
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 防火防爆設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目42000m3環(huán)己烷罐區(qū)防火防爆設(shè)計(jì)學(xué) 院城市建設(shè)與安全工程學(xué)院專 業(yè) 安全工程班 級安全1101第四組姓 名 蔣妍婷 指導(dǎo)教師華 敏 2014 年 10 月摘 要本設(shè)計(jì)根據(jù)環(huán)己烷的相關(guān)物化性質(zhì)對4×2000m3環(huán)己烷儲罐區(qū)進(jìn)行了防火防爆設(shè)計(jì)。根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 、儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范以及化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書-球罐和大型儲罐確定儲罐的選型及設(shè)計(jì)、防火堤設(shè)計(jì)以及罐區(qū)總平面布置并繪制了罐區(qū)總平面布置簡圖。然后又依據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范來確定消防用水量及消火栓布置。根據(jù)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范以及爆炸性氣體
2、環(huán)境用電氣設(shè)備第14部分:危險場所分類進(jìn)行火災(zāi)危險區(qū)域的劃分,并對儲罐區(qū)及泵房進(jìn)行分析。根據(jù)石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計(jì)規(guī)范繪制了罐區(qū)可燃或有毒氣體(蒸汽)報警儀布置圖。最后依據(jù)依據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50160-2008對避雷針的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:環(huán)己烷 消防用水量消火栓 避雷針 火災(zāi)危險編制說明本設(shè)計(jì)制作的具體分工如下:本評價報告所用的相關(guān)資料由集體搜集Word分工:(1)蔣妍婷:1)第一章 儲罐的選型及尺寸的設(shè)計(jì)2)第三章 總平面設(shè)計(jì)3)第四章 消防用水量及消防栓的布置4)第五章 罐區(qū)火災(zāi)爆炸危險區(qū)域劃分(2)康曉林:1)第二章 儲罐區(qū)的平面設(shè)計(jì)2)第六章 罐
3、區(qū)可燃?xì)怏w(蒸汽)報警儀布置3) 第七章 罐區(qū)避雷針設(shè)計(jì)CAD分工:(1)蔣妍婷:1)消防用水量計(jì)算及消火栓布置(CAD畫圖);2)罐區(qū)火災(zāi)爆炸危險區(qū)域劃分(CAD畫圖);(2)康曉林:3)罐區(qū)可燃或有毒氣體(蒸汽)報警儀布置圖(CAD畫圖);4)避雷針設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)說明全稿由蔣妍婷進(jìn)行排版整理并對細(xì)節(jié)部分進(jìn)行了修改。在本次防火防爆課程設(shè)計(jì)的過程中,得到了指導(dǎo)老師的大力支持和幫助,獲得了許多寶貴的意見和建議,在此表示衷心的感謝! 【目錄】134434專心-專注-專業(yè)第一章 儲罐選型及尺寸設(shè)計(jì)1.1 儲罐選擇 1.1.1 環(huán)己烷的理化性質(zhì):環(huán)己烷 ,別名六氫化苯,為無色有刺激性氣味的液體。不溶于水
4、,溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。極易燃燒。一般用作一般溶劑、色譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及用于有機(jī)合成,可在樹脂、涂料、脂肪、石蠟油類中應(yīng)用,還可制備環(huán)己醇和環(huán)己酮等有機(jī)物。表1-1 環(huán)己烷性質(zhì)一覽表參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值熔點(diǎn)/6.5蒸氣壓/kPa13.098相對分子質(zhì)量84.16爆炸上限/V%8.4液體密度(水=1)0.78爆炸下限/V%1.2沸點(diǎn)/80.7臨界溫度/280.4燃點(diǎn)/245臨界壓力/MPa4.05閃點(diǎn)/-16.5燃燒熱/(kJ·mol-1)3916.1 環(huán)己烷極易燃,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱極易燃燒爆炸。與氧化劑接觸發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng),甚至引起燃燒。在火場中,受熱的容器有爆炸危險。
5、其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇火源會著火回燃。1.1.2 儲罐選型儲罐種類是按照幾何形狀來劃分的,按幾何形狀可分為五大類,即立式筒形儲罐、臥式圓筒形儲罐、球形儲罐、雙曲線儲罐和懸鏈?zhǔn)絻蕖F渲泻髢烧咭驯惶蕴?。立式圓筒形儲罐按其罐頂結(jié)構(gòu)可分為固定頂儲罐和浮頂儲罐兩種類型。浮頂儲罐可分為浮頂儲罐和內(nèi)浮頂儲罐。3液體化學(xué)品儲罐的選型要根據(jù)該物料的火災(zāi)危險性類別來決定。類別劃分參照建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB500162006)和 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范 (GB50160-2008)。12一般情況下,當(dāng)物料的閃點(diǎn)28,其火災(zāi)的危險性屬于甲B類??紤]該類物料在常溫下其易燃性、易揮發(fā)性、發(fā)生
6、火災(zāi)的危險性很大,為降低它的蒸發(fā)損耗,減少環(huán)境污染,以及減少占地面積,必須選用儲存損耗很少的內(nèi)浮頂儲罐。環(huán)己烷閃點(diǎn)():-16.5,故選用內(nèi)浮頂儲罐;設(shè)計(jì)溫度0-50;設(shè)計(jì)壓力常壓,即-0.49kpa1.96kpa;環(huán)己烷一般條件下無腐蝕性。 1.1.3 內(nèi)浮頂儲罐的構(gòu)成及特點(diǎn)構(gòu)成:內(nèi)浮頂儲罐主要由罐體、內(nèi)浮盤、密封裝置、導(dǎo)向和防轉(zhuǎn)裝置、靜電導(dǎo)出設(shè)施、通氣孔、高液位報警器等組成。為避免浮頂漏損沉沒,多采用帶有環(huán)形隔艙的內(nèi)浮頂,或采用雙盤式內(nèi)浮頂以增加浮盤的浮力及安全性(后者還起隔熱作用)。內(nèi)浮頂儲罐是帶罐頂?shù)母№敼?,也是拱頂罐和浮頂罐相結(jié)合的新型儲罐。內(nèi)浮頂儲罐的頂部是拱頂與浮頂?shù)慕Y(jié)合,外部為
7、拱頂,內(nèi)部為浮頂。特點(diǎn):儲液的揮發(fā)損失少。由于內(nèi)浮盤直接與液面接觸,液相無揮發(fā)空間,從而減少發(fā)損失85%90%。由于液面沒有氣相空間,所以減輕了罐體的腐蝕,延長了儲罐的壽命。由于液面覆蓋內(nèi)浮盤,使儲液與空氣隔離,故大大地減少了空氣的污染,減少了著火爆炸的危險,易于保證儲液的質(zhì)量。特別適用于儲存高級汽油和噴氣燃料,也適合儲存有害的石油化工產(chǎn)品。在結(jié)構(gòu)上可取消呼吸閥及罐頂冷卻噴淋設(shè)施。易于老罐改造成內(nèi)浮頂罐,并取消呼吸閥、阻火器等附件,投資少,經(jīng)濟(jì)效益明顯。1.2 儲罐設(shè)計(jì)1.2.1 壁厚設(shè)計(jì)體積為2000m3的儲罐采用不等壁厚儲罐,罐壁是由一圈一圈的壁板焊接組成的。 根據(jù)HG21502.2-19
8、92鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列,可確定罐壁由8圈壁板組成。根據(jù)實(shí)際施工要求和我國通用鋼板規(guī)格,設(shè)計(jì)如下:自下往上取八層,一至八層取用1.7m寬的鋼板。設(shè)計(jì)儲罐壁厚應(yīng)采用下列公式計(jì)算5: (1-1) 式中:i儲存介質(zhì)時的設(shè)計(jì)厚度(mm) 儲液的密度() 計(jì)算的壁板底邊至罐壁頂端的垂直距離(m) 儲罐內(nèi)直徑(m) 設(shè)計(jì)溫度下鋼板的許用應(yīng)力(MPa) 焊縫系數(shù),取0.9 鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差(mm),查閱HG20580-1998,根據(jù)不同壁厚來確定 腐蝕裕量(mm),取1mm 根據(jù)文獻(xiàn)規(guī)范4查表得,公稱容積為2000的內(nèi)浮頂儲罐,計(jì)算容積為2186,儲罐內(nèi)徑為14.5m ,罐壁高度14.35m
9、,拱頂高度1.569m ,總高15.919m;罐壁厚度為底圈9mm,二三圈依次是8mm、7mm,四五六七八圈均是6mm,罐體材料為Q235-A; 根據(jù)文獻(xiàn)規(guī)范5查得Q235-A:使用溫度大于-20,許用最大板厚為16mm,=375MPa, =235MPa, =157MPa 。考慮儲罐的使用條件,材料的焊接性能,加工制造以及經(jīng)濟(jì)的合理性,選擇Q235-A鋼作為儲罐罐壁的材料。第一圈:第二圈:第三圈:第四圈:第五圈: 第六圈: 第七圈: 第八圈: 根據(jù)HG 21502.2-1992鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列列表如下:表1-2 罐壁厚度序號計(jì)算壁厚(mm)規(guī)定壁厚(mm)最終壁厚(mm)第一圈7.
10、3199第二圈6.4488第三圈5.7877第四圈5.1166第五圈4.4466第六圈3.7766第七圈3.1166第八圈2.4466表1-3儲罐設(shè)計(jì)參數(shù)公稱容積2000m³計(jì)算容積2186m³儲罐內(nèi)徑14500 mm罐壁高度14350 mm拱頂高度1569mm 規(guī)定壁厚 9,8,7,6,6,6,6,6mm 拱頂板厚5.5mm罐底板厚中幅板6mm,邊緣板7mm1.2.2 加強(qiáng)圈計(jì)算在風(fēng)荷載作用下,罐壁筒體應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性校核,防止儲罐被風(fēng)吹癟。判斷儲罐的側(cè)壓穩(wěn)定條件為: (1-2)式中:為罐壁許用臨界壓力,pa;為設(shè)計(jì)外壓,pa。當(dāng)時,就可以認(rèn)為罐壁具備了足夠的抗風(fēng)能力;反之,
11、則罐壁需設(shè)置加強(qiáng)圈以提高儲罐的抗外壓能力。儲罐的臨界壓力計(jì)算公式是根據(jù)薄壁短圓筒在外壓作用下的臨界壓力公式得到的5: (1-3)E=192 (1-4) 圓筒壁厚,m; D圓筒直徑,m; L圓筒長度,m。 經(jīng)計(jì)算,=4.25罐壁的設(shè)計(jì)外壓用下式表示,即: (1-5)對于內(nèi)浮頂儲罐,實(shí)驗(yàn)結(jié)果=1.0,q=0,則罐壁的設(shè)計(jì)外壓計(jì)算為: (1-6)取=1.0,=0.40經(jīng)計(jì)算: =900pa 因?yàn)?,所以不用設(shè)置加強(qiáng)圈。1.3 附件1.3.1 通氣孔:內(nèi)浮頂儲罐由于內(nèi)浮盤蓋住了液面,因此蒸發(fā)損失很少,所以罐頂上不設(shè)機(jī)械呼吸閥和安全閥。但在實(shí)用中,浮頂環(huán)形間隙或其他附件結(jié)合部位仍難免有泄漏之處,為防止氣
12、體積聚達(dá)到危險程度,在罐頂和罐壁上都開有通氣孔。通氣孔的規(guī)格選則:規(guī)格:DN150、型號:GTQ-150、質(zhì)量:16kg;1.3.2 透光孔:透光孔主要用于儲罐放空后通風(fēng)和檢修時采光,它安裝于固定頂頂蓋上,一般可設(shè)在儲液進(jìn)出口管上方的位置,與人孔對稱布置(方位180°處),其中心距罐壁8001000mm。透光孔的公稱直徑一般為DN500。如有兩個以上的透光孔時,則透光孔與人孔,清掃孔(或排污孔)的位置盡可能沿圓周均勻布置,便于通風(fēng)采光。為了開閉安全,透光孔附近的罐頂欄桿需局部加高,局部平臺最好用花紋鋼板,以便防滑。透光孔的規(guī)格選擇:規(guī)格:DN500、型號:GTG-500C、質(zhì)量:18
13、kg;1.3.3 排污孔:排污孔設(shè)置在儲罐底部最低位置,放水管可兼做排污管;1.3.4 人孔:人孔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)儲罐的大小及維修要求設(shè)置。通常在罐頂設(shè)一個人孔,在罐壁設(shè)一個或多個人孔。人孔應(yīng)設(shè)在方便操作的位置,并避開罐內(nèi)附件。對內(nèi)浮頂儲罐,在其固定頂上應(yīng)設(shè)置1個DN500或DN600的人孔;在內(nèi)浮頂上應(yīng)設(shè)置1個DN600的人孔;在內(nèi)浮頂支撐高度以上及以下的罐壁上各設(shè)1個DN600的人孔。1.3.5 取樣器:以往物料化驗(yàn)分析需要的儲液樣品是由操作人員從設(shè)置在罐頂上的量孔直接手工采集。取樣器設(shè)置在儲罐的下部,除了可以減輕取樣操作人員的勞動強(qiáng)度外,采取物料的準(zhǔn)確性也大大提高了。取樣器的選擇:YCJ-L
14、型儲罐液下采樣器;1.3.6 自動通氣閥:自動通氣閥設(shè)在浮盤中部位置,它是為保護(hù)浮盤處于支撐位置時,儲罐進(jìn)出物料時能正常呼吸,防止浮盤以下部分出現(xiàn)抽空或憋壓而設(shè)。1.3.7 擴(kuò)散管:擴(kuò)散管在儲罐內(nèi)與進(jìn)口管相接,管徑為進(jìn)口管的2倍,并在兩側(cè)均勻鉆有眾多直徑2mm的小孔,它起到儲罐收液時降低流速,保護(hù)浮盤支柱的作用。1.3.8 液位計(jì):選用重錘-浮子式鋼帶液位計(jì)。重錘-浮子式鋼帶液位計(jì)是利用力平衡原理進(jìn)行液位測量的。液位高度按下式計(jì)算: (1-7)1.3.9 靜電接地: 靜電會帶來很多危害,妨礙生產(chǎn),產(chǎn)生靜電電擊,靜電最為嚴(yán)重的危險是引起爆炸和火災(zāi)。靜電能量雖然不大,但電壓高則易放電放出電火花。點(diǎn)
15、火花會使環(huán)己烷著火燃燒爆炸等。單體接地是是消除靜電的最常見的方法,接地電阻不應(yīng)大于10歐姆同時做好導(dǎo)線連接。1.3.10 避雷針:由于雷電具有電流很大、電壓很高、沖擊性很強(qiáng)等特點(diǎn),有多方面的破壞作用,且破壞力很大。雷電具有電性質(zhì)、熱性質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)等三方面的破壞作用。避雷針必不可少,以防止雷擊導(dǎo)致一系列事故。在罐頂先焊一塊40mm、厚度4mm的鋼板,然后裝針。1.3.11 梯子、平臺:HG 21502.2-1992鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐規(guī)定400-30000儲罐應(yīng)采用螺旋爬梯,螺旋升角為45度。第二章 儲罐區(qū)的平面設(shè)計(jì)42000m3的環(huán)己烷儲罐區(qū),本設(shè)計(jì)選用4個內(nèi)浮頂罐,每個罐的容積為2000
16、m3。罐的直徑D=15m,高度H=14.35m。2.1 罐間的防火間距根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范表6.2.8,甲B、乙類液體的內(nèi)浮頂儲罐的防火間距為0.4D,本罐組內(nèi)相鄰環(huán)己烷儲罐的防火間距為0.4D =6m。2.2 罐體距防火堤的距離根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范第6.2.13條,立式儲罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于罐壁高度的一半。本儲罐組高度均為14.5m,儲罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離應(yīng)大于14.35/2=7.175m,取10m2.3 防火堤的設(shè)計(jì)2.3.1 防火堤的選型與斷面尺寸在進(jìn)行防火堤選型時除考慮承受靜壓力外,還應(yīng)考慮當(dāng)油罐瞬間破裂時,防火堤能否承受一定的罐內(nèi)液體的沖擊載荷,以及火
17、災(zāi)發(fā)生時,耐燒極限的強(qiáng)度。參照石油化工防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(SH31252001)第6.0.5條與儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范17(GB50351-2005)第4.2.7條,堤身及基礎(chǔ)底板的厚度取200mm,斷面示意圖如:0.2m0.2m圖2-1 防火堤斷面尺寸示意圖2.3.2 防火堤基礎(chǔ)及其保護(hù)措施防火堤基礎(chǔ)設(shè)計(jì):根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范17 (GB50351-2005)第4.2.2條,防火堤基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m,地面以下0.5m深度范圍內(nèi)的地基土的壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.95。防火堤保護(hù)措施:根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB50351-2005)第4.2.5條要求,在堤內(nèi)側(cè)噴涂隔熱防火涂料。一.防火涂層
18、的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于1.5MPa,與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)小于0.15 MPa,耐火極限不應(yīng)小于2h,凍融實(shí)驗(yàn)15次強(qiáng)度無變化。二.防火涂層應(yīng)乃雨水沖刷并能適應(yīng)潮濕工作環(huán)境。環(huán)己烷一般條件下無腐蝕性,故防火堤不考慮防腐問題。2.3.3 防火堤的尺寸本防火堤根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第6.3.6條設(shè)計(jì)。當(dāng)儲罐未采取防止措施時,V不應(yīng)小于防護(hù)墻內(nèi)所有儲罐的總?cè)莘e,油罐組防火堤有效容積應(yīng)按下式計(jì)算:V=AHj (V1+V2+V3+V4) (2-1)式中:V防火堤的有效容積(m3); A防火堤中心線圍成的水平投影面積(m2); H j設(shè)計(jì)液面高度(m); V1防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)液面高度內(nèi)的一個最大油罐的基礎(chǔ)體
19、積(m3); V2防火堤內(nèi)除一個最大油罐以外的其他油罐在防火堤設(shè)計(jì)液面高度內(nèi)的液體體積和油罐基礎(chǔ)體積之和(m3); V3防火堤中心線以內(nèi)設(shè)計(jì)液面高度內(nèi)的防火堤面積和內(nèi)培土體積之和(m3); V4防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)液面高度內(nèi)的隔堤、配管、設(shè)備及其他構(gòu)建物體積之和(m3)。計(jì)算如下:根據(jù)罐體直徑、罐間防火間距、罐體距防火堤的距離計(jì)算可得防火堤邊長為: L=2D+2×10+6=56m面積為: A=L×L=3136m2。設(shè)防火堤理論高度為H1,實(shí)際計(jì)算時刻忽略V3,V4。V1 = (14.5×14.5) Hj V2=3V1代入上式:Hj×A-(V1+ V2)=Hj31
20、36-(14.5×14.5)=2000m3得Hj= 0.81m根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范第6.2.17條,立式儲罐防火堤的高度應(yīng)為計(jì)算高度加0.2,但不應(yīng)低于1且不宜高于2.2。本設(shè)計(jì)的防火堤高度為0.81+0.2=1.01m,取1.1m2.3.4 防火堤及其內(nèi)部的其他安全布置防火堤及其內(nèi)部的其他安全布置為:根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50351-2005)第3.2.7條,防火堤內(nèi)的地面坡度宜為5%。根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50351-2005)第3.2.8條,如果考慮在南京(年降雨量大于200mm且雨水24小時內(nèi)難滲完)的話,防火堤內(nèi)應(yīng)設(shè)置集水設(shè)施。連接集水設(shè)施的雨水排放
21、管道應(yīng)從防火堤內(nèi)設(shè)計(jì)地面以下通出堤外,并應(yīng)設(shè)置安全可靠的載油排水裝置。 根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50351-2005)第3.1.5條,在防火堤上應(yīng)設(shè)置不少于兩處越堤人行踏步或坡道,并設(shè)置在不同方位上。防火堤高度大于等于1.5m時,應(yīng)在兩個踏步或坡道之間增設(shè)踏步或逃逸爬梯。根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50351-2005)第3.1.5條,隔堤應(yīng)設(shè)置人行踏步或坡道。2.4 隔堤的設(shè)計(jì)2.4.1 隔堤的布置與選型根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50160-2008)第6.2.15條,設(shè)置的隔堤把成品汽油儲罐區(qū)的儲存區(qū)分成兩組,每組2個環(huán)己烷儲罐。2.4.2 隔堤的高度設(shè)隔堤的高度為Hi。根
22、據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50160-2008)第6.2.12條第2 款,隔堤內(nèi)的有效容積不應(yīng)小于隔堤內(nèi)1個最大儲罐容積的10%。即2000×10%,得出Hi0.07。根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50160-2008)第6.2.17條第2 款,隔堤的高度不應(yīng)低于0.5m,所以隔堤高度取0.5m。2.4.3 隔堤的選型與斷面尺寸隔堤高度確定為0.5m。隔堤的選擇,根據(jù)隔堤的高寬比對隔堤穩(wěn)定性的影響,選擇隔堤的厚度要接近0.5m。再根據(jù)儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50351-2005)第4.2.11條第2款,選擇不宜厚度小于400mm的毛石隔堤。隔堤的方向大致與液流方向垂直,為
23、了方便施工,把它的斷面設(shè)計(jì)成長方形。如下圖所示:0.4m0.1mm0.4m圖2-2 隔堤斷面尺寸示意圖隔堤雙面水泥砂漿勾縫,堤頂設(shè)鋼筋混凝土壓頂,壓頂構(gòu)造應(yīng)符合儲罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50351-2005)第4.2.8條規(guī)定:壓頂在變形縫處應(yīng)斷開,壓頂厚度不宜小于100mm,混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20,壓頂內(nèi)縱向鋼筋直徑不宜小于,鋼筋間距不宜大于200mm。2.5 道路寬度及路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑根據(jù)石油化工企業(yè)安全防火規(guī)范第4.3.4條,可燃液體的儲罐區(qū)應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道,當(dāng)受地形條件限制時,也可設(shè)有回車場的盡頭式消防車道。消防車道的路面寬度不應(yīng)小于6m,路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于12m,路面上凈
24、空高度不應(yīng)低于5m。及第4.3.5條,可燃液體任何儲罐的中心距至少兩條消防車道的距離均不應(yīng)大于120m;當(dāng)不能滿足此要求時,任何儲罐中心與最近的消防車道之間的距離不應(yīng)大于80m,且最近消防車道的路面寬度不應(yīng)小于9m。本設(shè)計(jì)消防車道路面寬度取值為7.5m ,路面內(nèi)緣轉(zhuǎn)彎半徑取12m。第三章 總平面設(shè)計(jì) 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50160-2008)和建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)的規(guī)定確定了總體平面布局中,下列建筑物的防火間距:3.1 廠區(qū)內(nèi)部建筑物間的防火間距3.1.1 辦公用房 長15m,寬7m,距離儲罐90m,設(shè)在工廠大門附近。 根據(jù)GB50160-2008中4.2
25、.12規(guī)定,環(huán)己烷儲罐與辦公場所間距不小于45m但是由于辦公場所人流量大,因此設(shè)置在靠近大門處。3.1.2 門衛(wèi)長6m ,寬6m,緊挨工廠大門。根據(jù)GB50160-2008中4.2.12規(guī)定,環(huán)己烷儲罐與辦公場所間距不小于45m,門衛(wèi)室在布局中緊挨工廠大門。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)第3.3.8條,“廠房內(nèi)嚴(yán)禁設(shè)置員工宿舍。辦公室、休息室等不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房內(nèi),當(dāng)必須與本廠房貼鄰建造時,其耐火等級不應(yīng)低于二級,并應(yīng)采用耐火極限不低于3.00h 的不燃燒體防爆墻隔開和設(shè)置獨(dú)立的安全出口。”因此耐火等級選擇為二級。3.1.3 發(fā)配電間長9m,寬6m。 GB50160-20
26、08中5.2.1規(guī)定:變配電所與2000m³環(huán)己烷儲罐的間距不得小于25m。同時,配電房應(yīng)設(shè)在全年最小頻率風(fēng)的下風(fēng)向,且應(yīng)盡量靠近用電量較大的設(shè)備附近,并且宜設(shè)在圍墻附近。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)第3.3.13條:“油浸變壓器室、高壓配電裝置室的耐火等級不應(yīng)低于二級,其它防火設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)火力發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50229 等規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行?!蹦突鸬燃夁x擇為一級。3.1.4 壓縮機(jī)房 長6m,寬7m。 GB50160-2008中4.2.12規(guī)定:罐區(qū)甲、乙類泵(房)、全冷凍式液化烴儲存的壓縮機(jī)(包括添加劑設(shè)施及其專用變配電室、控制室)與環(huán)己
27、烷儲罐的距離不小于12m。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006),耐火等級為二級。3.1.5 消防泵房 長10m,寬6m。 GB50160-2008中4.2.12規(guī)定全廠性二類重要設(shè)施(消防泵房)與2000m³環(huán)己烷儲罐的距離不小于35m,設(shè)計(jì)距離是45m,滿足規(guī)定要求。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)第8.6.4 條,“獨(dú)立建造的消防水泵房,其耐火等級不應(yīng)低于二級。”因此,耐火等級為二級。3.1.6 事故收集池 長25m,寬20m,距儲罐防火堤25m。根據(jù)GB50160-2008中4.2.12規(guī)定:污水處理場(隔油池、污油罐)等與2000m3環(huán)己烷儲罐的距
28、離不小于15m。與消防泵房的防火間距不小于25m。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006),耐火等級為一級。3.1.7 備用配件庫 長10m,寬9m,緊挨門衛(wèi)室布置。根據(jù)GB50160-2008中4.2.12規(guī)定:甲類物品倉庫與2000m³環(huán)己烷儲罐的距離不小于25m。設(shè)計(jì)距離88m,完全滿足規(guī)定要求。依據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006),其耐火等級為二級。3.1.8 15m高壓線根據(jù)GB50160-2008中4.1.9規(guī)定:甲類液體罐組與架空電力線路中心線的距離至少為1.5倍線路塔桿高度, 距離罐組1.5倍高度,即22.5m。3.2 廠區(qū)與周圍建筑物的防火間距
29、(1) 與南面、西面村莊的距離100m。(2) 與北面廠房的的距離70m。(3) 與東面普通公路的距離20m。以上距離均以罐壁的最外側(cè)為基準(zhǔn)。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)、石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50160-2008)制定下表:表3-1 罐區(qū)內(nèi)各建構(gòu)筑物火災(zāi)危險等級、耐火等級編號名稱占地面積火災(zāi)危險等級耐火等級A辦公用房15×7=105m2丙二級B發(fā)配電間9×6=54m2乙一級C門衛(wèi)6×6=36m2丙二級D壓縮機(jī)房6×7=42m2乙二級E消防泵房10×6=60m2乙二級F事故收集池25×20=500m2乙二級
30、G備用配件庫10×9=90m2乙二級H環(huán)己烷儲罐區(qū)56×56=3136m2甲一級第四章 消防用水量計(jì)算及消火栓布置根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第8.7.1條規(guī)定,可能發(fā)生可燃液體火災(zāi)的場所宜采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng),本設(shè)計(jì)中的環(huán)己烷屬于可燃液體,因此設(shè)計(jì)采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。而設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)則為消防用水量計(jì)算及消火栓的布置。4.1消防用水量消防用水量為低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)中所需水的用量及冷卻水用量之和。4.1.1 消防冷卻用水量(1)根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50160-2008)第8.4.4條可燃液體罐區(qū)的消防用水量計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:1 應(yīng)按火災(zāi)時消防用水量最大的罐
31、組計(jì)算,其水量應(yīng)為配置泡沫混合液用水及著火罐和鄰近罐的冷卻用水量之和;2 當(dāng)著火罐為立式儲罐時,距著火罐罐壁1.5 倍著火罐直徑范圍內(nèi)的相鄰罐應(yīng)進(jìn)行冷卻;當(dāng)著火罐為臥式儲罐時,著火罐直徑與長度之和的一半范圍內(nèi)的鄰近地上罐應(yīng)進(jìn)行冷卻;3 當(dāng)鄰近立式儲罐超過3個時,冷卻水量可按3個罐的消防用水量計(jì)算;當(dāng)著火罐為浮頂、內(nèi)浮頂罐(浮盤用易熔材料制作的儲罐除外)時,其鄰近罐可不考慮冷卻。故1.5D=1.5×15=22.5m,而相鄰兩儲罐之間距離為6m,位于對角線兩儲罐之間距離為14.7m,都小于1.5D。因此,需要冷卻的鄰近儲罐為3個。則冷卻水用量為著火罐冷卻水用量和相鄰3個儲罐冷卻水用量之和
32、。(2) 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范中8.4.5中第二條:罐壁高于17m儲罐、容積等于或大于10000m3儲罐、容積等于或大于2000m3低壓儲罐應(yīng)設(shè)置固定式消防冷卻水系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中對于儲罐高為14.35m,單儲罐容量為2000m³的環(huán)己烷儲罐,選擇用移動式冷卻系統(tǒng)。(3) 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范中表8.4.5(本文中表4-1)表4-1 消防冷卻水的供水范圍和供水強(qiáng)度項(xiàng)目供水范圍供水強(qiáng)度附注移動式水槍冷卻著火罐固定頂罐罐周全長0.8L/s·m浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐周全長0.6L/s·m注1、2鄰近罐罐周全長0.7L/s·m固定式冷卻著火罐固定頂罐罐壁
33、表面積2.5L/min·m2浮頂罐、內(nèi)浮頂罐罐壁表面積2.0L/min·m2注1、2鄰近罐罐壁表面積的1/2與著火罐相同注3注:1. 浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計(jì)算; 2. 淺盤式內(nèi)浮頂罐按固定頂罐計(jì)算;3. 按實(shí)際冷卻面積計(jì)算,但不得小于罐壁表面積的1/2。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中儲罐浮盤用易熔材料制作,所以著火罐供水范圍為罐周全長,供水強(qiáng)度為=0.8L/sm;鄰近罐供水范圍為罐周全長,供水強(qiáng)度為=0.7L/sm。著火罐冷卻用水量=D=3.14×15×0.8=37.68L/s (式4-1)鄰近罐冷卻水用量=nD=3×3.14×15&
34、#215;0.7=98.91L/s (式4-2)每秒鐘總冷卻用水量為= +=37.68+98.91=136.59L/s (式4-3)(4)根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范中8.4.7 可燃液體儲罐消防冷卻用水的延續(xù)時間:直徑大于20m的固定頂罐和直徑大于20m浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐應(yīng)為6h;其他儲罐可為4h。則消防冷卻水的延續(xù)時間為4h。冷卻水總量=×冷卻延續(xù)時間=136.59×4×3600=1966.9 m3 (式4-4)4.1.2 泡沫滅火系統(tǒng)用水1. 根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中第2.2.2條三:甲、乙、丙類液體的外浮頂和內(nèi)浮頂儲罐應(yīng)選用液上噴射泡沫滅
35、火系統(tǒng)。因此本設(shè)計(jì)選用液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)。第2.1.1條 對非水溶性甲、乙、丙類液體儲罐,當(dāng)采用液上噴射泡沫滅火時,可選用蛋白、氟蛋白、水成膜或成膜氟蛋白泡沫液。本設(shè)計(jì)選用6%的氟蛋白泡沫液。2. 根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中第3.1.2條 儲罐的保護(hù)面積應(yīng)按下列規(guī)定確定:固定頂儲罐、淺盤式和浮盤采用易熔材料制作的內(nèi)浮頂儲罐,應(yīng)為其儲罐的橫截面積。因此保護(hù)面積A=D24=152×3.14/4=176.625 m2 (式4-5)3. 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第8.7.2規(guī)定:下列場所應(yīng)采用固定式泡沫滅火系統(tǒng):甲、乙類和閃點(diǎn)等于或小于90的丙類可燃液體的固定頂罐及浮盤為易熔材料
36、的內(nèi)浮頂罐。則本設(shè)計(jì)選用固定式泡沫滅火系統(tǒng)。固定式泡沫滅火系統(tǒng)由固定的泡沫液消防泵、泡沫液貯罐、比例混合器、泡沫混合液的輸送管道及泡沫產(chǎn)生裝置等組成,并與給水系統(tǒng)連成一體。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,先啟動消防泵、打開相關(guān)閥門,系統(tǒng)即可實(shí)施滅火。固定式泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫噴射方式可采用液上噴射和液下噴射方式。液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)的泡沫產(chǎn)生器安裝于罐壁的上部,噴射出的泡沫覆蓋住整個燃燒的液面進(jìn)行滅火。液上噴射泡沫滅火系統(tǒng)適用于固定頂、外浮頂和內(nèi)浮頂三種儲罐。4.根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第323條 內(nèi)浮頂儲罐的泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì),應(yīng)符合下列規(guī)定:一、淺盤式和浮盤采用易熔材料制作的非水溶性甲、乙、丙類液體內(nèi)浮
37、頂儲罐的供給強(qiáng)度和連續(xù)供給時間,應(yīng)按本規(guī)范第321條一款的規(guī)定執(zhí)行。表4-2 泡沫混合液供給強(qiáng)度和連續(xù)供給時間泡沫液種類供給強(qiáng)度連續(xù)供給時間(min)(Lmin·m2)甲乙類液體丙類液體蛋白氟蛋白、水成膜 、成膜氟蛋白6.O5.040453030注1:如果采用大于上表規(guī)定的混合液供給強(qiáng)度,混合液連續(xù)供給時間可按相應(yīng)的比例縮短,但不得小于上表規(guī)定時間的80。注2:含氧添加劑含量體積比大于10的無鉛汽油,其抗溶泡沫混合液供給強(qiáng)度不應(yīng)小于6Lmin·m2、連續(xù)供給時間不應(yīng)小于40 min。則本設(shè)計(jì)氟蛋白泡沫液供給強(qiáng)度為5.0 Lminm2,連續(xù)供給時間為45min。罐滅火所需的泡
38、沫混合液用量: (式4-6)用水量為Q=n×94Q1=4×0.94×39.74=149.42m3 (式4-7)所以消防用水量為冷卻+泡沫=1966.9+149.42=2116.32 m3 (式4-8)4.2消防給水管道的設(shè)計(jì)4.2.1 給水管道的布置根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第8.5.1條規(guī)定:大型石油化工企業(yè)的工藝裝置區(qū)、罐區(qū)等,應(yīng)設(shè)獨(dú)立的穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng),其壓力宜為0.71.2MPa。第8.5.2規(guī)定:消防給水管道應(yīng)環(huán)狀布置,并應(yīng)符合下列規(guī)定:1. 環(huán)狀管道的進(jìn)水管不應(yīng)少于兩條;2. 環(huán)狀管道應(yīng)用閥門分成若干獨(dú)立管段,每段消火栓的數(shù)量不宜超過5個;3. 當(dāng)
39、某個環(huán)段發(fā)生事故時,獨(dú)立的消防給水管道的其余環(huán)段應(yīng)能滿足100%的消防用水量的要求;與生產(chǎn)、生活合用的消防給水管道應(yīng)能滿足100%的消防用水和70%的生產(chǎn)、生活用水的總量的要求;4. 生產(chǎn)、生活用水量應(yīng)按70%最大小時用水量計(jì)算;消防用水量應(yīng)按最大秒流量計(jì)算。因此,本設(shè)計(jì)消防給水管道選擇穩(wěn)高壓的環(huán)狀管網(wǎng)。進(jìn)水管兩條。通過市政管網(wǎng)給水。4.2.2 管道水力計(jì)算1.管道直徑的確定 管徑大小的計(jì)算公式: (4-9) 式中 Q管段流量,L/s; 流速,m/s;不宜大于3.5m/s D管段直徑,mm2.鋼管管道的沿程水頭損失 (4-10) 式中 i管道的沿程水頭損失, D為計(jì)算內(nèi)徑,m,取值應(yīng)按管道的內(nèi)
40、徑減1mm確定3.管道的局部水頭損失 由于管道局部水頭損失占沿程水頭損大的比例較小,我國有關(guān)規(guī)范都規(guī)定局部水頭損失可采用沿程水頭損失百分比計(jì)算: 根據(jù)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范第2.6.1條指出:當(dāng)生活、生產(chǎn)、消防共用給水管網(wǎng)時,局部水頭損失為20;當(dāng)為消火栓系統(tǒng)消防給水管網(wǎng)時,局部水頭損失為10;當(dāng)為生產(chǎn)、消防共用給水管網(wǎng)時,局部水頭損失為15。 因此,本設(shè)計(jì)的管道局部水頭損失為20%。4.2.3 消防水泵的選擇消防水泵的揚(yáng)程應(yīng)按最不利點(diǎn)所需要的水壓進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算公式為: (4-11)式中H系統(tǒng)管道入口或消防水泵的計(jì)算壓力(MPa); 系統(tǒng)管道沿程水頭損失與局部水頭損失之和(MPa); 最不利點(diǎn)消
41、火栓的實(shí)際工作壓力(MPa); Z 最不利點(diǎn)系統(tǒng)管道入口或消防水池最低水位之間的高程差,當(dāng)系統(tǒng)管道入口或消防水池最低位高于最不利點(diǎn)水霧噴頭時,Z應(yīng)取負(fù)值(m)。此處假設(shè)為8m。所以消防水泵的揚(yáng)程為88,流量為10L/s,根據(jù)表4-3,可選擇規(guī)格為XBD9/10-80,其參數(shù)為流量10L/s,揚(yáng)程0.9MPa,電機(jī)功率22KW,轉(zhuǎn)速2900r/min。表4-3 消防泵型號泵型號流量(L/s)揚(yáng)程(MPa)電機(jī)功率(KW)XBD3.5/10-80100.357.5XBD4/10-80100.47.5XBD4.5/10-80100.4511XBD5/10-80100.515XBD6/10-80100
42、.615XBD7/10-80100.718.5XBD8/10-80100.822XBD9/10-80100.922XBD10/10-80101304.3消防栓的設(shè)計(jì)4.3.1 消防栓的布置 (1)根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第8.5.5消火栓的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定:1. 宜選用地上式消火栓;2. 消火栓宜沿道路敷設(shè);3. 消火栓距路面邊不宜大于5m;距建筑物外墻不宜小于5m;4. 地上式消火栓距城市型道路路邊不宜小于1.0m;距公路型雙車道路肩邊不宜小于1.0m;5. 地上式消火栓的大口徑出水口應(yīng)面向道路。當(dāng)其設(shè)置場所有可能受到車輛沖撞時,應(yīng)在其周圍設(shè)置防護(hù)設(shè)施;6. 地下式消火栓應(yīng)有明顯標(biāo)志。
43、(2) 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第8.5.6 -8.5.8的規(guī)定:1. 消火栓的保護(hù)半徑不應(yīng)超過120m;2. 高壓消防給水管道上消火栓的出水量應(yīng)根據(jù)管道內(nèi)的水壓及消火栓出口要求的水壓計(jì)算確定,低壓消防給水管道上公稱直徑為100mm、150mm消火栓的出水量可分別取15L/s、30L/s。3.罐區(qū)及工藝裝置區(qū)的消火栓應(yīng)在其四周道路邊設(shè)置,消火栓的間距不宜超過60m。當(dāng)裝置內(nèi)設(shè)有消防道路時,應(yīng)在道路邊設(shè)置消火栓。距被保護(hù)對象15m以內(nèi)的消火栓不應(yīng)計(jì)算在該保護(hù)對象可使用的數(shù)量之內(nèi)。4.與生產(chǎn)或生活合用的消防給水管道上的消火栓應(yīng)設(shè)切斷閥。4.3.2 消火栓的選型消火栓根據(jù)其設(shè)置方式分為地上式和地
44、下式,本設(shè)計(jì)中選擇地上式消火栓,且型號為SS100-1.6,具體參數(shù)見表4-4。表4-4 地上式消火栓主要參數(shù)型號進(jìn)水口直徑(mm)出水口直徑(mm)公稱壓力(Mpa)SS100-1.61001.6SS150-1.61501.64.3.3 消防栓的數(shù)量根據(jù)相關(guān)規(guī)范,取消火栓出水量為30 L/s,消火栓個數(shù)為 (式4-12)4.3.4 消火栓保護(hù)半徑與最大布置間距1.消火栓的保護(hù)半徑根據(jù)要求,本設(shè)計(jì)消火栓的保護(hù)半徑選擇100m。2.室外消火栓的布置間距由規(guī)范可知,罐區(qū)及工藝裝置區(qū)的消火栓應(yīng)在其四周道路邊設(shè)置,消火栓的間距不宜超過60m。同時,本次設(shè)計(jì)設(shè)置室外地上式消防栓6個,間距均不大于60m。
45、4.3.5 消火栓的用水量 根據(jù)石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范第8.4.7 可燃液體儲罐消防冷卻用水的延續(xù)時間:直徑大于20m的固定頂罐和直徑大于20m浮盤用易熔材料制作的內(nèi)浮頂罐應(yīng)為6h;其他儲罐可為4h。 本設(shè)計(jì)儲罐為直徑15m的內(nèi)浮頂罐,因此,消防冷卻用水延續(xù)時間為4h,又根據(jù)要求選擇消火栓的出水量為30L/s,則儲罐區(qū)消火栓的用水量為: (4-13)第五章 罐區(qū)火災(zāi)爆炸危險區(qū)域劃分場所分類是對可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所進(jìn)行分析和分類的一種方法,以便正確選擇和安裝危險場所中的電氣設(shè)備,達(dá)到安全使用的目的,并把氣體的級別和溫度組別考慮進(jìn)去。幾乎不可能通過對工廠或工廠布置的簡單檢查來確定工廠中哪
46、些部分能符合三個區(qū)域的規(guī)定(0區(qū)、1區(qū)或2區(qū))。對此,需要一個更詳細(xì)的方法,這涉及到對出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的基本概率的分析。5.1區(qū)域類型簡介根據(jù)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50058-92)第2.2.1條規(guī)定,爆炸性氣體環(huán)境應(yīng)根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間,按下列規(guī)定進(jìn)行分區(qū):0區(qū):連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;1區(qū):在正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;2區(qū):在正常運(yùn)行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。按0區(qū)、1區(qū)或2區(qū)的定義來確定產(chǎn)生爆炸性氣體環(huán)境的可能性,一旦確定了可能釋放的頻率和持續(xù)時間(釋
47、放等級),釋放速度、濃度、速率、通風(fēng)和其他影響區(qū)域類型和/或范圍的因素,對確定周圍場所可能存在的爆炸性氣體環(huán)境就有了可靠的根據(jù)。存在爆炸性氣體環(huán)境的可能性和由此形成的區(qū)域類型主要取決于釋放源的等級和通風(fēng)。5.2區(qū)域范圍影響因素區(qū)域范圍主要受以下化學(xué)和物理參數(shù)、一些可燃性物質(zhì)固有特性的影響,其他因素為加工過程中特有的。為簡便起見,下面所列的各參數(shù)的作用是以假定其他參數(shù)保持不變?yōu)榍疤帷?.氣體或蒸氣的釋放速率釋放速率越大,區(qū)域范圍就越大。釋放速率取決于釋放源本身的其他參數(shù)即:(1)釋放源的幾何形狀(2)釋放速度(3)濃度(4)可燃性液體的揮發(fā)性(5)液體溫度。2.爆炸下限(LEL) 對于給出的釋放
48、體積,爆炸下限(LEL)越低,危險區(qū)域范圍就越大。3.通風(fēng) 隨著風(fēng)量的加大,危險區(qū)域范圍可以減小。阻礙通風(fēng)的障礙物能使危險區(qū)域范圍擴(kuò)大。另一方面,某些障礙物如堤壩、圍墻或天花板都能限制危險場所范圍。4.釋放氣體或蒸氣的相對密度 如果氣體或蒸氣明顯的輕于空氣,則它就趨于向上飄移,且釋放源上方的垂直方向范圍將隨著相對密度的減小而擴(kuò)大;如果明顯的重于空氣,它就趨于沉積于地面,在地面上,區(qū)域水平范圍將隨著相對密度的增大而增大。5.應(yīng)考慮的其他參數(shù)(1) 氣候條件;(2)地形分布狀況。5.3儲罐區(qū)分析爆炸危險場所的劃分首先要查找和確定釋放源,根據(jù)釋放源的等級,劃分爆炸危險區(qū)域,然后還應(yīng)結(jié)合釋放源所在處的
49、通風(fēng)條件調(diào)整區(qū)域劃分。5.3.1 釋放源確定危險區(qū)域類型的根本因素就是鑒別釋放源和確定釋放源的等級。(1)釋放源鑒別環(huán)己烷儲罐可能釋放源有:人孔、進(jìn)料口、出料口、取樣口、放空口、排污口、安全閥以及壓力表和液位計(jì)的連接口。當(dāng)儲罐發(fā)生故障時(如壓力過大),一般情況下會首先由安全閥泄放,故以下在考慮釋放源和通風(fēng)計(jì)算時以安全閥為主。(2)釋放源等級確定:內(nèi)浮頂罐在正常運(yùn)行時,幾乎沒有任何“呼吸”損失,預(yù)計(jì)不可能釋放環(huán)己烷蒸汽,如果釋放也僅是偶爾和短期釋放的釋放源。根據(jù)危險場所分類標(biāo)準(zhǔn)GB3836.14-2000, 2級釋放源有a)設(shè)備正常運(yùn)行時,預(yù)計(jì)可燃性物質(zhì)不會釋放的泵,壓縮機(jī)和閥門處;b)在正常運(yùn)
50、行時,預(yù)計(jì)可燃性物質(zhì)不會釋放的法蘭、連接件和管道配件處;c)在正常運(yùn)行時,預(yù)計(jì)可燃性物質(zhì)不會釋放的取樣處;d)在正常運(yùn)行時,預(yù)計(jì)可燃性物質(zhì)不會釋放到大氣中的泄壓閥、排氣口和其他孔。由此可知,環(huán)己烷儲罐上的釋放源屬于二級釋放源。5.3.2 通風(fēng)通風(fēng),即空氣流動,使新鮮空氣置換釋放源周圍的大氣以促進(jìn)可燃性氣體逸散。通風(fēng)速率適當(dāng),也能避免爆炸性氣體環(huán)境的持久性,影響區(qū)域類型。1.通風(fēng)類型兩種主要通風(fēng)類型:a)自然通風(fēng);b)人工通風(fēng),整體或局部通風(fēng)。由于儲罐區(qū)為露天場所,通風(fēng)類型為自然通風(fēng)。2.通風(fēng)等級計(jì)算釋放特性: 可燃性物質(zhì):環(huán)己烷; 釋放源:安全閥故障; 釋放等級:2級 爆炸下限(LEL):1.
51、2%(體積比); 濃度初始值:100%(體積比)安全系數(shù):K =0. 5; 釋放速率(dG/dt)max:1kg/s通風(fēng)特性:露天場所,自然通風(fēng) 換氣次數(shù): C=0.012次/s 通風(fēng)質(zhì)量系數(shù):f =2環(huán)境溫度: T 取20(293K); 溫度系數(shù)(T/293K): 1 (5-1)新鮮空氣最小體積流動速率: (5-2)假設(shè)體積Vz值: (5-3)持續(xù)時間: (5-4)結(jié)論:假設(shè)體積Vz很大,但可以控制,而且不會持續(xù)久。相對釋放源,通風(fēng)等級可視作中級。3.通風(fēng)的有效性自然通風(fēng):對戶外場所,一般情況下,判斷通風(fēng)條件應(yīng)以假設(shè)最小風(fēng)速為0.5m/s為基礎(chǔ),且連續(xù)地存在。這種情況下,通風(fēng)的有效性應(yīng)被看作是“良好”。5.3.3 區(qū)域等級確定 根據(jù)危險場所分類標(biāo)準(zhǔn)爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備(GB3836.14-2000),通風(fēng)對區(qū)域類型的影響表5-1:表5-1 通風(fēng)對區(qū)域類型的影響通風(fēng)釋放源等級等級高中低有效性良好一般差良好一般差良好、一般或差連續(xù)級(0區(qū)NE)非危險(0區(qū)NE)2區(qū)(0區(qū)NE)1區(qū)0區(qū)0區(qū)+2區(qū)0區(qū)+1區(qū)0區(qū)1級(0區(qū)NE)非危險(1區(qū)NE)2區(qū)(0區(qū)NE)2區(qū)1區(qū)1區(qū)+2區(qū)1區(qū)+2區(qū)1區(qū)或0區(qū)2級(2區(qū)NE)非危險(2區(qū)NE)非危險2區(qū)2區(qū)2區(qū)2區(qū)1區(qū)至0區(qū)1)0區(qū)NE
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