防火防爆課程設計小型硝銨化工廠進行防火防爆設計

1、摘 要本設計旨在針對小型硝銨化工廠進行防火防爆設計。根據(jù)硝銨廠生產(chǎn)過程中具體存在的火災爆炸危險因素本文的設計主要包括以下內容。根據(jù)國內外硝銨生產(chǎn)工藝的實踐經(jīng)驗，作者初步了解了硝銨的主要生產(chǎn)工藝流程。確定了該工藝的主要危險因素，找到安全防火重點部位和安全工作的重點所在。依據(jù)原料的理化性質設計和設置生產(chǎn)所需要的廠房，根據(jù)建筑設計防火規(guī)范1gb50016-2006和石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范2來確定場內主要設施和建筑物之間的防火間距，并對整個工廠的總平面布局進行系統(tǒng)性的區(qū)域規(guī)劃，給出總平面布置圖。對于存在爆炸危險性的廠房，通過泄爆面積的計算來確定將要采用的泄爆方式，根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)

2、范7劃分危險區(qū)域并分析廠房的爆炸危險的主要存在形式，給出防爆電器設備的選型。關鍵詞：硝銨生產(chǎn)；防火間距；防爆電氣；耐火等級；火災爆炸危險性目 錄1 引言12 硝銨廠的選址23 整體宏觀分析33.1 工藝流程簡介33.1.1 選擇生產(chǎn)工藝33.1.2 廠區(qū)安全防火重點部位43.1.3 日常安全工作重點53.2 工藝功能區(qū)的組成83.2.1 生產(chǎn)區(qū)83.2.2 倉儲設施83.2.3其他設施104 廠區(qū)功能板塊劃分125 園區(qū)總體布局135.1 分區(qū)布置135.2 火災危險類別的確定135.2.1 硝銨及生產(chǎn)原料的理化性質簡介135.2.2 生產(chǎn)工藝火災危險分類155.2.3 存儲區(qū)火災危險分類15

3、5.3 耐火等級的確定165.3.1 生產(chǎn)區(qū)165.3.2 儲存區(qū)165.3.3 生活區(qū)175.3.4 其他設施區(qū)175.4 防火間距195.4.1 防火間距設計原則195.4.2 防火間距的確定196 防爆電氣的設計216.1 劃分爆炸危險區(qū)域216.2 防爆電氣選擇216.2.1 爆炸性混合物分級、分組216.2.2 防爆電氣選擇227 泄爆方式確定及泄爆面積計算257.1 泄爆方式257.2 泄爆面積的計算258 滅火器的配置268.1 滅火器的選擇268.2 滅火器設置262a279 總結29參考文獻30附錄火災危險類別劃分31附錄 防爆電氣選型35附錄 滅火器的配置37附錄 爆炸危險

4、區(qū)域劃分41附錄防火間距431 引言硝酸銨是一種重要的氮肥，在氣溫較低地區(qū)的旱田作物上，它比硫酸銨和尿素等銨態(tài)氮肥肥效快和效果好，在我國、歐洲和北美多數(shù)國家使用較為普遍。工業(yè)上硝酸銨大多是以硝酸和氨氣為原料，采用中和法制成。由于硝酸銨工藝比較成熟，硝酸銨溶液發(fā)生重大爆炸事故案例并不多見，但近幾年，在安全生產(chǎn)問題受到社會各界普遍重視的今天，硝銨生產(chǎn)工廠的防火防爆設計的上述重要性，在工廠建設的項目預研、定型和管理中得到了相當?shù)闹匾暋Ｎ覈蹁@合成工業(yè)的發(fā)展過程中曾發(fā)生過許多重大事故，其中又以火災爆炸事故尤為典型，如“陜西興化集團有限表任公司16特別重大爆炸事故”就是由于高濃度硝銨溶液流出失火引爆硝銨

5、溶液蒸發(fā)器，該事故造成22人死亡，6人重傷，5人輕傷的慘劇。類似事故在硝銨生產(chǎn)發(fā)生頻率高，造成的后果嚴重。因此一直以來硝銨項目的防火防爆設計都是合成氨化工廠設計的重點的難點部分。本課程設計以準備在成都新津化工園區(qū)建設投產(chǎn)硝銨廠為例，結合建筑設計防火規(guī)范1.gb50016-2006；石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范2.gb50160-92（1999年版）3；房屋建筑制圖統(tǒng)一標準4.gb/t5001-2001；石油化工防火防爆手冊5，并通過查閱以往相關技術資料，針對該廠廠區(qū)內重點生產(chǎn)，儲存設備的火災、爆炸危險性進行了簡要分析，并最終針對各個設備的防火防爆要點和安全使用綱要，提出合理化的廠區(qū)布局設計方案以及

6、重點設備設施的防火防爆安全技術配套方案。力求以技術手段將事故發(fā)生的可能性和事故發(fā)生后的損失降到最低，保證該硝銨廠的生產(chǎn)安全。2 硝銨廠的選址成都屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，氣候溫和、四季分明、雨量充沛、日照較少。多年年平均氣溫為16.2，年最高氣溫為37.3，年極端最低氣溫為-5.9,最熱月出現(xiàn)在78月，月平均氣溫為25.4和25.0，最冷月出現(xiàn)在1月，月平均氣溫為5.6；年總降水量為918.2毫米，雨量主要集中在78月，月降雨量分別為225和229毫米，降雨最少月份為12和1月，月降雨量分別為6毫米左右，暴雨期普遍出現(xiàn)在59月，常年暴雨出現(xiàn)的始終期分別在6月底7月初和8月下旬。 本次設計中的硝銨

7、化工廠計劃在成都新津化工園區(qū)內建設投產(chǎn)，化工廠整體由中和車間；蒸發(fā)車間；造粒塔等設備設施及廠房組成。廠區(qū)占地面積6.3萬平方米計劃年產(chǎn)量30萬噸。廠區(qū)周邊環(huán)境：位于四川盆地西部、成都南部，距成都市區(qū)28公里，距西南航空港18公里，區(qū)位優(yōu)勢明顯，。3 整體宏觀分析3.1 工藝流程簡介硝酸銨的生產(chǎn)方法有中和法和轉化法兩種。中和法的中和反應可以在常壓、加壓或真空條件下進行。若有價廉的蒸汽來源，可采用常壓中和工藝，以節(jié)約設備投資，簡化操作。該硝銨廠選用常壓中和工藝。常壓中和工藝是硝銨化工合成的傳統(tǒng)工藝，我國從1935 年開始硝銨工業(yè)生產(chǎn)以來, 大多數(shù)的硝銨裝置, 包括新中國成立后前蘇聯(lián)援建的大型化肥裝

8、置, 如吉化、太化、蘭化的硝銨裝置, 從建廠至今一直沿用常壓中和工藝。常壓中和工藝制硝銨的原料是氣氨和稀硝酸，其主要工藝流程是常壓中和，一段蒸發(fā)、造粒。3.1.1 選擇生產(chǎn)工藝常壓中和工藝中和制硝銨的原料是氣氨和稀硝酸，其工藝流程可概述為：常壓中和，一段蒸發(fā)、造粒。硝酸生產(chǎn)采用常壓法、綜合法, 稀硝酸的濃度在38 %45 % ,該濃度的硝酸生產(chǎn)硝銨適合采用常壓中和(0.05 mpa)工藝。從中和器出來的硝銨濃度在60 %64 % ，中和器的產(chǎn)生熱蒸汽供給了一段蒸發(fā)器的熱源，然后中間又是用了解吸塔，洗滌器進行氨的回收。一段蒸發(fā)階段用真空蒸發(fā)或降膜蒸發(fā)的方法濃縮到9599，然后用不同方法造粒。塔式

9、噴淋造粒是應用最廣泛的硝酸銨造粒方法。制造農(nóng)用顆粒產(chǎn)品時,用濃度為99的硝酸銨溶液噴淋，并加入調理劑,所得產(chǎn)品的表觀密度為1.65kg/l。農(nóng)用硝酸銨還可以采用盤式造粒或轉鼓造粒的方法，其優(yōu)點是顆粒較大，更適合農(nóng)業(yè)需要，煙塵的危害較小。但工藝過程中的原料和產(chǎn)品都具有相當?shù)奈ｋU性。生產(chǎn)原料中硝酸助燃，具強腐蝕性、屬強刺激性腐蝕物品 ，劇毒，遇強氧化劑會爆炸；受熱產(chǎn)生有毒氮氧化物煙霧。氨有強腐蝕性，低毒，重度刺激性，可遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學反應。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。最終產(chǎn)品硝銨為助燃品，具刺激性，強氧化劑。遇可燃物著火時，能助長火勢。與可

10、燃物粉末混合能發(fā)生激烈反應而爆炸。受強烈震動也會起爆。急劇加熱時可發(fā)生爆炸。與還原劑、有機物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物，且燃燒生成的氮氧化物有毒。在常壓中和過程中必須注意溫度和壓力的實時監(jiān)控，控制條件十分嚴格，中和過程的壓力要控制在0.020.03mpa，中和器的工作溫度應保證在120左右。否則在異常反應條件下進行氧化反應，在操作過程中，氨、氫（nh3、h2）易形成爆炸混合物，開停車過程中易形成硝酸銨（nh4no3）爆炸物，極容易引發(fā)火災，爆炸。 稀硝銨液 抽真空系統(tǒng) 外來蒸汽稀釋中和反 應 器濃硝酸 一段蒸發(fā)洗滌回 收 液氨 液氨泵 硝銨泵 冷凝水 剩余氨氣 高濃縮硝

11、銨溶液造粒 傳送帶包裝 硝銨圖3.1 硝銨生產(chǎn)工藝方框流程圖3.1.2 廠區(qū)安全防火重點部位1. 中和器硝酸與氨氣的反應在中和反應器中進行，中和器的工作壓力是0.020.03mpa，工作溫度120左右，工作容積20m3，生產(chǎn)能力5000 m3/h氣氨流量。硝銨為助燃品，強氧化劑遇高濃度氨氣大量放熱。中和過程中反應原料對設備的腐蝕又是十分嚴重的。為了防止腐蝕，合成塔采用鈦襯里，或不銹鋼襯里并加空氣保護。常壓中和器的運行狀況對全工序的正常運行有著主導作用，該部位是正常生產(chǎn)中巡檢的重點部位。如果發(fā)生反應物料泄漏，會造成生產(chǎn)現(xiàn)場可燃氣體、有毒物超標而導致爆炸、著火和人員中毒等事故。曾經(jīng)發(fā)生過中和器檢漏

12、不及時，迫使生產(chǎn)裝置停車，甚至出現(xiàn)過造成高濃度氨泄露遇明火引起爆炸的事故。因此該裝置如果操作不當，壓力不穩(wěn)或溫度過高，危險性較大。2. 儲罐區(qū)液氨儲罐和硝酸儲罐區(qū)儲儲存物料多，危險性大，容易泄露導致發(fā)生火災和爆炸事故，必須按照有關規(guī)定，建立防火、防爆制度，經(jīng)常進行防火巡查，嚴格進行消防安全管理，確保消防安全。3.1.3 日常安全工作重點1. 中和器（1） 操作人員要經(jīng)常檢查中和器的反應溫度、操作壓力，保證在控制指標內，以防超溫超壓反應。（2） 各個閥門和取樣點是中和器的薄弱環(huán)節(jié)，對各調節(jié)閥、導淋、取樣點要定期檢查，防止反應原料外泄。（3） 嚴格控制兩種原料的混合比例（硝酸和氨氣摩爾量之比控制在

13、1.2：1左右）和進料速度。（4） 在該裝置停車后，如果未進行清洗吹掃，殘存的硝酸和泄漏氨形成硝酸銨，在開車的過程中，硝酸銨受熱或者檢修時碰撞，容易產(chǎn)生爆炸。（5） 此外，進行檢修時，必須做好工藝處理。進行清里殘料時，必須按規(guī)定操作，穿好防護用品。（6） 對于失靈或損壞而必須切除的安全保護系統(tǒng)應采取必要的補救措施。禁止在完全無保護的情況下生產(chǎn)。2. 一段蒸發(fā)器本廠采用真空蒸發(fā)的方法在溫度為128的條件下將硝銨溶液蒸發(fā)到9599的濃度范圍。一段蒸發(fā)器所完成的工藝過程具有高熱，負壓，帶載物料濃度高等特點，因此，該部位是正常生產(chǎn)中巡檢的重點部位。對于該設備應注意：（1）出入口流量控制，和反應溫度壓力

14、控制，以防止因溫度壓力超標而產(chǎn)生的爆炸危險。（2）應該特別注意的是一段蒸發(fā)器的檢漏工作，以前曾多次發(fā)生過蒸發(fā)器工作狀態(tài)下漏孔導致高位高濃液態(tài)硝銨泄漏，遇明火引爆整個容器的惡性事故。一旦發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器壓力顯示異常，控制進出料口的物料流量，同時關閉抽真空系統(tǒng)，避免惡性事故的發(fā)生。（3）冬季開工時要對蒸發(fā)反應器進行開車預暖，當壁溫升至38時方可繼續(xù)抽真空，防止造成反應器殼體脆裂影響使用壽命。3.動力加熱鍋爐室由于我們選擇的生產(chǎn)工藝是常壓中和，在工藝過程中高壓高熱工序較少，因此本廠采用常壓燃煤蒸汽鍋爐來保證一段蒸發(fā)的外力蒸汽加熱供給。（1）常壓鍋爐在生產(chǎn)中應嚴格按照鍋爐安全操作規(guī)程進行控制，避免局部過熱。

15、，超溫嚴重時，危險性較大，容易發(fā)生物理性爆炸，故更應嚴格控制爐溫。（2）鍋爐的軟水必須除氧，并按規(guī)定對合成廢熱鍋爐進行定期排污，確保爐水中總固體含量在規(guī)定工藝指標內。（3）常壓爐停工時應按時檢修，保證爐膛清潔，使常壓爐的安全、可靠的運行。4.生產(chǎn)用泵這里談到的泵主要是指硝銨生產(chǎn)過程中用到的液氨泵和硝銨泵，廠內員工生活用水泵將在后面詳細介紹。泵室是生產(chǎn)的動力系統(tǒng)核心，在工藝環(huán)節(jié)中占有特殊地位（其中硝銨泵和液氨泵在滿載運行時都是三備一用），在硝銨生產(chǎn)流程控制中，對液氨泵的控制是極重要的一環(huán)，及時有效地控制液氨泵可避免許多因超溫超壓導致的泄漏事故和火災爆炸事故的發(fā)生。鑒于硝銨泵工作室?guī)лd的物料為硝銨

16、溶液，硝銨的含水量較大，其危險性相應降低。因此，泵區(qū)的主要危險性體現(xiàn)在液氨泵的滿載工作中：（1） 液氨泵為立式三聯(lián)柱塞往復泵，是硝銨生產(chǎn)裝置的重要設備。滿負荷（100%）生產(chǎn)中。（2） 液氨泵的運行狀況（如排出量）對中和器的正常運行有著重要的影響，對裝置生產(chǎn)負荷也是一決定因素。由于該泵輸送介質為液氨，一旦發(fā)生問題是比較嚴重的。所以高壓液氨泵區(qū)是正常巡檢的重點區(qū)域。（3） 該泵使用的填料容易發(fā)生漏氨，對各段軸位移、軸振動值要經(jīng)常檢查，并定期校驗，防止超標和誤報引起跳車或損壞機組，該機在以往的生產(chǎn)中曾多次發(fā)生柱塞填料壓蓋突然斷裂，大量液氨噴出，致使操作及維修人員無法進入操作現(xiàn)場，迫使生產(chǎn)裝置停車的

17、事故。（4） 儀表人員要定期對可燃氣體報警儀進行檢查、校驗。一旦發(fā)現(xiàn)報警，要采取必要的安全措施，并及時堵絕泄漏源。巡檢中要密切注意各油系統(tǒng)、管道聯(lián)接處和各排放導淋，防止油、合成氣泄漏。5.液氨庫區(qū)和硝酸庫區(qū)（1）監(jiān)督檢查裝桶或倒料作業(yè)，必須兩人在現(xiàn)場操作。（2）監(jiān)督罐頂上的呼吸閥，定期檢查情況，保證按時間、按程序檢查。（3）使用泵導出以上兩種原料時，應嚴格控制流速。（4）定期檢查儲罐的密封情況，嚴格控制罐內物質溫度。6.硝銨包裝線（1）必須按規(guī)定傳送帶將產(chǎn)品送入包裝車間進入。（2）人工搬運袋裝硝銨時必須小心操作，嚴禁震動、撞擊和摩擦。（3）監(jiān)督檢查操作人員防毒防護品的穿戴情況。3.2 工藝功能

18、區(qū)的組成3.2.1 生產(chǎn)區(qū)硝銨的工藝流程以中和、蒸發(fā)、造粒為主線。根據(jù)該廠具體工藝設計情況可以細分為八個步驟：濃硝酸稀釋、中和、解吸、洗滌、回收、一段蒸發(fā)、結晶、造粒、包裝。濃硝酸稀釋和中和的過程同在中和車間中完成。由于結晶、造粒是在造粒塔中進行的，解吸、洗滌、回收是在回收車間中進行的。因此，可以將結晶和造粒合成為一部分，解吸、洗滌、回收合成一個工序步驟。剩下的其他三個部分都獨立設生產(chǎn)車間，此外，設置泵室作為生產(chǎn)的動力來源，這樣做的好處是見危險源分割開來，減少發(fā)生連鎖事故的概率。所以將硝銨的生產(chǎn)工藝過程分為五個部分。各個生產(chǎn)車間的功能與規(guī)模見表3.1。表3.1各個生產(chǎn)車間的功能與規(guī)模編號車間名

19、稱生產(chǎn)車間功能長（m）寬（m）高（m）面積（） 1中和車間硝酸和氨氣在其中反應 60 40 102400 2回收車間捕集氨氣和硝酸蒸汽 60 40 62400 3蒸發(fā)車間蒸發(fā)水分，提高硝銨濃度 60 40 82400 4造粒塔結晶，造粒4040 101600 5包裝車間成品包裝4040 61600表3.2泵室的功能和規(guī)格編號名稱泵室功能長（m）寬（m）高（m）面積（）6液氨泵室向中和器注入液氨20 10 6 2007硝銨泵室將硝銨溶液注入蒸發(fā)器 20 10 6 2003.2.2 倉儲設施為了方便工廠的生產(chǎn)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（建筑物7）是為了儲存生產(chǎn)原料硝

20、酸（鋁制儲罐），儲存車間（建筑物8）是為了儲存生產(chǎn)原料氨氣（罐裝）的。成品車間（建筑物9）是為了儲存產(chǎn)物硝銨（編織袋）的。庫房主要分為原料庫和成品庫，原料庫存儲的物質為氨氣、硝酸、成品庫存儲的物質為硝銨。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. 氨氣氨氣常態(tài)為氣態(tài)，屬于易燃易爆氣體，與空氣混合易形成爆炸性混合物，因此，存儲時嚴加密閉，儲存于陰涼、通風的庫房提供充分的局部排風和全面通風，避免與氧化劑、酸類、堿類接觸，遠離火種、熱源，避免光照，包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、堿類、食用化學品分開存放，切忌混儲。庫房采用防爆型照明、通風設施?？捎娩撈績Υ妗１O限為15

21、%28%。2. 硝酸熔點為-42.4，沸點為120.5，與空氣混合可形成爆炸混合氣。存儲應注意庫房通風低溫干燥; 與h發(fā)孔劑、堿類、氰化物、可燃、易燃物分開存放，切勿與易燃物，易爆物及氨氣共儲或拼車運輸。3. 硝銨強氧化劑，助燃品，熔點()：169.6；沸點()：210(分解)。應儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與易（可）燃物、還原劑、酸類、活性金屬粉末分開存放，切忌混儲。儲區(qū)應備有合適的材料收容泄漏物。禁止震動、撞擊和摩擦。注意專品專儲，堆放時，堆垛不可過高，否則由于底部硝銨呈受壓力過大，容易發(fā)生爆炸。根據(jù)硝銨生產(chǎn)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)，原料

22、硝酸是液體，采用罐裝儲存方式，氨氣用高壓儲罐儲存，硝銨采用袋裝堆放的方式，上述物品都要求放置于陰涼、干燥的環(huán)境下。根據(jù)它們的儲存要求，分成以下的原材料以及產(chǎn)成品庫，整個倉儲設施區(qū)共有3個庫房，編號分別為8號、9號、10號庫房，依次存放硝酸,氨氣和硝銨。此外，為保證工廠的日常生產(chǎn)運轉和員工的生活需要，該廠設有煤儲存?zhèn)}庫（11號），各個建筑物功能與規(guī)格如表3.2所示。表3.3儲存車間的功能和規(guī)格編號儲庫名稱儲存車間的功能長（m）寬（m）高（m）面積（）8儲庫1（儲罐1）儲存原料硝酸直徑40 10 體積125609儲庫2（儲罐2）儲存液氨 直徑40 - 10 體積1256010儲庫3儲存成品硝銨 2

23、5 20 8 50011儲庫4煤庫403012003.2.3其他設施為了使化工廠更加完整，依據(jù)該廠日常辦公、生產(chǎn)。生活需求，為使廠區(qū)設計更加規(guī)范合理。工廠內還應包括一下生產(chǎn)、辦公、生活以及娛樂設施：一食堂（建筑物10）、禮堂（建筑物11）、第一泵站（建筑物17）、第二浴池（建筑物18）、辦公樓（建筑物19）、技術安全科（建筑物20）、二食堂（建筑物21）。各個建筑物的規(guī)格如表3.3所示。表3.4其他設施的名稱和規(guī)格編號名稱長（m）寬（m）層數(shù)層高（m）面積（）12食堂35202370013禮堂35202570014辦公樓130203360015辦公樓230203360016浴池25202450

24、017醫(yī)院25202350018技術安全科25203350019娛樂中心30303390020宿舍140103340021宿舍240101340022宿舍340101340023變、配電水處理爐房101011010026水泵站10101810027消防水池202011體積4004 功能模塊劃分在詳盡的分析了生產(chǎn)農(nóng)用硝銨的工藝細節(jié)及所使用的各項原料和產(chǎn)物的理化性質后。首先，我們根據(jù)生產(chǎn)流程及各組成部分存在的火災、爆炸危險性特點對廠區(qū)的總體布局進行規(guī)劃，此外，我們還注意到其他一些生產(chǎn)輔助設施和生活設施的安全要點，例如，可能散發(fā)可燃氣體的工藝裝置、

25、罐組、裝卸區(qū)或全廠性污水處理場，汽車裝卸站、液化氨灌裝站、甲類物品倉庫等機動車輛頻繁進出的設施等的安全防火保障都應在區(qū)域劃分中給予充分考慮。總之，我們根據(jù)本次設計的安全防火工作要點，結合地形、風向等條件，按功能分區(qū)集中布置對廠區(qū)進行劃分，將廠區(qū)劃分為生產(chǎn)區(qū)、倉儲區(qū)、辦公生活區(qū)及其他設施區(qū)。由于化工廠主要污染源來自于生產(chǎn)區(qū)，根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中的規(guī)定，在進行區(qū)域規(guī)劃時，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)全年最小頻率風向的上風側，以便于生產(chǎn)過程中廢氣的及時排除和擴散，減少對企業(yè)自身和鄰近企業(yè)及居民的影響。劃分廠區(qū)時應嚴格執(zhí)行石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中一下條款：第3.1.1條 在進

26、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。 第3.1.2條 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)全年最小頻率風向的上風側。 第3.1.3條 在山區(qū)或丘陵地區(qū)，石油化工企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)應避免布置在窩風地帶。 第3.1.4條 石油化工企業(yè)的生產(chǎn)區(qū)沿江河岸布置時，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筑物的下游。 第3.1.5條 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，應采取防止泄漏的可燃液體液入水域的措施。 第3.1.6條 公路和地區(qū)架空電力線路，嚴禁穿越生產(chǎn)區(qū)。區(qū)域排洪溝不宜通過廠區(qū)。 第

27、3.1.7條 石油化工企業(yè)與相鄰工廠或設施的防火間距，不應小于表3.1.7的規(guī)定。5 園區(qū)總體布局5.1 分區(qū)布置根據(jù)以上分析論述，參照石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范中的有關規(guī)定，將本設計中硝銨廠址設于成都新津化工園區(qū)。該園區(qū)區(qū)位于成都新津縣的平原地帶，風向以西南、西為最多。因此，根據(jù)廠區(qū)地形、風向特點，及生產(chǎn)工藝、物料危險性，將本廠的生產(chǎn)區(qū)放置在廠區(qū)的東南部，生產(chǎn)區(qū)內共有六個廠房和一個反應塔，從東至西依次為：液氨泵室、中和反應車間和蒸發(fā)車間、回收車間、硝銨泵室、造粒塔、包裝車間，而辦公生活區(qū)計劃放置于廠區(qū)的西北部區(qū)域內分布有浴室、食堂、職工宿舍，辦公樓等；倉儲區(qū)位于廠區(qū)的東北部；其他設施區(qū)位于廠區(qū)

28、的西南部，包括書泵站，變電所等設施。如此，則會加快生產(chǎn)區(qū)工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)原料以及成品產(chǎn)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(chǎn)生影響，則將倉儲區(qū)放置在生活區(qū)的下風向即東北部。5.2 火災危險類別的確定5.2.1 硝銨及生產(chǎn)原料的理化性質簡介1. 硝銨分子式 nh4no3 無色油狀液體，有毒。稍有帶甜氣味。密度0.9679，折白色結晶粉末，溶于水，加熱160以上放熱分解，加熱至400爆炸，強氧化劑。遇可燃物著火時，能助長火勢。與可燃物粉末混合能發(fā)生激烈反應而爆炸。受強烈

29、震動也會起爆。急劇加熱時可發(fā)生爆炸。與還原劑、有機物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物。此外，與有機物、可燃物、氯離子、銅、鋅、鋁等接觸時能發(fā)生爆炸或燃燒，遇雷汞起爆炸。因此，在硝銨的生產(chǎn)和使用過程中要求密閉操作，加強通風。操作人員必須經(jīng)過專門培訓，嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿聚乙烯防毒服，戴橡膠手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。避免產(chǎn)生粉塵。避免與還原劑、酸類、活性金屬粉末接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。儲存于陰涼、通風

30、的庫房。遠離火種、熱源。應與易（可）燃物、還原劑、酸類、活性金屬粉末分開存放，切忌混儲。儲區(qū)應備有合適的材料收容泄漏物。禁止震動、撞擊和摩擦。常用危險化學品的分類及標志 gb 13690-92將該物質劃為第5.1 類氧化劑；根據(jù)建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006硝銨的火災危險性分類為甲類。2.氨氣氨氣常態(tài)為氣態(tài)，屬于易燃易爆氣體，與空氣混合易形成爆炸性混合物，經(jīng)過實驗，液氨常用理化常數(shù)：比重：0.817（-79）；熔點：-77.7；沸點；-33.3；自燃點；651；爆炸極限：15.727.4%，最易引燃濃度：17；蒸氣密度：0.6（空氣1）；蒸汽壓力：-33.6，0.101mpa；4.7

31、，0.507mpa；25.7，1.013mpa；50.1，2.027mpa；遇火星會引起燃燒爆炸，有油類存在時，更增加燃燒危險；有毒，液態(tài)接觸到皮膚可造成灼傷和凍傷等。因此，存儲時嚴加密閉，儲存于陰涼、通風的庫房提供充分的局部排風和全面通風，避免與氧化劑、酸類、堿類接觸，遠離火種、熱源，避免光照，包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、堿類、食用化學品分開存放，切忌混儲。庫房采用防爆型照明、通風設施?？捎娩撈績Υ?。爆炸極限為15%28%。常用危險化學品的分類及標志gb 13690-92將該物質劃為第2.3 類有毒氣體。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006，氨氣的火災危險性分類為

32、乙類。2. 濃硝酸分子式為hno3，純硝酸是無色液體強氧化劑，助燃品，熔點為-42.4，沸點為120.5，與空氣混合可形成爆炸混合氣。濃硝酸一般帶有微黃色。發(fā)煙硝酸是紅褐色液體，在空氣中猛烈發(fā)煙并吸收水分。濃硝酸在長期儲存后（尤其是在光線照射下）會分解釋放出二氧化氮。硝酸的危險性在于：能與多種物質如金屬粉末、電石、松節(jié)油等猛烈反應，發(fā)生爆炸。與可燃物、還原劑和有機物如木屑、棉花、稻草或廢砂頭等接觸，引起燃燒，并散發(fā)出劇毒的棕色煙霧。與硝酸蒸氣接觸有很大的危險。因此，存儲應注意庫房通風低溫干燥; 與h發(fā)孔劑、堿類、氰化物、可燃、易燃物分開存放，切勿與易燃物，易爆物及氨氣共儲或拼車運輸。此外，運輸

33、時要求用鉛槽車輸送98%濃硝酸。運輸過程中要避免撞擊，避光，保持常溫，避免過高。車后要用鐵鏈接地。搬運時要注意個體防護，禁止皮膚直接接觸,作業(yè)操作時應帶耐酸堿手套,口罩,以及其他勞保用品.常用危險化學品的分類及標志 gb 13690-92將該物質劃為第8.1 類酸性腐蝕品。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006，濃硝酸的火災危險性分類為乙類。5.2.2 生產(chǎn)工藝火災危險分類根據(jù)建筑防火設計規(guī)范gb50016-2006中表3.1.1，生產(chǎn)的火災危險性分類（見附錄中表a1生產(chǎn)的火災危險性劃分）可知，濃硝酸稀釋、氨化中和屬于甲類生產(chǎn)；硝銨，硝酸與氨的混合液在解吸塔和洗滌器進行氨的回收屬于甲類生

34、產(chǎn)；硝銨溶液的一段蒸發(fā)屬于也甲類生產(chǎn)，濃硝銨溶液的造粒，包裝都屬于甲類生產(chǎn)。具體理由如下：（1） 在常用危險化學品的分類及標志 gb 13690-92和建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006中規(guī)定，硝銨為第5.1 類氧化劑，其火災危險性分類為甲類；氨氣為第2.3 類有毒氣體，其火災危險性分類為乙類；濃硝酸為第8.1 類酸性腐蝕品，其濃硝酸的火災危險性分類為甲類。（2） 由于從稀釋到中和反應、洗滌回收再到一段蒸發(fā)，生產(chǎn)車間和反應裝置中都有硝酸，硝銨等甲類類物質，而氨氣屬于一類危險物質。但為了提高安全性能，把以上過程火災危險性提高到甲類。（3） 鑒于噴淋造粒和包裝過程只有硝銨大量存在，硝銨的火災

35、危險性為甲類，故噴淋造粒和包裝過程的火災危險性被確定為甲類。5.2.3 存儲區(qū)火災危險分類根據(jù)建筑防火設計規(guī)范gb50016-2006表3.1.3 儲存物品的火災危險性分類（見附錄中表a2貯存物品火災危險性劃分），將各原料、成品儲罐、儲庫的火災危險性為：硝銨，熔點169.6，沸點210(分解)，屬于火災危險性甲類，則硝銨庫的火災危險性為甲類；氨氣，比重：0.817（-79）；熔點：-77.7；沸點；-33.3；自燃點；651；爆炸極限：15.727.4%，最易引燃濃度：17，屬于易燃易爆氣體，與空氣混合易形成爆炸性混合物，遇火星會引起燃燒爆炸，有油類存在時，更增加燃燒危險，氨氣庫的火災危險性為

36、乙類。濃硝酸，硝酸是液體強氧化劑，助燃品，熔點為-42.4，沸點為120.5，與空氣混合可形成爆炸混合氣。能與多種物質如金屬粉末、電石、松節(jié)油等猛烈反應，發(fā)生爆炸。與可燃物、還原劑和有機物如木屑、棉花、稻草或廢砂頭等接觸，引起燃燒，并散發(fā)出劇毒的棕色煙霧。與硝酸蒸氣接觸有爆炸的危險，濃硝酸的火災危險性分類為乙類。煤的火災危險性屬于乙類。5.3 耐火等級的確定5.3.1 生產(chǎn)區(qū)根據(jù)生產(chǎn)區(qū)廠房的火災危險類別，依據(jù)建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006第3.2.1條表3.2.1（見附錄中表a3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(chǎn)車間火災危

37、險類別都為甲類，選擇耐火等級為一級 ，其中1至3號生產(chǎn)車間廠房面積均為2400，4號和5號生產(chǎn)車間占地面積為1600。6號液氨泵室的火災危險類別為乙類，7號硝銨泵室的火災危險類別為甲類，選擇耐火等級均為一級，兩個泵室均為單層結構，廠房面積為2005.3.2 儲存區(qū)根據(jù)庫房的火災危險類別，依據(jù)建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006第3.3.2條表3.3.2（見附錄中表a4庫房的耐火等級、層數(shù)和占地面積）庫房的耐火等級，可以確定儲存區(qū)倉庫、產(chǎn)品車間的層數(shù)和面積。原料和成品儲庫均為單層，根據(jù)建筑設計防火規(guī)范gb50016-2006第3.3.2條表3.3.2附注4：獨立建造的硝酸銨倉庫、電石倉庫、聚

38、乙烯等高分子制品倉庫、尿素倉庫、配煤倉庫、造紙廠的獨立成品倉庫以及車站、碼頭、機場內的中轉倉庫，當建筑的耐火等級不低于二級時，每座倉庫的最大允許占地面積和每個防火分區(qū)的最大允許建筑面積可按本表的規(guī)定增加1.0倍。本場所有儲庫均為單層倉庫，其中儲庫3火災危險類別為甲類，耐火等級為一級，面積為500；儲庫1、2耐火等級一級，火災危險類別為乙類，面積為1200。儲庫11存放燃料煤火災危險性為乙類，耐火等級二級，占地面積1600。5.3.3 生活區(qū)根據(jù)建筑設計防火規(guī)范，生活區(qū)的建筑可以依據(jù)民用建筑確定耐火等級和面積（見附錄一中表a5民用建筑確定耐火等級和面積）。本廠生活區(qū)內的所有建筑確定耐火等級均為三

39、級，面積分別為食堂700、辦公樓1、辦公樓2600、浴池600、技術安全科500、禮堂700、醫(yī)院500、員工娛樂中心1600、宿舍1、2、3400、配電站和污水站225、鍋爐房和水泵站100、消防水池400。5.3.4 其他設施區(qū)根據(jù)建筑設計防火規(guī)范和石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范對其他設施的耐火等級及面積進行設計。其中鍋爐房應為一、二級耐火等級建筑，但每小時鍋爐的總蒸發(fā)量不超過4t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的建筑，面積為100；由于消防水池不是是露天的，所以不考慮耐火等級，面積為400；水泵站、配電站、污水處理站為耐火等級均為二級，面積分別為10

40、0、225、225。 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5.1所示。表5.1表5.2 化工廠內各個建筑物的火災危險類別、耐火等級、層數(shù)、面積項目編號建筑物名稱火災危耐火層數(shù)面積(m2)類別險類別等級1生產(chǎn)車間1甲類一級單層2400生2生產(chǎn)車間2甲類一級單層2400產(chǎn)3生產(chǎn)車間3甲類一級單層2400區(qū)4生產(chǎn)車間4甲類一級單層16005生產(chǎn)車間5甲類一級單層16006泵室6甲類一級單層2007泵室7甲類一級單層200存8儲罐1乙類一級單層體積12560儲9儲罐2乙類一級單層體積12560區(qū)10儲庫3甲類一級單層50011儲庫4乙類三級單層120012食堂三級二層70

41、0生13禮堂三級三層70014辦公樓1三級四層600活15辦公樓2三級三層60017醫(yī)院三級二層50018技術安全科三級二層50019娛樂中心三級二層90020宿舍1三級三層40021宿舍2三級三層40022宿舍3三級三層40023變、配電站二級單層225附屬24污水站二級單層225設備25鍋爐房二級單層100區(qū)26水泵站二級單層10027消防水池單層體積4005.4 防火間距5.4.1 防火間距設計原則本次設計中各建、構筑物之間防火間距的設計是以建筑設計設計防火規(guī)范表3.3.1廠房防火間距防火間距、表3.3.10室外變、配電站與建筑物、儲罐、堆場的防火間距為最低標準，以本次設計各建構筑物之間

42、的防火間距的設計主要根據(jù)石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范表3.2.11石油化工企業(yè)總平面布置的防火間距的要求作為 主要標準進行確定。對硝銨廠各建、構筑物之間的防火間距進行確定，并且只考慮鄰近建、構筑物之間的防火間距。本廠重點防火區(qū)域為生產(chǎn)區(qū)和儲存區(qū)，根據(jù)生產(chǎn)車間、倉庫、儲罐等的火災危險類別，對防火間距進行設定。生產(chǎn)區(qū)內生產(chǎn)車間的火災危險類別為甲類、乙類，儲庫和儲罐的火災危險類別包括甲類和乙類。因此，根據(jù)標準可知，甲類車間、倉庫之間的防火間距為30m，甲類與乙類之間的防火間距為25m。由于工廠所處工業(yè)區(qū)已實現(xiàn)“七通一平”，因此廠內鍋爐房僅為工廠生產(chǎn)所需，水泵站為生產(chǎn)區(qū)小型供水泵站，所以將鍋爐房和水泵站當

43、作丙類設施。則其與配電站之間的防火間距應符合丙類設施與全廠重要性設施之間的防火間距，為35m。5.4.2 防火間距的確定依據(jù)以上原則，并且考慮產(chǎn)品生產(chǎn)、儲存過程的安全性，工廠整體布局的規(guī)范美觀，以及便于消防滅火等因素，廠內建、構筑物之間的防火確定見表d1。根據(jù)各建、構筑物之間的防火間距及其面積，綜合考慮總體布置以及各類生產(chǎn)車間、倉儲設施和其他設施與廠區(qū)圍墻、廠內各道路、工廠管理區(qū)及生活區(qū)的距離，工廠總平面布置見圖紙，其中各建（構）筑之間的防火間距見附錄，各建（構）筑物標號同表5.1。6 防爆電氣的設計6.1 劃分爆炸危險區(qū)域根據(jù)防爆電器設計規(guī)范gb50058-926有關規(guī)定，鑒于1號生產(chǎn)車間的

44、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7該區(qū)域存在的釋放源為第二級釋放源。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1區(qū)。（見附錄c1）根據(jù)防爆電器設計規(guī)范gb50058-92第2.2.3條規(guī)定“第一級釋放源：預計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”。硝銨的火災危險性為甲類。這個流程中硝銨的合成工藝反應本身放熱，蒸發(fā)過程是在真空和外部熱源作用條件下進行的，反應后的氣體溫度較高，在生產(chǎn)過程中有較高的危險。因此，在進行硝銨合成時密封處為第二級釋放源，釋

45、放物質為氨氣和硝銨，所以將密封處所在的區(qū)域劃分為1區(qū)。根據(jù)防爆電器設計規(guī)范gb50058-92第2.3.16條規(guī)定，“當易燃物質重于空氣時，1區(qū)外半徑為15m的范圍內劃為2區(qū)”，故整個生產(chǎn)車間1的危險區(qū)域劃分為一區(qū)。區(qū)域劃分圖見附錄。6.2 防爆電氣選擇6.2.1 爆炸性混合物分級、分組本次設計選擇1號車間進行爆炸危險區(qū)域劃分。該車間的主要釋放源是氨氣，根據(jù)氨氣的性質，在生產(chǎn)過程中他們的蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，依據(jù)防爆電氣設計規(guī)范7對生產(chǎn)環(huán)境進行爆炸危險分區(qū)。根據(jù)本規(guī)范2.2.3條可知該區(qū)域存在的釋放源為第二級釋放源。根據(jù)規(guī)范2.2.5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

46、第二級釋放源的區(qū)域可劃為1區(qū)。根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范9氣體或蒸汽爆炸性混合物分級、分組舉例，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。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)范氣體或蒸汽爆炸性混合物分級、分組舉例，爆炸氣體混合物時，應按危險程度較高的級別和組別選用防爆電氣設備。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

47、備在規(guī)定的運行條件下不降低防爆性能的要求。氨氣的最大試驗安全間隙（mesg）（mm） 0.9且引燃溫度 t（）t450，因此根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范，氨氣屬于屬于a 級t1組。假設該生產(chǎn)廠房通風良好，因此該廠房的爆炸危險區(qū)域劃分應依據(jù)本規(guī)范第2.3.7條進行劃分。具體分區(qū)見圖6.1。6.2.2 防爆電氣選擇根據(jù)爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范第2.5.3條廠區(qū)內主要防爆電氣根據(jù)（附錄）的表格要求對防爆電器進行選擇。可知廠房的防爆電氣類型應選擇a級t1組,根據(jù)具體的爆炸和火災危險類型按照爆炸和火災電力裝置設計規(guī)范來劃分廠內主要防爆電氣 。具體防爆電氣選型詳見下表（注：為適用；為慎

48、用；x為不適用）。表6.2 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 6.3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無火花型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6.4燈具類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6.5 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

49、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7 泄爆方式確定及泄爆面積計算7.1 泄爆方式本次設計選擇1號車間進行泄爆方式的確定。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范第3.6.4條，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/。工業(yè)廠房的泄爆設計應注意，散發(fā)可燃粉塵、纖維的廠房內表面應平整、光滑，并易于清掃。在地溝積聚的有效措施，且與相鄰廠房連通處應采用防火材料密封。有爆炸危險的設備宜避開廠房的梁、柱等主要承重構件布置，因此本設計中一號廠房的泄爆方式選用頂棚泄爆，泄爆設施選擇輕質的纖維材料這種材料具有平整，質

50、輕，適合于設計施工的化工廠房使用。7.2 泄爆面積的計算根據(jù)建筑設計防火規(guī)范第3.4.1條，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護層。根據(jù)建筑設計防火規(guī)范表3.6.3廠房內爆炸危險物質類別與泄壓比值氨氣應選擇0.03。本次設計選擇0.05。根據(jù)泄爆面積計算公式a=10cv2/3 （7.1）式中，a為泄爆面積（m2）；c為泄壓比值（m2/m3）；v為廠房體積（m3）。根據(jù)公式v=604010=24000m3 ，c取0.05得：a=10cv2/3 =100.05240002/3 = 416.0m2因為，a2400 m2所以，該設計合理。8 滅火器的配置8.1 滅火器的選擇 根據(jù)

51、建筑滅火器配置設計規(guī)范8第3.2.1條（見附錄中表c1工業(yè)建筑滅火器配置場所的危險等級舉例）本次設計針對儲庫3進行滅火器配置設計，儲庫3存儲的是硝銨，是甲類火災爆炸危險物質，因此儲庫3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固態(tài)硝銨。所以其火災類別為a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：4.2.1 a 類火災場所應選擇水型滅火器、磷酸銨鹽干粉滅火器、泡沫滅火器或鹵代烷滅火器。所以儲庫3的滅火器可選擇磷酸銨鹽干粉滅火器。8.2 滅火器設置根據(jù)建筑滅火器配置設計規(guī)范第5.1.15.15條的相關規(guī)定：1 滅火器應設置在位置明顯