化工安全設(shè)計

化工安全設(shè)計第三章化工安全設(shè)計一、概述化學(xué)工業(yè)與煉鋼、造船、機械、電氣設(shè)備制造等工業(yè)相比，由于大量使用可燃性或有毒性的物質(zhì)，所以由這些物質(zhì)引起的火災(zāi)、爆炸或中毒的危急性很大。另外，隨著設(shè)備本身的大型化、處理量明顯增大，其操作也是在危急的反響和高溫、高壓等苛刻條件下進行的。由于裝置規(guī)模大，操作條件苛刻，一旦發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故，其災(zāi)難的涉及范圍也就大的多，而且增加消防滅火的困難，造成企業(yè)和社會的災(zāi)難。所以，對化工裝置來說，安全設(shè)計比什么都重要。執(zhí)行嚴格的強制性安全生產(chǎn)法令、法規(guī)、標(biāo)準、標(biāo)準、規(guī)程，在化工裝置的設(shè)計中是不行少的，不符合規(guī)定技術(shù)標(biāo)準的化工裝置不準投入使用。二、工藝的本質(zhì)安全設(shè)計化工裝置的安全設(shè)計，以系統(tǒng)科學(xué)的分析為根底，定性、定量地考慮裝置的危急性，同時以過去的事故等所供給的教訓(xùn)和資料來考慮安全措施，以防再次發(fā)生類似事故。化工裝置安全以設(shè)備和工藝設(shè)計為主，再要依靠工藝和設(shè)備的正確運轉(zhuǎn)和適當(dāng)?shù)木S護治理，才能把事故降低到最低。安全設(shè)計根本的原則可以歸納如下三點：1、工藝的安全性、工藝必需實現(xiàn)以下三項可行性爭論：〔1〕設(shè)計條件和設(shè)計內(nèi)容確定是在系統(tǒng)危急分析，事故模型與機理爭論根底上進展的，在設(shè)計條件下能安全運轉(zhuǎn)?！?〕承受現(xiàn)代安全技術(shù)措施和掌握技術(shù)，實現(xiàn)過程的自適應(yīng)性和調(diào)控作用，即使多少有些偏離設(shè)計條件也能將其安全處理并恢復(fù)到原來的條件?！?〕確定安全的啟動和停車系統(tǒng)。因此，必需評價化工工藝所具有的各種潛在危急性，爭論排解這些危急性或加以限制?；ぱb置有很多工藝組成，還要考慮各操作的相互影響，以到達整個工藝過程的安全化。2、防止運轉(zhuǎn)中的事故、應(yīng)盡力防止由運轉(zhuǎn)中所發(fā)生的事故而引起的次生災(zāi)難。事故的對象有廢物的處理，停頓供給動力，混入雜質(zhì)，誤操作，發(fā)生特別狀態(tài)，還有其他外因等。3、防止擴大受災(zāi)范圍、萬一發(fā)生爆炸毒物泄漏災(zāi)難，應(yīng)防止災(zāi)難擴大，把災(zāi)難局限在某一范圍內(nèi)?？紤]到工廠廠址、化工裝置的特別性，企業(yè)內(nèi)組織的不同及其他狀況，必需具體問題具體分析，補充必要的事項。三、安全設(shè)計過程關(guān)于安全設(shè)計，需在這些設(shè)計的各個過程，事前充分審查與各個設(shè)計有關(guān)的安全性制定必要的安全措施。另外，通常在設(shè)計階段中，各技術(shù)專業(yè)也要同時進展?fàn)幷?，對安全設(shè)計肯定要進展特別慎重的審查，完全去除考慮不到和缺陷之處。一般安全設(shè)計包括以下十三項內(nèi)容：1、裝置構(gòu)造與材料的安全設(shè)計、裝置、設(shè)備的構(gòu)造本身固然應(yīng)具有能充分承受各種操作條件的材料，構(gòu)造強度其要點如下：使用的材料應(yīng)考慮工藝流體、流速、溫度、壓力以及流體反響特性和腐蝕特性等各種因素，選擇滿足耐腐蝕性，滿足強度要求以及可加工性〔特別是可焊性、機械加工性〕的材料。2、過程安全裝置設(shè)計、化學(xué)裝置中為了適應(yīng)處理不同的各種物料及壓力和溫度對根本操作條件下的偏離，使裝置也可正常運行，所以在安全上需設(shè)置：〔1〕使特別狀態(tài)恢復(fù)成正常狀態(tài)而保持在最正確條件的壓力掌握裝置?！?〕其變化明顯偏離正常狀態(tài)有可能導(dǎo)致危急時為避開發(fā)生危急的穩(wěn)定裝置?！?〕特別狀態(tài)進一步進展時的緊急掌握裝置。壓力裝置有兩種：〔1〕快速將過壓排出系統(tǒng)外的泄壓裝置。種類有：安全閥、放泄閥、排泄閥、防爆板、通風(fēng)管?！?〕在超過肯定壓力時自動削減設(shè)備內(nèi)的氣體流入量的掌握壓力裝置。穩(wěn)壓裝置：能將某種程度的變化恢復(fù)到正常狀態(tài)，使工藝過程保持最正確條件的裝置。有兩種：〔1〕反響掌握劑注入裝置，應(yīng)使用各個反響有抑制效果的反響掌握劑?！?〕冷卻裝置。緊急掌握裝置：指用上述兩種都不能掌握，承受報警和連鎖并用自動或手動進展動作的掌握裝置組成?！?〕報警裝置：是快速顯示發(fā)生特別現(xiàn)象及狀態(tài)的裝置，安裝在要對工藝參數(shù)的特別變化進展報警裝置上，特別是需要對安全有關(guān)的工藝參數(shù)進展檢測報警裝置上?！?〕緊急掌握裝置有以下七種：A、緊急迫斷動力的裝置。B、緊急停頓流入流體的裝置。C、使流體旁通的緊急處理裝置〔三通閥〕。D、將流體緊急排放到系統(tǒng)外的裝置〔放空管線、燃燒油、排泄池〕。E、緊急冷卻裝置。F、緊急送入惰性氣體裝置。G、緊急送入反響掌握劑裝置等。3、引燃、引爆能量的安全設(shè)計、引燃、化工裝置區(qū)，存留易燃、易爆氣體、液體，萬一泄漏，有能量就極易發(fā)生事故。所以設(shè)計時，特別安全設(shè)計有可能產(chǎn)生引燃、引爆裝置。常見的引燃、引爆能量有以下幾種：〔1〕裝置內(nèi)火源〔加熱爐、鍋爐、煙囪、高溫的暴露配管等高溫物體、機械的撞擊、摩擦、絕熱壓縮能等〕?！?〕電氣能量?！?〕操作中所發(fā)生的靜電?！?〕雷電。雜散電流。〔6〕施工用火〔焊接及切割、砂輪機的火花、內(nèi)燃機、焊槍等〕?！?〕吸煙等。針對以上的安全設(shè)計：〔1〕裝置內(nèi)的火源，最重要的是使其配置適當(dāng)，應(yīng)依據(jù)需要將設(shè)備本身制成易燃性氣體和蒸氣難以進入設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造，而且，作為關(guān)心手段應(yīng)設(shè)置緊急送入惰性氣體的裝置。〔2〕電氣設(shè)備：一般按技術(shù)標(biāo)準，按各種場合分類為：耐壓防爆構(gòu)造；油浸防爆構(gòu)造；充氣防爆構(gòu)造；增安防爆構(gòu)造；本安防爆構(gòu)造。防靜電措施：靜電產(chǎn)生：是在運轉(zhuǎn)、操作時產(chǎn)生的。液體在配管中流淌時，由于摩擦而產(chǎn)生靜電，由液體本身輸送電荷而產(chǎn)生流動電流。液體的固有電阻越大產(chǎn)生靜電越多，一般認為在1010-1015歐姆的液體中會產(chǎn)生危急的靜電，在1013歐姆時最危急。在1010歐姆以下，可視為無靜電荷積聚。產(chǎn)生電流大小與液體流速的1.75次方成正比。防止措施：接地，接地電阻通常為 10歐姆以下〔易導(dǎo)入大地〕；安全流速1m/s以下〔不會聚攏〕；環(huán)境濕度65-75%〔集中到大氣中〕。雷雨雷雨是大氣中產(chǎn)生的一種靜電，雷擊所產(chǎn)生的最高溫度瞬時可達10000℃，壓力最大可達100atm左右,具有極大破壞性。防止措施：用導(dǎo)體接地。高度超過20m構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)置避雷針，但對良好導(dǎo)體塔、罐只接地即可。雜散電流產(chǎn)生緣由：電氣設(shè)備雖絕緣，但極微量電流流入構(gòu)筑物或大地中，構(gòu)筑物和大地接觸大時，產(chǎn)生較高電壓，產(chǎn)生電火花。防止措施：用導(dǎo)體接地。所以在化工廠整個廠區(qū)，無論構(gòu)筑物、設(shè)備、貯罐、管線等連成一網(wǎng)，全接地。4、危急物處理安全設(shè)計、“三廢”也稱工業(yè)垃圾，也有毒害，必需在運轉(zhuǎn)時進展安全處理?！?〕排放設(shè)備是在運轉(zhuǎn)、停車或緊急停車時，為了安全并快速地排放裝置排出的廢氣或內(nèi)部溶液及其蒸氣而設(shè)置的的設(shè)備。具體有：A、廢氣處理設(shè)備，用于排放氣體和高揮發(fā)性液體的蒸氣。如火炬系統(tǒng)、排氣管道等。B、液體抽出設(shè)備，用于抽出可凝蒸氣和熱油進展冷卻后送往不合格石油產(chǎn)品罐?！?〕排水管和放空管將對反響有影響的水和蒸氣排出系統(tǒng)外，使系統(tǒng)不會引發(fā)突沸和爆炸。廢水、廢液處理設(shè)備的兩個系統(tǒng)：〔1〕含油污水處理系統(tǒng)用于收集排水時排出的含油污水，做成密封構(gòu)造設(shè)置底下，有些地方設(shè)置截流井及防爆式疏水器，末端設(shè)置油水分別器和擋油池，將油份完全分離，回收后排放清水。為密封構(gòu)造。2〕排水系統(tǒng)用于收集冷卻用水的排放，蒸氣疏水器產(chǎn)生的冷凝水以及雨水，為開式構(gòu)造。5、電力及動力系統(tǒng)安全設(shè)計、防止運轉(zhuǎn)時，意外停頓供給電力、儀表風(fēng)、蒸汽、惰性氣體、消防用水等動力源。安全的供電系統(tǒng)及自動切換系統(tǒng)。如市電雙回路、自備電、蓄電池等。6、防止誤操作的安全設(shè)計、削減人為失誤帶來災(zāi)難。承受全自動和安全自鎖裝置最好，但實現(xiàn)困難，可以用以下方法：〔1〕程序掌握裝置，只能用正確指令才有效?！?〕聯(lián)鎖機構(gòu)。〔3〕聯(lián)動機構(gòu)。〔4〕配置閥門標(biāo)志清楚，開閉狀態(tài)明確。〔5〕設(shè)備的人機接口和四周的照明等環(huán)境條件應(yīng)安全。7、防止意外事故破壞或擴展的安全設(shè)計、〔1〕防雷擊、地震、洪水等自然災(zāi)難。〔2〕防汽車、火車等沖撞的防護措施。8、平面布置的安全設(shè)計〔1〕廠區(qū)的安全布置各功能區(qū)的劃分。〔2〕廠外的設(shè)施安全布置安全距離。安全距離生產(chǎn)、儲存易燃易爆危急物品的化工企業(yè)必需設(shè)置在城市的邊緣或相對獨立的安全地帶，不得設(shè)置在人員密集的公共場所四周或居民區(qū)內(nèi)?；て髽I(yè)選址應(yīng)符合以下規(guī)定：(一)化工企業(yè)與廠外鐵路線(中心線)的防火間距不應(yīng)小于30米，與廠內(nèi)鐵路線不應(yīng)小于20米。(二)化工企業(yè)與廠外道路(路邊)的防火間距不應(yīng)小于16米，與廠內(nèi)主要道105甲類化工企業(yè)的廠房，甲、乙類液體儲罐與電力架空線的最近水平距離不應(yīng)小于電桿(塔)高度的1.5倍，丙類液體儲罐不應(yīng)小于1.2倍。嚴禁在潛在危害食水衛(wèi)生或者防洪安全地帶設(shè)置化工企業(yè)?；て髽I(yè)應(yīng)有進出廠區(qū)的消防車道，消防車道寬不應(yīng)小于3．5米，凈空高度不4甲、乙類化工企業(yè)的廠房和倉庫的建筑構(gòu)造應(yīng)為一、二級耐火等級，不得來用鋼構(gòu)造和星鐵蓋頂?；て髽I(yè)的廠房、倉庫的耐火等級、層數(shù)和占地面積，按《建筑設(shè)計防火標(biāo)準》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行(見附件二)。企業(yè)內(nèi)防火間距化工企業(yè)的生產(chǎn)車間、原料倉庫、成品倉庫、可燃液體儲罐、配電間、明火加熱爐、生活區(qū)及辦公場所等要分開單獨設(shè)置；且應(yīng)符合以下防火間距：(一)一、二級耐火等級甲類廠房之間及其與一、二級耐火等級的其他廠房之間的防火間距不應(yīng)小于12米。與戊類廠房之間的8(二)相鄰兩座甲類廠房較高一面的外墻為防火墻時，其防火間距不應(yīng)小于4米。(三)兩座一、二級耐火等級的甲、乙類廠房與相鄰較高一面外培的門窗等開口部位設(shè)有防火門窗或防火卷簾和水幕時，其防火間距不應(yīng)小于6米。(四)兩座一、二級耐火等級的甲、乙類廠房與相鄰較低一面外培為防火墻，且較低一座廠房的屋頂耐火極限不低于 1小時，其防火間距不應(yīng)小于6米。(五)甲、乙類廠房與民用建筑之間的防火間距不應(yīng)小于25米，甲類廠房與明火或散發(fā)30甲、乙類化工企業(yè)的廠房、倉庫的地面應(yīng)承受不產(chǎn)生火花的材料鋪成。甲、乙類液體儲罐宜承受地埋式設(shè)置，且儲罐之間的防火間距不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的0.4倍。地上式甲、乙類液體儲罐之間的防火間距不應(yīng)少于相鄰較大儲罐直徑的0.75倍，丙類液體儲罐不應(yīng)少0.4甲、乙類化工企業(yè)廠房的安全出口數(shù)目不應(yīng)少于兩個，其冷寬度不應(yīng)少于0．9米，疏散走道的寬度不宜少于1.4米，安全疏散距離按《建筑設(shè)計防火標(biāo)準》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。甲、乙類化工企業(yè)的廠房應(yīng)自然通風(fēng)良好，或設(shè)置機械排氣裝置。甲、乙類化工企業(yè)的廠房應(yīng)設(shè)置足夠的門、窗等作為泄壓面積，其泄壓面積的比值(平方米／立方米)0.05～0.22建筑物的耐火等級耐火等級是依據(jù)有關(guān)標(biāo)準或標(biāo)準的規(guī)定，建筑物或建筑構(gòu)件、配件、材料所應(yīng)到達的耐火性分級。它是衡量建筑物耐火程度的標(biāo)準。依據(jù)我國國家標(biāo)準《建筑設(shè)計防火標(biāo)準》，建筑物的耐火等級分為四級。建筑物的耐火等級是由建筑構(gòu)件〔梁、柱、樓板、墻等〕的燃燒性能和耐火極限打算的。一級耐火等級建筑是鋼筋混凝土構(gòu)造或磚墻與鋼混凝土構(gòu)造組成的混合構(gòu)造；二級耐火等級建筑是鋼構(gòu)造屋架、鋼筋混凝土柱或磚墻組成的混合構(gòu)造；三級耐火等級建筑物是木屋頂和磚墻組成的磚木構(gòu)造；四級耐火等級是木屋頂、難燃燒體墻壁組成的可燃構(gòu)造。甲、乙類物品廠房的耐火等級只能為一、二級，制止設(shè)在地下室、半地下室。甲類物品生產(chǎn)廠房應(yīng)承受單層，其最大允許建筑面積為4000平方米，超出了這個面積就要實行防火分隔措施；甲類物品倉庫的耐火等級只能為一、二級，最多允許一層。甲、乙類物品制止存放在地下室、半地下室內(nèi)。這些規(guī)定是設(shè)計部門要執(zhí)行的。經(jīng)營、存放和使用甲、乙類物品的商店、作坊和貯存間，嚴禁設(shè)置在民用建筑內(nèi)；《建規(guī)》5.1.13條規(guī)定，“地下商店不應(yīng)經(jīng)營和儲存火災(zāi)危急性為甲、乙類儲存物品屬性的商品”。因此，安監(jiān)部門在辦理?；方?jīng)營許可證過程中，要把這兩點作為高壓線，嚴格把好審批關(guān)。9、耐火構(gòu)造安全設(shè)計、鋼材〔SS41〕如到達550℃，其屈服點就會降低到常溫時一半左右，從而發(fā)生變形破壞。假設(shè)到達1400-1500℃就會熔化。一般水泥制成的混泥土構(gòu)造在1000℃以下不熔化，其熱導(dǎo)率是鋼材的1/20—1/15，熱膨脹也少，其本身就是耐火構(gòu)造。10、防止火災(zāi)集中及爆炸擴展的安全設(shè)計、〔1〕防火門、防火墻為了防止火災(zāi)集中而設(shè)計的?！?〕防爆墻及保護墻不僅能減輕爆炸沖擊波壓力，還有遮擋爆炸產(chǎn)生的飛散物或爆炸火焰而保護四周設(shè)施效果?！?〕爆炸抑制裝置防爆放空及泄漏構(gòu)造。該裝置是抑制爆炸現(xiàn)象或泄放爆炸沖擊波的壓力，使其到達減弱爆炸力的裝置?！?〕阻爆裝置是防止爆炸通過配管轉(zhuǎn)播使受害面擴大的裝置。防火門、防火窗應(yīng)劃分為甲、乙、丙三級，其耐火極限：甲級應(yīng)為1.20h；乙級應(yīng)為0.90h；丙級應(yīng)為0.60h房間與中庭回廊相通的門、窗、應(yīng)設(shè)自行關(guān)閉的乙級防火門、窗。防火門在隔離活情的根底上還可以應(yīng)急逃命的作用,所謂的耐火極限只是保證門體的完整性，也就是可以保證正常開啟。防火門應(yīng)為向疏散方向開啟的平開門，就是人是推開門面對安全通道方向，并在關(guān)閉后應(yīng)能從任何一側(cè)手動開啟。用于疏散的走道、樓梯間和前室的防火門，應(yīng)具有自行關(guān)閉的功能。雙扇和多扇防火門，還應(yīng)具有按挨次關(guān)閉的功能。常開的防火門，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，應(yīng)具