接地，電器連接的跨接線應(yīng)用 截面不小于 6 mm2的銅線，靜電接地的電阻值應(yīng)小于 100 。 二、二、水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的介紹水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的介紹 1、水噴霧系統(tǒng)的作用、水噴霧系統(tǒng)的作用 (1) 水噴霧的冷卻降溫作用 水噴霧系統(tǒng)是利用水霧噴頭在一定的水壓下將水流分解成細(xì)小水霧滴進(jìn)行 滅火或防護(hù)冷卻的一種固定式滅火系統(tǒng)。從水霧噴頭噴出的霧狀水滴，粒徑細(xì) 小，表面積很大，遇火后迅速汽化，帶走大量的熱量，使燃燒表面迅速降溫， 燃燒體達(dá)到冷卻的目的。采用水噴霧型式，是因?yàn)樗畤婌F能夠較好地抑制火勢(shì)。 當(dāng)丙烯儲(chǔ)罐發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防

51、噴淋水霧化后，霧狀水滴的表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于等量 的噴淋水珠的表面積，因霧狀水滴能迅速蒸發(fā)為水蒸氣，其間吸收大量的氣化 熱，降溫效果顯著。霧狀水滴蒸發(fā)為水蒸氣時(shí)，體積急劇膨脹，可隔絕球罐與 周圍空氣的接觸，從而大大降低燃燒區(qū)域中氧氣的含量。因此，水噴霧滅火系 統(tǒng)較水噴淋系統(tǒng)更加安全可靠。水霧還會(huì)在罐壁表面形成一層水膜，使罐壁溫 度不再升高，避免了罐壁發(fā)生熱塑裂口，從而保護(hù)了儲(chǔ)罐。 (2) 對(duì)碳沉積的沖刷作用 丙烯燃燒后，會(huì)在罐壁外表面產(chǎn)生碳的沉積，因碳沉積的抗?jié)裥?，水流難 以在罐壁上形成水膜，導(dǎo)致水對(duì)罐壁的冷卻效果降低或不起作用。水噴霧系統(tǒng) 高速噴出的水霧滴有一定的沖擊作用，能將沉積碳沖掉，并在罐壁

52、外表面形成 一層水膜。因此對(duì)丙烯儲(chǔ)罐，水噴霧系統(tǒng)比水噴淋系統(tǒng)具有較好的消防冷卻效 果。 (3) 水噴霧滅火系統(tǒng)的組成及操作與控制 水噴霧系統(tǒng)的組成主要由水源、供水設(shè)備、供水管道、雨淋閥組、過(guò)濾器、 減壓孔板和水霧噴頭等組成。水噴霧滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng) 急操作三種控制方式。水噴霧滅火系統(tǒng)的控制設(shè)備應(yīng)具有選擇控制方式的功能； 并且具有重復(fù)顯示保護(hù)對(duì)象狀態(tài)；控制消防水泵啟動(dòng)狀態(tài)；監(jiān)控雨淋閥啟、閉 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 26 狀態(tài)，監(jiān)控主、備電源自動(dòng)切換功能；除應(yīng)能啟動(dòng)著火罐的雨林閥，尚應(yīng)能啟 動(dòng)距著火罐 1.5 倍罐直徑范圍內(nèi)鄰近罐的雨林閥。水噴霧滅火系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間 不大于 60 秒

53、。 2、水霧噴頭的選型、水霧噴頭的選型 目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的水霧噴頭類型較多，從使用性能上可以分為中速水霧噴 頭、高速水霧噴頭。 (1) 中速水霧噴頭主要用于保護(hù)閃點(diǎn)在 66以下的易燃液體、氣體和固體 危險(xiǎn)區(qū)域。特點(diǎn)： 1) 限止燃燒速度，減小火災(zāi)破壞； 2) 促使水蒸氣散發(fā)和稀釋可燃蒸氣，降低爆炸危險(xiǎn)。 中速水霧噴頭工作壓力 0.14-0.5mpa，水霧粒徑不大于 0.3mm。 (2) 高速水霧噴頭主要用于保護(hù)閃點(diǎn)在 66以上的易燃液體的危險(xiǎn)區(qū)域。 其特點(diǎn)為： 1) 利用乳化、冷卻和窒息的滅火原理，迅速撲滅燃油火災(zāi)； 2) 水霧粒徑大，沖擊力強(qiáng)，火災(zāi)撲滅后，復(fù)燃的可能性小。 高速水霧噴頭工作壓力

54、 0.25-0.5mpa，水霧粒徑 0.4-0.8mm。 由于在丙烯儲(chǔ)罐的滅火過(guò)程中，水噴霧滅火系統(tǒng)的主要作用是冷卻、降溫、 窒息，控制火災(zāi)蔓延和抑制火災(zāi)發(fā)展，且丙烯屬于閃點(diǎn)小于 66的易燃液體， 因此，選用中速水霧噴頭。 三、球罐區(qū)水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三、球罐區(qū)水噴霧消防冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、供水管道設(shè)計(jì)、供水管道設(shè)計(jì) 系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)的原則是壓力平衡即同一環(huán)管上各噴頭工作壓力的平衡，各 環(huán)管間壓力的平衡。只有壓力平衡，供水量才能平衡，布水才均勻。為此在管 道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取以下措施： (1) 上、下半罐體上的供水環(huán)管應(yīng)盡量對(duì)稱布置。 (2) 環(huán)管應(yīng)由兩條對(duì)稱布置的立管供水，以確保同一環(huán)管上噴頭

55、的實(shí)際工 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 27 作壓力基本相同。特別是對(duì)于容積為 2000m3的儲(chǔ)罐，環(huán)管較長(zhǎng)，阻力較大。由 兩條對(duì)稱布置的的立管供水，可降低環(huán)管阻力。 (3) 在環(huán)管的第 3 圈以下，環(huán)管與供水立管連接處設(shè)減壓孔板，調(diào)節(jié)各環(huán) 路水壓，使各環(huán)路水壓基本一致，從而使各環(huán)上噴頭的工作壓力基本相同，并 不小于 0.35mpa。 (4) 對(duì)于容積大于 1000m3 的儲(chǔ)罐，罐體直徑較大，頂環(huán)與底環(huán)之間的高差 達(dá)十多米，垂直壓差較大。為平衡水壓，上、下半罐體應(yīng)分別由兩條對(duì)稱布置 的立管供水，上、下半罐體的供水管各自獨(dú)立控制。這一措施還滿足了夏季防 曬噴淋只做上半罐體噴淋的要求。 水霧噴頭內(nèi)徑只有幾

56、毫米，容易堵塞，在球罐底部的供水管上設(shè) y 型過(guò)濾 器，該過(guò)濾器不僅起到過(guò)濾、防堵的作用，在系統(tǒng)噴水完畢后，可以將過(guò)濾器 的后蓋打開(kāi)，將系統(tǒng)泄空，防止系統(tǒng)管道因積水結(jié)冰而造成管道的損傷。水噴 霧滅火系統(tǒng)只有在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，才啟動(dòng)運(yùn)行，因而，系統(tǒng)的管道通常處于 空管狀態(tài)。管道若采用普通鋼管，管道內(nèi)壁將因銹蝕而成片脫落，從而堵塞管 道，采用鍍鋅焊接鋼管，由于此類型鋼管內(nèi)壁和外壁均鍍鋅，一則避免管道內(nèi) 壁銹蝕，二來(lái)避免管道外壁腐蝕。 考慮水噴霧滅火系統(tǒng)的管道的檢修和液化烴儲(chǔ)罐的檢測(cè)，管道接口型式為 螺紋接口，便于拆卸和更換。 2、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)控制 采用可燃?xì)怏w報(bào)警和火焰探測(cè)的自動(dòng)控制方式，不需要

57、濕式傳動(dòng)管路，對(duì) 環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性好。當(dāng)罐區(qū)有氣體泄漏時(shí)，可燃?xì)怏w報(bào)警器將泄漏信 號(hào)傳送到火氣系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，值班人員可現(xiàn)場(chǎng)檢查，及時(shí)處理。罐區(qū)設(shè)火災(zāi)探 測(cè)器，將罐區(qū)發(fā)生的火災(zāi)信號(hào)傳送到中心控制室的火災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警，并啟動(dòng) 消防系統(tǒng)。 根據(jù)丙烯儲(chǔ)罐的火災(zāi)特點(diǎn)，水噴霧冷卻系統(tǒng)可以采用現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制。 因?yàn)閮?chǔ)罐區(qū)無(wú)人值守，采用了氣動(dòng)控制閥。氣動(dòng)閥開(kāi)啟迅速，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí) 間短。 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 28 3、水霧噴頭的布置、水霧噴頭的布置 水霧噴頭的布置方式可為矩形或菱形，當(dāng)按矩形布置時(shí)，水霧噴頭之間的 距離不應(yīng)大于 1.4 倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑；當(dāng)菱形布置時(shí)，水霧噴頭之 間的距離不應(yīng)大于

58、1.7 倍水霧噴頭的水霧錐底圓半徑。當(dāng)保護(hù)對(duì)象為球罐時(shí)， 水霧噴頭的噴口應(yīng)面向球心；水霧錐沿緯線方向相交，沿經(jīng)線方向相接；水霧 噴頭與儲(chǔ)罐外壁之間的距離不大于 0.70m。無(wú)防護(hù)層的球罐鋼支柱和罐體液位 計(jì)、閥門等處應(yīng)設(shè)水霧噴頭保護(hù)。 (1) 經(jīng)線方向噴頭布置（水霧錐宜相接） 假設(shè)設(shè)置 10 圈水平環(huán)管，噴頭與罐外壁間距為 0.65m，噴頭的霧化角 的 計(jì)算如下： 每圈環(huán)管上均勻分布的噴頭均指向球心，則冷卻保護(hù)的罐壁為對(duì)應(yīng)球心角 為 的環(huán)狀罐壁。 當(dāng) n=10 時(shí)，=18，球罐半徑 r =8.31/2=4.155m，則噴頭的霧化角 見(jiàn)下圖： 圖：噴頭的霧化角 sin(/2)=r/r r=0.1

59、564.155=0.648m tg(/2)=r/0.65+rrcos(/2) =0.6480.65+（4.1554.155x0.988） =0.9257 /2 = 42.79 = 85.58 因此選取霧化角為 90的噴頭，設(shè)置 10 圈水平環(huán)管，可以滿足要求。 (2) 緯線方向噴頭布置（水霧錐應(yīng)相交） 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 29 緯向水霧噴頭按矩形布置，噴頭之間的間距按 1.4 倍的水霧錐底圓半徑， 即水霧噴頭之間的距離（近似弧長(zhǎng)）d=0.648x1.4=0.90(m)。 4、設(shè)計(jì)冷卻水噴霧強(qiáng)度核算、設(shè)計(jì)冷卻水噴霧強(qiáng)度核算 水噴霧冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算： qskqj 式中：qj系統(tǒng)的計(jì)算

60、流量，l/min； qs系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，l/min； k安全系數(shù)，取值范圍 1.051.10。 式中：k-水霧噴頭的流量系數(shù)，由生產(chǎn)廠提供。 p-水霧噴頭的工作壓力，mpa。 著火罐冷卻水供給強(qiáng)度，不應(yīng)小于 9l/（minm2） 。下面以噴頭菱形布置的 球罐為例，核算單位表面積的設(shè)計(jì)水噴霧強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)范規(guī)定的要求。 圖 1 噴頭菱形布置 圖 2 噴頭矩形布置 (1) 噴頭菱形布置時(shí)，每個(gè)噴頭的有效保護(hù)面積 s 為外接圓半徑等于水霧 錐底圓半徑 r 的正六邊形的面積，即圖 1 中陰影部分的面積。 保護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)水噴霧強(qiáng)度： 丙烯球罐區(qū)的安全設(shè)計(jì) 30 w=qs/s 菱=kqj/s菱 式中：w系